Developing flood mitigation measures for Baledwayne city, Somalia, by using the HEC-RAS model

Abstract

This study covers the investigation of the flood mitigation measures required to protect the city of Baledwayne, which is located in the Hiran region of Somalia and has been subject to frequent floods recently. In the HEC-HMS model, the precipitation data measured in 2019 and DEM at the Baledwayne and Bulo-Burti stations of the Hiran region were used as input. The observed discharge in the Shabelle river in 2019 of both stations was imported into the model to compare the simulated rainfall-runoff hydrographs. The rainfall-runoff hydrographs of 2019 were simulated with the HEC-HMS model using these parameters, SCS Curve Number for analyzing runoff volume, Snyder Unit Hydrograph for estimating direct runoffs, and Constant Monthly for calculating the baseflow and Muskingum for channel routing. The outflow hydrographs at both stations were successfully simulated. With the 1D&2D HEC-RAS model, flood maps were generated using various alternatives to protect the study area from floods of Q500 flow rate with a return interval of 500 years. The Deyr 2019 flood event was used for the calibration of the model. The model determined the flood extent and depth of this flood event by changing the roughness coefficient at specific intervals. Various flood mitigation measures have been investigated after calibration. It has been found that the best protection can be achieved by the combination of these four flood mitigation measures: (1) rehabilitation of the Warabole diversion channel, (2) construction of detention ponds at the upstream of the floodplain, (3) levees along both sides of the river and (4) improvement of the river.

Bu çalışma, Somali’nin Hiran bölgesinde bulunan ve son zamanlarda sıkça taşkınlara maruz kalan Baledwayne şehrinin taşkınlardan korunması için gereken önlemlerin araştırılmasını kapsamaktadır. HEC-HMS modelinde Hiran bölgesinin DEM ve Baledwayne ve Bulo-Burti istasyonlarında 2019’da ölçülen yağış verileri girdi olarak kullanılmıştır. Shabelle nehrinde 2019’da ölçülen debi, yağış-akış simülasyonu için, modele yüklenmiştir. HEC-HMS modeli ile 2019 taşkın hidrografı simüle edilmiştir. SCS Ağri Numarası (SCS Curve Number) ile akış hacmi, Snyder Birim Hidrograf ile direk akış, Constant Monthly ile taban akımı, ve Muskingum yöntemi taşkın öteleme hesaplanmıştır. Her iki istasyondaki debi hidrograflarının başarıyla simülasyonu gerçekleştirilmiştir. 1D&2D HEC-RAS modeli ile, dönüş aralığı 500 yıl olan Q500 debi için, çalışma alanını taşkınlardan koruyabilecek çeşitli alternatifler üzerine taşkın haritaları çıkartılmıştır. Modelin kalibrasyonu için Deyr2019 taşkın olayı kullanılmıştır. Bu taşkın olayının kapladığı alan, pürüzlülük katsayısının belli aralıklarda değiştirilmesiyle, model ile üretilmeye çalışılmış ve başarılmıştır. Kalibrasyondan sonra çeşitli taşkın koruma yöntemleri araştırılmıştır. En iyi korumanın dört farklı yöntemin birlikte kullanılmasıyla olabileceği gösterilmiştir: (1) Warabole derivasyon kanalı, (2) taşkın alanı yukarısında sel kapanları, (3) nenrin her iki yakasında nehir boyunca seddeler, ve (4) nehir restorasyonu.