مقدمه

این سند راهنمای مرجع فنی سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی (HEC-HMS) است. این برنامه محصولی از برنامه تحقیق و توسعه مهندسان ارتش ایالات متحده است و توسط مرکز مهندسی هیدرولوژیک (HEC) تهیه شده است. این برنامه فرآیندهای مسیریابی رواناب و جریان مسیریابی کانال، طبیعی و کنترل شده را شبیه سازی می کند. این برنامه جانشین و جایگزین برای بسته بندی Flood Hydrograph HEC-1 - USACE، 1998 و برای نسخه های مختلف تخصصی HEC-1 است. این برنامه قابلیت های HEC-1 را بهبود می بخشد و قابلیت های دیگری را برای مدل سازی توزیع شده، شبیه سازی مداوم و تحلیل سیل های داخلی فراهم می کند.

این کتابچه راهنمای مرجع فنی روشهای مختلف موجود در برنامه را توضیح می دهد، به عنوان مثال روش از دست دادن گرین آمپت. توسعه الگوریتم ریاضی اساسی هر روش ارائه شده است. اطلاعات و راهنمایی هایی برای کمک به کاربر در انتخاب روشی برای کاربرد و برآورد پارامترها ارائه شده است. جزئیات بیشتر در مورد راه حل الگوریتم نیز ارائه شده است.

این ارائه برای یک مهندس یا دانشمند است که هیدرولوژی را در یک دوره در سطح دانشگاه مطالعه کرده است. بنابراین، نمونه هایی از روش های متداول ارائه نشده است. چنین اطلاعاتی را می توان با مشورت متون و مجلات موجود یافت. از طرف دیگر، نمونه هایی از محاسبات مربوط به مدل های جدید یا غیر معمول در برنامه گنجانده شده است.

بررسی اجمالی برنامه

برای شبیه سازی مسیریابی بارش-رواناب، برنامه اجزای زیر را ارائه می دهد:

• روش های بارش که می تواند یک رویداد بارش باران مشاهده شده (تاریخی)، یک واقعه بارش فرضی مبتنی بر فرکانس، یا رویدادی را نشان دهد که میزان بالایی بارش را در یک مکان معین نشان می دهد.
• روش های ذوب برف که می تواند بارش را به بارش باران و بارش برف تقسیم کند و باعث انباشت و ذوب برف می شود. وقتی از روش برف استفاده نمی شود، فرض می شود که همه بارش باران باشد.
• روش تبخیر و تعرق که در شبیه سازی مداوم برای محاسبه مقدار آب خاک نفوذ یافته ای که از طریق تبخیر و استفاده گیاه از آن به جو منتقل می شود، استفاده می شود.
• روش های از دست دادن که می تواند میزان بارش هایی را که از سطح زمین به خاک نفوذ می کند تخمین می زند. با دلالت، بارش هایی که نفوذ نمی کنند، رواناب سطح می شوند.
• رواناب مستقیم، جریان آب، ذخیره سازی و اتلاف انرژی در هنگام عبور آب از یک حوضه آبریز و مجاری جریان را توصیف می کند. اینها معمولاً به روش تبدیل تبدیل نامیده می شوند زیرا "تبدیل" بارش غیرقابل تغییر"به جریان خروجی آبریز" تبدیل می شود.
• روش های پایه جریان که مقدار آب نفوذ شده به کانال را تخمین می زنند. برخی از روش های موجود، جرم را از طریق فرآیند نفوذ برای جریان شکل نگهداری می کنند. سایرین همان خصوصیات محافظتی ندارند.
• روشهای مسیریابی هیدرولوژیکی که در هنگام جابجایی آب از طریق کانال های جریان، ذخیره و انرژی را به خود اختصاص می دهند.
• مدل هایی از تلاقی های طبیعی (اتصالات) و شکاف ها (انحراف ها).
• مدل های اقدامات کنترل آب، از جمله انحراف ها و مخازن.

این روش ها مشابه گزینه های موجود در HEC-1 است. روشهای مهمی که در HEC-1 گنجانده نشده است شامل موارد زیر است:

• یک مدل تبدیل توزیع شده برای استفاده با داده های بارش توزیع شده، مانند داده های موجود از رادار هوا.
• یک مدل یک لایه و پیچیده تر از پنج لایه رطوبت خاک برای استفاده در شبیه سازی مداوم. می توان از آنها برای شبیه سازی پاسخ بلند مدت آبخیز به مرطوب و خشک شدن استفاده کرد.

این برنامه همچنین شامل تعدادی ابزار برای کمک به پردازش داده های پارامتر و نتایج محاسبه شده، از جمله:

• با توجه به مشاهدات شرایط هیدروسنجی، یک ابزار کالیبراسیون خودکار است که می تواند برای تخمین مقادیر پارامتر و شرایط اولیه برای اکثر روشها استفاده شود.
• یک ابزار تجزیه و تحلیل برای کمک به توسعه منحنی های فرکانس در سراسر حوضه آبریز بر اساس طوفان هایی با احتمال فراتر از وابستگی.
• پیوندهایی به سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی که امکان ذخیره داده، بازیابی و اتصال با سایر ابزارهای تحلیل در دسترس از HEC و منابع دیگر را نیز فراهم می آورد نیز درج شده است.

سازماندهی این دفترچه راهنما

لیست زیر نحوه سازماندهی این دفترچه را نشان می دهد. فصل های 4-8 و 10 معادلات روش های مختلف را ارائه می دهد، شرایط معادلات تشکیل دهنده الگوریتم اساسی را تعریف می کند و تکنیک های راه حل مورد استفاده در برنامه را توضیح می دهد. علاوه بر این، پارامترهای روش ها و تکنیک های تخمین مقادیر پارامتر نیز شرح داده شده است.

به دلیل اهمیت کالیبراسیون مدل، فصل 9 ویژگی کالیبراسیون خودکار برنامه را با جزئیات توضیح می دهد. این می تواند برای تخمین پارامترهای مدل با اندازه گیری میزان بارش و جریان استفاده شود.

خلاصه مطالب دفترچه راهنمای مرجع فنی HEC-HMS.

1- مقدمه: نمای کلی از برنامه و راهنمای مرجع فنی را ارائه می دهد.

2- آغازگر روی مدل ها:داصطلاحاتی را که در طول کتابچه به کار رفته است تعریف می کند و مفاهیم و مؤلفه های اساسی یا برنامه را توصیف می کند.

3- مؤلفه های برنامه: توصیف می کند که چگونه فرآیندهای هیدرولوژیکی نمایش داده می شوند و روش هایی که در برنامه گنجانده شده است را شناسایی می کند.

4- ته نشینی: هر نوع رویداد بارش را که ممکن است مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد، فرم داده ها را برای هر یک توصیف می کند و الگوریتم های پردازش بارش را ارائه می دهد.

5- تجمع برف و ذوب شدن: فرآیندهای کار در یک بسته برفی را خلاصه می کند و روش های شامل شبیه سازی ذوب برف را شرح می دهد.

6- تبخیر و تعرق: فرآیندهای تبخیر و تعرق را توصیف می کند و نحوه مدل سازی آنها در برنامه را توصیف می کند.

7- حجم نفوذ و رواناب: با توجه به میزان بارش، روشهایی را که برای تخمین حجم رواناب درج شده است خلاصه می کند.

8- رواناب سطحی: با توجه به حجم رواناب، روشهای موجود برای محاسبه هیدروگرافهای رواناب را خلاصه می کند.

9- جریان پایه: روشهای در نظر گرفتن جریان زیر سطح را توصیف می کند.

10- جریان کانال: روشهای جایگزین برای جریان کانال باز را که در دسترس است توصیف می کند و راهنمای استفاده را ارائه می دهد.

11- امکانات کنترل آب: عناصر انحرافی و مخزن را توصیف می کند.

12- تخمین پارامتر خودکار: توضیح می دهد که چگونه پارامترها ممکن است با داده های بارش تاریخی و رواناب کالیبره شوند.

ویدیو فارسی آموزش مدل بارش-رواناب HEC-HMS

کتاب مهندسی آب - بسته جامع هیدرولوژی

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح