در پروژه‌ای برای شبیه‌سازی سیلاب در یکی از حوضه‌های آبریز منطقه Yingcheng در Xiaogan، جنوب چین، یک چالش خاص مشاهده شد: روند افزایش شدت جریان‌های سیلابی رودخانه. این منطقه که با تشکیلات متراکم کارستی و کوه‌های مخروطی شکل (sugarloaf mountains) شناخته می‌شود، هنگام بارش‌های سنگین، مخازن زیرزمینی و حفره‌های متعدد آن به حالت اشباع می‌رسند. این موضوع به تخلیه غیرفرآیندی آب از این مناطق منجر می‌شود. به همین دلیل، اگر در چنین شرایطی یک رویداد بارشی دیگر رخ دهد، جریان آب در مسیر پایین‌دست تشدید می‌شود. این وضعیت می‌تواند حجم آب را، به‌ویژه در مناطقی مانند شهرستان پینگل (Pingle County)، به طور قابل توجهی افزایش دهد.

در پروژه‌ای که در منطقه نیوفاندلند در شرق کانادا انجام شد، این منطقه به دلیل ویژگی‌های فیزیوگرافی خاص خود، شامل زمین‌های نسبتاً مسطح، مورد تحلیل قرار گرفت. هدف اصلی، بررسی زمان‌بندی و توزیع رویدادهای شدید سیلاب در شبکه‌ای از آبراه‌ها، زمین‌های یخ‌زده، دریاچه‌ها و سدهای مخزنی بود. برای این منظور، مدلی بر اساس رویدادها در محیط HEC-HMS توسعه یافت. این مدل تمام عواملی که بر جریان تأثیر می‌گذارند را شامل می‌شد، از جمله تغییرات دما که بر ذوب برف تأثیر دارند، معادلات ذخیره‌سازی، دینامیک ورودی و خروجی سدهای مخزنی، جزئیات ساختاری سرریزها و دروازه‌های مخازن، تأخیر در مسیر جریان سیلاب، گستردگی انتشار سیلاب و اتلاف آب در حوضه‌های آبریز.

در زمینه هیدرولوژی آب سطحی، موضوعات متعددی وجود دارند که می‌توانند برای نوشتن مقاله علمی بسیار مناسب و جذاب باشند. این موضوعات به تحلیل و مدل‌سازی رفتار آب‌های سطحی، مدیریت منابع آب، تأثیرات تغییرات اقلیمی و مسائل زیست‌محیطی می‌پردازند. در زیر به برخی از بهترین موضوعات در این حوزه اشاره شده است:

پیش بینی جریان آب ورودی به یک سد چه پیچیدگی هایی دارد و به چه پارامترهایی وابسته است؟ در مجموع، پیش‌بینی جریان آب ورودی به سد یک ابزار مهم برای مدیریت منابع آب، کنترل سیل، تولید برق‌آبی، تضمین ایمنی سد و توسعه پایدار منطقه است. پیش‌بینی جریان آب ورودی به سد یک فرایند پیچیده است که به عوامل مختلفی بستگی دارد. برخی از این پیچیدگی‌ها و پارامترهای وابسته عبارتند از:

سیل ویرانگر تابستان امسال در سراسر پاکستان منجر به کشته شدن بیش از 1400 نفر و زیر آب رفتن یک سوم کشور شده است. این سؤال را ایجاد می کند: کدام کشورها و جمعیت آنها در سراسر جهان در برابر خطر سیل آسیب پذیرتر هستند؟ این نقشه گرافیکی با استفاده از داده‌های یک مطالعه اخیر منتشر شده در نیچر، خطر سیل در سراسر جهان را ترسیم می‌کند و 1.81 میلیارد نفر را که مستقیماً در معرض سیل‌های 1 در 100 سال قرار دارند، نشان می‌دهد. این روش خطرات احتمالی ناشی از سیل داخلی و ساحلی را در نظر می گیرد.

این مقاله دقیقاً چگونگی ساخت هیدروگراف‌های NRSC را در استودیوی هیدرولوژی توضیح می‌دهد و امیدواریم درک بهتری از آنچه در پشت صحنه نرم‌افزار می‌گذرد به شما بدهد. اگر به دنبال روشی برای افزودن هیدروگراف های NRCS به مدل حوضه خود هستید، به جای آن از این صفحه دیدن کنید.

عنوان کلاس ها:

1- مطالعات فیزیوگرافی، تحلیل منطقه ای و مدل سازی سیلاب بر اساس پروژه کاربردی.

(نرم افزار GIS مدل های HMS و TUFLOW)

2- مطالعات آب زیرزمینی (مدل سازی کمی و کیفی) بر اساس پروژه کاربردی.

(محوریت مدل MODFLOW)

مدرس:

بهزاد سرهادی - مشاور شرکت مادر تخصصی مدیریت منابع آب ایران

تلفن تماس برای هماهنگی های بیشتر:

09190622992

WMS محصول قدرتمند شرکت Aquaveo نرم افزاری تخصصی در زمینه مدل‌سازی حوضه‌های آب‌خیز و منابع آب زیر زمینی بوده که توانسته است طیف کاملی از ابزارهای مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل منابع آبی را برای تمامی فازهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در یک محیط واحد ارائه دهد. این نرم افزار ابزارهای قدرتمندی برای مدل‌سازی فرایندهای خودکار شامل استخراج اتوماتیک حوزه آب‌خیز، محاسبه پارامترهای هندسی، محاسبه همپوشانی لایه‌ها در GIS، استخراج مقطع عرضی از داده‌های عوارض زمین و طراحی سیستم‌های لوله‌کشی مقابله با طوفان به مهندسین ارائه می‌کند.

این مجموعه داده - HYSOGs250m - نشان دهنده مجموعه داده های مشبک جهانی از شبکه های هیدرولوژیکی خاک (HSGs) با وضوح جغرافیایی 1/480 درجه اعشاری، مربوط به وضوح پیش بینی شده تقریبا 250 متر است. این داده ها برای پشتیبانی از مدل سازی رواناب شماره منحنی بر اساس USDA در مقیاس منطقه ای و قاره ای توسعه یافته است. طبقه بندی HSG ها از کلاس های بافت خاک و عمق تا سنگ بستر تهیه شده توسط سیستم غذایی و کشاورزی سازمان خاک و شبکه 250 متر است. یک فایل داده از گروههای هیدرولوژیکی خاک (HSGs) با وضوح 250 متر در قالب GeoTIFF با این مجموعه داده ارائه شده است. اسکریپت R مورد استفاده برای تولید مجموعه داده به عنوان یک فایل همراه است.

HEC-HMS توسط مجموعه ارتش ایالات متحده ساخته شده است. با این حال، نرم افزار توسعه یافته در مرکز مهندسی هایدرولوژیک هر زمان که لازم باشد در دسترس عموم قرار می گیرد. استفاده از آن محدودیت ندارد و افراد خارج از مجموعه مهندسان ارتش آمریکا ممکن است از این برنامه بدون هزینه استفاده کنند. HEC به کاربران غیر نظامی کمک یا پشتیبانی کاربر از این نرم افزار نمی دهد. بارگیری این نرم افزار نشان دهنده پذیرش کامل مسئولیت شما در استفاده از این برنامه است. لطفا برای اطلاعات بیشتر به سیاست توزیع مراجعه کنید.

3.8 مدل های آبریز اندازه متوسط

1.3.8. مدل های مخزن

با توجه به طرح کلی مدل های مخزن ارائه شده در شکل 10.8، تغییر در زمان آب موجود برای تشکیل رواناب با رعایت عملکرد یک سری مخازن که سعی در ذخیره سازی ذخیره آب در حوضه آبریز در سطوح مختلف دارند، اصلاح می شود. این مخازن مطابق با قوانین مختلف پیشنهاد شده توسط نظریه های پدیده های ضمنی در تشکیل رواناب، آب ذخیره شده را پر و آزاد می کنند. آب حاصل از بارندگی به عنوان رهگیری بر روی برگ های سایبان ذخیره می شود و در ادامه روی سطح آبریز که به عنوان مخزن اول تصور می شود، می افتد. مخزن سطح اول آب ذخیره شده در سطحی را که تبخیر از آن کم می شود، شبیه سازی می کند. با رسیدن به یک آستانه، آب جریان اولین مخزن با جریان آب سطحی به شبکه رودخانه رهاسازی می شود.

سیل طراحی جریان ورودی (IDF) شدیدترین سیل ورودی (اوج، حجم، شکل، مدت زمان، دوره) است که برای آن یک سد و امکانات مرتبط با آن طراحی شده است (CDA، 2007). در واقع IDF می تواند مستقیماً از جدول تعیین شود یا با ارزیابی شدیدترین سیل که بالاتر از آن هیچ گزینه بعدی وجود ندارد محاسبه گردد.

سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی HEC-HMS برای شبیه سازی فرآیندهای بارش-رواناب در سیستم حوضه های آبخیز شجری طراحی شده است. این مدل برای کاربرد در محدوده وسیعی از نواحی جغرافیایی جهت حل دامنه وسیعی از مسایل، شامل منابع آب و هیدرولوژی حوضه های بزرگ و رواناب و سیلاب حوضه های آبخیز طبیعی یا شهری کوچک، توسعه یافته است. 

اجرای HEC-HMS با Jython - از Jython می توان برای اجرای HMS، یک برنامه جاوا، به روشی "بدون سر" استفاده کرد. حداقل به HEC-HMS نیاز خواهید داشت. همچنین ممکن است اسکریپت خود را از طریق یک فایل دسته ای یا IDE اجرا کنید، در این صورت شما به یک نمونه از Jython نیاز خواهید داشت.

به طور کلی، گردش کار GIS استفاده از منوی GIS است که از بالای منو شروع می شود و به صورت پی در پی از طریق ابزار از بالا به پایین اجرا می شود. برای شروع ترسیم، ابتدا باید با وارد کردن یک مدل ارتفاع دیجیتال (DEM) یک شی داده زمین ایجاد شود. سپس، باید یک مدل حوضه ایجاد شود و داده های زمین به آن متصل شود. چندین مدل حوضه می تواند از همان شی داده زمین استفاده کند و خطوطی که تولید می شود محصولی از مدل حوضه است (نه داده های زمین). یک شی داده زمین در اصل ظرفی برای یک DEM است.

برای تبدیل ارتفاع آب (یا "ارتفاع"، که معمولاً به صورت متر بیان می شود) به حجم آب (یا "تخلیه"، که معمولاً به صورت متر مکعب در ثانیه بیان می شود)، باید رابطه ای بین آنها برقرار کنند. به این رابطه مرحله تخلیه، منحنی درجه بندی یا سنجه گفته می شود. با اندازه گیری مکرر تخلیه مستقیم در ایستگاه های پخش جریانی توسعه می یابد. در هیدرولوژی، منحنی سنجه نمودار تخلیه در مقابل سطح آب برای یک نقطه معین در یک جریان است، معمولاً در ایستگاههای اندازه گیری، جایی که تخلیه جریان از طریق کانال با یک متر جریان اندازه گیری می شود. اندازه گیری های زیادی از تخلیه در طیف وسیعی از مراحل جریان صورت می پذیرد. منحنی سنجه معمولاً به صورت تخلیه در محور x در مقابل ارتفاع (ارتفاع سطح آب) در محور y رسم می شود.

روش مسیریابی ماسکینگام، جریان آب را در کانالهای باز براساس معادله تداوم و رابطه ذخیره سازی ماسکینگام مدل سازی می کند. مسیریابی ماسکینگام تخلیه موجود در رودخانه یا مجرای کانال را با توجه به هیدروگراف ورودی در انتهای بالادست محاسبه می کند. در اصل روش ماسکینگوم یک مدل مسیریابی جریان هیدرولوژیکی با پارامترهای معین است که با استفاده از دو معادله تبدیل امواج تخلیه در بستر رودخانه را توصیف می کند. معادله اول معادله تداوم (حفظ جرم) و معادله دوم رابطه بین ذخیره، ورودی و خروجی (معادله ذخیره-دبی) است. این معادلات در محدوده دسترسی رودخانه بین دو مقطع رودخانه اعمال می شود. پارامترهای مدل را می توان با چندین روش تخمین زد.

Flike یک بسته تجزیه و تحلیل مقدار شدید است که احتمال وقایع سیل را بر اساس سوابق تاریخی محاسبه می کند. این برای تجزیه و تحلیل فرکانس سیل ایجاد شده است ، اما می تواند برای هر تجزیه و تحلیل مقدار شدید استفاده شود. Flike که توسط پروفسور جورج کوچرا از دانشکده مهندسی عمران دانشگاه نیوکاسل استرالیا تهیه شده است، با اصلاح عمده اخیر دستورالعمل های صنعت برای برآورد سیل مطابقت دارد، که در پیش نویس به روزرسانی باران و رواناب استرالیا (ARR) مستند شده است.

شکل 36: طرح کلی برای ارزیابی FRI

مفهوم اجرایی پروژه

روش توسعه یافته برای تعیین کمیت خسارات FRI در مورد یک پرونده در فرانسه به تفصیل مورد استفاده قرار گرفته است که نمونه آن از کاربرد FRI در مقیاس املاک قبلا نیز ارائه شده است. آزمایش این روش در شهرهای بارسلونا، هامبورگ، پکن و تایپه مورد مطالعه است. در اینجا پژوهش مهندسی با استفاده از روش توسعه یافته ارائه شده در این مطلب با داده های محلی و دانش مربوط به سیل شهری نتایج بارسلونا، هامبورگ، پکن و تایپه را به دست آورد.

هایتوگراف مخصوص کاربر

این برنامه شامل روش های متنوعی برای پردازش داده های بارش خام به یک شرح برای هر زیر محوطه است. با این وجود روش های زیادی برای پردازش داده های بارش وجود دارد که امکان پذیر نیست همه آنها را در برنامه بگنجانید. این روش به شما امکان می دهد داده های خود را پردازش کرده و یک شرح حال برای استفاده از برنامه تهیه کنید. همچنین ممکن است یک حوضه آبریز را به بسیاری از زیر حوضه ها تقسیم کنید تا استفاده از تنها یک دستگاه بارشی برای هر منطقه فرعی معقول باشد. در هر دو صورت، این برنامه هیچ گونه فرضی در مورد منبع داده های بارندگی ایجاد نمی کند، فقط از شرح حال در مورد هر زیر فرعی که توسط کاربر مشخص شده است استفاده می کند. تصویری در برنامه وارد می شود که گویی داده های gage است.

مفاهیم اساسی

بارش نیروی محرکه ای در تمام فرآیندهای هیدرولوژیکی است. به معنای دقیق، بارش شامل باران، برف، یخ و هر شکل دیگری از آب است که از جو خارج می شود و به سطح زمین می رسد. بدون بارندگی، هیچ نفوذی، تعرق، رواناب سطح، جریان، جریان کانال یا هر فرآیند هیدرولوژیکی دیگری وجود نخواهد داشت.

آیا بعد از اتمام پروژه خود در WMS، می خواهید پرونده های پروژه خود را با مشتری یا همکار خود به اشتراک بگذارید؟ هنگام انجام این کار، مهم است که تمام پرونده های مربوط به پروژه را برای آنها ارسال کنید. همه پرونده های پروژه باید در همان پوشه به اشتراک گذاشته شوند. در این مقاله به برخی از پرونده های مهم می پردازیم. مهمترین پرونده برای به اشتراک گذاری فایل پروژه WMS XMDF *. wms است. این پرونده حاوی عناصر بسیاری از پروژه شما است، اما همچنین به عنوان دایرکتوری برای سایر پرونده هایی که توسط پروژه شما استفاده می شود عمل می کند. برای بهبود عملکرد برنامه، پرونده پروژه WMS شامل تمام داده های لازم برای افتتاح پروژه نیست، بنابراین مهم است که هنگام به اشتراک گذاری پروژه خود، کلیه پرونده های مربوط را درج کنید.