مدل SMADA :: بیسین - سایت تخصصی مهندسی آب

ابزار وبمستر

Bootstrap Example

عضويت در خبرنامه ايـميـل پايگاه بيسيــن - عضويت پس از کليک بر روي لينک فعال سازي که براي شما ارسال خواهد شد تکميل مي شود

پشتيباني شده با بيسين

نحوه تخمین سیل در حوضه های فاقد آمار


به منظور تخمین سیلاب با دورهای بازگشت مشخص، نظیر 2، 5، 10، 100 ساله و یا بیشتر، در حوضه های آبریزی که برای آنها به علل مختلف داده ای در دسترس نیست چه راهی وجود دارد؟ جواب این سوال در حیطه فعالیت های یک مهندس منابع آب است که بر طبق روابط گسترده هیدرولوژی، می تواند تنها با استفاده از یک لایه مدل رقومی ارتفاع (DEM) آماری جزئی، محاسبات را با دقت قابل قبولی تکمیل کند.

شکل دقیق انجام این مطالعات از حوصله این مطلب خارج بوده و جزییات ریاضی و روش را می توانید در لینک های زیر پیدا کنید. اما لازم است تا برای آشنایی کلی، شرحی بر روند تحلیل ها ذکر گردد. در یک ویدیوی آموزشی که بر روی خروجی های محاسبات مشابهی زده شده است، بیان می شود که می توان با استفاده از اطلاعات هیدروگراف های واحد، داده های باران سنجی، و لایه DEM، و همچنین تنها اطلاعات دبی سنجی حداکثر سالانه، به واسنجی مدل بارش روانابی از منطقه پرداخت که ارقام مشاهداتی آن توسط تحلیل های ریاضی استخراج شده است و نه دبی سنجی صحرایی. برای جزییات بیشتر، ویدیو زیر را ببینید:


تهیه سیستم هشدار سریع سیل - بخش دوم


روش های مطالعه

راهنمایی ذکر شده در بخش قبل، برنامه ریزان را راهنمایی می کند تا منافع FWS را ارزیابی کنند، اما چگونگی انجام این کار را تعیین نمی کند. یک روش مشترک استفاده از به اصطلاح منحنی روز (USACE ،1996) است که در شکل زیر نشان داده شده است.


تهیه سیستم هشدار سریع سیل - بخش اول


بررسی اجمالی سیستم های هشدار دهنده سیل

سیستم هشدار سیل چیست؟ سیستم هشدار سیل (FWS) بسته ای یکپارچه از تجهیزات جمع آوری و انتقال داده ها، مدل های پیش بینی، برنامه ها و روش های پاسخ و منابع انسانی است. اینها با هم زمان هدایت هشدار سیل را افزایش می دهند. با افزایش زمان هدایت، مقامات دولتی و شهروندان می توانند برای کاهش خسارت و محافظت از زندگی اقدامی انجام دهند. FWS به عنوان یک جایگزین برای کاهش خسارت غیرساختاری طبقه بندی می شود: این امر باعث کاهش جریان سیل یا مراحل سیل نمی شود، بلکه باعث کاهش خسارت های ناشی از یک مرحله مشخص می شود. یک سیستم هشدار کامل سیل شامل مؤلفه هایی است که در شکل به صورت مفهومی نشان داده شده است.


معرفی نرم افزار مدل حوضه آبریز CatchmentSIM


CatchmentSIM یک بسته نرم افزاری قدرتمند برای آنالیز هیدرولوژیکی زمین است که شامل حوضه نقشه برداری، مسیرهای جریان و ادغام با مدلهای هیدرولوژیکی است. این نرم افزار قادر به کارهای مدتعددی است که به عنوان بخشی از پیش نیاز و یا اساس مطالعات پایه استفاده می شود. این موارد به صورت زیر قابل شرح است:


نقشه برداری مسیر جریان شهری


CSS توسط شورای هیلز شایر برای تهیه نقشه کلیه تراز وسط مسیر شهری در هیل شایر شورای LGA مشغول بود. هدف از این مطالعه، شناسایی کلیه سهمیه هایی است که ممکن است با یک مسیر جریان شهری طی شود و ممکن است در معرض کنترل های توسعه سیلاب باشد.

این پروژه با استفاده از DEM مفصل 2 متر در رابطه با نرم افزار CatchmentSIM ما تکمیل شد. اسکریپت های سفارشی CatchmentSIM برای تعیین نقاط شروع مناسب برای کلیه مسیرهای جریان زمینی بر اساس حداقل مقدار تخلیه حداکثر 100 ساله با اوج 100 سال و همچنین درجه برش زمین برای فعال کردن نواحی جریان ورقه ای و متمرکز، در کانال مشخص می شود.


نرم افزار تحلیل گر باران CatchmentSIM


CatchmentSIM یک پارامترساز توپوگرافی 3D-GIS و مدل آنالیز هیدرولوژیکی است. این مدل به طور خودکار مرزهای آبخیزداری و زیر آبگیری را مشخص می کند، پارامترهای ژئوفیزیکی را تعمیم می دهد و ابزارهای تجزیه و تحلیل عمیق را برای بررسی و مقایسه خواص هیدرولوژیکی زیرشاخه ها فراهم می کند.

ما خوشحالیم که از راه اندازی ماژول آنالایزر باران CatchmentSIM خبر بدیم. این ابزار همراهی کاملی با CatchmentSIM برای تهیه مدل های هیدرولوژیکی با درون یابی کامل مکانی بارشهای تاریخی است.


نمونه مثال تجزیه و تحلیل داده های بارش


مختصات چهار ایستگاه سنجش بارش (A = (3،4) ،B = (9،4) ،C = (3،12 و (D = (912 است. مقدار بارش مشاهده شده در این سنج ها به ترتیب PA = 15 میلی متر، PB = 23 میلی متر، PC = 10 میلی متر، PD = 19 میلی متر است. این ایستگاه ها در یک حوضه مستطیل شکل قرار دارند که مرزهای آنها توسط مختصات (0،0)، (14،0)، (14،16)، (0،16) تعریف شده است. میانگین بارش در این حوضه را با استفاده از روش چند ضلعی Thiessen و روش میانگین حسابی محاسبه کنید.


نمونه مثال روش Recession Constants


با استفاده از داده های زیر،Recession Constants آب زیرزمینی را به دست آورید. جدول زیر ساختار یک هیدروگراف کل جریان را نشان می دهد.

با فرض اینکه حوضه به عنوان یک مخزن خطی پاسخ می دهد، هیدروگراف به شرح زیر است:


مثال روندیابی سیل در استخر آب


مسیریابی سطح استخر به یکی از روش های مستقیم برای محاسبه جریان خروجی مخزن با توجه به هیدروگراف ورودی (زمان در مقابل جریان) به همراه اطلاعات مربوط به تخلیه حوضه نسبت به ارتفاع اشاره دارد. در اینجا اصطلاح مخزن در زمینه مهندسی فنی مورد استفاده قرار می گیرد و استفاده از این روش برای دریاچه های طبیعی کاربرد ندارد. این روش برای هرکدام از افراد قابل استفاده است که در آن می توانید یک رابطه یک به یک بین تخلیه و ارتفاع فرض کنید.



نمونه مساله روندیابی موج سینماتیک


نمودار هیدروگرافی ورودی به یک کانال مستطیل شکل در زیر جدول بندی شده است. این کانال دارای عرض 100 فوت، شیب پایین 0.001 و ضریب مانینگ 0.035 است. طول کانال L = 25000 فوت است. با استفاده از موج Kinematic ، هیدروگراف خروجی را بدست آورید.

امواج سینماتیک هنگامی که نیروهای اینرسی و فشار از اهمیت برخوردار نیستند بر جریان حکم می کنند. بنابراین، در یک موج سینماتیک، گرانش و اصطکاک تعادل دارند، بنابراین جریان به میزان قابل توجهی شتاب نمی یابد. برای این نوع امواج، خط درجه انرژی موازی با ته کانال است.


نمونه مثال استخراج هیدروگراف واحد

مقدمه
هدف از این بخش آن است که چگونه با استفاده از یک هیدروگراف واحد اقدام به استخراج هیدروگراف رواناب شود؟ برای استفاده از این مرحله، کاربران نیاز به اطلاعات بارش مازاد و هیدروگراف واحد حوضه برای مدت زمان بارش مازاد مشاهده ای دارند. خروجی از این مرحله یک هیدروگراف رواناب مستقیم است. توضیح گرافیکی چگونگی استفاده از یک هیدروگراف واحد جهت استخراج یک هیدروگراف رواناب مستقیم، برای اولین بار ارائه شده است. یک هیدروگراف واحد یک هیدروگراف حاصل از یک اینچ یا یک میلی متر بارش نازل شده به شکل یکنواخت بر مساحت کل حوضه آبریز است.

سیل صد ساله چیست؟


سیل صدساله سیلی است که هرساله ۱ درصد احتمال دارد که رخ دهد. سیل صدساله همچنین به ۱ درصد سیل که هرساله ممکن رخ دهد، اشاره دارد. سیل صدساله بطورکلی به عنوان یک نرخ صدساله بیان شده‌است. براساس نرخ جریان ۱۰۰ساله انتظار می‌رود که در یک نهر، رودخانه یا سیستم اب سطحی که انتظار می‌رود. سطح اب سیل می‌تواند به عنوان منطقه طغیان ترسیم شود. دشت سیلابی به دشت‌های سیلابی ۱۰۰ساله اشاره دارد که ممکن است شکل بگیرد و در نتیجه در دادن مجوزهای ساخت و ساز، مقررات زیست‌محیطی و بیمه سیل بسیار اهمیت دارد. برآورد نرخ جریان ۱۰۰ ساله و امار رودخانه‌های دیگر در ایالات متحده در دسترس است.


برآورد سیل 100 ساله و دوره بازگشت بارش باران


سیل 100 ساله چیست؟

اکثر مردم شرایط، سیل 100 ساله، طوفان 50 ساله یا سیل 200 ساله را به عنوان توصیف بزرگی از طوفان یا سیل شنیده اند. ما می دانیم که هر چه قبل از وقوع سیل سال قبل بیشتر باشد، تأثیر آن بر سطح رودخانه و هر چیزی که در جلگه رودخانه وجود دارد، بیشتر خواهد بود. همچنین، ما از کلمات 'سیل 100 ساله' می فهمیم که دوره بازگشت سیل 100 سال دارد یا به عبارت دیگر، فقط باید به طور متوسط ​​در هر 100 سال اتفاق می افتد. اما سؤالات باقیمانده این است که "آیا یک سیل 100 ساله ممکن است برای سال بعد هم رخ دهد؟"و" احتمال وقوع آن در هر دوره زمانی معین چقدر است؟ "


مفهوم و نحوه محاسبه دوره بازگشت سیل - بخش دوم


دوره بازگشت به برآورد احتمال روی‌دادن یک پدیده طبیعی مثل سیل یا تغییرات دبی رودخانه گفته می‌شود. معمولاً محاسبه و برآورد دوره بازگشت بر پایه اندازه‌گیری آماری داده‌های تاریخی به منظور دست‌یابی به میانگین زمان تکرار پدیده در یک دوره زمانی است و برای تحلیل خطر بروز یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. شامل تصمیم گیری در مورد اینکه آیا اجازه می دهد پروژه در منطقه ای از ریسک خاص پیش برود یا طراحی ساختارها برای مقاومت در برابر حوادث با یک دوره بازگشت خاص، مجاز است. تجزیه و تحلیل زیر فرض می کند که احتمال وقوع این رویداد به مرور تغییر نمی کند و مستقل از وقایع گذشته است.


مفهوم و نحوه محاسبه دوره بازگشت سیل - بخش اول


مفاهیم و مبانی

دوره بازگشت به برآورد احتمال روی‌دادن یک پدیده طبیعی مثل سیل یا تغییرات دبی رودخانه گفته می‌شود. معمولاً محاسبه و برآورد دوره بازگشت بر پایه اندازه‌گیری آماری داده‌های تاریخی به منظور دست‌یابی به میانگین زمان تکرار پدیده در یک دوره زمانی است و برای تحلیل خطر بروز یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. شامل تصمیم گیری در مورد اینکه آیا اجازه می دهد پروژه در منطقه ای از ریسک خاص پیش برود یا طراحی ساختارها برای مقاومت در برابر حوادث با یک دوره بازگشت خاص، مجاز است. تجزیه و تحلیل زیر فرض می کند که احتمال وقوع این رویداد به مرور تغییر نمی کند و مستقل از وقایع گذشته است.


نکاتی که ریسک سیل در کشور را کاهش می‌دهند


با توجه به وقوع سیلاب‌های فروردین ماه ۹۸، برخی گمانه‌زنی‌ها بر این است که بهار ۹۹ نیز این تجربه تکرار خواهد شد؛ ولی به اعتقاد محققان بارش‌های بهار ۹۹ در شرایط نرمال و همراه با رعد و برق‌های زیاد است، ضمن آنکه به گفته آنها در حال حاضر به دلیل عدم رعایت حریم رودها و ساخت و ساز در دشت‌های سیلابی، کشور همچنان از وقوع سیل آسیب‌پذیر است که لازم است با آموزش‌های همگانی و برآورد وقوع سیل و مدل‌سازی سیلاب‌های کشور، ریسک ناشی از مخاطرات سیل را کاهش داد.


صحت سنجی پیش بینی سیل 1398 با هیدروگراف واحد اشنایدر


توجه: این مطلب در راستای تایید محاسبات یک گزارش 400 صفحه ای در تحلیل و پیش بینی سیلاب حوضه آبریز خرم آباد نوشته شده است. این محاسبات و گزارش پیش از سال 1398 انجام شده است که به درستی سیل فروردین ماه لرستان را با دقت بالایی پیش بینی می کند.

به عنوان یک روش دیگر در بررسی درستی محاسبات گزارش هیدرولوژی پروژه جامع، می توان دبی سیل 11ام و 12ام فروردین 1398 در ایستگاه هیدرومتری دوآب-خرم آباد (مشاهداتی شرکت آب منطقه ای)، که درست بر نقطه خروجی مرز بسته شده حوضه منطبق است را با هیدروگراف قابل استخراج از هیدروگراف واحد مصنوعی اشنایدر کل حوضه، مورد مقایسه قرار داد. با توجه به مساحت و شکل حوضه، پیش از این درستی انتخاب هیدروگراف اشنایدر از بین دیگر روش های تهیه هیدروگراف واحد مصنوعی، در گزارش اصلی تحلیل شده است.


دقت بالای پیش بینی سیل فروردین 1398 در محاسبات هیدرولوژی

مدل سه بعدی حوضه آبریز خرم آباد


توجه: این مطلب در راستای تایید محاسبات یک گزارش 400 صفحه ای در تحلیل و پیش بینی سیلاب حوضه آبریز خرم آباد نوشته شده است. این محاسبات و گزارش پیش از سال 1398 انجام شده است که به درستی سیل فروردین ماه لرستان را با دقت بالایی پیش بینی می کند.

در این گزارش به منظور محاسبه درستی و صحت یابی خروجی مطالعات هیدرولوژی آبریز حوضه خرم آباد، منحصرا در بخش دبی های با دوره بازگشت معین، در اینجا دوره بازگشت سیل در ایستگاه های هیدرومتری فیزیکی (موجود در حوضه آبریز)، با عناصر مدل بارش-رواناب HEC-HMS، درست در محل این ایستگاه ها مورد مقایسه واقع شده است. بعلاوه در انتها یک مقایسه نیز با ارقام دبی سیلابی فروردین ماه 1398 صورت گرفت.


تشخیص خشکسالی بلند مدت از توپوگرافی رودخانه های جهان


در طول زمان آب و هوا، توپوگرافی سطح زمین را از طریق تعامل بین بارندگی، رواناب و فرسایش در حوضه های زهکشی شکل می دهد. مشخصات طولی یک رودخانه (ارتفاع در مقابل فاصله از پایین دست) یک ویژگی مهم مورفولوژیکی است که تاریخچه تکامل حوضه زهکشی را منعکس می کند، بنابراین شکل آن باید تشخیصی منطقه ای آب و هوا و تعامل آن با سطح زمین بدست دهد. اما، هر دو تشخیص اثرات اقلیمی در پروفایل های طولی و رمز گشایی در ساز و کارهای آب و هوایی توسعه آنها به دلیل فقدان داده های جهانی مربوطه و همچنین اثرات متغیر تکتونیک، سنگ شناسی، خصوصیات سطح زمین و فعالیت های انسانی چالش برانگیز بوده اند. در اینجا ما مجموعه ای از مجموعه داده های 333502 پروفایل طولی رودخانه را ارائه می دهیم، و از آن برای کشف تفاوت های شکل کلی (مقعر) در مناطق آب و هوایی استفاده می کنیم.


تغییر آب و هوا باعث افزایش و کاهش سیلاب رودهای اروپا می شود


تغییرات آب و هوا منجر به نگرانی در مورد افزایش سیلاب های رودخانه ای شده است که ناشی از ظرفیت بیشتری برای نگهداری آب در یک جو گرم است. این نگرانی ها با شواهدی مبنی بر افزایش خسارت های اقتصادی ناشی از سیل در بسیاری از نقاط جهان، از جمله اروپا تقویت می شود. هرگونه تغییر در سیلاب رودخانه می تواند پیامدهای ماندگار در طراحی اقدامات حفاظت از سیلاب و پهنه بندی خطر سیل داشته باشد. با این حال، مطالعات موجود قادر به شناسایی یک سیگنال تغییر آب و هوایی در مقیاس قاره پایدار در مشاهدات تخلیه سیل در اروپا نیستند، به دلیل محدود بودن فضای مکانی و تعداد ایستگاه های هیدرومتریک. در اینجا ما الگوهای آشکار منطقه ای از افزایش و کاهش در سیلاب رودخانه مشاهده شده در پنج دهه گذشته در اروپا را نشان می دهیم، که مظاهر تغییر آب و هوا هستند.


تجزیه و تحلیل هیدروگراف WHAT - جداسازی آنلاین جریان پایه

 

چکیده
جداسازی مؤلفه جریان پایه از یک هیدروگراف جریان متغیر "تجزیه و تحلیل هیدروگراف" نامیده می شود. در این مطالعه توضیح داده می شود که چطور دو ماژول جداسازی مبتنی بر فیلتر دیجیتال، یعنی فیلترهای BFLOW و Eckhardt، در ابزار تجزیه و تحلیل هیدروگراف مبتنی بر وب (WHAT) قرار گرفتند. همچنین یک مؤلفه آماری برای ارائه اطلاعات بنیادی در تحلیل بسامد جریان و تحلیل سری زمانی ایجاد شده است. نسخه سیستم اطلاعات جغرافیایی وب (GIS) سیستم WHAT با اتصال به سیستم زمین شناسی ایالات متحده (USGS) داده های روزانه را از سرور وب USGS دستیابی می کند و از آنها استفاده می کند. نتایج حاصل از روش فیلتر اکهارد با نتایج حاصل از روش فیلتر BFLOW که قبلاً اعتبارسنجی شده بود مقایسه شد، زیرا داده های پایه اندازه گیری شده برای این مطالعه در دسترس نبودند. پس از اعتبارسنجی، دو روش فیلتر دیجیتالی در سیستم WHAT برای 50 ایستگاه گارینگ ایندیانا اجرا شد. 

معرفی تمامی مدل ها و نرم افزارهای آب های سطحی USGS

 

این نرم افزارها و مواد مرتبط (داده ها و اسناد و مدارک) توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) جهت منافع عمومی و پیشرفت علم استفاده کنندگان در دسترس قرار گرفته است. شما ممکن است، بدون هیچ گونه هزینه یا با پرداخت هزینه از این ابزارها استفاده، کپی برداری، اصلاح، یا توزیع توسط یک نرم افزار و هر آثار مشتق شده از آن، و اسناد آن نمایید. این موضوع را به توجه به حقوق نرم افزاری USGS کاربران، باید بررسی کنید.

شما می توانید دیگر نسخه های الکترونیکی و یا چاپی گزارش USGS و اسناد و مدارکی که در توزیع نرم افزار گنجانده شده است از اینجا دریافت کنید.


درباره بهترين هاي بيسيـــن بدانيد...

Bird

يکي از مهمترين اهداف اين سايت تهيه آموزش هاي روان از ابزارهاي کاربردي علوم آب است.

اهميت مطالعات محيطي با ابزارهاي نوين در چيست؟

امروز با فارغ التحصيلي جمع کثير دانشجويان سالهاي گذشته و حال، با گذر از کمي گرايي ديگر صرف وجود مدارک دانشگاهي حرف اول را در بازار کار نمي زند؛ بلکه سنجش ديگري ملاک؛ و شايسته سالاري به ناچار! باب خواهد شد. يکي از مهم ترين لوازم توسعه علمي در هر کشور و ارائه موضوعات ابتکاري، بهره گيري از ابزار نوين است، بيسين با همکاري مخاطبان مي تواند در حيطه علوم آب به معرفي اين مهم بپردازد.

جستجو در بيسين


ابزارهاي نوين

بیسین - سایت تخصصی مهندسی آب

بیسین جهت ارائه مطالب و خدمات تخصصی در حیطه نرم افزارها و مدل های شبیه سازی مهندسی آب با رویکرد پژوهشی-آموزشی ایجاد شده است که توسعه خود را در گرو همکاری مخاطبان می بیند.

اطلاعات سايت

  • www.Basin.ir@gmail.com
  • بهزاد سرهادي
  • تاريخ امروز:
  • شناسه تلگرام: SubBasin
  • شماره تماس: 09190622992-098