پاورپوینت مدل بارندگی رواناب

1
مدل بارندگی رواناب

2
تاریخچه برنامه HEC-1
Separate Programs: 1967 by Leo R. Beard
Major Revision and Unification: 1973
Second Major Revision: 1981 (Dam Breach, Kinematic Wave)
PC Versions: 1984 (partial), 1988 (full)

3
تاریخچه برنامه HEC-HMS
HEC “NexGen” Project Begins 1990
(RAS, HMS, FDA)
HEC-HMS – New GUI and Updates
First Release April 1998
Version 1.1 Released April 1999
From 2002 to 2005
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.2.0
2.2.1
2.2.2
3.0.0 (Dec. 2005)
3.0.1 (Apr. 2006)
3.1.0 (Nov. 2006)
3.2.0 (Apr. 2008)
3.3.0 (Oct. 2008)
3.4.0 (Aug. 2009)
Current version 3.5.0 (Aug. 2010)

4
برتریهای HEC-HMS بر HEC-1
کاربر دوست بودن چون با تکنیک GUI کار می کند.
انواع خروجی گرافیکی
ایجاد گزارشها
بهبود در محاسبات
دارا بودن کارآیی بیشتر
پروژه های ایجاد شده به سه بخش تقسیم میشود.
پروژه ها را می توان با پارامترهای گوناگون (بدون استفاده از پروژه جدید) اجرا نمود.

نحوه کارکرد Hec-HMS
بارندگی ورودی
تابع روند تلفات
هیدروگراف واحد
محاسبه رواناب
روندیابی سیل
گام های ترکیبی
5

تبدیل هیتوگراف بارندگی به هیدروگراف رواناب
6

7
مولفه مختلف مدل

8
ساختن یک پروژه جدید
پس از اجرای FileNew پنجره زیر ظاهر شده که باید تکمیل شود.

9
ایجاد صفحه حوضه آبریز
پس از اجرای ComponentsBasin Model Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.

10
دنباله ایجاد صفحه حوضه آبریز
پس از زدن کلید New پنجره زیر را باز میشود و پس از تکمیل کلید create را بزنید.

11
شکل گیری صفحه نرم افزار
Desktop
Watershed Explorer
Message log
Component Editor

12
ایجاد پس زمینه مدل یا نقشه حوضه آبریز

13
دنباله ایجاد پس زمینه مدل …
پس از اجرای Viewbackground maps پنجره زیر ظاهر میشود.
سپس کلید add را بزنید.
آنگاه عمل browse انجام میشود.
از نسخه 3 به بعد HMS فرمت های زیر را می خواند.
*.shp (Arcview)
*.dxf (Autocad)
*.map (Hec-Hms)

14
دنباله ایجاد پس زمینه مدل …

15
عناصر مدل حوضه (1)
زیر حوضه ها: شامل داده های حوضه هستند. مانند تلفات، تبدیل هیدروگراف واحد و دبی پایه
بازه ها: عناصر را بهم مرتبط می سازد و شامل داده های روندیابی است.
پیوند: برای محلهای اتصال مورد استفاده قرار می گیرد.
مخزن: ذخیره جریان ورودی و خروجی از آن با یک نرخ مشخص

16
عناصر مدل حوضه (2)
چاه: عنصری است که دارای ورودی است اما خروجی ندارد.
منبع: عنصری است که ورودی ندارد اما دارای خروجی است.
انحراف: قسمتی از جریان سطحی توسط این عنصر با منحنی دبی-اشل به عنصر دیگری منحرف می شود.

ترکیب بندی اولیه یک حوضه و عناصر آن
17
Reach A
Reach B
Runoff
Combination
Routing

18
ایجاد زیرحوضه در HMS
برای ایجاد زیر حوضه، ایکون آن را کلیک نموده و سپس موس را روی Desktop بلغزانید. پنجره زیر ظاهر می شود. می توان نام را تغییر داد و توصیف را اضافه نمود و سپس کلید create را زد.

19
مولفه مختلف مدل حوضه آبریز
برای مدل نمودن حوضه آبریز توسط هر مدل بارندگی رواناب، باید سه مولفه زیر منظور شود:
Loss Rate
چگونگی تبدیل باران ناخالص (باران کل) به باران خالص، در این مولفه بیان میشود و نرخ تلفات مدل می گردد.
Transform
چگونگی تبدیل باران خالص (توزیع زمانی جریان) به رواناب، در این مولفه بیان می شود.
Baseflow method
در اینجا جریان پایه رواناب مدل میگردد.

مراحل تبدیل بارندگی به رواناب
20

21
Loss Method
None
Deficit and Constant
Exponential
Green and Ampt
Gridded Deficit Constant
Gridded SCS Curve Number
Gridded Soil Moisture Accounting
Initial and Constant
SCS Curve Number
Soil Moisture Accounting

روش روند تلفات اولیه و یکنواخت
22
Example: Initial Loss = 0.5 in, Uniform Loss = 0.05 in/hr

23
Transform Method
Unit hydrograph methods:
Clark.
SCS.
S-graph.
Snyder.
User-specified.
Other methods:
Kinematic wave.
ModClark distributed.

24
Baseflow Method
None
Bounded Recession
Constant Monthly
Linear Reservoir
Recession

25
Parameters of Method
هر یک از روش های Loss، Transform و Baseflow دارای پارامترهایی است. که پس از انتخاب روش مورد نظر باید مقداردهی شود.
به عنوان مثال در روشهای loss، اگر SCS Curve Number را انتخاب کنید. پارامترهای زیر ظاهر می شود.
Initial Abstraction
Curve Number
Impervious

26
Parameters of Method
به عنوان مثال در روشهای Transform، اگر SCS Unit Hydrograph را انتخاب کنید، آنگاه پارامتر زیر ظاهر می شود.
Lag Time
در روش های Baseflow، نیز همین قاعده نیز برقرار است.
بنابراین باید برای تک تک روش ها پارامترها را معین نمود تا بتوان به قسمت های دیگر نرم افزار پرداخت.

27
Parameters of Method
پس از تعیین همه پارامترهای روش های انتخاب شده، تصویر مقابل را خواهید داشت.

Loss Method
Transform Method
Baseflow Method

28
زیرحوضه های متعدد
اگر زیر حوضه های متعدد داشته باشید. برای هر زیرحوضه روش ها و پارامترهای مورد لزوم را باید مشخص و معین نمود.

29
مدل هواشناسی
پس از اجرای ComponentsMeteorological Model Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.

30
دنباله مدل بارش
پس تغییر نام می توان توصیف هم نمود و سپس کلید create را فشرد.

31
دنباله مدل بارش
پس از اینکه مدل بارش ایجاد شد، حتماً باید مدل حوضه شامل زیرحوضه شود. به شرح شکل زیر

32
مولفه مختلف مدل هواشناسی
برای مدل نمودن هواشناسی توسط هر مدل بارندگی رواناب، باید سه مولفه زیر منظور شود:
Precipitation
که روش های بارندگی را مدل می کند.
Evapotranspiration
که روش های تبخیر و تعرق را مدل می کند.
Snowmelt
که روش های مولفه برف را مدل می کند.

33
Precipitation Method
Historical methods:
Gage weights.
Inverse distance.
User-specified.
Gridded.
Hypothetical methods:
Frequency storm.
SCS storm.
Standard project storm.

34
Evapotranspiration Method
None
Gridded Priestley-Taylor
Monthly Average
Priestley-Taylor

35
Snowmelt Method
None
Gridded Temperature Index
Temperature Index

36
مشخصات کنترلی
در اینجا باید ویژگی های زمانی شبیه سازی را معین کنید. به عبارت دیگر ساعت شبیه سازی در اینجا کوک می شود.
Control Specifications Manager
Date
Start
End
Time
Start
End
Time Interval

37
مشخصات کنترلی
پس از اجرای ComponentsControl Specifications Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.

38
دنباله مشخصات کنترلی
پس تغییر نام می توان توصیف هم نمود و سپس کلید create را فشرد.

39
دنباله مشخصات کنترلی
Start Date (ddMMMYYYY)
Start Time (HH:mm)
End Date (ddMMMYYYY)
End Time (HH:mm)
Time Interval

40
محاسبات شبیه سازی (اجرای مدل)
پس از اجرای ComputeCreate Simulation Run پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید Next را بزنید.

41
دنباله محاسبات شبیه سازی

42
دنباله محاسبات شبیه سازی
پس از ایجاد Simulation Run مراحل زیر را دنبال کنید.
ComputeSelect Run
در اینجا اجرای مورد نظر خود را انتخاب کنید.
ComputeCompute Run [Run 1]
در اینجا محاسبات شبیه سازی انجام می شود و شما می توانید نتایج شبیه سازی را به دو صورت زیر ملاحظه کنید.
جدولها
نمودارها

خروجی ناشی از اجرای Hec-HMS
جداول
جدول خلاصه
جدول با جزئیات (سری های زمانی)
نمودارهیتوگراف ها
نمودارهیدروگراف های زیرحوضه ها
نمودار هیدروگراف های ترکیبی
نمودار هیدروگراف های مشاهده شده
43

44
نمودار بارش-رواناب

45
جدول خلاصه نتایج یک زیرحوضه

46
جدول جزئیات سری زمانی یک زیرحوضه

47
ورود اطلاعات مشاهده شده
به نرم افزار می توان اطلاعات مشاهده شده نظیر دبی و یا بارندگی وارد نمود، که نحوه آن به صورت زیر است.
پس از اجرای ComponentsTime-Series Data Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.

48
دنباله ورود اطلاعات مشاهده شده
سپس پنجره زیر ظاهر می شود که نام مورد نظر و توصیف را وارد نمود و کلید create را زد.

49
دنباله ورود اطلاعات مشاهده شده
اکنون به منوی Watershed Explorer توجه کنید که چگونه تغییر یافته است.
در برگ نشان Time-Series Gage گام زمانی را معین می کنید.
در برگ نشان Time Window تاریخ و زمان شروع و خاتمه داده ها معین می شود.
در برگ نشان Table داده های مشاهده شده وارد می شود.
در برگ نشان Graph نمودار داده های فوق ملاحظه می گردد.

50
نمودارهیتوگراف بارندگی
یک نمونه از نمودار داده های مشاهده شده مربوط به بارندگی که به هیتوگراف (hyetograph) نامبردار است.

51
واسنجی مدل (Calibration)
فرآیندی سیستماتیک است برای این که بتوان مقادیر پارامترهای مدل را تنظیم نمود، تا نتایج حاصل از مدل با داده های مشاهده شده سازگار گردد.
این عمل در نرم افزار به دو طریق انجام میشود.
به روش دستی
به روش خودکار (بهینه سازی)
لازم به ذکر است که ابتدا از روش دستی استفاده می شود.

52
دنباله واسنجی مدل (Calibration)

53
ایجاد یک بازه
برای ایجاد یک بازه، ایکون آن را کلیک نموده و سپس موس را روی Desktop بلغزانید. پنجره زیر ظاهر می شود. میتوان نام را تغییر داد و توصیف را اضافه نمود و سپس کلید create را زد.

54
تقسیم بندی روشهای روندیابی از منظر هیدرولیکی و هیدرولوژیکی
Hydraulic Methods – Uses partial form of St. Venant Equations
Kinematic Wave Method
Muskingum-Cunge Method
Hydrologic Methods
Muskingum Method
Storage Method (Modified Puls)
Lag Method
(1)

55
روشهای روندیابی در آبراهه ها
None
Kinematic Wave
Lag
Modified Puls
Muskingum
Muskingum-Cunge
Straddle Stagger

روندیابی در مخازن
Routing methods:
Storage curve.
Outlet structures.
Specified release.
Possible structures:
Gated spillway (0 to 10).
Overflow (0 to 10).
Outlet (0 to 10).
Pump (0 to 10).
Dam break (0 or 1).

56

57
آب
آب را گل نکنیم:
در فرودست انگار، کفتری می خورد آب.
یا که در بیشه دور، سیره ای پر می شوید.
یا در آبادی، کوزه ای پر می گردد.

آب را گل نکنیم:
شاید این آب روان، می رود پای سپیداری، تا فرو شوید اندوه دلی.
دست درویشی شاید، نان خشکیده فرو برده در آب

مردمان سر رود، آب را می فهمند.
گل نکردندش، ما نیز
آب را گل نکنیم.
سهراب سپهری