620 likes | 885 Views
مدل بارندگی-رواناب Quick Start Guide in Hec-Hms 3.0.0 or 3.0.1. موسوی ندوشنی ویراست بهمن ۱۳۹۱ www.pwut.ac.ir/fa/staff/s_mousavi. HEC-HMS The Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HMS). تاریخچه برنامه HEC-1. Separate Programs: 1967 by Leo R. Beard
E N D
مدل بارندگی-روانابQuick Start Guide in Hec-Hms3.0.0 or 3.0.1 موسوی ندوشنی ویراست بهمن ۱۳۹۱ www.pwut.ac.ir/fa/staff/s_mousavi دانشگاه صنعت آب و برق
HEC-HMSThe Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HMS) دانشگاه صنعت آب و برق
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) دانشگاه صنعت آب و برق
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) دانشگاه صنعت آب و برق
برتریهای HEC-HMS بر HEC-1 • کاربر دوست بودن چون با تکنیک GUI کار میکند. • انواع خروجی گرافیکی • ایجاد گزارشها • بهبود در محاسبات • دارا بودن کارآیی بیشتر • پروژههای ایجاد شده به سه بخش تقسیم میشود. • پروژهها را میتوان با پارامترهای گوناگون (بدون استفاده از پروژه جدید) اجرا نمود. دانشگاه صنعت آب و برق
1 2 Q t Q Q t t نحوه کارکرد Hec-HMS • بارندگی ورودی • تابع روند تلفات • هیدروگراف واحد • محاسبه رواناب • روندیابی سیل • گامهای ترکیبی Losses Removed Losses Removed Surface Runoff Surface Runoff Routing + Combination Q دانشگاه صنعت آب و برق
تبدیل هیتوگراف بارندگی به هیدروگراف رواناب دانشگاه صنعت آب و برق
مولفه مختلف مدل دانشگاه صنعت آب و برق
ساختن یک پروژه جدید • پس از اجرای FileNew پنجره زیر ظاهر شده که باید تکمیل شود. دانشگاه صنعت آب و برق
ایجاد صفحه حوضه آبریز • پس از اجرای ComponentsBasin Model Managerپنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله ایجاد صفحه حوضه آبریز • پس از زدن کلید New پنجره زیر را باز میشود و پس از تکمیل کلید create را بزنید. دانشگاه صنعت آب و برق
شکلگیری صفحه نرمافزار Watershed Explorer Desktop Component Editor Message log دانشگاه صنعت آب و برق
ایجاد پسزمینه مدل یا نقشه حوضه آبریز دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله ایجاد پسزمینه مدل ... • پس از اجرای Viewbackground maps پنجره زیر ظاهر میشود. • سپس کلید add را بزنید. • آنگاهعمل browse انجام میشود. • از نسخه 3 به بعد HMS فرمتهای زیر را میخواند. • *.shp (Arcview) • *.dxf (Autocad) • *.map (Hec-Hms) دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله ایجاد پسزمینه مدل ... دانشگاه صنعت آب و برق
عناصر مدل حوضه (1) • زیر حوضهها: شامل دادههای حوضه هستند. مانند تلفات، تبدیل هیدروگراف واحد و دبی پایه • بازهها: عناصر را بهم مرتبط میسازد و شامل دادههای روندیابی است. • پیوند: برای محلهای اتصال مورد استفاده قرار میگیرد. • مخزن: ذخیره جریان ورودی و خروجی از آن با یک نرخ مشخص دانشگاه صنعت آب و برق
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 میشود. دانشگاه صنعت آب و برق
ترکیببندی اولیه یک حوضه و عناصر آن Runoff 4 1 2 5 3 1 Combination 2 Routing A 3 4 Reach A 5 B Reach B دانشگاه صنعت آب و برق
ایجاد زیرحوضه در HMS • برای ایجاد زیر حوضه، ایکون آن را کلیک نموده و سپس موس را روی Desktop بلغزانید. پنجره زیر ظاهر میشود. میتوان نام را تغییر داد و توصیف را اضافه نمود و سپس کلید create را زد. دانشگاه صنعت آب و برق
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 میگردد. • Transform • چگونگی تبدیل باران خالص (توزیع زمانی جریان) به رواناب، در این مولفه بیان میشود. • Baseflow method • در اینجا جریان پایه رواناب مدل میگردد. دانشگاه صنعت آب و برق
مراحل تبدیل بارندگی به رواناب دانشگاه صنعت آب و برق
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 دانشگاه صنعت آب و برق
روش روند تلفات اولیه و یکنواخت Example: Initial Loss = 0.5 in, Uniform Loss = 0.05 in/hr دانشگاه صنعت آب و برق
Transform Method • Unit hydrograph methods: • Clark. • SCS. • S-graph. • Snyder. • User-specified. • Other methods: • Kinematic wave. • ModClark distributed. دانشگاه صنعت آب و برق
Baseflow Method • None • Bounded Recession • Constant Monthly • Linear Reservoir • Recession دانشگاه صنعت آب و برق
Parameters of Method • هر یک از روشهای 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 میشود. • Initial Abstraction • Curve Number • Impervious دانشگاه صنعت آب و برق
Parameters of Method • به عنوان مثال در روشهای Transform، اگر SCS Unit Hydrograph را انتخاب کنید، آنگاه پارامتر زیر ظاهر میشود. • Lag Time • در روشهای Baseflow، نیز همین قاعده نیز برقرار است. • بنابراین باید برای تکتک روشها پارامترها را معین نمود تا بتوان به قسمتهای دیگر نرمافزار پرداخت. دانشگاه صنعت آب و برق
Parameters of Method Loss Method • پس از تعیین همه پارامترهای روشهای انتخاب شده، تصویر مقابل را خواهید داشت. Transform Method Baseflow Method دانشگاه صنعت آب و برق
زیرحوضههای متعدد • اگر زیر حوضههای متعدد داشته باشید. برای هر زیرحوضه روشها و پارامترهای مورد لزوم را باید مشخص و معین نمود. دانشگاه صنعت آب و برق
مدل هواشناسی • پس از اجرای ComponentsMeteorological Model Managerپنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله مدل بارش • پس تغییر نام میتوان توصیف هم نمود و سپس کلید create را فشرد. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله مدل بارش • پس از اینکه مدل بارش ایجاد شد، حتماً باید مدل حوضه شامل زیرحوضه شود. به شرح شکل زیر دانشگاه صنعت آب و برق
مولفه مختلف مدل هواشناسی • برای مدل نمودن هواشناسی توسط هر مدل بارندگی رواناب، باید سه مولفه زیر منظور شود: • Precipitation • که روشهای بارندگی را مدل میکند. • Evapotranspiration • که روشهای تبخیر و تعرق را مدل میکند. • Snowmelt • که روشهای مولفه برف را مدل میکند. دانشگاه صنعت آب و برق
Precipitation Method • Historical methods: • Gage weights. • Inverse distance. • User-specified. • Gridded. • Hypothetical methods: • Frequency storm. • SCS storm. • Standard project storm. دانشگاه صنعت آب و برق
Evapotranspiration Method • None • Gridded Priestley-Taylor • Monthly Average • Priestley-Taylor دانشگاه صنعت آب و برق
Snowmelt Method • None • Gridded Temperature Index • Temperature Index دانشگاه صنعت آب و برق
مشخصات کنترلی • در اینجا باید ویژگیهای زمانی شبیهسازی را معین کنید. به عبارت دیگر ساعت شبیهسازی در اینجا کوک میشود. • Control Specifications Manager • Date • Start • End • Time • Start • End • Time Interval دانشگاه صنعت آب و برق
مشخصات کنترلی • پس از اجرای ComponentsControl Specifications Managerپنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله مشخصات کنترلی • پس تغییر نام میتوان توصیف هم نمود و سپس کلید create را فشرد. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله مشخصات کنترلی • Start Date (ddMMMYYYY) • Start Time (HH:mm) • End Date (ddMMMYYYY) • End Time (HH:mm) • Time Interval دانشگاه صنعت آب و برق
محاسبات شبیهسازی (اجرای مدل) • پس از اجرای ComputeCreate Simulation Run پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید Next را بزنید. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله محاسبات شبیهسازی دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله محاسبات شبیهسازی • پس از ایجاد Simulation Run مراحل زیر را دنبال کنید. • ComputeSelect Run • در اینجا اجرای مورد نظر خود را انتخاب کنید. • ComputeCompute Run [Run 1] • در اینجا محاسبات شبیهسازی انجام میشود و شما میتوانید نتایج شبیهسازی را به دو صورت زیر ملاحظه کنید. • جدولها • نمودارها دانشگاه صنعت آب و برق
خروجی ناشی از اجرای Hec-HMS • جداول • جدول خلاصه • جدول با جزئیات (سریهای زمانی) • نمودارهیتوگرافها • نمودارهیدروگرافهای زیرحوضهها • نمودار هیدروگرافهای ترکیبی • نمودار هیدروگرافهای مشاهده شده دانشگاه صنعت آب و برق
نمودار بارش-رواناب دانشگاه صنعت آب و برق
جدول خلاصه نتایج یک زیرحوضه دانشگاه صنعت آب و برق
جدول جزئیات سری زمانی یک زیرحوضه دانشگاه صنعت آب و برق
ورود اطلاعات مشاهده شده • به نرمافزار میتوان اطلاعات مشاهده شده نظیر دبی و یا بارندگی وارد نمود، که نحوه آن به صورت زیر است. • پس از اجرای ComponentsTime-Series Data Managerپنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله ورود اطلاعات مشاهده شده • سپس پنجره زیر ظاهر میشود که نام مورد نظر و توصیف را وارد نمود و کلید create را زد. دانشگاه صنعت آب و برق
دنباله ورود اطلاعات مشاهده شده • اکنون به منوی Watershed Explorer توجه کنید که چگونه تغییر یافته است. • در برگنشان Time-Series Gage گام زمانی را معین میکنید. • در برگنشان Time Window تاریخ و زمان شروع و خاتمه دادهها معین میشود. • در برگنشان Table دادههای مشاهده شده وارد میشود. • در برگنشان Graph نمودار دادههای فوق ملاحظه میگردد. دانشگاه صنعت آب و برق