1. مدل بارندگی-رواناب Quick Start Guide in Hec-Hms 3.0.0 or 3.0.1
موسوی ندوشنی
ویراست بهمن ۱۳۹۱
دانشگاه صنعت آب و برق

2. HEC-HMS The Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling System (HMS)
دانشگاه صنعت آب و برق

3. 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

4. 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 (Aug. 2010)
دانشگاه صنعت آب و برق

5. 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

6. نحوه کارکرد Hec-HMS بارندگی ورودی تابع روند تلفات هیدروگراف واحد
Routing
Surface Runoff +
Combination Q t
Losses Removed 1 2
بارندگی ورودی
تابع روند تلفات
هیدروگراف واحد
محاسبه رواناب
روندیابی سیل
گام‌های ترکیبی
دانشگاه صنعت آب و برق

7. تبدیل هیتوگراف بارندگی به هیدروگراف رواناب
دانشگاه صنعت آب و برق

8. مولفه مختلف مدل
دانشگاه صنعت آب و برق

9. ساختن یک پروژه جدید
پس از اجرای FileNew پنجره زیر ظاهر شده که باید تکمیل شود.
دانشگاه صنعت آب و برق

10. ایجاد صفحه حوضه آبریز
پس از اجرای ComponentsBasin Model Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.
دانشگاه صنعت آب و برق

11. 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

12. شکل‌گیری صفحه نرم‌افزار
Watershed Explorer
Desktop
Component Editor
Message log
دانشگاه صنعت آب و برق

13. ایجاد پس‌زمینه مدل یا نقشه حوضه آبریز
دانشگاه صنعت آب و برق

14. دنباله ایجاد پس‌زمینه 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 فرمت‌های زیر را می‌خواند.
*.shp (Arcview)
*.dxf (Autocad)
*.map (Hec-Hms)
دانشگاه صنعت آب و برق

15. دنباله ایجاد پس‌زمینه مدل ...
دانشگاه صنعت آب و برق

16. 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

17. 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

18. ترکیب‌بندی اولیه یک حوضه و عناصر آن1 2 A 3 4 B 5
Runoff 1 2 3 4 5
Combination
Routing
Reach A
Reach B
دانشگاه صنعت آب و برق

19. 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

20. 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

21. مراحل تبدیل بارندگی به رواناب
دانشگاه صنعت آب و برق

22. 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

23. روش روند تلفات اولیه و یکنواخت
Example: Initial Loss = 0.5 in, Uniform Loss = 0.05 in/hr
دانشگاه صنعت آب و برق

24. Transform Method Other methods: Unit hydrograph methods: Clark. SCS.
S-graph.
Snyder.
User-specified.
Other methods:
Kinematic wave.
ModClark distributed.
دانشگاه صنعت آب و برق

25. Baseflow Method None Bounded Recession Constant Monthly
Linear Reservoir
Recession
دانشگاه صنعت آب و برق

26. Parameters of Method Initial Abstraction Curve Number Impervious
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

27. 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

28. 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

29. 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

30. مدل هواشناسی
پس از اجرای ComponentsMeteorological Model Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.
دانشگاه صنعت آب و برق

31. دنباله مدل بارش
پس تغییر نام می‌توان توصیف هم نمود و سپس کلید create را فشرد.
دانشگاه صنعت آب و برق

32. 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

33. 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

34. Precipitation Method Historical methods: Hypothetical methods:
Gage weights.
Inverse distance.
User-specified.
Gridded.
Hypothetical methods:
Frequency storm.
SCS storm.
Standard project storm.
دانشگاه صنعت آب و برق

35. Evapotranspiration Method
None
Gridded Priestley-Taylor
Monthly Average
Priestley-Taylor
دانشگاه صنعت آب و برق

36. Snowmelt Method Gridded Temperature Index Temperature Index None
دانشگاه صنعت آب و برق

37. مشخصات کنترلی Date Time Time Interval
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
Time Interval
دانشگاه صنعت آب و برق

38. مشخصات کنترلی
پس از اجرای ComponentsControl Specifications Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.
دانشگاه صنعت آب و برق

39. دنباله مشخصات کنترلی
پس تغییر نام می‌توان توصیف هم نمود و سپس کلید create را فشرد.
دانشگاه صنعت آب و برق

40. دنباله مشخصات کنترلی Start Date (ddMMMYYYY) Start Time (HH:mm)
End Date (ddMMMYYYY)
End Time (HH:mm)
Time Interval
دانشگاه صنعت آب و برق

41. محاسبات شبیه‌سازی (اجرای مدل)
پس از اجرای ComputeCreate Simulation Run پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید Next را بزنید.
دانشگاه صنعت آب و برق

42. دنباله محاسبات شبیه‌سازی
دانشگاه صنعت آب و برق

43. دنباله محاسبات شبیه‌سازی
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 شبیه‌سازی انجام می‌شود و شما می‌توانید نتایج شبیه‌سازی را به دو صورت زیر ملاحظه کنید.
جدولها
نمودارها
دانشگاه صنعت آب و برق

44. 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

45. نمودار بارش-رواناب
دانشگاه صنعت آب و برق

46. جدول خلاصه نتایج یک زیرحوضه
دانشگاه صنعت آب و برق

47. جدول جزئیات سری زمانی یک زیرحوضه
دانشگاه صنعت آب و برق

48. 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 ComponentsTime-Series Data Manager پنجره زیر ظاهر شده که باید کلید New را بزنید.
دانشگاه صنعت آب و برق

49. 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

50. 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

51. نمودارهیتوگراف بارندگی
یک نمونه از نمودار داده‌های مشاهده شده مربوط به بارندگی که به هیتوگراف (hyetograph) نامبردار است.
دانشگاه صنعت آب و برق

52. واسنجی مدل (Calibration)
فرآیندی سیستماتیک است برای این که بتوان مقادیر پارامترهای مدل را تنظیم نمود، تا نتایج حاصل از مدل با داده‌های مشاهده شده سازگار گردد.
این عمل در نرم‌افزار به دو طریق انجام میشود.
به روش دستی
به روش خودکار (بهینه‌سازی)
لازم به ذکر است که ابتدا از روش دستی استفاده می‌شود.
دانشگاه صنعت آب و برق

53. دنباله واسنجی مدل (Calibration)
دانشگاه صنعت آب و برق

54. ایجاد یک بازه
برای ایجاد یک بازه، 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

55. تقسیم‌بندی 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)
دانشگاه صنعت آب و برق

56. روشهای روندیابی در آبراهه‌ها
None
Kinematic Wave
Lag
Modified Puls
Muskingum
Muskingum-Cunge
Straddle Stagger
دانشگاه صنعت آب و برق

57. روندیابی در مخازن Routing methods: Possible structures: 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).
دانشگاه صنعت آب و برق

58. آب آب را گل نکنیم: مردمان سر رود، آب را می‌فهمند. گل نکردندش، ما نیز
در فرودست انگار، کفتری می‌خورد آب.
یا که در بیشة دور، سیره‌ای پر می‌شوید.
یا در آبادی، کوزه‌ای پر می‌گردد.
شاید این آب روان، می‌رود پای سپیداری، تا فرو شوید اندوه دلی.
دست درویشی شاید، نان خشکیده فرو برده در آب
مردمان سر رود، آب را می‌فهمند.
گل نکردندش، ما نیز
آب را گل نکنیم.
سهراب سپهری
دانشگاه صنعت آب و برق