سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات162
تعداد شماره‌ها6,623
تعداد مقالات71,549
تعداد مشاهده مقاله126,915,901
تعداد دریافت فایل اصل مقاله99,965,809
علیزاده, بهناز, حصاری, بهزاد, صمدیان, مرتضی. (1403). ساخت، ارزیابی و پیش بینی مدل‌ سیلاب حوضه تحت تاثیر تغییر اقلیم با کمک مدل ریاضی HEC-HMS (مطالعه موردی: حوضه نازلو چای، ارومیه). , 14(4), 953-968. doi: 10.22059/jwim.2024.378868.1172
بهناز علیزاده; بهزاد حصاری; مرتضی صمدیان. "ساخت، ارزیابی و پیش بینی مدل‌ سیلاب حوضه تحت تاثیر تغییر اقلیم با کمک مدل ریاضی HEC-HMS (مطالعه موردی: حوضه نازلو چای، ارومیه)". , 14, 4, 1403, 953-968. doi: 10.22059/jwim.2024.378868.1172
علیزاده, بهناز, حصاری, بهزاد, صمدیان, مرتضی. (1403). 'ساخت، ارزیابی و پیش بینی مدل‌ سیلاب حوضه تحت تاثیر تغییر اقلیم با کمک مدل ریاضی HEC-HMS (مطالعه موردی: حوضه نازلو چای، ارومیه)', , 14(4), pp. 953-968. doi: 10.22059/jwim.2024.378868.1172
علیزاده, بهناز, حصاری, بهزاد, صمدیان, مرتضی. ساخت، ارزیابی و پیش بینی مدل‌ سیلاب حوضه تحت تاثیر تغییر اقلیم با کمک مدل ریاضی HEC-HMS (مطالعه موردی: حوضه نازلو چای، ارومیه). , 1403; 14(4): 953-968. doi: 10.22059/jwim.2024.378868.1172

ساخت، ارزیابی و پیش بینی مدل‌ سیلاب حوضه تحت تاثیر تغییر اقلیم با کمک مدل ریاضی HEC-HMS (مطالعه موردی: حوضه نازلو چای، ارومیه)

مدیریت آب و آبیاری
دوره 14، شماره 4، اسفند 1403، صفحه 953-968    اصل مقاله (1.88 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jwim.2024.378868.1172
نویسندگان
بهناز علیزاده1؛ بهزاد حصاری* 2؛ مرتضی صمدیان3
1گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
2گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه و پژوهشکده مطالعات دریاچه ارومیه و گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
3علوم و مهندسی آب، منابع آب، شرکت سهامی آب منطقه‌ای آذربایجان‌غربی، ارومیه، ایران.
چکیده
در مدیریت یکپارچه حوضه‌های آبریز محاسبه دبی اوج برای شناسایی کامل اثرات سیل و کاهش میزان خسارت‌ها امری ضروری است. فعالیت‌های مربوط به تخمین حجم رواناب و پیک سیلاب را می‌توان با اتخاذ یک مفهوم مدل‌سازی و با درک پیکربندی بارندگی و عوامل اصلی ایجادکننده رواناب به‌راحتی ساده کرد. ساخت مدل حوضه نیاز به پاسخ‌گویی مدل در دبی‌های کم و دبی‌های بزرگ (دوره بازگشت بالا) دارد که برای هر دو باید مدل پاسخ‌گوی نیازها باشد. در این پژوهش نظر به عدم وجود باران‌سنج ثبات در حوضه موردمطالعه، براساس شش رویداد رگبار متناظر مربوط به ایستگاه کمپ ارومیه به‌منظور شبیه‌سازی و اعتبارسنجی داده‌های سیلاب استفاده شد. بدین‌سان چهار واقعه رگبار جهت شبیه‌سازی و واسنجی و دو واقعه رگبار جهت صحت کار گرفته شد. در ضمن، واسنجی برای پارامترهای شماره منحنی، زمان تأخیر و تلفات اولیه انجام شد. پس از واسنجی مدل، برای اطمینان از دقت مدل شبیه‌سازی‌شده و مقادیر واسنجی‌شده، اعتبارسنجی مدل با داده‌های جدید انجام گرفت. نتایج نشان داد هیدروگراف شبیه‌سازی‌شده تطبیق قابل‌قبولی با هیدروگراف مشاهداتی دارد. شاخص‌های ارزیابی R2 و RSME در این حالت به‌ترتیب برابر 90/0 و 67/0 در ایستگاه آباجالوسفلی و 86/0 و 34/0 در ایستگاه تپیک می‌باشند. مقدار R2 در همه موارد، در زیر سطح 5 درصد معنی‌دار است. متوسط شاخص ناش-ساتکلیف در حد عالی است و به‌طور کلی متوسط درصد خطای دبی پیک، زیر 10 درصد و خطای نسبی زمان پیک، زیر 3 درصد است. برای ساخت مدل برای سیلابه‌ای بزرگ، رگبار بارش با دوره بازگشت‌های مختلف حوضه وارد مدل شده و دبی اوج هر دوره بازگشت در محل ایستگاه انتهایی آباجالو سفلی در رودخانه نازلوچای شبیه‌سازی گردید. نتایج مقایسه برآورد سیلاب مقادیر مشاهداتی سیلاب رودخانه (Q1) و محاسبه‌شده با مدل HEC-HMS (Q2) در دوره بازگشت‌ 25 سال به‌ترتیب برابر 1/196 و 9/198 مترمکعب بر ثانیه و در دوره بازگشت 50 سال به‌ترتیب برابر 2/235 و 1/255 مترمکعب بر ثانیه برآورد گردید و خطا در دوره بازگشت‌های پایین تا 10000 ساله بین 3 تا 7 درصد بوده است که نشان از تطابق بالای مقادیر شبیه‌سازی‌شده با مشاهداتی می‌باشد. هم‌چنین با بررسی درصد تغییرات بارش نسبت به شرایط فعلی و مقایسه با سناریوهای تغییر اقلیم نتایج مؤید آن است که در سناریوی خوش‌بینانه (RCP2.6) در دوره بازگشت‌های 10 سال، 100 سال و 1000 سال، به‌ترتیب 9، 42 و 95 درصد بوده که همین مقایسه در سناریوی (RCP4.5) و در دوره بازگشت‌های فوق به‌ترتیب 12، 46 و 98 درصد و در سناریوی (RCP8.5) در دوره بازگشت‌های 10 سال، 100 سال و 1000 سال؛ به‌ترتیب 6، 27 و 53 درصد مشاهده گردید. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از مقایسه سیلابه‌ای تاریخی رودخانه با سیلابه‌ای آینده تحت سناریوهای تغییر اقلیم با دوره بازگشت‌های مختلف به‌کمک مدل LARS-WG نشان‌دهنده افزایش گسترده میزان این سیلاب‌ها در سال‌های آتی است.
کلیدواژه‌ها
بارش- رواناب؛ سیلاب؛ HEC-HMS؛ گزارش ششم تغییر اقلیم؛ دریاچه ارومیه
عنوان مقاله [English]
Model construction, evaluation, and prediction of flood under climate change scenarios using the HEC-HMS mathematical model (A case study: Nazlochai basin, Urmia)
نویسندگان [English]
Behnaz Alizadeh1؛ Behzad Hessari2؛ Morteza Samadian3
1Department of Water Engineering, Urmia University, Urmia, Iran.
2Department of Water Engineering and Urmia Lake Research Institute, and Department of Water Engineering, Urmia University, Urmia, Iran.
3Water Resources, West Azarbaijan Regional Water Joint Stock Company, Urmia, Iran.
چکیده [English]
In integrated watershed management, calculating peak flow for full identification of flood effects and reducing damage is essential. Activities related to estimating runoff volume and flood peak can be easily simplified by adopting a modeling concept and understanding rainfall configuration and the main factors creating runoff. Building a basin model requires the model to respond to low flows and high flows (high return period), which for both, the model must meet the needs. In this study, due to the lack of a data logger or short term recording rainfall gauge(tipping rain gauge) in the study basin; based on six corresponding rainfall events related to nearest UrmiaCamp station for simulation and validation of flood data was used. Thus, four rainfall events for simulation and calibration and two rainfall events for validation were used. Also, calibration was performed for curve number, lag time, and initial losses parameters. After calibrating the model, to ensure the accuracy of the simulated model and calibrated values, the model was validated with new data. The results showed that the simulated hydrograph has an acceptable match with the observed hydrograph. The evaluation indices R2 and RSME in this case are 0.90 and 0.67 at Abajalu station and 0.86 and 0.34 at Tepik station, respectively. The R² value is significant in all cases, below the 5% level. The average Nash index is excellent, and overall, the average percentage error of peak discharge is below 10%, while the percentage error of peak time is below 3%.To build a model for large floods, rainfall with different return periods of the basin entered the model and the peak flow of each return period at the final station of lower Abajalu in Nazlu Chay river was simulated. The results of comparing the estimated flood, observed river flood values (Q1) and calculated with the HEC-HMS model (Q2) in the 25-year return period were 196.1 and 198.9 cubic meters per second, respectively, and in the 50-year return period were 235.2 and 255.1 cubic meters per second, respectively, and the error in the lower return periods up to 10,000 years was between 3 to 7 percent, which indicates a high agreement of the simulated values with the observed ones. Also, by examining the percentage of precipitation changes compared to current conditions and comparing with climate change scenarios, the results confirm that in the optimistic scenario (RCP2.6) in the return period of 10 years, 100 years and 1000 years; It was 9%, 42% and 95%, respectively, and the same comparison in the scenario (RCP4.5) and in the above return period was 12%, 46% and 98%, respectively, and in the scenario (RCP8.5) in the return period of 10 years. 100 years and 1000 years; 6%, 27% and 53% were observed respectively. It can also be acknowledged that in the pessimistic scenario and the increase in droughts, the percentage of flood changes will decrease compared to the other two scenarios. According to the results obtained from the comparison of historical river floods with future floods under climate change scenarios with different return periods with the help of the LARS-WG model, it indicates a large increase in the amount of these floods in the coming years.
کلیدواژه‌ها [English]
Rainfall-runoff, Floods, HEC-HMS, 6th Climate change report, Urmia Lake
مراجع
  1. Adib, A., Salarijazi, M., Vaghefi, M., Shooshtari, M. M., & Akhondali, A. M. (2010). Comparison between GcIUH-Clark, GIUH-Nash, Clark-IUH, and Nash-IUH models. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 34(2), 91-104.
  2. Afifi, M.A. (2019). Simulation of runoff precipitation and flood potential using the HEC-HMS model and fuzzy logic, a case study of Bal river catchment in Fars province. Natural Geography Quarterly, 46, 111-127. (In Persian) 
  3. Asadi, A., & Boostani, F. (2013). Application of HEC-HMS for flood forecasting in Kabkian basin and Delibajak subbasin in Iran. Journal of Engineering, 3(9), 10-16.
  4. Ashfete, P., &and Masah Boani, A. (2018). The effect of uncertainty of climate change on temperature and precipitation of Aydogmush basin in the period of 2040-2069. Water and Soil Science Quarterly, 19(2). (In Persian) 
  5. Azmat, M., Qamar, M.U., Ahmed, S., Hussain, E., & Umair, M. (2017). Application of HEC-HMS for the event and continuous simulation in high altitude scarcely-gauged catchment under changing climate. European Wwater, 5(7), 77-84.
  6. Bhuiyan, H.A., McNairn, H., Powers, J., & Merzouki, A. (2017). Application of HEC-HMS in a cold region watershed and use of RADARSAT-2 soil moisture in initializing the model. Hydrology, 4(1), 9-28.
  7. Darji, K., Khokhani, V., Prakash, I., Mehmood, K., Pham, B.T., & Final, M.E. (2019). Rainfall-runoff modelling using HEC-HMS model: an application of regression analysis. Journal of Emerging Technologies and Innovative Research, 6(5), 225-234.
  8. Dimri, T., Ahmad, S., & Sharif, M. (2022). Hydrological modelling of Bhagirathi River basin using HEC-HMS.  Journal of Applied Water Engineering and Research,  11(2), 249-261. https://doi.org/10.1080/23249676.2022.2099471
  9. Din, S.Ud., Khan, N.M., Israr, M., Nabi, H., & Khan, M. (2019). Runoff Modelling Using Hec Hms fFor Rural Watershed. International Journal of Advance Engineering and Research Development, 5.71.
  10. El-Bagoury, H., & Gad, A. (2024). Integrated hydrological modeling for watershed analysis, flood prediction, and mitigation using meteorological and morphometric data, SCS-CN, HEC-HMS/RAS, and QGIS. Water, 16(2), 356. https://doi.org/10.3390/w16020356
  11. El-Bagoury, Heba, and Ahmed Gad. (2024). Integrated Hydrological Modeling for Watershed Analysis, Flood Prediction, and Mitigation Using Meteorological and Morphometric Data, SCS-CN, HEC-HMS/RAS, and QGIS. Water, 16(2), 356 .
  12. Gebre, S. L. (2015). Application of the HEC-HMS model for runoff simulation of Upper Blue Nile River Basin. Hydrology: Current Research, 6(2), 1.
  13. Haibo, M., Xin, D., & Wenjuan, C. (2018). Application of Synthetic Unit Hydrograph on HEC-HMS Model for flood forecasting. In MATEC Web of Conferences 246 (01076), 1-8.
  14. Haibo, M., Xin, D., & Wenjuan, C. (2018). Application of Synthetic Unit Hydrograph on HEC-HMS Model for flood forecasting. In MATEC web of conferences (Vol. 246, p. 01076). EDP Sciences.
  15. Halwatura, D., & Najim, M. M. M. (2013). Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in a tropical catchment. Environmental modelling & software, 46, 155-162.
  16. Halwatura, D., & Najim, M.M.M. (2013). Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in a tropical catchment. Environ. Model. Softw., 1(46), 155-162.
  17. Heydari Bi Safar, A., Hessari, B., & Samadian, M. (2020). Sensitivity analysis of effective parameters in flood design using HEC-HMS (case study: Sardasht Dam). Ecohydrology, 7(4), 951-965. (In Persian) 
  18. Jahanbakhsh Assal, S., Dinpajoh, Y., & Aali Nejad, M.M. (2015). Comparison of SRM and HEC-HMS Models in Simulation of Runoff from Snowmelt in Shahrchay River Basin, Urmia. Hydrogeopharmology, 5, 101-117. (In Persian) 
  19. Legesse Gebre, S. (2015). Application of the HEC-HMS Model for Runoff Simulation of Upper Blue Nile River Basin. Journal of Waste Water Treatment & Analysis.6:2.
  20. Majidi, A., & Shahedi, K. (2012). Simulation of rainfallrunoff process using Green-Ampt method and HEC-HMS model (Case study: Abnama Watershed, Iran). International Journal of Hydraulic Engineering, 1, 15-9. )In Persian)
  21. Mortezai Pouya, S., Ashfete, P., & Gulfam, P. (2021). Comparison of hydroclimate changes in the watershed caused by climate change under the third and fifth IPCC reports. The first national conference on water quality management and the third national conference on water consumption management.
  22. Nash, J. E., & Sutcliffe, J. V. (1970). River flow forecasting through conceptual models part IA discussion of principles. Journal of hydrology, 10(3), 282-290.
  23. Oleyiblo, J.O., & Li, Z.J. (2010). Application of HECHMS for flood forecasting in Misai and Wan’an catchments in China. Water Science and Engineering, 3(1), 14-22.
  24. Rathod, P., Borse, K., & Manekar, V. L. (2015, December). Simulation of rainfall-runoff process using HEC-HMS (case study: Tapi river, India). In 20th International Conference on Hydraulics, Water Resources and River Engineering (pp. 17-19).
  25. Rathod, P., Borse, K., & Manekar, V.L. (2015). Simulation of rainfall-runoff process using HEC-HMS (case study: Tapi river, India). In 20th International Conference on Hydraulics. Water Resources and River Engineering, 9(8), 3440-3449
  26. Ren, D.F., & Cao, A.H. (2023). Precipitation-runoff simulation Xiushi river basin using HEC-HMS hydrological model. Modeling Earth System and Environment, 9, 2845-2856.
  27. Sahu, M. K., Shwetha, H. R., & Dwarakish, G. S. (2023). State-of-the-art hydrological models and application of the HEC-HMS model: a review. Modeling Earth Systems and Environment, 9(3), 3029-3051. https://doi.org/10.1007/s40808-023-01704-7
  28. Sahu, M.K., Shwetha, H.R. & Dwarakish, G.S. (2023). State-of-the-art hydrological models and application of the HEC-HMS model: a review. Model. Earth Syst. Environ, 9, 3029-3051. https://doi.org/10.1007/s40808-023-01704-7
  29. Samadian, M., Asadi, E., Ghorbani, M. A., & Ahmadi, F. (2023). Investigating Precipitation Changes and Meteorological Drought Characteristics with Climate Change Scenarios (Case Study: Sari-Qamish Sub-basin of Zarinehrood). Water Harvesting Research, 6(1), 38-54. doi: 10.22077/jwhr.2023.6786.1106
  30. Sampath, D.S., Weerakoon, S.B., & Herath, S. (2015). HECHMS model for runoff simulation in a tropical catchment with intrabasin diversions–case study of the Deduru Oya river basin, Sri Lanka. Engineer. Journal of the Institution of Engineers, Sri Lanka XLVIII(01, ISSN 1800-1122). 11(1), 1-9
  31. Shahidi, M., & Nabi Bid Handi, G. (2023). The role of spatial distribution of basin hydrological units on changes in peak flood discharge using HEC-HMS hydrological model, (case study: Safa Roud watershed), remote sensing and geographic information system in natural resources, 14(4), 17-20. (In Persian) 
  32. Visweshwaran, R. (2017). Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in the Krishna basin. Master’s thesis. National Institute of Technology Karnataka. Surathkal. India, 19 pages.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 138
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 126





سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب