بخشی از مقاله
چکیده:
ضرورت استفاده از نرمافزار برای شبیهسازی بارش-رواناب و مدیریت انتقال منابع آب میباشد و یکی از اقدامات کاهش خطرات سیلاب، مدیریت حوضه آبریز است که با پیشبینی رواناب از طریق مدل های هیدرولوژیکی و برنامه ریزی بلند مدت ، می توان اقدامات لازم را برای کاهش میزان خسارت های سیلاب انجام دا د. مدلسازی بارش -رواناب یک فرآیند ضروری است که در بهره برداری مناسب از مخازن و برنامه ریزی صحیح از منابع آب نقش عمده ای دارد . مدل HEC-HMS یکی از مدلهایی است که برای شبیه سازی بارش رواناب طراحی شده است .
این مدل با استفاده از هیدروگراف واحد SCS در سطح زیر هحوض ها و نیز با استفاده از روندیابی ماسکینگام اقدام به شبیهسازی بارش و هیدروگراف سیلاب ناشی از آن می نماید. در این مطالعه از آمار بارش 27 ساله حوضه آبریز عسکروئیه به مساحت 12800 هکتار واقع در استان کرمان در شمال شرق شهرستان راین استفاده شده است.
مقدمه
درصد زیادی از حجم بارندگی در مناطق مختلف کشور تحت تأثیر عواملی مانند تشکیلات و ساختار زمین شناسی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی شیب زمین، و شکل حوضه آبخیز به رواناب سطحی تبدیل می شود و همچنین حجم رواناب بدست آمده از با رندگی با بهکارگیری روش های جمع آوری و مهار آب سطحی از نظر تأمین آب روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند - هدایت االله زرین و همکاران، . - 1391
رواناب یکی از مهمترین اجزاء فرآیندهای هیدرولوژی در مدیریت منابع آب می باشد و از گذشته های دور، تحقیقات وسیعی راجع به مدل سازی فرآیند بارش در سطح حوضه و تبدیل آن به رواناب و سیل خروجی از حوضه انجام شده است - گوپتا و همکاران، . - 1999 مدلهای هیدرولوژیک حالت ساده شده ای از چرخه هیدرولوژی هستند که از دو بخش اصلی بنام های هستههای هیدرولوژیک و پوسته تکنولوژی تشکیل شده اند که هسته هیدرولوژیک شامل مفاهیم علم هیدرولوژی بوده که تعار یف متغیر، فرآیندهای توصیفی و دیگر جنبهها را در بر میگیرد و پوسته تکنولوژی شامل برنامه ریزی کاربردهای حد واسط و غیره میباشد.
اساس کار مدل هیدرولوژیکی بررسی بین بارش و رواناب است که بارش و به دنبال آن تشکیل رواناب سطحی از فازهای مهم چرخه هیدرولوژیکی محسوب میشود و از کاربرد مهم مدل های بارش رواناب پیشبینی سیلاب و شبیهسازی فرآیندهای هیدرولوژیکی میباشد - قباد رستمی، . - 1392 دو روش برای مدلسازی فرآیند بارش رواناب وجود دارد .
روش اول مدلسازی مبتنی بر دانش و روش دوم مبتنی بر داده میباشد که روشهای دانش محور به عنوان رویکردهای مدلسازی مبتنی بر خصوصیات و قوانین فیزیکی حاکم بر حوضه است که این مدل فیزیکی در برگیرنده تعداد زیادی از پار امترها و متغیرهای مشاهداتی است که می بایست یک فرآیند هیدرولوژیکی پیچیده را توصیف نماید . بر همین اساس خصوصیات حوضه مانند شدت و مدت بارش، اندازه، شکل، شیب و خصوصیات ذخیره ای حوضه، توپرگرافی، نوع خاک، خصوصیات اقلیمی حوضه برای مدلسازی فرایند بارش رواناب استفاده می شود.
پایه و اساس روشهای داده محور برای مدلسازی فرآیندهای هیدرولوژیکی ، استفاده و استخراج اطلاعاتی است که به صورت ضمنی درون داده های هیدرولوژیکی وجود دارند ، بدون اینکه هیچ اطلاعات دقیقی از خصوصیات و قوانین فیزیکی حاکم وجود داشته باشد - سولمتین و همکاران، . - 2008 مدل HEC-HMS یکی از مدلهای رایانه ای برای شبیهسازی رواناب است . این مدل به دلایل مختلف از جمله توانایی شبیهسازی وقایع کوتاه مدت و راحتی کاربرد، بسیار متداول شده است .
در این مدل برای شبیهسازی رواناب سطحی زیر مدل های متنوعی وجود دارد که استفاده از زیر مدل های مختلف - تلفات، بارش، رواناب - در مدل HEC-HMS نتایج مختلفی بدست میدهد. به منظور ارائه ی مدل منطقه ای سیلاب برای حوضه سن آنتونیو در تگزاس مرکزی و آمریکا از ترکیب مدل HEC-HMS و HEC-RAS و بارش راداری استفاده و کارآیی مدل را بررسی نمودند - کنبل و همکاران، . - 2005
کادویی در سال 2006 در تحقیقی واسنجی خودکار مدل های مفهومی بارش رواناب را به کمک روش بهینه سازی SCE را بررسی کرد . در این تحقیق، روش واسنجی اتوماتیک زیر حوضه گاماسیاب، در شمال غربی حوضه رودخانه کرخه بررسی شد . معیارهای ارزیابی و نتایج بدست آمده نشان داد که روش توسعه داده شده برای واسنجی خو دکار پارامترهای مدل مفهومی بارش رواناب - CRR - دقت و کارآیی زیادی دارد . چنگ و همکاران در سال 2013 برای پیشبینی سیلابهای شدید در حوضه آبخیز شیمن در تایوان از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS استفاده کردند.
آنها با استفاده از داده های سه سیلاب خطرناک با دوره بازگشت های یک تا نود ساله، رواناب حاصل از بارش های سیل آسا را در مدل HEC-HMS شبیهسازی کردند. آنها باتوجه به رضایت بخش بودن یافته هایشان به این نتیجه رسیدند که مدل هیدروژیکی، کالیبره و تأیید شده HEC-HMS قادر به پیشبینی سیلابهای تاریخی می باشد.
جو و همکاران در سال 2014 برای دو زیر حوضه باکیل و جانک پیونگ در کره جنوبی با استفاده از داده های تاریخی یک دوره آماری بین سالهای 2000-2009 ، 8 سیلاب رخ داده در حوضه با کیل و 6 سیلاب در حوضه جانگ پیونگ را با دو مدل هیدرولوژیکی Refh و HEC-HMS شبیهسازی کردند و نهایتاً به این نتیجه رسیدند که مدل Refh محدودیت در شبیهسازی جریان اوج را نشان میدهد. در حالی که مدل HEC-HMS شبیهسازی خوبی در هر دو حوضه نشان داد. در این پژوهش با استفاده از مدل HEC-HMS به بررسی رفتار بارش رواناب و روند یابی جریان ماندگار در حوضه عسکروئیه راین پرداخته شده است و میزان رواناب حوضه و دبی پیک سیلاب خروجی ارائه شده است.
مواد و روش ها
-منطقه مورد مطالعه:
حوضه عسکروئیه با مساحت 12800 هکتار در شمال شرقی شهرستان راین و شمال استان کرمان قرار گرفته است . مساحت حوضه آبریز تا خروجی حوضه 128 کیلومتر مربع است و در طول جغرافیایی 57 درجه و 22 دقیقه و 28 ثانیه تا 57 درجه و 30 دقیقه و 44 ثانیه و عرض جغرافیایی 29 درجه و 39 دقیقه و 4 ثانیه تا 29 درجه و 48 دقیقه و 56 ثانیه قرار گرفته است . از نظر تقسیمات شش گانه حوضه های آبریز اصلی ، حوضه عسکروئیه جزء حوضه آبریز فلات مرکزی و از نظر تقسیمات فرعی، حوضه عسکروئیه جزء حوضه آبریز کویر لوت است .حداکثر ارتفاع این حوضه 2197 متر و شیب متوسط آن 15 درصد برآورد شده است. شکل - - 1 موقعیت حوضه را نشان میدهد.
