当前世界环境

介绍

洪水是所有城市和农村社会中人民生活中的一个不可或缺的一部分。一些洪水是季节性的，主要发生在夏季或春季开始时发生，并迅速转移大量的径流，从降雨和排水盆中的河流中达到雪地。其他一些洪水是突然且突然的，沿着河流上升，并导致所有巴里斯的冲洗和腐蚀。储层的构造是控制洪水的结构方法之一。建造水库的目的是控制或减轻洪水并减少洪水的峰值排放。通过节省水库中的洪水，实际上是实际上的。防洪水库可分为两组储存水库和拘留水库（Mirmomen。，2007）。使用拘留储层的洪水控制对洪水有直接和快速的影响。如果地形允许使用适当的卷创建存储储存器，如果有可用的材料（借用来源）与研究位置一点距离，则由于其与流域方法相比，储存储存器可以通过对洪水缓解的快速影响（Kholghi。，2001）。（Kholghi。，2001）研究了在纠正水坝实施的最佳流域管理。 The research aimed to provide and introduce a strategy that mathematically prioritized subbasins from floodwater control and corrective dams’ construction points of view. For optimizing the floodwater control in Neka river drainage basin, (Shabani Bazneshin et al., 2013) used the structural method of constructing detention dams. For this reason, first they extracted the region’s digital elevation map in GIS. Then, using HECGeo-HMS rider, they performed the geometric simulation of Neka river basin and finally used HEC-HMS for the hydraulic simulation as well as reservoirs’ simulation. (Behbahani et al., 2006) started to position Lorestan reservoirs using HS-AHP method, Geometric Information System (GIS) and HEC-HMS hydraulic model. For this reason, after collecting basic information, they implemented HS-AHP method in three steps. In the first step, they used GIS software for extracting waterway networks and preparing DEM model. In the second step, they used HEC-HMS hydraulic model for the hydraulic simulation of basins in order to estimate the runoff and water balance of drainage basins and the amount of runoff and losses in this model were estimated using US Soil Conservation Service (SCS) method. (Shokouhi et al., 2006) studied two different methods for controlling the floodwater. One of these methods is the construction of detention dams at the upstream of the urban basin and the other is taking measures relating to the river engineering in the urban basin. For the hydraulic simulation of the basin, HEC-HMS model was used. Their result showed that by constructing reservoirs, the amount of output discharge and the amount and cost of river engineering measures in urban basins will significantly reduce and the safety factor will increase in the above regions. (Mirmahdi and Jahangiri., 2008) calibrated and evaluated HEC-HMS model in responding to Maroon river drainage basin measuring 3824 square kilometers in area in Khuzestan province. For calculating the runoff, they used three methods of SCS, Snyder and Clark and after comparing the simulated hydrographs with observed ones in three hydrometric stations in the area, they found out that SCS, Snyder and Clark methods had the minimum difference in flood peak discharge and peak reaching time, respectively. (Knebl et al., 2005) presented a regional model of floodwater in San Antonio river basin (about 10000 square kilometers) located at Texas State in USA and selected the flood event in summer 2002. In this regional model, they used HEC-HMS software for converting the additional precipitation to the runoff and used HEC-RAS software for modeling the variable flow along the river. Results showed that this modeling could be used as a tool for the hydrologic prediction of flood at a regional scale. (Perez Pedini et al., 2005) optimized the effective locations for conducting activities relating to the flood control. For this reason, they developed HRUs hydrologic model, combined it with the genetic algorithm and finally determined optimal locations. (Tarvis and Mays., 2008) optimized detention reservoirs network. In this research, they looked for locations for constructing the reservoir where the geological structure of reservoir had the capability of water penetration and discharge. The research aimed to determine the location and size of these reservoirs. For this purpose, they used dynamic programming (Tarvis and Mays., 2008). In the research, first the geometric simulation of Neka river drainage basin was done using HECGeo-HMS and after the formation of waterways and extraction of the required physiographic features, the hydrologic simulation was done in HEC-HMS environment. For simulating detention reservoirs, first appropriate situations were determined in order to construct reservoirs based on the topography map, and after specifying the location of dam construction, level-height curves were extracted in GIS environment. Finally, by entering information to HEC-HMS, reservoirs were simulated.

材料和方法

正在研究的区域情况

该地区的研究区域是内卡河排水盆地位于Mazandaran省的东部，沿着里海南部的南北流动。Neka River从东南进入Neka City;然后，在巨大的迷宫之后，它从西侧排出城市，平均坡度为0.365％，而通过从距离距离飞行器约30公里的距离，进入里海。该盆地约为53ëŠ，17分钟至54°2，距离东部经度44分钟，36ëŠ和28分钟至36岁至36岁，距北纬42分钟（伊朗水资源管理组织，2008年）。在图1中，使用Google地球软件显示研究区域。

图1:使用谷歌Earth表示研究区域的情况 点击这里查看图

盆地几何模拟

为了从几何上模拟Neka盆地，首先在Arc View软件中输入该区域1/50000比例尺的地形图，在修正缺陷后，制作三角不规则网络(TIN)模型。然后，在Arc View环境中使用TIN创建5米尺寸的区域数字高程模型。利用所创建的DEM，绘制了流动方向图。这张图清楚地表明，每个细胞中的水都流向邻近细胞的地方。利用流量方向图和GIS功能，绘制了流量累积图。这些地图对于创建主要水道网络和子流域具有重要意义。提取上述地图后，提取Neka河流域的主水路网和次水路网，用于将流域划分为子流域。最后，根据进入HECGeo-HMS的阈值个数，将Neka盆地划分为9个子盆地，如图2所示。

图2：尼卡河流排水盆蛛网展示 点击这里查看图

在确定Neka河流域子流域范围后，提取每个子流域研究所需的地形特征，包括贯入曲线个数、浓度和滞留时间、各子流域的最高点和最低点图等。最后，编制了基于hec - hms的水文模拟所需的子流域和水道网络文件。

盆地的水文模拟

对于Neka River排水盆地的水文仿真，在进入HECGEO-HMS提取的盆地的几何信息后，在软件中进入了通过长期统计分析计算的不同返回期的时间系列降雨量在软件中和之后进入提出SCS单元的水电方法，用于计算用于计算降雨损失的泛源型和CN曲线数法以及确定水文编程的时间步骤，实现了HEC-HMS模型，提取了不同返回时期的洪水文献。根据设计拘留水库的现有标准，观察到，在小城乡盆地，返回期15年和大型城市盆地和重要的商业和工业区，返回期100或1000年的返回期计算设计中的洪水。在这项研究中，为了模拟拘留水库，使用返回时间为15年的洪水。

拘留储层仿真

根据Neka河流域的研究，R70W70、R80W80和R60W60子流域在洪水离开流域的形成中所占比例最大，是关键子流域(Shabani Bazneshin et al.， 2014)。因此，在这三个子流域采取防洪措施和修建滞洪水库是必要的。建设滞洪水库，首先要确定滞洪水库的建设位置。建设控制洪水效果最大的滞洪水库的最佳经济区位有以下特点:

1. 具有缩小谷的位置，可在地形图上识别。实际上，2个地形线彼此接近的位置是构建储层的最佳位置。
2. 蓄水池越靠近流域出口，其减少洪峰流量和增加延时的效率越高。
3. 在大坝轴线后面为水库创建了一个适当的存储空间。

大坝施工的位置在主要水路中。

以图3为例，给出了R70W70子流域大坝轴线建设的位置。

图3：R70W70亚巴巴辛中选择了用于储层建筑的位置 点击这里查看图

根据上述特征确定建坝位置后，在GIS中提取其高程曲线并输入模型。针对水库的水力模拟，基于HEC-HMS软件中定义的出口结构类型，采用路径选择方法。本研究的滞洪坝出口结构型式为宽顶堰。在输入与大坝有关的几何信息，包括坝顶长度、坝顶高度等后，进行模型构建，并对大坝输入输出的水文曲线进行比较。

结果

盆地几何模拟结果

对于流域的几何模拟，首先利用图4所示的1/50000地形图提取流域的数字高程图。

图4 Neka盆地DEM图 点击这里查看图

在对流域进行几何模拟并将流域划分为子流域后，通过如图5所示的软件提取流域的水路网络。

图5:创建的子流域和水道网络的展示 点击这里查看图

最后提取各子盆地的地貌特征，如表1所示。

表1内卡河流域各子流域的地形特征 点击这里查看表格

盆地水文仿真结果

提取子流域的地形特征后，在软件中输入流域水文模拟所需的信息，确定流域和子流域的洪水水文曲线，模拟不同重现期的洪水水文曲线。各子流域输出洪水峰值流量见表2。

表2内卡河流域子流域输出洪水水文曲线峰值流量值

对于基于土地使用的拘留储层设计，使用返回期的洪水为15年，并在图6至8中介绍了研究中的亚缩醛的产量泛流子照片。

图6 R60W60子流域输出洪水线 点击这里查看图

图7 R80W80子流域输出洪水线 点击这里查看图

图8：R70W70子巴西的输出泛流 点击这里查看图

油藏模拟结果

在从洪水潜力角度对Neka河流域子流域进行优先排序的研究中，确定了R70W70、R80W80和R60W60子流域在流域出口形成洪水的比例最大(Shabani Bazneshin et al.，2014)。为此，对上述子盆地进行了储层模拟。为了确定大坝轴线的长度，利用GIS测量了河谷的宽度，并选择了宽顶堰作为所有大坝的出口结构类型。

表3：在关键亚替代碳上构建的水库规格

图9:R60W60大坝水库 点击这里查看图

图10:R70W70大坝水库 点击这里查看图

图11:R80W80大坝水库 点击这里查看图

通过HEC-HMS软件对水库进行模拟并实现模型，发现R70W70、R80W80和R60W60子流域的水库建设对流域输出峰值流量的降低有显著作用。上述子盆地的储层建设成果如图12 - 14所示。

图12 R70W70子流域建库前后输出洪水线对比 点击这里查看图

图13：水库建设前后R60W60亚巴巴斯输出泛流的比较 点击这里查看图

图14 R80W80子流域建库前后输出洪水线对比 点击这里查看图

表4为大坝建设前后两种状态下的洪水水文曲线对比。

表4关键子盆地建库前后峰值流量及峰值出现时间对比

结论

减少洪峰流量和增加洪峰发生时间是防洪工程的目标，对减少洪水造成的人员伤亡和经济损失有显著作用。为了控制内卡流域洪水，选取了影响内卡流域洪水增加的三个子流域，研究了建滞洪坝的效果。研究结果表明:筑坝后，洪峰流量减少约101立方米/秒，延迟时间平均增加3.6小时;因此，HEC-HMS软件可以作为拦河坝几何、水力模拟和设计的有力工具。

参考文献

1. Mirmomen, S.S.滞洪水库与下游主要排水渠道整合的最优尺度研究及洪水特性对最优成本和尺度的影响，德黑兰大学灌溉排水工程硕士论文，德黑兰，(2007)。
2. 陈志强，陈志强，陈志强，陈志强。大型大坝泄洪道尺寸的基本准则。水利学报，vol . 32, no . 1, pp: 1106- 1106，(1988)。
3. 修坝实施中的最佳流域管理，流域流域第一次流域和水提取管理全国会议，布什尔，第6页，(2001)。
4. A. A. A中萨里农业科学与自然资源大学水利建筑卫生坝，液压结构MSC论文的应用，Sari农业科学与自然资源大学水利结构遗传优化算法，（2013）。
5. Behbahani, s.m.r.， Nazari, B.V.和Nazarifar, M.H.利用HS-AHP和GIS方法定位水力水库(Lorestan省的案例研究)，水资源管理第二届会议，第8页，(2006)。
6. Shokouhi, A.， Daneshvar, Sh. And Behrouznia, M.R.研究拦阻大坝和河流工程操作对城市流域洪水控制的影响，第七届河流工程国际研讨会，伊朗阿瓦兹Shahid Chamran大学，阿瓦兹，伊朗，第8页(2006)。
7. Mirmahdi, M.和Jahangir, A. HEC-HMS数学模型的校准和该模型对Maroon流域洪水响应的评价，第四届全国土木工程会议，德黑兰大学，伊朗德黑兰，第7页，(2008)。
8. Knebl,核磁共振;杨,Z.L.;和记黄埔,k;梅德门特，D.R，“利用NEXRAD降雨、GIS和HEC-HMS/RAS进行区域尺度洪水建模”(圣安东尼奥河流域2002年夏季风暴事件案例研究，环境管理学报，pp 325-336，(2005))。
9. 佩雷斯Pedini c;Limbrunner参考;和Vogel R.M.，基于渗透的暴雨水管理最佳管理实践的最佳位置，水资源规划与管理，131(6)，pp 441-448，(2005)。
10. tarvis，q.b .;和梅斯，L.W.优化保留盆网，水资源规划和管理学报，134（5），PP432-439，（2008）。
11. 伊朗水资源管理组织。1999年8月奈卡河流域洪水报告，第112页(2008)。
12. 大家都会Bazneshin, a;Emadi, a;和fazola, R.，流域洪水潜力的优先排序(以Neka河流域为例)，流域管理科学研究，萨里农业科学与自然资源大学，2014。