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HEC-HMS和HEC-RAS模型在GIS集成模型中的集成模拟洪水(案例研究:Karaj区域)

Amir Abbas Mosaddegh Khaghan1*和强烈阵雨Mojaradi2

1伊朗德黑兰谢里夫理工大学。

2伊朗Elm-o-Sanat大学。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.11.Special-Issue1.01

在住宅和城市发展的背景下,洪水平原河流和水文、水力条件不论流域和河流,增加的洪水风险和对方的损失都可以在这些地区进行投资。本研究的目的是评估河流洪水的行为和蔓延在阿尔博兹省卡拉伊。结合水文模型HEC-HMS和HEC-RAS水力模型用于此目的,气象和水文站使用降雨数据和径流面积HEC-HMS模型进行校准,河流断面在居民区,洪水区显示的重现期为10,在Arc视图中显示使用HEC-GeoRAS修正的GIS中的20年和50年。


洪水模拟;HEC-HMS;HEC-RAS;GIS.

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Khaghan A. A. M,Mojaradi B.在GIS集成模型中集成了HEC-HMS和HEC-RAS模型以模拟洪水(案例研究:Karaj区域)。2016年Curr World Environ的特刊; 11(特别问题2(2016)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.11.Special-Issue1.01

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Khaghan A. A. M,Mojaradi B.在GIS集成模型中集成了HEC-HMS和HEC-RAS模型以模拟洪水(案例研究:Karaj区域)。2016年Curr World Environ的特别问题; 11(特别问题2(2016)。可从://www.a-i-l-s-a.com?p=922/


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收到: 2016-07-15
公认: 2016-08-19

介绍

洪水是一种主要的自然灾害之一,即干旱和饥荒等灾害造成的灾害造成比其他人更为人类(Green et al。,2008)。各种研究表明,缺乏对隐私问题和河流的关注,导致洪水频率和损坏的指数增长是城市和半城市和最大的潜在洪水风险模型。由于不可能完全保护洪水的风险(更多et al。,2008),生活在洪水的土地利用管理和河流区域的发展中,以减少其有害影响至关重要。河流径流分析,考虑如何扩展是有用的。使用地理信息系统(GIS)在许多研究中显示和分析空间数据,这些研究以洪水管理和洪水保留工具接受的方式处理空间数据是有效的水平确定。

用于研究探索出口区域径流流动的洪水和水文模型的研究,使Radwan在约旦进行区域洪水分析,洪水控制措施对洪水排放的作用。De Hoo等人(2007)还利用了Lisflood模型在研究的两个地区的洪水峰值中的作用。Benavides等(2006)与HEC-HMS和HEC-RAS模型与GIS集成,分析了防洪的各种选项,是首选选择。此外,克莱布等人(2005)在San Antonio在San Antonio区域中集成了这些模型,提出了预测洪水的模型和模型。

该国进一步研究以利用水力模型和洪水映射使用水力模型的洪水洪水,在穆罕默德阿巴省(2011年)中的穆罕默德·阿巴姆(2011)中的水库(2010)中的水平模型和洪水映射作者:王莹莹,王莹,王莹,证实了模型效率的研究。此外,Sadeghi和同事(2013年)来自HEC-RAS模型和GIS集成划河洪水达拉巴德使用了结果表明洪水分区模型中的效率。Haji Gholizadeh(2012)在一项研究中调查人类干预的作用,包括桥梁,涵洞,喷水器,河流浸在河里的破碎机应使用HEC-RAS模型支付德黑兰。不同研究对洪水控制结构措施的影响对研究区的深度不同返回期的影响。

研究表明,在我国,结合水文模型和水力模型来模拟居住区洪水的情况较少,没有考虑使用这些模型来管理下游土地利用。本研究采用水文水力模型和HEC-RAS HEC-HM和GIS相结合的方法,对卡拉季河流洪水的降雨和径流进行了模拟和分析。

材料和方法

研究区域为75.87平方公里,位于阿尔博兹省西部10公里处的卡拉伊市。平均坡度面积为42.44%,气候条件为半干旱气候,年降雨量为381 mm为湿(Mirzakhan, 2008)。

在本研究中,为了模拟降雨、径流和洪水的水文曲线输出,以确定HEC-HMS模型版本2.2.2的范围,根据该模型的选择方法是识别模型输入。为此,采用降水到径流曲线数的转换方法,或在arcview 3.3 GIS软件中编制â€。校准和验证的降水和径流事件使用单一全球降雨和径流事件在该地区和选择电台进行了探讨降雨的空间分布在GIS IDW方法用来确定每个sub-catchment降水的时间模式的模式是最近的车站were used. After calibration and validation of model and parameters extraction, precipitation of Dvrhbazgshthay 10, 20 and 50 years of curves, intensity, duration, frequency extraction station Karaj and was the model for the flood hydrograph was calculated. The roughness coefficient of Cowan (Cowan, 2006) due to multiple factors and roughness control (Haji gholizadeh, 2009, Sadeghi and Jalali Rad, 2008) were determined. Then in GIS extension HEC-Geo RAS geometry of the range was used for the preparation and data entry that includes Msyrjryan, left and right side, cross sections in the form of new data layers Arc View to the HEC-RAS model were entered then enters the output Hydrograph-Hay HEC-HMS model and the introduction of roughness coefficients, convergence and divergence channel HEC-RAS model has been implemented and hydraulic analysis and monitoring of flood zones and flood depth was done in Arcview with the back 10, 20 and 50 years respectively.

结果与讨论

Karaj地区洪水模拟为居民区提供的输入数据结果如表1所示。HEC-HMS模型校准和卡拉季水文流域模拟验证表明,洪水平均差值为64/6%,体积差值为08/29%。结果表明校准参数的重要性,CN和早期采用的结果Khosroshahi (2007), Razavi(2005)和Knebl等人(2005)基于SCS模型的校准值â€。实现模型降雨返回时间10,20到50年,分别导致流峰值的出现为38.43,17.61和4.85立方米/秒,在图2和图3 Hydrvgraf输出为不同提出了其他研究的结果(东水工程师,2009)和研究(Mirzakhan,2009)在该领域并无显著差异。因此,HEC-HMS模型的研究比较采用了峰值、洪水水文线基准时间,并批准了形成的研究结果(2004)、Khosroshahi(2010)、Jowkar(2011)和Knebl(2005),批准了使用标准峰值模型的性能是完全符合的。

表1:输入数据为模型HEC-HMS.

盆地

区(公里2

CN(我)

s(mm)

最初的吸引力(mm)

浓度的时间(分钟)

时间延迟(分钟)

1

6.96

73.

93.9

18.8

29.2

17.5

2

7.38

72.

98.8

19.8

12.2

12.7

3.

9.45

72.

98.8

19.8

18.

10.8

4.

8.46

72.

98.8

19.8

42.2

25.3

5.

8.15

72.

98.8

19.8

47.7

28.6

6.

3.40

72.

98.8

19.8

32.

19.2

7.

8.19

70

108.9

21.8

48.

28.8

8.

1.96

73.

93.9

18.8

33.4

20.

9.

8.08

68.

119.5

23.9

45.2

27.1

10.

13.85

70

149.2

29.8

75.1.

45.1

图1。HEC-HMS水模型输出为返回期10和20年


图1:HEC-HMS水模型输出为10和20年的返回期
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图2. HEC-HMS水模型输出为50年的返回期


图2:HEC-HMS模式50年回归期的水文曲线输出
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间隔是应用HEC-Georas的延伸,其限制HEC-RAS批次的几何特征如图1所示。HEC-RAS模型结果和输出在稳定的流动条件下面向图形和表格。这些包括在液压系统上的每个部分和输出接头旁边的横截面,配置文件,曲线,水文编程和图表。鉴于多个层面的协议,不包括在内。HEC-RAS模型的结果表示已经研究了该范围内的流动模型的能力。根据GIS中提供几何的初始信息,HEC-RAS和GIS应用组合Karaj中高潜力的流域管理,洪水也是结果等(2002),Sadeghi和Jalai Rad(2004)的液压模型的成功整合HEC-RAS和Arc View GIS在GIS中是一致的。它还显示HEC-RAS输出GIS,以更好地了解在洪水的情况下,结果表明,结果adiq(2007)是一致的。例如,在图2中,洪水贴图深度为50岁。

图3.在研究期间获得的横截面以及GIS中的位置


图3:期间获得的横截面
该研究与GIS中的一个位置

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图4.具有不同退货期的洪水的外滩游戏区域的视图。


数字4:外滩游乐区的视图
针对不同复发期的洪水。

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图5.查看50年的洪水恢复期的洪水深度范围


数字5:查看洪水深度范围
洪水复发期为50年

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结论

结果表明HEC-HMS和HEC-RAS模型在模拟水文和液压盆地的行为中的能力是KARAJ。结合性能节目,使用地理信息系统在提供模型和视图的准确性方面提供输入的能力。如果目前的水管和降雨组成伴随着适当的数据,准确方便能够模拟洪水,另一方面是河床和住宅区的准确测量地图,洪泛区可能是地图的效率和准确性输出。因此,在洪水管理和洪水保险中研究的疗法,也计划开发类似领域的住宅区,特别是吞吐量推荐的城市地区。

具有一定

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