راه‌حلي براي استفاده از مدل هيدرولوژيكي مدكلارك در محيط HEC-HMS در ايران با استفاده از GIS

A GIS-bsed Solution for using Hec-HMS Modclark Hydrologic Model in Iran

از جمله مشكلات اصلي در استفاده از مدل هيدرولوژيكي مدكلارك (ModClark) در محيط HEC-HMS، تهيه ورودي‌هاي مدل در سيستم مختصات SHG و ساختار DSS است. هدف اصلي اين تحقيق به‌كارگيري GIS در ارايه راه‌حلي براي رفع اين مشكل بوده است. بدين منظور پروژه‌اي مبتني بر GIS، براي تعيين شدت سيل‌خيزي و اولويت‌بندي پتانسيل توليد سيل براساس روش عكس‌العمل سيل واحد و مدل هيدرولوژيكي مدكلارك در حوضه آبخيز قرنقو واقع در استان آذربايجان شرقي مدنظر قرار گرفت. داده‌هاي مورد نياز براي اجراي اين تحقيق عبارت‌اند از: داده‌هاي بارش ـ رواناب، فايل شبكه‌بندي حوضه، فايل بارش شبكه‌بندي‌شده، قابل شبكه‌بندي شماره منحني،‌ زمان تمركز و ضريب ذخيره حوضه. ابتدا با استفاده از نقشه‌هاي توپوگرافي در مقياس 25000/1 مرز حوضه و زيرحوضه‌ها، شبكه هيدروگرافي، كليه پارامترهاي فيزيكي، نقشه مدل ارتفاعي رقومي (DEM) تهيه شد و سپس با استفاده از امكانات HEC-GeoHMS و انجام برخي تغييرات، نقشه‌هاي شبكه‌بندي حوضه، بارش و شماره منحني با استفاده از DEM، شدت‌هاي يك‌ساعته بارش و انجام عمليات درون‌يابي مطابق شبكه استاندارد هيدرولوژيكي (SHG) و فرمت DSS تهيه گرديد. پس از آماده شدن تمامي ورودي‌هاي لازم، مدل هيدرولوژيكي مد كلارك واسنجي و اعتباريابي شد و هيدروگراف سيل در محل خروجي حوضه استخراج گرديد. براساس شاخص سيل‌خيزي f زيرحوضه آلمالوچاي، سيل‌خيزترين و موثرترين زيرحوضه در دبي اوج هيدروگراف خروجي شناخته شد. به عنوان كار آتي پيشنهاد گرديد تا در مطالعات شبيه‌سازي براساس مدل مدكلارك، ديگر ابعاد شبكه SHG نيز مطالعه شود و براساس نتايج به دست آمده، مناسب‌ترين اندازه شبكه براي استفاده در مديريت حوضه‌هاي سيل‌خيز كشور معرفي گردد.

Preparing data based on SHG coordinate and DSS format are known as among the main problems in running modclark hydraulic model within Hec-HMS. The main goal of this research has been providing a solution for the mentioned problem. To this end, Garango watershed was selected as the study area and a GIS-based research was conducted for determining flood intensity and prioritizing flood yield potential using Unit Response Approach and Modclark model in Hec-HMS environment. Rainfall-runoff gages measurements, gridded basin file, gridded precipitation file, gridded SCS curve number file, time of concentration and storage coefficient were the main required data to execute the research model. To do this research, the boundaries of Garango watershed and its four subwatersheds along with stream network were delineated using 1:25000 topographic maps. The map of Digital Elevation Model (DEM) and slope map of watershed were generated and then the physiographic characteristics of the subwatersheds extracted in GIS environment. In the next step, gridded basin file was created using HEC-GeoHMS, based on Standard Hydrologic Grid (SHG). One hour duration rainfall intensities were extracted and then using interpolation method, a gridded precipitation file was generated based on SHG coordinate system and DSS format. Gridded SCS curve number was also created and saved as DSS file. The next step was dedicated to calibrate and validate ModClark hydrologic model at the watershed outlet. Based on the flood index per area (f), Almalochai subwtershed was identified as the most flood active area. As a feature work, it was recommended that in Modclark-base simulations studies, different dimensions of SHG to be examined and the suitable grid dimension (a) be introduced for managing the flood area watersheds.