قاتلیتهای ترناهه HEC-GeoHMS در استخراج پاراهترهای ههن حوزه آبخیس هطالعه هوردی ح ضهو گرگانرود استاى گلستاى چىیذ خص صیات فیضی شافی یه ح ص خ آبیص ت ز ػ ای اص پاسا تش ا و مادیش آ ا تشای ح ض سد ظش ؼثتا حاتت ت د ایا ش ضؼیت خص صیات و ی ح ض ی تاؿذ اطالق ی ؿ د ای خص صیات ت ا ت ط س ؼتمی تش خصات یذس طیىی ح ض ظیش دتی ػا یا حز ػیالب ا ؿذت فشػایؾ خان سػ ب ت یذی احش ی زاسد ت ى ت ط س غیش ؼتمی تش آب ا ضؼیت او طی پ ؿؾ یا ی ح ض یض احش داس ذ. ا شچ اػتخشاد خص صیات فیضی شافی یه ح ض ت س ؽ ای خت ف ا ىا پزیش اػت ی ا زا حاػثات ت س ؽ - ای دػتی تا و ه اتضاس ای حاػثاتی تذا سایا ای اس اص ص ا تشتشی پش ضی تشی تخ ای طا ؼات اػت دس ػا ای اخیش شا ؿذ ػیؼت اطالػات رغشافیایی تا ش افضاس ای یذس طی تشػشػت طا ؼات افض د اػت ت ػال اػتفاد اص داد ای ػ زؾ اص د س ذ سل ی استفاع ساداس ػال تش دلت تاالتش ا ىا اػتخشاد ػشیؼتش ای خص صیات سا فشا د اػت. دسای تحمیك تا اػتفاد اص داد ای استفاع ػ زؾ اص د س تش ا د ا ثی HEC-GeoHMS دس حیط GIS خص صیات فیضی شافی ح ض ش ا ش د اػتخشاد تایذ آ تا حاػثات دػتی ؼ مایؼ ؿذ اػت. واشه های کلیذی: HEC-GEOHMS ؿاخص فیضی شافی ح ض ش ا ش د ػ زؾ اص د س 1
1- هقذهه ػا ا اطالػات رغشافیایی ػثاست اػت اص یه ز ػ سایا ای یظ و لات یت ر غ آ سی رخیش ػاصی ذیشیت تاصیاتی تغییش تح ی ذ ؼاصی ایؾ اطالػات ىا ی غیش ىا ی سا داسا ی تاؿذ. اػتفاد اص GIS دس پش ط ای خت ف مؾ ی سا ت ػ ا یه اتضاس ذس دس اػتخشاد خصات صیشت ایی تح ی تزؼ داد ای ت پ شافی ص ا ی خان واستشی اساضی پ ؿؾ یا ی غیش ت یظ ذ ح ض حاص اص پای ا داد ا تا اػتفاد اص ا حالی ای ر د ایفا ی و ذ ض ای ى ػشػت دلت پشداصؽ اطالػات ت دػت آ ذ یض صیاد خ ا ذ ؿذ )ػالرم ىاسا 1391(. اتصا ذ ای سیاضی یذس طیىی یذس یىی ت ػیؼت GIS ا یت یظ ای داسد واس ػاد ای یؼت. ػیؼت اطالػات د غشافیایی تؼتشی تشای رخیش داسی ذیشیت تزضی تح ی اطالػات رغشافیایی ی تاؿذ ا ىا اػتخشاد خص صیات سف تشی واست شافی ح ض - ای تضسي سا تا ػ ت ػشػت تیتشی یؼش ی ایذ. اػتخشاد ؿاخص ای فیضی شافی ر ت واستشد دس ذ ای یذس طیه اص ذ سل ی ص ی استفاػی) DEM ( دس GIS ت ػ ا یه س ؽ تاد ا ؼثت ت س ؽ ای ؼاحی لذی ی اسصیاتی دػتی م ای ت پ شافیه ؿ اخت ی ؿ د. دس ای ا واال ا اسن ر ؼ د ی یى س ؽ ایی سا ر ت اػتخشاد دلیك ؿاخص ای یذس طیىی تا اػتفاد اص DEM ت ػؼ داد ذ ) ا تایش ىاسا.)1993 HEC-GEOHMS یىی اص ا حالی ای ش افضاس ARC GIS اػت و ت ػط شوض ذػی استؾ ایاالت تحذ آ شیىا ت یذ ؿذ اػت. ای ا حالی لادس ت آ ا یض داد ای سل ی استفاػی تشآ سد خص صیات فیضی شافی ح ص آتخیض تشػی ؼیش ای ص ىی شص ح ض تش اػاع HEC-GEOHMS پاػخ یذس طیىی ح ص آتخیض ت تاس ذ ی ی تاؿذ. تؼت ش افضاسی ػال تش اػتخشاد خص صیات فیضی شافی یه ح ض لادس ت ػاخت فای س دی ش افضاسHEC-HMS تشای اػتفاد دس ذ ؼاصی ای یذس طیىی ی تاؿذ. ذف اص ا زا ای تحمیك HEC-GEOHMS حاػث تشخی اص ؿاخص ای فیضی شافی ح ض آتخیض ش ا ش د الغ دس اػتا ؼتا تا اػتفاد اص ا حاق ی یتاؿذ. 2
2- هواد و روش ها 1-2- هنطقه هورد هطالعه و ؼاحت ح ض س دخا ش ا ش د 1019700 ىتاس اػت. %41 آ سا اطك ر ی ت ؼاحت 418077 ىتاس %20 شاتغ ت ؼاحت 203940 ىتاس %39 آ سا اساضی صساػی ت ؼاحت 397683 ىتاس تىی ید ذ. دس ح ض ی ای س دخا ػا ا اع حص الت صساػی وت تشداؿت یؿ د. ت اتشای یىی اص اطك تؼیاس صشف ا اع ػ دفغ آفات ثاتی و د ای ؿی یایی اػت. دس الغ یىی اص تضس تشی ؼای حیط صیؼتی دس تخؾ وا سصی دس استثاط تا س دخا ش ا ش د صشف صیاد ع و د ای ؿی یایی اػت. س دخا زو س تا ط حذ د 300 وی تش تا ح ض آتشیض حذ د 10250 وی تش شتغ تا ط رغشافیایی 2 54 تا 56 22 ػشض رغشافیایی 22 36 تا 47 37 ؿ ا ی ا ط س و دس ؿى 1 ا ذ یو یذ دس اػتا ؼتا الغ ؿذ اػت اص استفاػات ی داؽ پاسن ی ؼتا ػشچ شفت پغ اص زؿت اص ثذ وا ع آق لال دس غشب خ ار فغ ت دسیای خضس ی سیضد. ای س دخا دس لؼ ت ر ب ؿشلی دسیای خضس الغ ؿذ اػت ر ت رشیا آب س دخا اص ؿشق ت غشب اػت. اغ ة ا ؼاتات آ اص سؿت صسی و ا ثشص اص ر ب ت ؿ ا رشیا داس ذ. اص ر س دخا ای آ یت ا ت س د ای ادسػ تی آتاد چ چای اؿاس د. سیضؽ تاسؽ ای ؿذیذ دس ص ا ای و تا تخشیة پ ؿؾ یا ی دس تؼیاسی اص اطك تاػج ؿؼت ی صیاد خان ای طم افضایؾ آ د ی آب دس د س ای خاصی اص ػا ی ؿ د. آب ای س دخا ا اص ت پی ػت چ ای خت ف و اغ ة آ ا داسای د ای ؼثتا تاالیی ) 14-19 دسر ػا تی شاد( ؼت ذ ػشچ ی یشد تیتش آ ا دس اطك و استفاع ر ای دس رشیا ؼت ذ. 16 تش و تشی مذاس اختالف استفاع تی تؼتش س دخا دی اس ای اطشاف آ دس حذ د ػذ ؿ یش ضدیه ت ضدیه صة س دخا حذ د 4 تش اػت. تش س ی ای س دخا دس ح ػ شػ اس ػذ ؿ یش احذاث ؿذ اػت. فاص ػذ اص طشیك راد آػفا ت تا ش ا حذ د 60 وی تش تا صة س دخا 70 وی تش اػت. ای ػذ دس ػا 1352 آت یشی ؿذ اػت اص ع خاوی اػت. ط تاد آ 430 تشآ سد ؿذ تش حذاوخش استفاع آ اص پی 20 تش اػت. ؼاحت اص ی آ 10 وی تش شتغ زایؾ آ 50 ی ی تش ىؼة اػت. ر ت آؿ ایی تا طم ی ت ا فت دؿت ش ا دس اػتا ؼتا داسای آب ای ؼتذ و ی شط ب اػت ص ؼتا ای الی تاتؼتا ای ؼثتا ش داسد. تىیالت ص ی ؿ اػی طم شت ط ت د سا ا تا چ اس یتاؿذ. یضا تاس ذ ی دس اطك خت ف تفا ت اػت. دس لؼ ت ای ف لا ی س دخا دس اطك ر ی ضدیه ت 1000 ی ی تش دس اطك یا ت ذ 600 ی ی تش دس اطك 3
. دس دؿتی ت 250-300 ی ی تش ی سػذ. تا ت ر ت ا یت س دخا ش ا س د دس تشداؿت ای ح ض ر ت طا ؼ اػتفاد ؿذ اػت ری ا ی ت طم سد طا ؼ خ ا ی داؿت. ؿى 1- لؼیت طم سد طا ؼ 2-2- هحاسثه ترخی از شاخصهای فیسیوگرافی حوضه آتخیس گرگانرود 1-2-2- تهیه هذل رقوهی ارتفاع GIS ذ سل ی استفاع (DEM) یىی اص ػ اصش اص ی تشای ؿثی ػاصی دس ذ ای یذس طی تىی تش اػت. ت یظ دلت ذ ای سل ی استفاع یا م ت پ شافی طم یىی اص ػ ا تؼیاس دس طا ؼات فیضی شافی یتاؿذ. دس ای طا ؼ اص م ای ت پ شافی ۲۰ ۲۵۰۰۰ ۺ ۱ ػاص ا رغشافیایی یش ای ؼ ح تشای ت ی ذ سل ی استفاع تا اتؼاد ػ ی تش اػتفاد ؿذ اػت. و تا اػتفاد اص DEM خط ط و ت س تا اػتفاد اص ا سیت Contour( خطی( سد ظش ایزاد شدیذ. تؼذ اص ت ی DEM شاح ا ی ت ی ػاصی ؿا DEM GeoHMS GIS Filling Sinks Smoothing تا اػتفاد اص اص ش افضاس ای ا زا ؿذ تصحیحات الص تش س ی اػ ا خطا ای 4
ر د دس ذ سل ی استفاػی ) ظیش فش سفت ی ا( دس ذ سل ی حزف شدیذ. ایتا DEM ت ی ػاصی ؿذ و اصطالحا HydroDEM یا AgreeDEM فت یؿ د دس اػتخشاد شص ای ح ض پاسا تش ای آ اػتفاد ؿذ. ؿى 2 - HydroDEM سد اػتفاد دس ذ ػاصی ح ض ی ش ا ش د پش ط سا دس یه دایشوت سی رذیذ خا ی رخیش یو ی. یچ پ ؿ دی شی اص ArcMAP ثایذ دس آ رخیش تاؿذ. اخرای فرهاى Fill Sinks -2-2-2 چ ا چ پیشا ػ ی سا ػ ای تا سل استفاػی تاالتش احاط و ذ آب دس آ ػ ت ت ی افتذ لادس ت رشیا خ ا ذ ت د. فش ا Fill Sinks پش و ذ دی ا دس ا ی سػتشی DEM تشطشف و ذ ای ى اػت. Terrain Preprocessing > Fill Sinks 5
ند- خهت خریاى تا اخرای فرهاى Flow Direction -3-2-2 )۱۹۸۴( تىاس شفت ؿذ تؼذا ت ػط را ؼ د ی یه ف ر ت رشیا Direction) (Flow ا ی تا ت ػط ا وال ا اسن )۱۹۸۸( تشای تؼیی شص ح ض ؿثى آتشا اص یه ذ سػتشی اػتفاد ؿذ اػت. ؿى 3 ح وذ زاسی ر ت رشیا تا ت ر ت ر ت ای رغشافیایی ا داد ؿذ اػت. ؿى 4 ر ات رشیا دس ح ض ش ا ش د سا ا یذ ذ. تا ارشای ای فش ا ر ت رشیا ؿثی ػاصی ی ؿ د. خش ری حاص اص ارشای ای فش ا الی ای سػتشی اػت و اسصؽ ش یه اص ػ ای آ ت تص یش و ذ ر ت رشیا دس آ ػ اػت. Terrain Preprocessing > Flow Direction ؿى 3 زاسی ر ات 9 ا 6
ؿى 4 - پ ت ذی ر ت رشتا دس ح ض ش ا ش د 4-2-2- خریاى تدوعی تا اخرای فرهاى Flow Accumulation مادیش ر ت رشیا ت ص ست تز ؼی دس ش پیىؼ ت ص ست تش تی حاػث ی ؿ د تحت ػ ا Flow Accumulation دس ش افضاس 1996(. تا اػتفاد اص م ر ت رشیا ت واس یشی تش ا HEC-GeoHMS رخیش ی شدد )ػای ف س تی یت ا م رشیا تز ؼی سا اػتخشاد وشد )ؿى 5(. 7
ارشای فش ا تا Flow Accumulation رشیا تز ؼی حاػث ی شدد. خش ری حاص اص ارشای ای فش ا الی ای سػتشی اػت و اسصؽ ش یه اص ػ ای آ ت تص یش و ذ تؼذاد تز ؼی ػ ای ػشاب )تاالدػت( اسوت و ذ دس سخذاد رشیا آ ػ ی - تاؿذ. )تص یش ص ؿذ پیىؼ ا سا ت تش ا یذ ذ( Terrain Preprocessing > Flow Accumulation 5-2-2- شثکه آتراهه تشای تؼیی خ دواس ؿثى آتشا ا دس ح ص آتخیض یه ػذد آػتا ر د داسد و تا ؼشفی ػذد آػتا و ی ػ ایی و مادیش آ ا دس م تز غ رشیا تضس تش اص ػذد آػتا تاؿذ ت ػ ا ؿثى س دخا دس ظش شفت ی ؿ ذ. ش چ ػذد آػتا و چىتش تاؿذ تشاو ؿثى س دخا ای تیتش خ ا ذ ت د. تؼیی ػذد آػتا تشای اػتخ ساد ؿثى آتشا ا ت لذست تفىیه ذ سل ی استفاػی اط ی ا اص ا طثاق آ ا تا حیط طثیؼی ح ض تاالخش ت یضا می و تؼذاد آتشا ا دس طا ؼ سد ظش تؼت ی داسد. تؼ ا خا شچ ؿثى ص ىی تشاو تش تؼذاد آتشا ا تیتش تاؿذ ح ض سا یت ا ت س صی ح ض ای و چىتش تمؼی وشد )تاست ت 1997(. ت اتشای تا ت ر ۱۰ صیش ح ض تمؼی ت م تز غ رشیا ػذد آػتا ؿثى آتشا تشػی ی ؿ د دس تیز ح ض اص ی تش ی اػاع ت تؼذاد ؿذ. پغ اص ایزاد صیش ح ض ا ط ال یتشی ؼیش رشیا شت ط ت ش صیش ح ض ح اػث شوض حم ش صیش ح ض تؼیی ؿذ. دس ایت ؿاخص ای ف یضی شافی یذس شافی ت ا صیش ح ض ا ظیس ؼاحت حیط ؿیة استفاع صیش ح ض ا ط ؿیة آتشا اص ی فاص شوض حم ح ض تا آتشا اص ی حاػث اػتخشاد شدیذ. 3- نتایح ذ ایی ػاد ای اص یه ػیؼت پیچیذ اػت و تؼذادی اص خص ای آ سا ؿثی ػاصی یو ذ. ذ ای یذس طی اتضاسی دس طا ؼ ال ی فشآی ذ ای یذس طیىی ح ض ا ؼت ذ ذ ای یذس طیىی تایذ لادس ت ؿثی ػاصی دلیك فشآی ذ ای یذس طیىی ػطح ص ی ت ظ س ت ث د ذیشیت اتغ آب تاؿ ذ. اػتفاد اص ذ ای یذس طیىی تشای پیؾتی ی ا ص ا ی ر یو ذ و داد ای یذس طیىی اوافی تاؿ ذ حتی ا ش آ اس حثت ؿذ دس یه طم تیؾ اص حذ ؼ ط ی تاؿذ تاص اطالػات وافی دس تاس ا یت تغیش ای یذس طیىی سا دس تش خ ا ذ داؿت صیشا آ اس حثت ؿذ ز ػ وا ی اص داد ا سد ظش خ ا ذ ت د. ت ػثاست دی ش دس تش یش ذ لایغ حذاوخش حذال یا سفتاس تغیش ای یذس طیىی دس د س ص ا ی ط ال ی خ ا ذ ت د. 8
دس ری تیز تشآ سد ای ا زا ؿذ دس ؿى ؿ اس )۵( رذ ؿ اس )۱( اسائ ؿذ اػت. ؿى 5 - م ؿثى ص ىی پشاو ؾ ایؼت ا ای یذس تشی 9
10-6 ىؿ شیص م ض ح دافتػا ا صا ا شت یلاح ا HEC-GEOHMS ذر -1 تاصخ شیص یفاض یضیف ض ح یا مط دس ؼ اط M ههارتآ عافترا M هضوح عافترا ةیش % ههارتآ عافترا سکره m لقث لوط ههارتآ یلصا km ةیش طسوته % طیحه km تحاسه Km2 هضوح ریز مان فلاتخا عافترا رثکاذح عافترا لقاذح فلاتخا عافترا رثکاذح عافترا لقاذح 54 1461 1407 93 1500 1407 0/099 1410 0/55 19/12 0/07 1/92 S1 751 2163 1412 753 2163 1410 0/072 1562 10/43 19/75 17/76 30/04 S2 178 1590 1412 190 1601 1411 0/041 1483 4/31 14/48 3/73 12/20 S3 648 2182 1498 707 2192 1485 0/110 1719 6/23 35/49 5/61 17/88 S4 372 1859 1487 436 1923 1487 0/056 1670 6/63 24/89 9/64 20/20 S5 566 2203 1637 578 2219 1641 0/115 1830 4/92 43/18 5/41 13/68 S6 454 2182 1728 468 2197 1729 0/074 1914 6/15 41/13 5/05 16/12 S7
رذ 2 - ؿاخص ای فیصی شافی صیش ح ض ای طم سد طا ؼ شکل حوضه طثق ضریة تراکن زهاى تورکس ضریة شکل هستطیل هعادل ضریة نام زیر حوضه فرم زهکشی کشیذگی حوضه فشردگی )FF( )CC( حوضه km/km2 حوضه طثق )CC( )BE( )FF( 38/8 کرپیچ ترانس و عرض طول )دقیقه( ویلیاهس )ساعت( S1 12/2 89/0 07/0 53 16 08/0 59 خیلی 16 S2 01/2 73/13 29/1 46 68/5 11/1 15/1 20 S3 78/1 41/5 69/0 51 24/2 68 11/1 14 S4 13/2 26/8 68/0 43 78/2 63 69 22 S5 83/1 03/9 07/1 53 57/3 81 91 22 S6 66/1 93/5 91/0 53 17/2 52 22/1 خیلی 13 S7 78/1 41/5 69/0 51 24/2 68 11/1 14 4- تحث و نتیده گیری دس ای طا ؼ واسایی تش ا را ثی HEC-GEOHMS دس اػتخشاد ؿاخص ای فیضی شافی ح ص آتخیض ش ا ش د سد تشسػی لشاس شفت. تایذ حاوی اص ػ ىشد تاالی ای ا حالی دس تش آ سد پاسا تش ای فیضی شافی ح ض ای آتشیض چ ی ػشػت تاال دس اػتخشاد شص ح ض صیشح ض چ ی ؼیش آتشا ای اص ی فشػی دس مایؼ تا س ؽ ای شػ لذی ی )س ؽ ای آ ا ي دػتی( اػت ) ذ ای ت 1992(. ض ا ا زا و ی حاػثات دس ای حیط ش افضاسی تؼیاس دلیك ػشیغ ا زا شدیذ اسصیاتی و تش تایذ ذاسی تای ا ی تص د آ ت ػایش ش افضاس ای سد اػتفاد دس حاػثات یذس طیىی یذس یىی ػاد تش ا زا ی یشد. 11
5- هناتع 1. واستشد ػا ا اطالػات رغشافیایی دس طا ؼات فیضی شافی ت پ شافی ػ ی ػالرم ا ی صا ح پ سر یحیی س ػتایی ح ذ ػ ی فتاحی اسدوا ی ؼص غشیة حؼ یشصایی ا تاسات صا یغ چاج ا 1391. 2. De Vantier, B.A., and Feldman, A.D. (1993). Review of GIS applications hydrologic modeling. J. Water Resource Planning and Management, 119(2), 246-261. 3. HEC-HMS, (2005). Hydrologic modeling system, User s manual, U.S. Army Crop of Engineers, Hydrologic Eng., Davis, Calif. 4. Singh, V.P., and Fiorentino, M. (1996). Geographical information system in hydrology. Singh, V.P., and Fiorentino, M., chief editors, Proc., Hydrologic Modeling with GIS, Kluwer Academic Publishers, Netherlands. 5. Maidment, D.R. (1992). Grid-based computation of runoff: A preliminary assessment, Report to U.S. Army Crop of Engineers, HEC, Under Contract DACW05-92-P-1983. 6. Maidment,D.R. (1993). Developing a spatially distributed unit hydrology using GIS. Proc., HydroGIS 93, Vienna, 181-192. 7. HEC-GEOHMS, (2003). An extension for support of HEC-HMS using ArcView, User s manual, U.S. Army Crop of Engineers, Hydrologic Eng., Davis, Calif. 8. Tarboton, D.C. (1997). A new method for determination of flow directions and upslope area in grid digital elevation models. J. Water Resource Research, 33(2), 309-319. 12