Simulation of rainfall-runoff and flood potential using model HEC-HMS and Fuzzy Logic Case Study of Rudbal Watershed in Fars Province
Subject Areas : Climatologyمحمد ابراهیم عفیفی محمد ابراهیم عفیفی 1
1 - استاد یار دانشگاه آزاد اسلامی لارستان
لارستان دانشگاه آزاد اسلامی لارستان گروه جغرافیا
Keywords: Geographic Information System (GIS), HEC-HMS model, Fuzzy Overlay, Rudball, : Flood,
Abstract :
Floods are one of the most frequent and destructive natural disasters that cause severe financial and financial losses every year. Flood damage is on the rise due to human manipulation of river systems and river construction. In this regard, one of the most important non-structural measures to reduce flood damage is the preparation of flood risk zoning maps and their use in spatial planning. In this regard, the HEC-HMS model was used to simulate rainfall-runoff and identify flood zones and fuzzy logic was used to overlay the subject layers and prepare the flood line map. The simulation results show the high efficiency of HEC-HMS model in simulation of rainfall-runoff of Rudball catchment and estimation of peak flood discharges. The conversion of rainfall to runoff at the surface of the Rudball Basin is mainly controlled by geomorphometry and land cover. The highest peak runoff and peak flow rates are in the upstream sub-basins of the Rudball Basin. This is due to high slope, low soil permeability, abundance of impermeable surfaces and high CN. The combination of thematic layers using fuzzy logic showed that about 8.6% of the basin area was located in areas with high risk of flooding. These zones mainly correspond to the floodplain of the Rudbal River. These lands are always exposed to floods due to the low valley and low slope. Most of the settlements in the study area are located downstream of the basin. This has increased the risk of flooding.
- اسفندیاری، فریبا؛ رحیمی، مسعود؛ خیری‌زاده، منصور. (1397): ارزیابی و پیش‌بینی مکانی وقوع زمین‌لغزش با استفاده از مدل‌های آماری فاکتور قطعیت و رگرسیون لجستیک (منطقه مطالعاتی: جاده مواصلاتی خلخال- سرچم)، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی، سال هفتم، شماره 2، صص 19-45.
2- حاتمی‌نژاد، حسین؛ آتش‌افروز، نسرین؛ آروین، محمود. (1396): پهنه‌بندی خطر سیل با استفاده از تحلیل چندمعیاره و GIS مطالعه موردی: شهرستان ایذه، فصلنامه دانش پیشگیری و مدیریت بحران، دوره 7، شماره 2، صص 44-57.
3- حسین‌زاده، محمد مهدی؛ ایمنی، سپیده. (1395): مدل‌سازی هیدرولوژیکی حوضه آبخیز قوچک - رودک با استفاده از مدل HEC-HMS، پژوهش‌های دانش زمین، سال هفتم، شماره 25، صص 31-43.
4- صمد زاده، رسول (1394)، ارزیابی پهنه‌های خطر زمین‌لغزش در جاده اردبیل – سرچم، فصلنامه پژوهش‌های دانش زمین، دوره 6، شماره 3.
5- طاهری تیزرو، عبد اله؛ پاکدل خسمخی، حدیث؛ معروفی، صفر؛ وظیفه دوست، مجید. (1395): تلفیق مدل‌های HEC-HMS و GLDAS در تخمین رواناب مناطق فاقد آمار، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، دوره 23، شماره 4، صص 118-101.
6- عابدینی، موسی. قاسمیان، بهاره (1394): پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در شهرستان بیجار به روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، فصلنامه جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال 19، شماره 52.
7- عابدینی، موسی؛ بهشتی جاوید، ابراهیم. (1395): پهنه‌بندی خطر وقوع سیلاب حوضه آبخیز لیقوان چای با استفاده از مدل فرآیند تحلیل شبکه و سیستم اطلاعات جغرافیایی، نشریه فضای جغرافیایی، جلد 16، شماره 55، صص 293-312.
8- عظیم پور، ع. صدوق، ح. اوغلی، ع. ثروتی، م (1388): ارزیابی مدل AHP در پهنه‌های خطر زمین‌لغزش (مطالعه موردی : حوضه آبریز اهر چای)، مجله فضای جغرافیایی، شماره 26.
9- قشقایی‌زاده، نسیم. (1391): واسنجی و اعتبار یابی مدل HEC-HMS و آنالیز حساسیت آن در برآورد مشخصه‌های هیدرو گراف سیلاب (مطالعه موردی: حوضه جاماش استان هرمزگان)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، پردیس دانشگاهی قشم.
10- مدرسی، فرشته؛ عراقی نژاد، شهاب. (1396): آموزش کاربردی مدل‌سازی هیدرولوژیکی حوضه آبخیز در HEC-HMS، انتشارات نشر نوآور.
11- مراد نژادی، مریم؛ جور غلامی، مقداد؛ ملکیان، آرش. (1394): بررسی کارایی مدل هیدرولوژیک HEC-HMS در شبیه‌سازی هیدرو گراف سیلاب حوضه‌های آبخیز جنگلی (مطالعه موردی: جنگل خیرود)، نشریه جنگل و فراورده‌های چوب (مجله منابع طبیعی ایران)، دوره 68، شماره 3، صص 639-625.
12- نسرین‌نژاد، نعمت اله؛ رنگزن، کاظم؛ کلانتری، نصراله؛ صابری، عظیم. (1393): پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوزه آبریز باغان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)، نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 5، شماره 4، شماره پیاپی 17، صص 15-34.
13- Djordjevic, B. And S. Bruck. (1988): System Approach To The Selection Of Priority Areas Of Erosion Control With Implication Of The Water Resources Sub System, Proc. 4th Int. Sym. River Sedimentation Beijing, China, 1547-1554.
14- Ebrahimian, Mahboubeh.F.S.Lai. M.H.Ismail. I.A.Malek. (2009): Application Of Natural Resources Conservation Service–Curve Number Method For Runoff Estimation With GIS In The Kardeh Watershed, Iran. European Journal Of Scientific Research. ISSN 1450-216X Vol.34 No.4 (2009), Pp.575-590.Engineering. 100. 137 – 146.
15- Pandey, A. And A. K. Sahu, (2002): Generation Of Curve Number Using Remote Sensing And Geographic Information System”.
16- Pandey, A. V. M. Chowdary, B. C. Mal, And P. P. Dabral, (2003): “Estimation Of Runoff
17- Patila. J. P. A. Sarangia, A. K. Singha, T. Ahmadb. (2008): Evaluation Of Modified CN
18- Reshmidevi A. T. V, R. Jana, T. I. Eldho. (2008): Geospatial Estimation Of Soil Moisture In Rain-Fed Paddy Fields Using SCS-CN-Based Model. Agricultural Water Management 95. Pp 447– 457.
19- Zhan, X. And M. L. Huang, (2004): “Arccn-Runoff: An Arcgis Tool For Generating Curve Number And Runoff Maps”, Environmental Modelling & Software 19, Pp.875–879.
_||_- اسفندیاری، فریبا؛ رحیمی، مسعود؛ خیری‌زاده، منصور. (1397): ارزیابی و پیش‌بینی مکانی وقوع زمین‌لغزش با استفاده از مدل‌های آماری فاکتور قطعیت و رگرسیون لجستیک (منطقه مطالعاتی: جاده مواصلاتی خلخال- سرچم)، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی، سال هفتم، شماره 2، صص 19-45.
2- حاتمی‌نژاد، حسین؛ آتش‌افروز، نسرین؛ آروین، محمود. (1396): پهنه‌بندی خطر سیل با استفاده از تحلیل چندمعیاره و GIS مطالعه موردی: شهرستان ایذه، فصلنامه دانش پیشگیری و مدیریت بحران، دوره 7، شماره 2، صص 44-57.
3- حسین‌زاده، محمد مهدی؛ ایمنی، سپیده. (1395): مدل‌سازی هیدرولوژیکی حوضه آبخیز قوچک - رودک با استفاده از مدل HEC-HMS، پژوهش‌های دانش زمین، سال هفتم، شماره 25، صص 31-43.
4- صمد زاده، رسول (1394)، ارزیابی پهنه‌های خطر زمین‌لغزش در جاده اردبیل – سرچم، فصلنامه پژوهش‌های دانش زمین، دوره 6، شماره 3.
5- طاهری تیزرو، عبد اله؛ پاکدل خسمخی، حدیث؛ معروفی، صفر؛ وظیفه دوست، مجید. (1395): تلفیق مدل‌های HEC-HMS و GLDAS در تخمین رواناب مناطق فاقد آمار، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، دوره 23، شماره 4، صص 118-101.
6- عابدینی، موسی. قاسمیان، بهاره (1394): پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در شهرستان بیجار به روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، فصلنامه جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال 19، شماره 52.
7- عابدینی، موسی؛ بهشتی جاوید، ابراهیم. (1395): پهنه‌بندی خطر وقوع سیلاب حوضه آبخیز لیقوان چای با استفاده از مدل فرآیند تحلیل شبکه و سیستم اطلاعات جغرافیایی، نشریه فضای جغرافیایی، جلد 16، شماره 55، صص 293-312.
8- عظیم پور، ع. صدوق، ح. اوغلی، ع. ثروتی، م (1388): ارزیابی مدل AHP در پهنه‌های خطر زمین‌لغزش (مطالعه موردی : حوضه آبریز اهر چای)، مجله فضای جغرافیایی، شماره 26.
9- قشقایی‌زاده، نسیم. (1391): واسنجی و اعتبار یابی مدل HEC-HMS و آنالیز حساسیت آن در برآورد مشخصه‌های هیدرو گراف سیلاب (مطالعه موردی: حوضه جاماش استان هرمزگان)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، پردیس دانشگاهی قشم.
10- مدرسی، فرشته؛ عراقی نژاد، شهاب. (1396): آموزش کاربردی مدل‌سازی هیدرولوژیکی حوضه آبخیز در HEC-HMS، انتشارات نشر نوآور.
11- مراد نژادی، مریم؛ جور غلامی، مقداد؛ ملکیان، آرش. (1394): بررسی کارایی مدل هیدرولوژیک HEC-HMS در شبیه‌سازی هیدرو گراف سیلاب حوضه‌های آبخیز جنگلی (مطالعه موردی: جنگل خیرود)، نشریه جنگل و فراورده‌های چوب (مجله منابع طبیعی ایران)، دوره 68، شماره 3، صص 639-625.
12- نسرین‌نژاد، نعمت اله؛ رنگزن، کاظم؛ کلانتری، نصراله؛ صابری، عظیم. (1393): پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوزه آبریز باغان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)، نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 5، شماره 4، شماره پیاپی 17، صص 15-34.
13- Djordjevic, B. And S. Bruck. (1988): System Approach To The Selection Of Priority Areas Of Erosion Control With Implication Of The Water Resources Sub System, Proc. 4th Int. Sym. River Sedimentation Beijing, China, 1547-1554.
14- Ebrahimian, Mahboubeh.F.S.Lai. M.H.Ismail. I.A.Malek. (2009): Application Of Natural Resources Conservation Service–Curve Number Method For Runoff Estimation With GIS In The Kardeh Watershed, Iran. European Journal Of Scientific Research. ISSN 1450-216X Vol.34 No.4 (2009), Pp.575-590.Engineering. 100. 137 – 146.
15- Pandey, A. And A. K. Sahu, (2002): Generation Of Curve Number Using Remote Sensing And Geographic Information System”.
16- Pandey, A. V. M. Chowdary, B. C. Mal, And P. P. Dabral, (2003): “Estimation Of Runoff
17- Patila. J. P. A. Sarangia, A. K. Singha, T. Ahmadb. (2008): Evaluation Of Modified CN
18- Reshmidevi A. T. V, R. Jana, T. I. Eldho. (2008): Geospatial Estimation Of Soil Moisture In Rain-Fed Paddy Fields Using SCS-CN-Based Model. Agricultural Water Management 95. Pp 447– 457.
19- Zhan, X. And M. L. Huang, (2004): “Arccn-Runoff: An Arcgis Tool For Generating Curve Number And Runoff Maps”, Environmental Modelling & Software 19, Pp.875–879.