HEC-HMS模型在流域内降雨径流的应用研究

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1、HEC-HMS模型在流域内降雨径流的应用研究X.模型简介HEC-HMS(TheHydrologicEngineeringCenter's-HydrologicModelingSystem),美国陆军工程兵团水文工程中心开发的流域性洪水模拟系统，是一个具有物理概念的半分布式次降雨径流模型。根据降雨径流的形成过程，将其划分为净雨过程、直接径流过程、基流和河道汇流4个计算部分，主要用于树状流域径流过程的模拟。2.建模思路根据DEM,将流域划分为若干子流域，计算每一子流域产流量，经坡面汇流和河道汇流，最后演算至流域岀口断面。I1EC-I1MS对洪水模拟主要包括

2、2部分：(1)子流域产流、坡面汇流该部分控制每个子流域内净雨的生成及汇到各子流域出口断面的流量过程。(2)河道汇流该部分决定水流从河网向流域岀口的运动过程，将各子流域洪水过程入河道入口，经汇流演算至流域出口。此外，还考虑到在实际流域中起调蓄作用的水库、小水源、洼地以及起分流作用的水利工程等对洪水汇流过程的影响根据不同的入流和出流情况模拟出流过程。3.模型界面HEC-HMS模型界面有流域管理器(WatershedExplorer)>I作桌面(Desktop)组件编辑器(ComponentEditor)及事件日志(MessageLog)四部分。图1HEGH

3、MS模型界面3.1流域管理器流域管理器主要包括：流域模型(BasinModels)>气象模型(MeteorologicModels)和控制设置(ControlSpecifications)3部分。其中:(1)流域模型是实际物理系统的概化模型，主要功能是划分子流域、确定每个子流域汇流方向等；流域模型可由木软件创建，也可外部导入，比如WMS/HEC-GEOHMS/PrePro等。(1)气彖模型的功能是根据相关雨量站的坐标及雨量、蒸散发等实测资料，建立雨量站同各子流域的关系；(2)控制设置的主要功能是确定洪水起止时间及计算步长等。3.2组件编辑器主要用于模型

4、各组分计算方法的选定及参数的设置。3.3工作桌面创建或导入概化的流域模型，模型各单元元素信息查看。3.4事件日志依时间顺序记录操作步骤及运行成败信息的提示。2.案例简述利用己有流域地图在模型内创建流域概化模型，进行相关参数设置并计算运行，对计算结果进行分析。4.1强降雨时间序列创建Components—>Time-SeriesGage—>PrecipitationGages,输入降雨起止时间、吋间步长及各吋段降雨量，输入数据见图2。本案例忽略流量、蒸发及风速等相关要素，其创建方法同降雨时间序列。4.2流域模型创建创建步骤：(1)Components—>

5、BasinModelManager新建流域(2)View—>BackgroundMaps导入地图ReachJunctionSource&Zla)甲学弓1甜(3)流域单元元素设置及连接叭罰RcscrviorDiversionSink单元元素含义：子流域(Subbasin)：在子流域内通过去除降雨损失、计算直接径流及增添基流得出降雨及出流。河流(Reach)：用于输送水流至下游。有一个或多个上游元素。蓄水池(Reservior)：小型水库、洼地、水池等连接节点(Junction)：连接上游单元元素，出流为上游来水总和。分水节点(Diversion)：从河流

6、中分出一部分水体至流域外源(Source):有出流，无入流。汇(Sink)：有入流，无出流。木案例流域模型设置单元元素有：4个子流域、3个连接节点及2个河流。HEC-HMS4个计算模块(净雨过程、直接径流过程、基流和河道汇流)中的前三个3个模块均在子流域(Subbasin)中进行设置并计算。DEP」hCmm«Z«r・・3・I^2=9Jso-l©>•CtFIds*wvm««U<*•««•«i"V■l)*•••••«■-3愛♦••，确kU.Q».■"・・“0C>»4ala净雨过程图2流域模型创建(4)子流域(Sub

7、basin)净雨过程设置净雨过程包含灌层截留(Canopy)、洼地储存(Surface)及损失(Loss)三部分。Canopy.Surface默认状态下为“None”，不设置；可根据实际情况自行设置。损失计算模型有初损后损模型、缺水模型、SCSCN模型及SMA等。其中，初损后损模型所需参数较少，易于建立和应用，是应用较多的成熟模型。A*S^bbtiir.Swfac«^L*ssJ

8、Ir«isfoni

9、Optica：Bb«bbVbj■•:Caatre1E1m«bIla>•:S・bb・・i・・2>275Latxtud*D«

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