یکی از راه حل های اصولی برای پیشگیری و مهار سیل، شناسایی مناطق خطرساز و سیل خیز در داخل حوضه آبخیز است و اصولاً مهار و پیشگیری از سیل باید ابتدا در سر منشأ آن یعنی زیرحوضه های آبخیز مورد توجه قرار گیرد. از این نظر حوضه آبخیز رودخانه جاماش به علت وقوع سیل های ویرانگر در آن، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه مدل حوضه آبخیز با استفاده از نرم افزار HEC-GeoHMS تهیه و شبیه سازی هیدرولوژیک حوضه توسط مدل HEC-HMS انجام شد. جهت واسنجی پارامتر شماره منحنی و اعتباریابی مدل، از آمار 4 رگبار مشاهده ای و سیل همزمان آنها استفاده شده است. نتایج نشان دادند که این مدل در خصوص پیش بینی دبی اوج و زمان مربوط به آن در خروجی حوضه می تواند نتایج قابل قبولی را ارائه نماید. در این تحقیق، با استفاده از روش حذف متوالی زیر حوضه ها برای دو واقعه بارندگی به عنوان نمونه، نقش کلیه زیرحوضه ها در هیدروگراف سیل خروجی تعیین و بر اساس آن اولویت بندی انجام گرفت. نتایج نشان می دهد میزان مشارکت زیر حوضه ها در سیل خروجی با مساحت آنها رابطه مستقیم ندارد و لزوماً زیرحوضه ای که مساحت بزرگتر و یا دبی اوج بیشتری داشته باشد، در سیل خروجی کل حوضه تاثیر بیشتری ندارد بلکه اثر متقابل عوامل موثر مانند موقعیت مکانی زیرحوضه ها و نقش روندیابی در رودخانه اصلی و نقش شاخص های مورفومتری کانال رود نیز میتواند نقش مهمی داشته باشد.

شبیه سازی بارش رواناب و تولید هیدروگراف، کاربرد فراوانی در تحلیل رفتار حوضه در مقابل بارش، محاسبه حجم و پیک سیلاب، میزان تلفات و امکان طراحی ابعاد سازه ها دارد. یکی از رایج ترین مدل های شبیه ساز HEC-HMS می باشد. در این پژوهش با هدف آنالیز حساسیت پارامترهای روندیابی هیدروگراف سیل در حوضه آبریز رودخانه مرک، ابتدا با افزونه HEC-GeoHMS در محیط Arc GIS و نقشه DEM منطقه، خصوصیات فیزیوگرافی حوضه ساخته و در مدل HEC-HMS فراخوانی گردید. سپس با وارد نمودن داده های سه رخداد سیلاب و بارش متناظر آن، هیدروگراف محاسباتی ایجاد و جهت واسنجی ابتدا به روش سعی وخطا مدل در محدوده ای مطلوب قرار گرفت که بتوان با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی بهینه سازی را انجام داد. در بهینه سازی با تابع هدف به حداقل رساندن میانگین مجموع مربعات خطا، پارامترهای K و X ماسکینگام که حساسیت ویژه ای در تولید هیدروگراف دارند بهینه و کارایی مدل را در رده عالی قرار داد بطوریکه برای رخداد سیلاب تاریخ آبان 1394 معادل نوامبر2015 و با شرط توقف 50 تکرار (NSE=0.871, PBIAS=25.52, RMSE=0.4,   NRMSE=2.63)، در رخداد سیلاب فروردین 1395 معادل مارس2016 ( NSE=0.731, PBIAS=28.82, RMSE=0.5, NRMSE=1.01) و در رخداد اسفند 1398 معادل فوریه2020 (NSE=0.834, PBIAS=7.96, RMSE=0.4, NRMSE=0.95) قرار گرفت که نشان از کارایی عالی مدل بعد از بهینه سازی ضرایب ماسکینگام با الگوریتم تکامل تفاضلی(DE) دارد.

هدف از این مقاله نمایش به کارگیری آخرین تحقیقات و پژوهشها در زمینه هیدرولیک و هیدرولوژی آبهای سطحی به منظور تعریف سیمای طرح پروژه های کنترل سیل است. در این مقاله بعد از معرفی الگوریتم های ردیابی جریان (Flow Tracing) و تشریح منطق مورد استفاده برای برنامه نویسی آنها در محیط GIS، نحوه به کارگیری مدل های ریاضی متصل به GIS در کنار این الگوریتم ها و نهایتا به کار بستن نتایج حاصله در سیاستگذاری و چیدمان اجزای پروژه های آبی نشان داده شده است. در این تحقیق، از پروژه کنترل سیل شهر بهبهان به عنوان مطالعه موردی، از نرم افزار HEC-GeoHMS و الگوریتم D8 در محیط ArcView به عنوان نرم افزار ردیابی جریان و از HEC-HMS به عنوان نرم افزار هیدرولوژیکی استفاده شده است. مطالعه موردی انجام شده نشان می دهد که استفاده توام یک مدل ریاضی هیدرولوژیکی مناسب و GIS های مجهز به الگوریتم های ردیابی جریان، می تواند بعد از نشان دادن موقعیت تقریبی خروجیها، علی رغم پیچیدگی شرایط مرزی، به برآورد قابل قبولی از میزان جریان موثر سیل دست یابد. تغییر فاحش سیمای طرح در مطالعه موردی مزبور بعد از به کارگیری متدولوژی نوین، قابل تامل می باشد.

در محاسبات هیدرولوژیکی یک حوضه تعیین ارتباط بین بارش-رواناب بسیار مهم است. محاسبه ی دقیق بارش-رواناب در سطح حوضه به شناخت مؤلفه ها و متغیرهای شکل دهنده ی آن و همچنین استفاده از یک مدل مناسب وابسته است. در این مطالعه، بارش-رواناب پیوسته ی حوضه ی شهرچای ارومیه با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS شبیه سازی شد. برای این منظور ابتدا مدل حوضه ی آبخیز با استفاده از نقشه ی DEM منطقه ی مورد مطالعه با استفاده از الحاقیه ی HEC-GeoHMS در محیط GIS ساخته شد. بعد از ایجاد مدل حوضه، برای محاسبه ی پارامترهای تأثیرگذار در مدل HEC-HMS اقدام شد و برای تلفات از روش رطوبت خاک (SMA)، برای روندیابی رودخانه از روش ماسکینگهام و برای جریان پایه از روش بازگشتی استفاده شد. با به دست آمدن مدل حوضه و ایجاد مدل های هواشناسی، کنترل و وارد کردن سایر پارامترهای لازم، مدل اجرا شد. شبیه سازی در دوره ی 2013-2004، انجام شد که دوره ی پایه به دو دوره ی واسنجی (2010-2004) و اعتبارسنجی (2013-2011) تقسیم شد. مدل با دقت نسبتاً بالایی شبیه سازی را انجام داد. به طوری که ضریب تعیین برای دوره ی واسنجی 72/0 و برای دوره ی اعتبارسنجی 78/0 بود. نتایج پژوهش حاضر دلالت بر توانایی مدل HEC-HMS در شبیه سازی رفتار هیدرولوژیک حوضه ی شهرچای و همچنین قابلیت استفاده از سامانه ی اطلاعات جغرافیایی به منظور دقت در تأمین ورودی های مدل را دارد.

مدل های هیدرولوژیک برای ارزیابی و پیش¬بینی میزان آب قابل استحصال حوضه ها، تحلیل فراوانی سیل و تدوین استراتژی¬های مقابله با سیلاب ها روز به روز در حال گسترش است. در این مطالعه از مدل HEC-HMS و الحاقیه های HEC-GeoHMS وArc Hydro در محیط ArcGIS برای شبیه سازی هیدروگراف های سیلاب طراحی در حوضه آبریز آیدوغموش واقع در شمال غرب ایران استفاده شد. برای محاسبه تلفات بارش، تبدیل بارش به رواناب، روندیابی و جریان پایه به ترتیب از روش -CN SCS، -UH SCS، ماسکینگهام و مدل ثابت ماهانه استفاده شد. در واسنجی مدل با دو رخداد واقعی سیل، میانگین مقادیر قدر مطلق باقیمانده ها، مجموع مربع باقیمانده ها و مجذور پیک وزنی میانگین مربعات خطا، برای حجم سیلاب به ترتیب برابر 2/75، 5/91 و 5/32 و برای دبی اوج به ترتیب برابر 8/9، 8/0 و 8/0 به دست آمد. صحت سنجی مدل نیز با مقدار یک درصد خطا در دبی اوج و 19 درصد خطا در حجم سیلاب مناسب ارزیابی شد. برای بارش های حداکثر 24 ساعته، توزیع لوگ پیرسون تیپ 3 به عنوان مناسب ترین توزیع در نرم افزار SMADA تعیین و بارش های طراحی با دوره های بازگشت مختلف استخراج شد. به این ترتیب برای دوره بازگشت 2 تا 1000 سال دبی اوج و حجم سیلاب طراحی به ترتیب برابر 18/8 تا 415/6 مترمکعب بر ثانیه و 5/7 تا 87/9 میلیون مترمکعب شبیه سازی شد.

شناخت حوزه های آبخیز جهت حفاظت آب و خاک و ارائه ی برنامه ریزی مناسب در سطح حوزه ی آبخیز از اهمیت بالایی برخوردار است. شبیه سازی حوزه های آبخیز با استفاده از مدل های رایانه ای به طور سریع در حال توسعه است و این مدل ها ابزارهای ضروری برای فهم انسان از حوزه ی آبخیز و فرآیندهای هیدرولوژیکی هستند. در این تحقیق مدل های بارش-رواناب HEC-HMS و IHACRES برای شبیه سازی هیدروگراف سیل در حوزه ی آبخیز کسیلیان با مساحت 8/67 کیلومتر مربع مورد استفاده قرار گرفت. برای تهیه ی نقشه های مورد نیاز برای اجرای مدل HEC-HMS از الحاقیه ی HEC-GeoHMS استفاده شد. داده های هیتوگراف بر پایه ی گام زمانی 15 دقیقه و هیدروگراف مربوط به آن بر پایه ی گام زمانی یک ساعته به هر دو مدل وارد شد. سپس شبیه سازی هیدروگراف سیل بر پایه ی گام زمانی 15 دقیقه انجام شد. ضرایب آماری CP و RE% برای ارزیابی کارایی مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر این ضرایب با استفاده از مدل HEC-HMS برای سیلاب 26 نوامبر 1994 به ترتیب 72/0 و 26/118 و برای سیلاب 6 اکتبر 1996 به ترتیب 81/0 و 63/24-و با استفاده از اجرای مدل IHACRES برای سیلاب اول به ترتیب 63/0 و 4/152 و برای سیلاب دوم به ترتیب 79/0 و 6/35-محاسبه شد. نتایج نشان داد که مدل های مورد استفاده برای شبیه سازی هیدروگراف سیل منطقه از عملکرد قابل قبولی برخوردار هستند و مدل HEC-HMS در مقایسه با مدل IHACRES از عملکرد بهتری برخوردار است.

این تحقیق تاثیر مخازن تاخیری قابل احداث در حوضه های آبریز شهری، یعنی حوضه ای که بلافاصله در بالاست و مشرف بر شهر قرار دارد، را بررسی نموده و به مقایسه اقتصادی و اجتماعی آن با گزینه های مرسوم مهندسی رودخانه برای کنترل سیل در محدوده شهری می پردازد. در این تحقیق که به طور موردی در حوضه آبریز شهری آبخروار در شهرستان بهبهان از استان خوزستان صورت گرفته است، پس از تعیین سیل طراحی و روندیابی آن، تاثیر سیلاب در پایاب بر ابعاد کانال انتقال، ابتدا بدون در نظر گرفتن مخازن و سپس با در نظر گرفتن مخازن، مورد بررسی قرار گرفته است. جهت برآورد اقتصادی طرح، هزینه عملیات عمرانی کنترل سیلاب در هر دو حالت با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که کنترل سیلاب در حوضه آبریز منتهی به شهر در مقابل گزینه های کنترل سیل در محدوده شهری و عملیات مهندسی رودخانه، چه به لحاظ اقتصادی و چه به لحاظ امنیت روانی از اولویت ویژه ای برخوردار است.

ایجاد رواناب در سطح زمین مشکلاتی مانند فرسایش خاک، وقوع سیلاب، کاهش حاصلخیزی خاک و پوشش گیاهی و حتی کاهش منابع آب زیر زمینی را در بر دارد که عواملی مانند شرایط اقلیمی، خاک، شرایط توپوگرافی زمین و پوشش سطح خاک در آن تاثیر دارند. در این تحقیق سطح حوضه آبخیز کسیلیان به مساحت 68 کیلومتر مربع که از نظر پتانسیل سیل خیزی وضعیت مناسبی نداشته مورد مطالعه قرار گرفته است. روش تحقیق بدین ترتیب بوده است که ابتدا با بکارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی مدل فیزیکی حوضه آبخیز با بکارگیری DEM، شبیه سازی شده و با وارد نمودن این اطلاعات در مدل هیدرولوژیک HEC-HMS، یک مدل بارش - رواناب با بکارگیری روش SCS برای حوضه آبخیز کسیلیان ارائه گشت. پس از بهینه سازی مدل، اعتباریابی مدل هیدرولوژیک حوضه با اجرای آن برای سه واقعه بارش گذشته و مقایسه هیدروگراف های شبیه سازی شده با هیدروگراف های مشاهداتی انجام پذیرفت و با روش حذف انفرادی زیر حوضه ها، میزان مشارکت در تامین دبی اوج و حجم رواناب خروجی حوضه، برای هر یک از زیرحوضه ها بررسی و طبقه بندی شد. نتایج نشان داد که زیر حوضه های با پوشش جنگلی دارای کمترین میزان رواناب و پتانسیل سیل خیزی است و بیشترین پتانسیل تولید رواناب در زیر حوضه هایی است که دارای اراضی وسیع زراعی و گسترش خاکهای گروه هیدرولوژیک C (بافت سنگین) اراضی غیر قابل نفوذ می باشند.