MODELING STUDIES WITH HEC-HMS AND RUNOFF SCENARIOS IN YUVACIK BASIN, TURKIYEKelompok 3

PENDAHULUANMusim akhir-akhir ini telah menunjukkan dampak perubahan iklim dan pemanasan global dalam bentuk suhu ekstrim dan perubahan pola cuaca.Hal ini dapat menyebabkan munculnya masalah berupa banjir dan juga kekeringan.Selain itu pertumbuhan penduduk dan industri juga mempengaruhi persediaan air di bumi.Untuk itu perlu dilakukan manajemen operasional pada aliran sungai dan bendungan untuk mengatasi segala permasalahan mengenai air ini.alvin

LEMBAH SUNGAI YUVACIKLembah Yuvack terletak di bagian timur dari Marmara Daerah Trkiye, dan sekitar 20 km sebelah tenggara dari pusat kota Kocaeli.alvin

Lembah Yuvacik ini terletak pada 40 30 '- 40 41' lintang utara dan 29 48 '- 30 08' bujur timur. DAS, yang memiliki luas 257,86 km drainase, dikelilingi oleh pemukiman berikut: zmit dan Glck kota di utara; Desa Hacosman dan kota Iznik di barat daya; Pamukova di tenggara dan Kartepe (pusat ski terkenal) di timur lautDAS Yuvack diorientasikan selatan ke utara Lembah ; sungai berasal dari bagian selatan cekungan dan bergabung bersama di danau waduk di utara cekungan. Danau waduk memiliki luas 1,70 km dan sekitar 12 km dari pusat kota Kocaeli.

alvin

DATA HUJAN-LIMPASANSampai awal abad milenium organisasi pemerintah seperti State Hydrolic Work (DSI) dan Organisasi Meteorologi Negara (DMI), mengumpulkan data meteorologi dan debit sungai di lembah (di dalam dan sekitar lembah). Tidak ada data debit sungai pemerintah yang digunakan dalam penelitian ini; Namun data dua pengukur hujan (Hacosman (DSI) dan Kocaeli (DMI) pengukur hujan) digunakan dalam model kalibrasi. Setelah tahun 1999, Thames Water Trkiye (TWT), perusahaan swasta, melakukan operasi Yuvack Dam dan pabrik pengolahan air, dan kemudian diinstal pengukur meteorologi dan debit sungai baru di DAS. alvin

Mulai dari tahun 2001 TWT telah mengumpulkan data debit sungai setiap 5 menit pada 4 lokasi yang berbeda (FP1 ke FP4) di DAS, salah satunya adalah di lokasi pintu masuk danau waduk, dan tiga lainnya berada di gerai dari tiga besar aliran cabang cekungan. Selain itu, TWT telah mengumpulkan data curah hujan di 6 lokasi yang berbeda (dari RG1 ke RG6), setiap 5 menit.Semua model simulasi hidrologi dilakukan berdasarkan pengukuran per satu jam. Oleh karena itu pertama, data 5 menit dari TWT pengukur diubah menjadi data per jam. Kedua, data curah hujan harian Hacosman dan Kocaeli gages diubah menjadi data per jam menggunakan pola pecahan pengukur curah hujan TWT [Yener 2006].

alvin

SOFTWARE YANG DIGUNAKANHec-GeoHMS 1.1 Ini adalah Perangkat hidrologi geospasial untuk insinyur dengan pengalaman yang terbatas GIS [USACE-HEC, 2003]. Ini adalah paket ekstensi yang digunakan dalam perangkat lunak ArcView. Dalam penelitian ini, Hec-GeoHMS digunakan untuk menurunkan jaringan sungai cekungan dan untuk menggambarkan Subbasin tangkapan (Kirazdere, Kazandere, Serindere, Berkontribusi) (Gambar 2) cekungan dari model elevasi digital (DEM) cekungan. Dalam proses debit sungai delineasi Cekungan gages FP1, FP2, FP3 dan digunakan untuk Kirazdere, Kazandere, dan Serindere Subbasin tangkapan masing-masing.alvin

HEC-HMS 3.01 Ini adalah perangkat lunak pemodelan hidrologi dikembangkan oleh US Army Corps of Engineers hidrologi Engineering Center. Ini mencakup banyak metode hidrologi berlaku terkenal dan dengan baik untuk digunakan untuk mensimulasikan proses hujan-limpasan DAS [USACE-HEC, 2006].alvin

EVENT-BASED HOURY SIMULATIONSmbak aar

KLASIFIKASIMelalui analisis hidrograf yang diamati dan hyetographs curah hujan ada 44 kejadian badai yang dipilih untuk digunakan dalam studi simulasi di HEC-HMS.44 kejadian ini diklasifikasikan ke dalam tiga kategori sesuai dengan jenis hujannya.Kategori 1 meliputi curah hujan, Kategori 2 meliputi curah hujan dengan akumulasi kejadian hujan salju dan Kategori 3 meliputi hujan salju atau kejadian pencairan salju murni.Dalam penelitian ini, hanya kejadian di Kategori 1 yang akan dibahas karena kejadian di dua kategori lain memerlukan penggunaan metode pencairan salju dari HEC-HMS yang berada di luar cakupan makalah ini [Yener 2006].mbak aar

BASIN MODELBasin Model di HEC-HMS menggunakan dua elemen hidrologi yaitu Subbasin dan Junction. Subbasin menangani hilangnya infiltrasi dan aliran dasar perhitungan, dan proses transformasi limpasan hujan.Junction : aliran data yang diamati digunakan untuk perbandingan hidrograf aliran dengan simulasi hidrograf aliran.Di antara metode hidrologi yang tersedia [USACE-HEC, 2006] Metode eksponensial yang digunakan untuk menangani kerugian infiltrasi dan metode resesi digunakan untuk menangani aliran dasar. Model yang digunakan untuk hidrograf satuan proses transformasi hujan limpasan dari Yuvack Basin yang diperoleh DSI [DSI Report, 1983].Validitas unit hidrograf diperiksa menggunakan dua data yaitu badai masa lalu yang berbeda dan kemudian mereka didistribusikan ke Subbasin tangkapan sesuai dengan rasio daerah Cekungan.mbak aar

MODEL METEOROLOGIModel meteorologic di HEC-HMS merupakan komponen utama yang bertanggung jawab untuk definisi kondisi batas meteorologic untuk Subbasin tangkapan. Ini mencakup curah hujan, evapotranspirasi dan metode pencairan salju yang akan digunakan dalam simulasi.Metode Gage weights precipitation yang digunakan dalam model simulasi. Untuk curah hujan input data pengukuran hujan paling representatif di antara pengukur hujan TWT (RG1 untuk RG6) untuk setiap Cekungan dipilih bersama-sama dengan Hacosman (HO) dan Kocaeli (KE) gages hujan.Bobot kedalaman curah hujan masing-masing pengukur dihitung eksternal melalui kotak jarak metode pembobotan terbalik.mbak aar

MODEL METEOROLOGICDalam komponen meteorologi terdapat : precipitation, evapotranspiration and snowmelt methods.Precipitation = Gage weights precipitation, input data dari pengukur hujan yang mewakili adalah pengukuran hujan TWT (RG1 to RG6) yang dipilih bersamaan dengan pengukur hujan Hacosman (HO) dan Kocaeli (KE) tika

MODEL PARAMETER KALIBRASIBeberapa parameter dapat diperkirakan dengan observasi dan pengukuran aliran dan DAS, tetapi beberapa tidak dapat diperkirakan, maka parameter tersebut harus di kalibrasi.Parameter yang dikalibrasi yaitu curah hujan dan debit yang optimum.Antar debit yang diamati dan dihitung harus cocok, maka perlu dioptimasi.Lost Method eksponensial memiliki 5 parameter : jangkauan awal, koefisien jangkaun, curah hujan eksponen, rasio koefisien dan persen kedap daerah di wilayah sungai.tika

Parameter base flow (debit awal, resesi konstan, dan ambang batas debit). Metode resesi yang dipilih dari data hidrograf terpantau dan kemudian dikalibrasi dengan trial-error.Hasil Kalibrasi : Dalam sub basin tersebut jumlah kejadian di kalibrasi setiap musim (parameter rata-rata musiman) dan parameter minimum dan maksimum.

tika

TABEL UNTUK METEOROLOGItika

ParameterUraianPrecipitation Gage weights precipitationevapotranspirationsnowmelt methodsLost Method eksponensial jangkauan awal, koefisien jangkaun, curah hujan eksponen, rasio koefisien dan persen kedap daerah di wilayah sungai.

Base flow debit awal, resesi konstan, dan ambang batas debit

HASIL KALIBRASIDi antara kejadian-kejadian di Kategori 1, badai ke 14, 8, dan 9 yang dikalibrasi untuk asing-masing Subbasin Kirazdere, Kazandere, dan Serindere.Parameter musiman rata untuk setiap subbasin coba ditentukan.Dalam Tabel 1 ringkasan hasil parameter untuk Subbasin Serindere ditampilkan. Jumlah kejadian dikalibrasi disetiap musim, parameter rata-rata musiman, parameter minimum dan maksimum dan musim dimana parameter minimum dan maksimum yang diperoleh diberikan dalam tabel. Parameter kalibrasi final untuk setiap subbasin diberikan dalam Tabel 2.HEC-HMS menghitung persentase kesalahan di puncak dan volume, dan memberikan nilai ini ke dalam tabel hasil optimasi secara otomatis.tika

tika

tika

RUNOFF SCENARIOS USING INTENSITY DURATION FREQUENCY (IDF) CURVES azizah

BASIN MODEL INPUTSSebuah model cekungan umum terdiri dari Kirazdere, Kazandere, Serindere, dan subbasin yang berkontribusi diatur dalam perangkat lunak HEC-HMS untuk penelitian ini.Sebagai tambahan untuk empat subbasin, elemen danau digunakan dalam model cekungan untuk mengamati total arus keluar subbasin.Metode penurunan eksponensial digunakan untuk metode kehilangan; user-specified unit hydrograph digunakan untuk metode transformasi; dan resesi digunakan sebagai metode aliran dasar.azizah

Dua set parameter metode penurunan eksponensial dan resesi digunakan dalam simulasi.Set pertama adalah parameter minimum (MIN). Parameter minimum untuk metode kehilangan eksponensial dan metode aliran dasar resesi yang diperoleh dari model kalibrasi digunakan untuk Subbasin Kirazdere, Kazandere dan Serindere.Set kedua adalah parameter rata-rata (MEAN). Untuk subbasin yang berkontribusi digunakan parameter rerata minimum. Parameter rata-rata diperoleh dari simulasi berdasarkan aktivitas yang digunakan untuk Subbasin Kirazdere, Kazandere, dan Serindere.azizah

FREQUENCY STORM METHOD INPUTSMetode frekuensi badai merupakan suatu metode meteorologic yang digunakan dalam model meteorologi untuk menghasilkan frekuensi badai dari data curah hujan statistik yang diberikan. Metode ini membutuhkan input berikut: probabilitas, jenis output, durasi intensitas, durasi badai, intensitas posisi, daerah badai, dan nilai kedalaman curah hujan.Model simulasi hidrologi dilakukan untuk periode ulang berikut: 2, 10, 25, 50 dan 100 tahun, asing-masing dengan 50, 10, 4, 2, 1 persen probabilitas terlampaui. Intensitas posisi dipilih 25% dari daftar pilihan yang tersedia.azizah

Durasi badai 1 jam, 6 jam dan 24 jam digunakan dalam simulasi. Durasi intensitas dipilih menjadi 15 menit selama 1 jam dan 6 jam badai, dan 1 jam selama 24 jam badai.Pola badai sementara harus ditetapkan untuk masing-masing tiga jenis badai (1 jam, 6 jam, dan 1 hari). Dalam penelitian ini, digunakan pendekatan menggunakan kurva IDF (s) untuk memperoleh pola curah hujan sementara. Total kedalaman curah hujan untuk jangka waktu curah hujan spesifik dihitung dari IDF.azizah

Hasil SimulasiTabel 3 berikut ini memberikan hasil rinci simulasi model frekuensi badai untuk badai 6 jam dengan menggunakan parameter minimum Subbasin. Selama 1 jam dan 24 jam badai dan untuk rata-rata parameter subbasin seperti pada tabel.

agus

agus

Hasil berikut menyimpulkan:Ketika parameter minimum yang digunakan, puncak limpasan meningkat sehubung dengan aliran air yang diperoleh dari parameter rata-rata seperti yang diharapkan.Aliran puncak minimum untuk Yuvack Basin adalah 79,77 m / s dan diperoleh dari badai 1-jam dengan frekuensi 2 tahun ketika parameter minimum yang digunakan; dan puncak arus maksimum adalah 618,29 m / s dan diperoleh dari badai 6-jam dengan 100 tahun frekuensi.Aliran puncak minimum untuk Yuvack Basin adalah 38,32 m / s dan diperoleh dari badai 1-jam dengan 2 tahun frekuensi ketika parameter rata-rata yang digunakan; dan puncak arus maksimum adalah 330,71 m / s dan diperoleh dari badai 24-jam dengan 100 tahun frekuensi.

agus

Perbandingan hidrograf Banjir dari DSI dengan Model Hasil HEC-HMS

Pada bagian ini hidrograf yang diperoleh dari model simulasi HEC-HMS menggunakan metode frekuensi badai dan hidrograf yang diperoleh DSI (DSI, Bursa 1983) menggunakan teknik perbandingan statistik (Gambar 4 dan 5). Selain perbandingan grafis, nilai puncak yang sesuai dan volume masing-masing hidrograf juga disajikan.

agus

agus

agus

Storm Runoff Produced from Probable Maximum Precipitation (PMP)DSI juga melakukan studi curah hujan maksimum kemungkinan untuk digunakan dalam desain perhitungan banjir untuk cara tumpahan Yuvack Dam. Dalam penelitian ini catatan panjang nilai curah hujan tahunan maksimum stasiun Kocaeli digunakan. Tabel 4 menunjukkan kemungkinan nilai curah hujan maksimum untuk jangka waktu tertentu (DSI, Bursa 1983).

sasi

Limpasan maksimum ditemukan untuk sesuai dengan 6-jam badai (kedalaman 218,8 mm), dan menghasilkan puncak 1.500 m / s yang kemudian digunakan dalam desain jalan tumpahan. Dengan mengalikan nilai puncak ini dengan koordinat dari hidrograf berdimensi disiapkan untuk cara tumpahan, hidrograf limpasan maksimum diperoleh (Gambar 6). Itu volume hidrograf adalah 42.500.000 meter kubik.Model HEC-HMS berjalan menghasilkan hidrograf banjir yang memiliki puncak lebih rendah dari debit desain banjir yang diberikan oleh DSI. Untuk menghasilkan hidrograf simulasi, lagi Metode badai frekuensi digunakan dalam HEC-HMS. 6-jam nilai kedalaman badai curah hujan Tabel 4 yang digunakan, dan nilai kedalaman didistribusikan dalam pola temporal yang sama dengan simulasi IDF. Dua hidrograf yang berbeda dihasilkan (Gambar 6): satu untuk Posisi intensitas 50%, dan yang lainnya untuk posisi intensitas 25%. Volume yang dihasilkan hidrograf tetap sama (27,1 106 m) tapi debit puncak berubah sedikit. Puncak dari hidrograf yang dihasilkan dengan posisi intensitas 50% adalah 1074,4 m / s, dan puncak hidrograf kedua adalah 1.041 m / s. Tidak peduli apa intensitasPosisi ini, HEC-HMS sangat meremehkan nilai debit dari metode DSI. Hampir, puncak dari HEC-HMS hidrograf dua pertiga dari DSI desain hidrograf puncak.sasi

sasi

KESIMPULANDalam penelitian ini, HEC-HMS versi 3.0.1 (April 2006) model perangkat lunak hidrologi diterapkan untuk Yuvack Basin dan parameter model (infiltrasi dan aliran dasar) yang dikalibrasi untuk memperoleh musiman (musim semi, panas, gugur) nilai rata-rata.Parameter model kalibrasi ini dapat digunakan sebagai alat pendukung keputusan di Yuvack Dam operasi waduk dan manajemen seperti: operasi waduk penelitian yang akan dilakukan untuk memasok kebutuhan air domestik dan industri zmit kota dan dekat daerah, manajemen juga dataran banjir dan Banjir studi estimasi kerusakan.Secara umum, Kirazdere simulasi Cekungan memberikan hasil yang lebih baik daripada dua Subbasin tangkapan lainnya (Kazandere dan Serindere). Salah satu alasan untuk itu adalah jumlah kejadian lebih yang tersedia untuk Kirazdere. Sayangnya, dalam beberapa periode 2001-2005, data debit sungai tidak tersedia untuk Kazandere dan Serindere, misalnya untuk tahun 2001. Selain itu, pada tahun 2003-2004 tahun air catatan aliran Kazandere dan Serindere memiliki inkonsistensi tingkat aliran. sasi

Untuk menghindari kehilangan data dan data yang salah, debit sungai ukur dan stasiun curah hujan harus dikalibrasi secara berkala. Parameter model yang dikalibrasi harus diperiksa dengan data tahun air di masa mendatang, dan model yang harus diverifikasi lebih lanjut. Jika perlu, parameter model harus diperbarui untuk kinerja yang lebih baik dari model berjalan mempertimbangkan distribusi kelembaban tanah awal di daerah.Infiltrasi dan kelembaban tanah tes harus dilakukan di lembah di berbagai tekstur tanah dan penggunaan lahan untuk lebih mendefinisikan abstraksi dan infiltrasi parameter awal dalam model.sasi

Limpasan yang dihasilkan dari metode badai frekuensi akan sangat berharga untuk bahaya banjir dan penilaian risiko studi masa depan. Evapotranspirasi tidak termasuk dalam model kalibrasi. Di masa depan, jika mungkin, pengukuran evaporasi dengan karakteristik penggunaan lahan yang berbeda harus dilakukan di basin, dan komponen evapotranspirasi harus ditambahkan ke model untuk melihat bagaimana hal itu mempengaruhi parameter dikalibrasi.sasi