DOI – https://doi.org/10.46793/Vodoprivreda56.3-4.107M
Ključne reči – Model kišne epizode, HEC-HMS, parametri modela, kalibracija, validacija, karstni sliv, rijeka Unac
REZIME
Za procjenu hidrološkog režima, utjecaja prirodnih ili antropogenih promjena na slivu, ocjene velikih voda na izučenim ili neizučenim slivovima, sve češće se koriste hidrološki modeli. HEC HMS model kišne epizode korišten je za modeliranje tri pojedinačna događaja koja potječu iz različitih perioda u kojima se uobičajeno javljaju velike vode na hidrološkoj stanica Drvar na rijeci Unac. Obzirom da se radi o karstnom slivu, modeliranje otjecanja predstavlja poseban izazov. U ovom radu ispitana je mogućnost primjene relativno jednostavnog modela sa skromnim brojem parametara i ulaznih podataka, te prenosa parametara modela sa jednog na drugi događaj. Ulazni podaci za kalibraciju i validaciju modela su satne vrijednosti proticaja i padavina.
U radu je izvršena ručna kalibracija mijenjajući po jedan parametar. Na osnovu mjera efikasnosti (PBIAS, NSE, RSR) odabran je po jedan set parametara za svaku kišnu epizodu. Krajnji rezultat kalibracije pokazuje dobro slaganje osmotrenog i proračunatog hidrograma prema svim mjerama efikasnosti. U procesu validacije dobivene su lošije mjere efikasnosti, a prenos parametara sa jednog na drugi događaj djelomično je uspješan.
Autori: Mirza MUJČIĆ, Ajla MULAOMEROVIĆ – ŠETA
LITERATURA
[1] Prskalo G., Hrelja H.: Geomorfološki trenutni jedinični hidrogram kao osnova za definiranje poplavnih voda na neizučenim slivovima, e-Zbornik radova Građevinskog fakulteta, broj 1, juni 2011
[2] Młyński D., Petroselli A. and Wałęga A.: Flood frequency analysis by an event-based rainfall-runoff model in selected catchments of southern Poland, Soil Water Res., vol. 13, no. 3, pp. 170–176, Sep. 2018, doi: 10.17221/153/2017-SWR
[3] Praštalo P., Topalović Ž. i Blagojević B.: Hidrološko modeliranje korišćenjem geomorfološkog jediničnog hidrograma na neizučenim slivovima, Savjetovanje SDHI i SDH – Beograd, Srbija 2021.
[4] Grimaldi S., Petroselli A., Tauro F. and Porfiri M.: Time of concentration: a paradox in modern hydrology, Hydrological Sciences Journal, vol. 57, no. 2, pp. 217–228, Feb. 2012, doi: 10.1080/02626667.2011.644244.
[5] Efstratiadis A., Koussis A.D., Koutsoyiannis D. and Mamassis N.: Flood design recipes vs. reality: can predictions for ungauged basins be trusted?’, Natural Hazards and Earth System Sciences, vol. 14, no. 6, pp. 1417–1428, Jun. 2014, doi: 10.5194/nhess-14-1417-2014.
[6] Beven K.J.: Rainfall-runoff modelling: the primer. Chichester, UK : New York: J. Wiley, 2001.
[7] Koutsovili E.I., Tzoraki O., Theodossiou N. and Gaganis P.: Numerical assessment of climate change impact on the hydrological regime of a small Mediterranean river, Lesvos Island, Greece, Acta Horticulturae et Regiotecturae, vol. 24, no. 1, pp. 28–48, May 2021, doi: 10.2478/ahr-2021-0022.
[8] Hassaan H.A., Rauf A.U., Ghumman A.R., Khan S. and Aamir E.: Assessment of climate change impact on inflows to Amandara headwork using HEC-HMS and ANNs, J. Umm Al-Qura Univ. Eng.Archit., May 2024, doi: 10.1007/s43995-024-00064-2.
[9] Plavšić J., Dašić T. i Milovanović I..: Modeliranje vodoprivrednog sistema sliva Drine i analiza izabranih razvojnih i klimatskih scenarija, Vodoprivreda, 0350-0519, Vol. 49 (2017) No. 285-287 p. 125-137
[10] Bennett T.H. and Peters J.C.: Continuous Soil Moisture Accounting in the Hydrologic Engineering Center Hydrologic Modeling System (HEC-HMS), pp. 1–10, Apr. 2012, doi: 10.1061/40517(2000)149.
[11] Fleming M. and Neary V.: Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic Modeling System, Journal of Hydrologic Engineering, vol. 9, no. 3, pp. 175–183, May 2004, doi: 10.1061/(ASCE)1084-0699(2004)9:3(175).
[12] Praštalo P., Topalović Ž. i Blagojević B.: Geomorfološki jedinični hidrogram kao alat u hidrološkom modeliranju neizučenih slivova, Voda i sanitarna tehnika, Vol. 5-6, No. 61, pp. 45 – 56, 2021
[13] Petroselli A., Mulaomerović-Šeta A. and Lozančić Ž.: Comparison of methodologies for design peak discharge estimation in selected catchments of Bosnia and Herzegovina, Građevinar 9/2019,vol. 71, no. 9
[14] Hidrogrami velikih vodnih valova; Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci; Priručnik za hidrotehničke melioracije, III Kolo, Knjiga 1, Savremeni pristupi i metode planiranja i upravljanja hidromelioracijskim sistemima,
Sveučilište u Rijeci, Građevinski fakultet, Hrvatsko društvo za odvodnju i navodnjavanje, Hrvatsko hidrološko društvo; Rijeka, 2003.
[15] Chen L., Deng J., Yang W. and Chen H.,: Hydrological modelling of large-scale karst-dominated basin using a grid-based distributed karst hydrological model, Journal of Hydrology, vol. 628, p. 130459, Jan. 2024,
doi: 10.1016/j.jhydrol.2023.130459.
[16] Jaćimović N., Dašić T., Stanić M., Đorđević B., Milanović P., Sudar N. i Savić S.: Razvoj distribuiranog modela za hidrološke simulacije oticaja na slivovima u karstu, Vodoprivreda, 0350-0519, Vol. 47 (2015) No. 273-275 p. 29-40
[17] Zavod za Vodoprivredu d.o.o Bijeljina, Institut za vodoprivredu Jaroslav Černi, and Zavod za vodoprivredu d.d Sarajevo: Izrada mapa ugroženosti i mapa rizika od poplava na slivu rijeke Vrbas u BiH, UNDP, 2016.
[18] Predviđanje poplava – Pilot prijekat sliv rijeke Une u Federaciji BiH. Agencija za vodno područje rijeke Save.
[19] ZZV d.d Sarajevo, PRONING DHI d.o.o, and DHI: Uspostava sistema predviđanja poplava u realnom vremenu za sliv rijeke Vrbas u Bosni i Hercegovini. UNDP, 2019 2018.
[20] ZZV d.d. Sarajevo: Tehnička pomoć kod uspostave sistema za hidrološko prognoziranje poplava na slivu rijeke Save.
[21] Todorović A.i Plavšić J.: Mogućnosti za primenu modela HEC-HMS za kontinualne hidrološke simulacije, Vodoprivreda, vol. 46, no. 1–6, pp. 117–128, 2014
[22] HEC-HMS Technical Reference Manual.
[23] Topalovic Ž., Milišić V. i Plavšić J.: Hidrološko modeliranje sliva rijeke Vrbas za izradu vodno-energetske studije, Zbornik radova sa 16. naučnog savetovanja SDHI i SDH, pp. 686 – 700, Oct, 2012
[24] Mo C., Wang Y., Ruan Y., Qin J., Zhang M., Sun G. and Jin J.: The effect of karst system occurrence on flood peaks in small watersheds, southwest China, Hydrology Research, vol. 52, Dec. 2020, doi: 10.2166/nh.2020.061.
[25] Dai J., Rad S., Xu J., Wan Z., Li Z., Pan L. and Shahab A.: Influence of Karst Reservoir Capacity on Flood in Lijiang Basin Based on Modified HEC-HMS through Soil Moisture Accounting Loss. Atmosphere 2022, 13(10), 1544;
https://doi.org/10.3390/atmos13101544[26] Liao L., Rad S., Dai J., Shahab A., Xu J. and Xia R.: Hydrologic Model Prediction Improvement in Karst Watersheds through Available Reservoir Capacity of Karst’, Sustainability, vol. 16, no. 15, Art. no. 15, Jan. 2024, doi: 10.3390/su16156557.
[27] Sava River Basin Flood Study: HEC-HMS Technical Documentation Report, International Sava River Basin Commission.
[28] Todorović A.: Primena softverskog paketa HEC-HMS za procene merodavnih velikih voda. Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, 2018.
[29] Cunderlik J.M. and Simonovic S.: Calibration, Verification and Sensitivity Analysis of the HEC-HMS Hydrologic Model.
[30] Meadows M.: South Carolina Unit Hydrograph Method Applications Manual.
[31] Hwang S.H., Ham D.H., and Kim J.H.: A new measure for assessing the efficiency of hydrological data-driven forecasting models, Hydrological Sciences Journal, vol. 57, no. 7, pp. 1257–1274, Oct. 2012,
doi: 10.1080/02626667.2012.710335.
[32] Plan upravljanja vodama za vodno područje rijeke Save u Federaciji Bosne i Hercegovine (2016-2021), Prateći dokument br. 7, Hidrološke analize, Novembar 2016.
[33] Podaci sa stranice Agencije za vodno područje rijeke Save: https://vodostaji.voda.ba/#2110.
[34] CORINE Land Cover 2018 (vector/raster 100 m), Europe, 6-yearly — Copernicus Land Monitoring Service
[35] Hidrološka studija sliva rijeke Une, Knjiga 7, VS Drvar, rijeka Unac; Agencija za vodno područje rijeke Save, IPSA Institut d.o.o. Sarajevo, Zavod za elektroprivredu d.d. Zagreb; Decembar 2017
[36] Tehnička pomoć za izradu planova zaštite od erozije i tehnička projektna dokumentacija za infrastrukturu za zaštitu od poplave za odabrana prioritetna područja u Bosni i Hercegovini, AVP Sava, 2023 2020.
[37] Ahbari A., Laila S., Agoumi A. and Serhir N.: Estimation of initial values of the HMS model parameters: Application to the basin of Bin El Ouidane (Azilal, Morocco), Journal of Materials and Environmental Science, vol. 9, pp. 305–317, Jan. 2018, doi: 10.26872/jmes.2018.9.1.34.
[38] Wang F., Chen H., Lian J., Fu Z. and Nie Y.: Hydrological response of karst stream to precipitation variation recognized through the quantitative separation of runoff components, Science of The Total Environment, vol. 748, p. 142483, Dec. 2020,
doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.142483.
[39] Savvidou E., Efstratiadis A., Koussis A.D., Koukouvinos A. and Skarlatos D.: The Curve Number Concept as a Driver for Delineating Hydrological Response Units’, Water, vol. 10, no. 2, Art. no. 2, Feb. 2018, doi: 10.3390/w10020194.
[40] Plavšić J.: Inženjerska hidrologija, Univerzitet u Beogradu – Građevinski fakultet, Beograd, 2019.
[41] Erić R., Plavšić J., Todorović A. and Đukić V.: Mogućnosti za primenu kalibrisanog hidrološkog modela epizoda za proračun računskih velikih voda, Vodoprivreda, vol. 51, pp. 179–186, 2019,
[42] Lin Q., Lin B., Zhang D. and Wu J.: Web-based prototype system for flood simulation and forecasting based on the HEC-HMS model’, Environmental Modelling & Software, vol. 158, p. 105541, Dec. 2022,
doi: 10.1016/j.envsoft.2022.105541.
[43] Kousari M.R., Malekinezhad H., Ahani H. and Asadi Zarch M.A.: Sensitivity analysis and impact quantification of the main factors affecting peak discharge in the SCS curve number method: An analysis of Iranian watersheds, Quaternary International, vol. 226, no. 1–2, pp. 66–74, Oct. 2010, doi: 10.1016/j.quaint.2010.05.011.
[44] Soomro A.G., Babar M.M., Memon A.H., Zaidi A.Z., Ashraf A. and Lund J.: Sensitivity of Direct Runoff to Curve Number Using the SCS-CN Method’, Civil Engineering Journal, vol. 5, no. 12, Art. no. 12, Dec. 2019, doi: 10.28991/cej-2019-03091445. [45] Lian H. et al.: CN-China: Revised runoff curve number by using rainfall-runoff events data in China’, Water Research, vol. 177, p. 115767, Jun. 2020, doi: 10.1016/j.watres.2020.115767
