前言
近十几年,随着航空航天、遥感和新一代气象雷达技术的进步和广泛应用,流域地形、降水、气温、太阳辐射、土壤湿度、土地覆盖和土地利用等时空分布数据已很容易获得。同时,在GIS平台的支持下,许多计算机水文建模系统在水文过程模拟分析中可以考虑时空分布特性的影响。
在上述背景下,美国陆军工程师团水文工程中心(HEC)在其原有的HEC-1水文计算程序基础上,开发了新一代水文建模计算机程序HEC-HMS。HEC-HMS可模拟羽状流域系统的降水径流过程,适用于不同地区的各种水文问题的计算,包括计算大的河流流域的供水及洪水过程以及较小的城市或集水区的径流。该程序计算出的水文过程线可以与其他的软件相结合,用于水资源利用、城市排水、洪水预报、城市发展影响、水库溢洪道设计、洪水灾害减轻、洪泛区规划和防洪系统运行等诸多方面的研究。
HEC-HMS与其前面版本的程序相比,在图形用户界面、GIS集成以及水文模拟功能方面有了较大的改进。HEC-HMS图形用户界面友好,实现了流域模型、气象模型、水文模型和参数数据的集成和交互操作,提高了水文建模和模拟计算的效率和可靠性。同时HEC-HMS可以直接读入在ArcGIS平台上用HEC-GeoHMS组件构建的流域建模,实现了与GIS的无缝连接,使那些含有许多集水区的复杂流域的流域建模变得更加容易。
HEC-HMS程序具有一系列强大的水文模拟功能。程序中包含了工程水文中大部分常用的方法。程序可以模拟流域长期和短期的降雨径流过程,这在研究区域洪水及持续降水和干旱事件时非常有用。在某些模型中(如修正的Clark方法)使用了栅格化的流域及数据表达方式,实现了分布式水文模型的应用。另外,程序还可以根据实测的水文过程线,进行优化试算和流域参数的反演分析。程序不仅可以作为工程水文计算程序使用,而且也可以为相关领域的研究人员提供水文建模和分析的工具。
本书由第1篇HEC-HMS水文建模原理、第2篇基于HEC-HMS的工程水文学研究和第3篇HEC-HMS程序应用指南等3部分组成,编译和介绍了《HEC-HMS技术手册2000》、《HEC-HMS应用指南2008》和《HEC-HMS用户手册V3.5》的内容,并给出这3个技术文件中涉及的水文工程专业术语的中英文对照和定义。本书的出版和发行,为大专院校相关专业的学生、教学及科研人员、勘察设计单位的水文工程技术人员学习和使用这一软件提供了基础性资料。
在本书的筹划和出版过程中得到了中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司(以下简称昆明院)科技信息部的支持。全国工程设计大师、昆明院副总经理兼总工程师张宗亮给予了关心帮助和具体指导,在此特致谢意。同时,还要感谢昆明院曹以南副总工程师、严磊博士、杨建敏主任、马淑君高级工程师等的帮助和支持。感谢在美国的清华校友薄智泉博士与美国陆军工程师团水文工程中心(HEC)的有关负责人联系,为我获得了HEC文件的使用许可。感谢HEC现任执行秘书Ozella R.Miller先生对本书出版的支持和帮助。最后感谢我的家人对我的支持。
由于作者水平有限,书中难免有疏漏和不妥之处,恳请读者和专家批评指正,本人将不胜感激。
李向新
2014年5月12日
于昆明理工大学