انجمن آبخیزداری ایران مجله اکوهیدرولوژی 2423-6098 13 1 2026 03 21 Hydrological Modeling and Flood-Generating Sub-Basin Prioritization Using HEC-HMS in the Kalan Dam Watershed مدل‌سازی هیدرولوژیکی و اولویت‌بندی زیرحوضه‌های مولد سیلاب با استفاده از مدل HEC-HMS در حوزه آبخیز سد کلان 1187 1207 106781 10.22059/ije.2026.408949.1903 FA محمد بشیرگنبد استادیار، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران شادی جعفری دانش آموختۀ کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و محیط ‌زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران Journal Article 2026 02 09 <strong>Objective: </strong>Floods are among the most destructive natural disasters, and in Iran, land use changes and vegetation degradation have significantly increased flood frequency and intensity. Integrated watershed management requires identifying critical flood-producing sub-basins, as treating an entire watershed is impractical. This study aims to identify and prioritize flood-producing sub-basins in the Kalan Dam watershed by integrating the HEC-HMS hydrological model with an individual sub-basin removal sensitivity analysis.<br /><strong>Method: </strong>The Kalan Dam watershed in Hamadan Province, Iran, was studied using a 1:25,000 DEM. Physiographic and hydrological parameters were extracted using ArcGIS, ArcHydro, and HEC-GeoHMS. Ten rainfall-runoff events were selected; eight for calibration and two for validation of the HEC-HMS model. The SCS-CN method was used for loss calculation, the Clark unit hydrograph for runoff transformation, and the Muskingum method for routing. Model performance was evaluated using NSE, RMSE, and PBIAS. Critical sub-basins were identified by sequentially removing each sub-basin and calculating the percentage reduction in outlet peak discharge. Specific discharge and reduction per unit area were also computed to eliminate area effects.<br /><strong>Results: </strong>The HEC-HMS model showed good performance during validation (high NSE, low RMSE and PBIAS). The individual sub-basin removal analysis revealed uneven contributions to outlet peak discharge. Sub-basin W530, despite having a moderate area, caused the highest reduction in outlet peak discharge when removed, identifying it as the most critical flood-producing sub-basin. Rankings based on specific discharge and reduction per unit area differed significantly from rankings based on absolute discharge, confirming that area alone is an insufficient criterion. Sub-basins with steeper slopes, higher Curve Numbers, and shorter time of concentration contributed more to flood generation.<br /><strong>Conclusions: </strong>Integrating HEC-HMS with sub-basin removal sensitivity analysis provides a robust, quantitative framework for prioritizing critical flood-producing areas. For the Kalan Dam watershed, sub-basin W530 requires urgent flood control interventions. Prioritization should not rely solely on area but should incorporate specific discharge and reduction per unit area. This methodology can be extended to other flood-prone semi-arid regions. <strong>مقدمه: </strong>سیلاب‌ها از جمله مخرب‌ترین بلایای طبیعی هستند که خسارت‌های جبران‌ناپذیری به جوامع انسانی و اکوسیستم‌ها وارد می‌کنند. در ایران، شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک همراه با تغییرات کاربری اراضی و تخریب پوشش گیاهی، موجب افزایش قابل توجه فراوانی و شدت سیلاب‌ها شده است.<br /><strong>هدف: </strong>این مطالعه با هدف شناسایی و اولویت‌بندی دقیق زیرحوضه‌های بحرانی مولد سیل در حوضۀ آبخیز سد کلان از طریق تلفیق مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS و رویکرد تحلیل حساسیت حذف انفرادی زیرحوضه‌ها انجام شده است.<br /><strong>روش پژوهش:</strong> حوضۀ آبخیز سد کلان به مساحت ۳۳۲۸۶ هکتار در استان همدان واقع شده است. پارامترهای فیزیوگرافی و هیدرولوژیکی با استفاده از ArcGIS، ArcHydro و HEC-GeoHMS استخراج شد. ده رویداد بارش ـ رواناب انتخاب شد؛ هشت رویداد برای کالیبراسیون و دو رویداد برای اعتبارسنجی مدل HEC-HMS استفاده شد. روش SCS-CN برای محاسبۀ تلفات، هیدروگراف واحد کلارک برای تبدیل بارش مؤثر به رواناب و روش ماسکینگام برای روندیابی جریان به کار رفت. کارایی مدل با ضرایب نش ـ ساتکلیف، ریشۀ میانگین مربعات خطا و درصد خطای اریب ارزیابی شد. زیرحوضه‌های بحرانی با حذف متوالی هر زیرحوضه و محاسبۀ درصد کاهش دبی اوج خروجی شناسایی شدند. همچنین برای حذف اثر مساحت، دبی ویژه و درصد کاهش به ازای واحد سطح محاسبه شد.<br /><strong>یافته‌ها: </strong>مدل HEC-HMS عملکرد مطلوبی در مرحله اعتبارسنجی نشان داد (نش-ساتکلیف برابر0/947، ریشۀ میانگین مربعات خطا برابر 0/2 و درصد خطای کلی برابر 8/56-). تحلیل حذف انفرادی زیرحوضه‌ها نشان داد سهم زیرحوضه‌ها در تولید دبی اوج خروجی یکسان نیست. زیرحوضه W530 با وجود مساحت متوسط، بیشترین درصد کاهش را در دبی اوج خروجی هنگام حذف ایجاد کرد و به عنوان بحرانی‌ترین زیرحوضه مولد سیل معرفی شد. اولویت‌بندی بر اساس دبی ویژه و درصد کاهش به ازای واحد سطح تفاوت قابل ‌توجهی با اولویت‌بندی بر اساس دبی مطلق داشت که نشان می‌دهد مساحت به‌تنهایی معیار کافی برای اولویت‌بندی نیست.<br /><strong>نتیجه‌گیری: </strong>تلفیق مدل HEC-HMS با تحلیل حساسیت حذف انفرادی زیرحوضه‌ها چارچوبی کمی و قابل اعتماد برای اولویت‌بندی مناطق بحرانی مولد سیل فراهم می‌کند. در حوضۀ آبخیز سد کلان، زیرحوضه W530 نیاز فوری به اقدامات کنترل سیل دارد. اولویت‌بندی نباید تنها بر اساس مساحت باشد، بلکه باید دبی ویژه و درصد کاهش به ازای واحد سطح نیز در نظر گرفته شود.  https://ije.ut.ac.ir/article_106781_aa3653315399211e05f04482534af883.pdf