HEC-RAS中关于水位、糙率演算的方法.doc

HEC-RAS中关于水位、糙率演算的方法 刘斌 摘要:为了获得定流量情况下河道各断面水位和河段糙率，通过勘测数据建立河道几何资料及水文数据建立边界条件，应用HEC-RAS软件对河道进行了数值计算。计算结果经与测试结果验证比较，吻合较好，表明HEC-RAS可以适用于河道水面线计算及糙率试算。数值模拟的可操作性强，精度及效率均较高，可广泛应用于防洪评价等水力分析计算中。关键词:HEC-RAS;断面;边界条件;水位;糙率 1.HEC-RAS简单介绍 1.1发展历史 HEC-RAS是由美国陆军工程兵团水文工程中心开发的水面线计算软件包，最早的第1.0版本公布于1995年7月，随后出现了1.1、1.2、2.0、2.1、2.2、2.2.1、3.0、3.1等修正或更新版。目前最新的版本是4.10，本基于4.0正式版(2008年3月)。 1.2应用领域 ?洪水位计算(包括定、变流量); ?结构物影响分析:桥梁、涵洞、堰、溢洪道、冰、抽水站、堤防、障碍物;?渠道整治分析; ?淹水分析(包括河道及陆地); ?桥梁局部冲刷(包括桥墩及桥台); ?稳定渠道设计; ——————————————————————————————————————————————— ?河道输沙量计算; ?溃坝分析; ?溃堤分析。 1.3定流量数值计算步骤 1.4界面说明其中:打开案例储存案例 3 开启几何资料编辑视窗开启定流量编辑视窗开启变流量编辑视窗开启执行定流量视窗开启执行变流量视窗开启水力计算(例如桥梁冲刷、河道输沙量计算等)开启河道断面展示视窗开启水面剖线展示视窗开启河段水力参数计算结果展示视窗开启率定曲线计算结果展示视窗开启河道三维计算结果展示视窗开启变流量水位、流量关系线展示视窗开启河道水力特性展示视窗开启单一断面或结构物水理计算成果展示窗开启所有断面计算成果展示窗开启计算过程中所产生之警告或错误通知视窗开启数据存储系统视窗显示案例名称显示计划名称显示河道几何资料档案名称显示定流量河道水文资料档案名称显示变流量河道水文资料档案名称案例说明显示档案存取路径延展案例说明栏位显示目前案例所用之单位 2(水位的计算 根据河道断面几何资料、糙率以及初始水位、河段流量推求各断面水位等水力特征。 2.1建立案例 点击“File”“NewProject”打开新建案例窗口，在左栏“Title”——————————————————————————————————————————————— 下输入“jintangbridge”，创建jintangbridge案例文件，右边为你创建案例选择的存储路径，然后选择“OK”键，表 示已完成创建。 2.2建立河道几何资料 (1)河道几何资料编辑视窗说明 按下主视窗第3 个按钮开启河道几何资料编辑视窗。 河道几何资料编辑视窗说明: 加入新河段(Reach)至河系图层(Scheme)加入新蓄水区(StorageArea)至河系图层(Scheme)连接河系图层中的两个蓄水区加入抽水站(PumpStation)至河系图层设定河道里程加入及编辑河系图层的背景图片编辑汇流点(Junction)编辑或新增断面(CrossSection)资料编辑或新增桥梁(Bridge)、涵洞(Culvert)资料编辑或新增主流向结构物(InlineStructures)，如堰/坝(Weir/Embankment)、 闸门(Gate)编辑或新增测流向结构物(LateralStructures)编辑蓄水区资料 编辑蓄水区连接资料编辑抽水站资料编辑变流量模式的水力参数河系图层编辑区 (2)建立河系图层 1 )创建新河段 ——————————————————————————————————————————————— 2)河段编辑 点击河道几何资料编辑视窗?加入及编辑河系图层的背景图片，点击Add...，打开湘江金堂大桥断面布置图1作为背景，描绘河段。不需要的时候，选择Remove...，又可去除背景图片。 3)输入河系及河段名称 根据背景图片，从上游至下游绘图，选择起点，单击左键表示开始绘图，手动选择绘图点，点越多越好，直至终点，双击左键表示绘图结束。白色线条为湘江背景图，蓝色线条为所绘湘江河段，红色线条表示将要设置的断面位置和形状。 绘图结束后，出现通知窗口，需要输入河系(River)名称及河段(Reach)名称，这里河系输入“xiangjiang”，河段输入“upstream”，点击“OK”结束，表示创建名为“湘江上游段”的河道。 单击右键，其中Zoomin表示局部放大，Zoomprevious表示先前视图，表示Zoomout表示退出当前视图，Fullplot表示全部展示，Pan表示平移，可方便查