全流程HEC-RAS 1D/2D水动力与水环境模拟技术案例实践及拓展应用

水动力与水环境模型的数值模拟是实现水资源规划、环境影响分析、防洪规划以及未来气候变化下预测和分析的主要手段。然而,一方面水动力和水环境模型的使用非常复杂,理论繁复;另一方面,免费的水动力和水环境软件往往缺少重要功能,而商业软件则非常昂贵。HEC-RAS由美国陆军工程兵团水文研究中心研制,具有完整的一二维耦合的水动力及水环境模拟功能,也具有闸、涵洞、桥梁以及泵站等水利构筑物的模拟能力;同时也可以与HEC研制的水文模型(HMS)、洪水淹没风险和损失分析软件(FDA)等耦合,是免费软件中使用最方便、应用最广泛的软件之一。

【案例教程】:

专题一、水动力模型基础

1.水动力模型的本质

2.水动力模型的基本方程与适用范围

3.模型建模要点

4.注意事项与建模经验

专题二、恒定流模型(1D/2D)

1.恒定流及其适用范围

2.水面线分析及其数据要求

3.曼宁公式与恒定流,后处理

4.HEC-RA的水工建筑物(桥梁,涵洞)的模拟

5.水力参数率定

案例一:桥梁分析

案例二:涵洞分析

案例三:泄洪道设定

案例四:曼宁系数率定

专题三、一维非恒定流

1.河流动力学、非恒定流及其适用范围

2.一维非恒定流的数据要求及其前处理

3.一维的边界条件和初始条件

4.桥梁与涵洞的处理

5.储水区域及其相互连接

6.堰的处理

7.闸门的设置

8.坝及其决口的模拟

9.闸门等启闭规则的设置

10.非恒定流模型率定

案例五:一维非恒定流的模拟

案例六:桥梁结构的模拟

案例七:利用联系结构结合多个储水区域

案例八:非恒定流的率定

案例九:一维溃坝模拟

案例十:规则的设置

专题四、二维非恒定流模型(一)

1.二维非恒定流的适用范围

2.次网格地形数据及其处理

3.二维网格的生成

4.土地利用类型及曼宁系数

5.边界条件与初始条件

6.计算技术的选择

7.后处理

8.空间非均匀降雨与下渗模型的处理

案例十一:二维水动力模型的运行与后处理

专题五、二维非恒定流模型(二)

1.二维桥梁模型的计算

2.二维溃坝模型

3.二维模型中泵站的处理

4.水利构筑物之间的连接

5.一二维模型耦合

案例十二:二维桥梁模型

案例十三:二维泵站模型

案例十四:一二维模型耦合

案例十五:二维溃坝模拟

 

专题六、HEC-RAS的水质模型

1.水质模型基本方程与原则

2.HEC-RAS中实现的水质模型

3.水质模型的设置

4. 二维模型中泥沙的输运

案例十六:二维泥沙输运模型

案例十七:二维河道的水质模型

专题七、高级主题

1.参数率定的主要经验

2.HEC-RAS与HEC-HMS的耦合(不详细讲HEC-HMS)

3.淹没风险分析软件HEC-FDA与HEC-RAS耦合

4.非牛顿流体模拟

5.HEC-RAS计算加速策略

6.HEC-RAS中的有限体积算法

案例十八:HEC-RAS与HEC-HMS的耦合

案例十九:HEC-RAS与HEC-FDA的耦合

 

 

 

 

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