HEC-RAS

摘要： 随着防洪堤坝建设的日益增多,对防洪工程安全要求越来越高。防洪工程在设计过程中,洪水复核分析计算起到了至关重要的作用。结合阿拉沟水库下游段实例,采用HEC-RAS对作用在建筑物的水面线进行计算分析,计算成果可供同类工程参考。

摘要： 河道水面线的推算是河道整治工作的基础,其推算结果直接影响到河道断面的规划与设计,进而影响到河道整治的工程量和工程造价。本文以海南省海口市西崩潭排洪沟为例,采用HEC-RAS数值模拟模型计算桥涵上游的壅水高度,同时,基于试算法,采用传统水面线理论计算公式计算桥涵上游的壅水高度,并对两种计算结果进行对比与分析。结果表明:HEC-RAS模型计算水面线既省时又精确,还可以获得流速、水头等其他结果,因此,在桥涵防洪影响评价设计中,建议采用数值模型计算河道水面线,以便能够快速准确地得到计算结果,为防洪影响评价工作提供分析计算的依据。

摘要： 鞍山每年都会面临洪水,但其预防开发程度较低,因此洪水的发生影响了鞍山市经济、社会和基础设施发展。针对太子河流容量以及鞍山洪水的主要因素进行分析,洪水流量分析使用合成单位过程线,周期为5、10、25、50和100年,并将其与鞍山的太子河下游部分可承载的最大水容量进行比较。分析结果表明,鞍山的太子河无法承载洪水流量。同时使用的另一种方法是HEC-RAS分析,HEC-RAS分析得出的结论具有相同的观点。根据计算结果,洪水荷载大于河流中的全河岸容量高程,因此当地解决洪水问题应注意的主要因素是河流容量。

摘要： Recent advances in hydraulic modeling create improved methodology to accurately predict the extent of floodplain map in order to assist policy makers to develop flood hazard mitigation measures and timely inform the local communities with the flood risk alerts.However,accurate prediction of the inundation map also depends on the spatial resolution of the topographic data.In this study,we developed a novel high-resolution modeling framework for Nashwaak River watershed,New Brunswick,Canada to capture significant flooding along the banks of the river for the two historic flood events and accurately map the floodplains for both the gauged and ungauged areas of the watershed.The model is based on HEC-RAS(US Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center River Analysis System)hydraulic model and the topographic data were generated from high-resolution LiDAR data of~0.5 m.The model runs were driven by observed flow conditions applied at the boundary and the framework is based on different spatial resolution to determine the effect of spatial resolution on the predicted inundation.We validated the model simulated water surface elevation with the observed data and the model reproduces reasonably good skill score.Results from the numerical simulation suggest that apart from the strength of the stream velocity,design of the modeling framework plays an important role in determining the inundation depth as well as the maximum flooding extent.

摘要： 水库回水曲线是水电站工程淹没实物调查、城镇迁建及投资控制的基础,现多采用一维恒定渐变流理论进行单一最大水位分段求和近似计算,计算结果相对保守且有时偏差较大。利用计算机模拟多工况条件下的回水范围,对开拓回水计算方法提高计算精度十分必要。本文以水电站库区回水计算为研究对象,采用HEC-RAS计算软件建立数值分析模型,对不同频率洪水和水位下的水库回水进行模拟,确定了库区回水长度和淹没范围。结果表明:利用HEC-RAS软件可以实现实测数据的水库回水模型模拟计算。

摘要： 青藏高原东南缘岷江上游地区地质环境条件十分复杂,滑坡堵江灾害及堰塞湖溃决事件频发,重建其灾害演化过程对于地区性防灾减灾和风险控制具有重要指导意义。以川西岷江上游叠溪古滑坡堰塞湖为研究对象,首先利用高精度DEM和ArcGIS软件重建了叠溪古堰塞湖的原始规模,其原始最大湖水面积为1.1×10^(7)m^(2),相应的湖容量为2.9×10^(9)m^(2);然后采用经验公式法和HEC-RAS一维水力学模型重建叠溪古堰塞湖溃决洪水的水力学特征。计算结果表明,HEC-RAS模拟的最大溃决洪水洪峰流量为73060 m^(3)/s,与经验公式法计算结果(74500~76800 m^(3)/s,平均值76000 m^(3)/s)非常接近,误差小于5%。对应的最大洪水深度和流速分别为70.1 m和16.78 m/s,模拟河段的洪水淹没范围约为6.08 km^(2)。综合误差分析推测的溃决洪峰流量误差范围为69000~81000 m^(3)/s。叠溪古滑坡堰塞湖溃决洪水在世界范围内是十分罕见的,其最直接的影响是在下游数公里范围的河谷内形成大量带状或台阶状的溃坝堆积体和巨砾石堆积“阶地”,且这种影响仍延续至今,这与前人关于高能洪水水文特征和沉积特征的研究认识高度一致,证明本研究成果是非常可靠的。此外,本研究还表明,HEC-RAS一维水力模型可用于高山峡谷地区古滑坡堰塞湖溃决洪水重建研究,可为青藏高原东南缘岷江上游古环境重建和地貌演化提供参考。

摘要： 以深圳市梧桐山河流域为研究区域,基于HEC-RAS模型建立梧桐山河流域一维水动力水质模型。水动力模型最大相对误差2.43%,水质模型最大相对误差18.12%,模型模拟精度较高。利用该模型对河段水体中的污染物进行模拟,根据上游污染物浓度估算污染物扩散至下游断面的浓度及扩散时间,模拟调控上游水库的下泄流量来加大生态流量,从而达到控制污染物浓度的目的。

摘要： 基于高精度数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,采用直接提取法和改进的断面构造法获得河道断面数据,将上述2种方法提取的河道断面数据作为水动力学模拟软件HEC-RAS(hydrologic engineering center's river analysis system)的主要输入,开展一维和一二维耦合水动力学数值模拟,使用实测的河道断面数据进行结果对比分析,评估不同河道断面快速获取方法的效果。将研究方法在美国佛罗里达州迈阿密河下游河段进行应用,选取2004、2014和2017年3场典型洪水,分析2种不同断面形态下洪水演进模拟结果的差异。结果表明,直接提取高精度DEM所得的河道断面数据在准确性上仍有欠缺,采用断面构造法修正后的河道断面数据模拟出的洪水水位与观测水位的均方根误差(RMSE)小于0.1 m,与实测结果十分接近,在缺少河道断面资料的地区可替代实测断面,获得可信度较好的模拟结果。

摘要： 皖南地区有众多明、清时期的古桥,桥梁类型以实腹厚墩连拱桥为主,这些桥梁大多为不可移动文物。通过洪水调查、经验公式计算、二维水流数学模型等技术手段全面分析典型厚墩连拱古桥的阻水效应,并提出缓解桥梁阻水的措施。结果表明,厚墩连拱古桥阻水效应较明显。桥梁扩孔不但可以缓解厚墩连拱古桥的阻水效应,而且可以保留桥梁的历史风貌,较好地兼顾文物保护与河道治理的需要,可为皖南地区厚墩连拱古桥的修复和治理提供借鉴。

摘要： 以镇巴至广安高速公路渠县北互通立交连接线2号大桥为工程实例,借助于MIKE21 FM模型及HEC-RAS模型,通过进行数值模拟和对比分析,对河道内的涉水建筑物对河道防洪流态的影响进行了研究,分别计算不同洪水频率条件下,河道中建桥前后,桥墩对河道行洪的影响,并将两种数值模拟成果与理论经验公式计算成果进行比较。通过计算比较分析,采用MIKE21 FM模型计算时,建桥后桥位上游水位壅高,流向变化较小,而流速增加值与流量成负相关;采用HEC-RAS模型计算时,水位壅高值小于MIKE21 FM模型,且无法分析整个流场的数值变化。在河道地形复杂或是所在河道防洪标准较高时,建议采用MIKE21 FM模型,并可采用HRC-RAS模型作为验证。经验公式与模型计算成果差距较大,陆浩公式计算得到的壅高值偏大,D’Aubuisson公式偏小。该研究成果可为实际桥梁工程设计及河道沿岸洪泛区防洪提供指导或参考作用。