HEC-RAS - HEC-RAS
HEC-RAS является компьютерной программой , которая моделирует гидравлик из потока воды через естественные реки и другие каналы. До обновления версии 5.0 в 2016 году программа была одномерной, что означало, что не было прямого моделирования гидравлического воздействия изменений формы поперечного сечения, изгибов и других двух- и трехмерных аспектов потока. В версии 5.0 появилось двухмерное моделирование потока, а также возможности моделирования переноса наносов . Программа была разработана Инженерным корпусом армии США для управления реками, гаванями и другими общественными сооружениями, находящимися под их юрисдикцией; он нашел широкое признание у многих с момента его публичного выпуска в 1995 году.
Центр инженерной гидрологии (HEC) в Дэвисе, Калифорния , разработал Систему анализа рек (RAS), чтобы помочь инженерам-гидротехникам в анализе руслового стока и определении поймы . Он включает в себя многочисленные возможности ввода данных, компоненты гидравлического анализа, возможности хранения и управления данными, а также возможности построения графиков и отчетов.
Функциональность
Основная вычислительная процедура HEC-RAS для стационарного потока основана на решении одномерного уравнения энергии. Потери энергии оцениваются по трению и сжатию / расширению. Уравнение количества движения может использоваться в ситуациях, когда профиль водной поверхности быстро меняется. Эти ситуации включают гидравлические прыжки, гидравлику мостов и оценку профилей в местах слияния рек.
Для нестационарного потока HEC-RAS решает полное динамическое одномерное уравнение Сен-Венана, используя неявный метод конечных разностей. Программа для решения уравнения нестационарного потока была адаптирована из пакета UNET доктора Роберта Л. Баркау.
HEC-RAS оборудован для моделирования сети каналов, дендритной системы или отдельного участка реки. Определенные упрощения необходимо сделать для моделирования некоторых сложных ситуаций потока с использованием одномерного подхода HEC-RAS. Он может моделировать потоки в докритических, сверхкритических и смешанных режимах потока, а также влияние мостов, водопропускных труб, водосливов и сооружений.
Версия 5.0.7 по состоянию на март 2019 года поддерживает только 64-разрядные версии Windows 7, 8, 8.1 и 10.
Использование
HEC-RAS - это компьютерная программа для моделирования протекания воды через системы открытых каналов и расчета профилей водной поверхности. HEC-RAS находит особое коммерческое применение в исследованиях по управлению поймами и [страхованию от наводнений] для оценки посягательств на наводнения. Некоторые из дополнительных применений: проектирование и анализ мостов и водопропускных труб, исследования дамбы и исследования модификации каналов. Его можно использовать для анализа прорыва плотины, хотя в настоящее время для этой цели более широко применяются другие методы моделирования.
Преимущества
У HEC-RAS есть достоинства, в частности, его поддержка Инженерным корпусом армии США , будущие усовершенствования и принятие его многими правительственными учреждениями и частными фирмами. Он находится в общественном достоянии, прошел экспертную оценку и доступен для бесплатной загрузки с веб-сайта HEC. Различные частные компании зарегистрированы как официальные «поставщики» и предлагают консультационные услуги и дополнительное программное обеспечение. Некоторые также распространяют программное обеспечение в странах, которым запрещен доступ к веб-сайтам армии США. Однако прямая загрузка из HEC включает в себя обширную документацию, и у ученых и инженеров, разбирающихся в гидравлическом анализе, не должно возникнуть особых проблем с использованием программного обеспечения.
Недостатки
Пользователи могут столкнуться с проблемами числовой нестабильности во время анализа неустойчивости, особенно в крутых и / или высокодинамичных реках и ручьях. Часто можно использовать HEC-RAS для преодоления проблем нестабильности на реках.
История версий
Первая версия HEC-RAS была выпущена в 1995 году. Эта HEC-RAS 1.0 решает то же числовое уравнение, что и HEC-2 1968 года.
Версия | Дата выпуска |
---|---|
HEC-RAS 1.0 | 1995 г. |
HEC-RAS 2.0 | Апрель 1997 г. |
HEC-RAS 2.2 | Октябрь 1998 г. |
HEC-RAS 3.0 | Апрель 2003 г. |
ВЭЦ-РАН 3.1.1 | Май 2003 г. |
ВЭЦ-РАН 3.1.2 | Июнь 2004 г. |
ВЭЦ-РАН 3.1.3 | Май 2005 г. |
HEC-RAS 4.0 (бета) | Ноябрь 2006 г. |
HEC-RAS 4.0.0 | Март 2008 г. |
HEC-RAS 4.1 | Январь 2010 г. |
HEC-RAS 5.0 | Февраль 2016 г. |
HEC-RAS 5.0.1 | Апрель, 2016 |
ВЭК-РАН 5.0.3 | Сентябрь 2016 г. |
HEC-RAS 5.0.4 | Май 2018 г. |
ВЭК-РАН 5.0.5 | Июнь 2018 г. |
ВЭК-РАН 5.0.7 | Март 2019 г. |
HEC-RAS 6.0 | Июнь 2021 г. |
ГеоГЕКРАС
GeoHECRAS - это оболочка 2D / 3D-визуализации и редактирования данных для программного обеспечения HEC-RAS, используемая для инженерных исследований по борьбе с наводнениями и смягчения их последствий , включая создание карт опасности наводнений Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям и других инженерных исследований рек .
Возможности, связанные с HEC-RAS, включают:
- Отменить и повторить редактирование HEC-RAS
- Многодокументный интерфейс (MDI) проектов HEC-RAS
- Использование чертежей AutoCAD и MicroStation CAD и поверхностей ландшафта
- Использование баз данных ГИС
- Автоматическое создание поперечного сечения
- Автоматизированное изготовление карт поймы
- Проектирование и анализ проезжей части ( мостов и водопропускных труб )
- Создание адаптивной 2D- сетки , расширяющей прямоугольную (структурированную) сетку HEC-RAS
WMS
WMS (система моделирования водоразделов) - это гидрологическое программное обеспечение, которое предоставляет инструменты предварительной и последующей обработки для использования с HEC-RAS. Разработка WMS компанией Aquaveo в основном финансировалась Инженерным корпусом армии США .
Возможности, связанные с HEC-RAS, включают:
- Использование характерных объектов (осевая линия, линии поперечного сечения) и TIN для разработки геометрии модели HEC-RAS.
- Редактирование, объединение и создание поперечных сечений в базе данных для использования с HEC-RAS и другими гидравлическими моделями.
- Выделение пойм по данным о высоте водной поверхности. Высота поверхности воды может быть вычислена HEC-RAS, определена в интерактивном режиме или импортирована из файла.
- Связывание нескольких моделей HEC-1 с HEC-RAS для определения неопределенности параметров моделирования на разграниченной пойме. Число кривой и осаждение можно стохастически варьировать среди параметров HEC-1 и значения n Мэннинга для HEC-RAS.
Смотрите также
Рекомендации
Внешние ссылки
- Домашняя страница HEC-RAS в Инженерном корпусе армии США, Гидрологический инженерный центр
- Выходное видео анализа наводнений, выполненного с помощью HEC-RAS, и визуализации в ArcGIS.