HEC系列水利軟件的應(yīng)用

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1、第6期總第142期浙江水利科技No.6TotalNo.1422005年11月ZhejiangHydrotechnicsNovember2005HEC系列水利軟件的應(yīng)用112蔡新明,董志勇,張永華(1.浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院,浙江杭州310032;2.浙江大學(xué)市政工程系,浙江杭州310027)摘要:HEC系列水利軟件是國外一組功能強(qiáng)大,使用范圍廣泛的軟件集。在河道水力分析、水文模擬、洪水預(yù)測、河道整治、水庫管理規(guī)劃等方面發(fā)揮著重要的作用。詳細(xì)介紹了該軟件包的組成和各主要子模塊的結(jié)構(gòu)原理及運(yùn)行方式,并指出了其工程研究動態(tài)和發(fā)展方向。關(guān)鍵詞:HEC模型;水力分析;水文模型

2、;洪泛平原區(qū);地理信息系統(tǒng);可視化中圖分類號:TP319文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1008-701X(2005)06-0020-04隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及全球氣候的急劇變化,水利代版本則是可基于WINDOWS或其它平臺下,具有更好的用災(zāi)害頻發(fā),水體污染,水資源短缺,嚴(yán)重制約了我國的可戶操作界面:有用于計算降雨徑流的HEC-HMS(Hydrologic持續(xù)發(fā)展。因此對水資源規(guī)劃、洪水災(zāi)害預(yù)測、河道整治、ModelingSystem)模型,河道水力分析的HEC-RAS(River水庫調(diào)度等水利工程措施的有效施行非常有意義。AnalysisSystem),洪水破壞分析的HEC

3、-FDA(FloodDamage目前,我國水利工程中應(yīng)用的水利軟件大多是由單位System)模型,水庫群運(yùn)行管理的HEC-ResSim(Reservoir自主研發(fā)或者從國外購買昂貴的大型軟件(如MIKE,SMS,SystemSimulation)模型,數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)HEC-DSS(DataDELFT等),較難推廣到基礎(chǔ)工程應(yīng)用中,制約了工程軟件StorageSystem)等。隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)的發(fā)展,HEC的應(yīng)用發(fā)展。研究中心與美國環(huán)研所(ESRI)合作開發(fā)了HEC-GeoHMS基于以上緣由,本文通過對一國外功能強(qiáng)大的,免費(fèi)和HEC-GeoRAS擴(kuò)展模塊,用于數(shù)

4、字高程模型DEM和數(shù)字獲取的水文水力系列軟件HEC的結(jié)構(gòu)原理、使用方法以及地形模型DTM的處理,生成地理空間數(shù)據(jù)。它把HEC系列工程應(yīng)用、發(fā)展趨勢等的介紹,為廣大水利工作者提供思軟件的計算功能結(jié)合GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能以及它的可路,促進(jìn)我國水利事業(yè)的發(fā)展。視性,實時性結(jié)合起來,進(jìn)一步擴(kuò)展了該系列軟件的應(yīng)用功能和范圍。1軟件系列發(fā)展歷史及構(gòu)成HEC是HydrologicEngineeringCenter(水文工程中心)的簡稱,成立于1964年,隸屬于美國陸軍工程兵團(tuán)(TheU1S1ArmyCorpsofEngineers)水資源機(jī)構(gòu),專門從事工程水文水力研究。現(xiàn)已經(jīng)開

5、發(fā)了幾十種工程軟件,并形成了完善的開發(fā)、培訓(xùn)體系。軟件結(jié)果經(jīng)過大量工程驗證,現(xiàn)己成為國際上最為有名的水文水力工程軟件之一,而且大部[1]分軟件都可以從它的網(wǎng)站上免費(fèi)下載。其涉及的研究領(lǐng)域包括:地表水文、河道水力、泥沙運(yùn)動、水文統(tǒng)計和風(fēng)險分析、水庫系統(tǒng)分析、實時水資源圖1HEC系列軟件發(fā)展變化過程圖控制和管理及其他相關(guān)技術(shù)研究。針對不同領(lǐng)域,其開發(fā)了一系列模型,統(tǒng)稱HEC模型。主要軟件及發(fā)展過程以及整合如圖1所示。2各模塊模型介紹早期的模型都是基于DOS平臺,包括HEC-1(流域水在工程實際應(yīng)用中,運(yùn)用范圍比較廣泛的是RAS模型文計算)、HEC-2(河道水力計算)、HE

6、C-3(水庫系統(tǒng)分和HMS模型及其相關(guān)模塊,故在此作詳細(xì)介紹。析)、HEC-4(流速隨機(jī)生成程序)、HEC-5(洪水控制及守211HEC-RAS模型恒模擬)和HEC-6(一維河道輸沙演算模型)等。最新一河道水力分析模型)))HEC-RAS是一個針對一維恒定P收稿日期:2005-08-19非恒定流的水力模型,主要用于明渠河道流動分析和洪泛作者簡介:蔡新明(1981-),男,碩士研究生,主要從事計算平原區(qū)域的確定。模型所得結(jié)果可以用于洪水區(qū)域管理以水力學(xué)和環(huán)境水力學(xué)研究。及洪水安全研究分析,用以評價洪水淹沒區(qū)域的范圍及危#20#總第142期#浙江水利科技#2005年第6期

7、害程度。如在進(jìn)行河道整治以及新建橋梁等工程的時候,列穩(wěn)定流動來代替流量水文過程圖,用來計算和預(yù)測由于就要分析考慮河道壅水高度、流速變化、橋涵沖刷等這些沙、礫石、粘土在中等時間跨度內(nèi)(一般為多年)的沖刷因素對河流輸水,城市防洪的影響?；蛘哂俜e而造成的河道縱剖面線的變化程度。該模型考慮HEC-RAS可以對單個河段,樹枝狀河網(wǎng)系統(tǒng)或者環(huán)狀整合了水力學(xué)、泥沙輸移、渠道糙率以及相關(guān)邊界條件變河網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬。當(dāng)前版本充分考慮了諸如池塘、泵站、化因素的影響。用該模型主要功能體現(xiàn)為:可分析河網(wǎng)、橋梁、涵洞、堰、閘門等建筑物的影響,甚至可以模擬結(jié)河道P水庫泥沙淤積的