HEC-RAS 与 HMS 协同建模:水文 - 水动力耦合的洪水预报实践

发布于:2025-06-19 ⋅ 阅读:(23) ⋅ 点赞:(0)


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前言综述
水动力与水环境模拟是水资源规划、防洪减灾及生态环境保护的核心技术,HEC-RAS 作为美国陆军工程兵团开发的免费开源软件,凭借其强大的一二维耦合模拟能力及水利构筑物建模功能,成为行业内应用最广泛的工具之一。系统覆盖 HEC-RAS 1D/2D 模型的全流程应用,从恒定流、非恒定流基础理论到水质泥沙模拟、多模块耦合技术,结合十九项实战案例,解决模型参数率定、边界条件设置、一二维耦合等实操难题。特别强调导则规范与工程实践结合,通过桥梁、涵洞、溃坝等典型场景模拟,掌握从模型构建、数据预处理到后处理可视化的完整流程,同时拓展 HEC-RAS 与 HMS、FDA 等模块的协同应用,为防洪规划、环境影响评价及水资源管理提供科学的模拟解决方案。

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
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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
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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
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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
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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
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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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