HEC-RAS简介

HEC-RAS是由美国陆军工程兵团水文工程中心开发的水面线计算软件包。

软件简介

HEC-RAS适用于河道稳定和非稳定流一维水力计算,其功能强大,可进行各种涉水建筑物(如桥梁、涵洞、防洪堤、堰、水库、块状阻水建筑物等)的水面线分析计算,同时可生成横断面形态图、流量及水位过程曲线、复式河道三维断面图等各种分析图表,使用起来十分方便简捷。

软件模型

河道水力分析模型———HEC-RAS是一个针对一维恒定/非恒定流的水力模型,主要用于明渠河道流动分析和洪泛平原区域的确定。模型所得结果可以用于洪水区域管理以及洪水安全研究分析,用以评价洪水淹没区域的范围及危害程度。如在进行河道整治以及新建桥梁等工程的时候,就要分析考虑河道壅水高度、流速变化、桥涵冲刷等这些因素对河流输水,城市防洪的影响。

Hec-Ras现状

目前已迭代至5.0.7。（预计年内发布5.1）

HEC-RAS 迭代速度不快但有长期明确的发展目标。目前一维模型部分已经比较完善，应该不会有大的变动。二维模型是2015年加入的，目前在快速迭代中。

重点说明一下二维模型：

• 二维模型目前有两种方程，浅水方程（Shallow Water Equations）和扩散波假设（Diffusion Wave Approximation of Shallow Water Equations）。浅水方程目前囊括有惯性项（加速度项），重力作用，水压力，摩阻力，紊流项，科氏力（地转偏向）。5.1确认实装风场作用
• 目前支持时变的降水条件，不支持蒸发下渗计算。5.1确认实装空间不均分布的降水条件，蒸发下渗计算
• 计算网格是非结构化网格，不与边界相接的网格是正四边形，与边界相交的为适应复杂边界采用不规则多边形，最多8条边。网格支持局部加密和对齐
• 外边界条件上包括水位，流量，水位-流量，正常水深（河床底坡）；内边界支持流量条件。初始条件支持单一水位和全干河床
• 模拟计算上支持变时间步长（库朗数,etc），紊流模型为Depth-averaged parabolic
• 大部分水工建筑物均可以嵌入二维模型。目前桥梁尚不可嵌入，但5.1确认实装该功能

可以说二维模型在河道水流二维模拟方面已经趋于完善

注：HEC-RAS目前的计算网格还不能实现MIKE或Telemac那样的内部岛屿（洞），如果所在没有地形数据则会报错，你可以尝试修改地形加边界网格对齐来代替。

更多的HEC-RAS 5.1 新特性参考后续文章。

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/84111029