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1、第6期总第142期浙江水利科技No.6TotalNo.1422005年11月ZhejiangHydrotechnicsNovember2005HEC系列水利软件的应用112蔡新明,董志勇,张永华(1.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310032;2.浙江大学市政工程系,浙江杭州310027)摘要:HEC系列水利软件是国外一组功能强大,使用范围广泛的软件集。在河道水力分析、水文模拟、洪水预测、河道整治、水库管理规划等方面发挥着重要的作用。详细介绍了该软件包的组成和各主要子模块的结构原理及运行方式,并指出了其工程研究动态和发展方向。关键词:HEC模型;水力分析;水文模型
2、;洪泛平原区;地理信息系统;可视化中图分类号:TP319文献标识码:B文章编号:1008-701X(2005)06-0020-04随着我国经济的发展以及全球气候的急剧变化,水利代版本则是可基于WINDOWS或其它平台下,具有更好的用灾害频发,水体污染,水资源短缺,严重制约了我国的可户操作界面:有用于计算降雨径流的HEC-HMS(Hydrologic持续发展。因此对水资源规划、洪水灾害预测、河道整治、ModelingSystem)模型,河道水力分析的HEC-RAS(River水库调度等水利工程措施的有效施行非常有意义。AnalysisSystem),洪水破坏分析的HEC
3、-FDA(FloodDamage目前,我国水利工程中应用的水利软件大多是由单位System)模型,水库群运行管理的HEC-ResSim(Reservoir自主研发或者从国外购买昂贵的大型软件(如MIKE,SMS,SystemSimulation)模型,数据存储系统HEC-DSS(DataDELFT等),较难推广到基础工程应用中,制约了工程软件StorageSystem)等。随着地理信息系统(GIS)的发展,HEC的应用发展。研究中心与美国环研所(ESRI)合作开发了HEC-GeoHMS基于以上缘由,本文通过对一国外功能强大的,免费和HEC-GeoRAS扩展模块,用于数
4、字高程模型DEM和数字获取的水文水力系列软件HEC的结构原理、使用方法以及地形模型DTM的处理,生成地理空间数据。它把HEC系列工程应用、发展趋势等的介绍,为广大水利工作者提供思软件的计算功能结合GIS强大的数据处理功能以及它的可路,促进我国水利事业的发展。视性,实时性结合起来,进一步扩展了该系列软件的应用功能和范围。1软件系列发展历史及构成HEC是HydrologicEngineeringCenter(水文工程中心)的简称,成立于1964年,隶属于美国陆军工程兵团(TheU1S1ArmyCorpsofEngineers)水资源机构,专门从事工程水文水力研究。现已经开
5、发了几十种工程软件,并形成了完善的开发、培训体系。软件结果经过大量工程验证,现己成为国际上最为有名的水文水力工程软件之一,而且大部[1]分软件都可以从它的网站上免费下载。其涉及的研究领域包括:地表水文、河道水力、泥沙运动、水文统计和风险分析、水库系统分析、实时水资源图1HEC系列软件发展变化过程图控制和管理及其他相关技术研究。针对不同领域,其开发了一系列模型,统称HEC模型。主要软件及发展过程以及整合如图1所示。2各模块模型介绍早期的模型都是基于DOS平台,包括HEC-1(流域水在工程实际应用中,运用范围比较广泛的是RAS模型文计算)、HEC-2(河道水力计算)、HE
6、C-3(水库系统分和HMS模型及其相关模块,故在此作详细介绍。析)、HEC-4(流速随机生成程序)、HEC-5(洪水控制及守211HEC-RAS模型恒模拟)和HEC-6(一维河道输沙演算模型)等。最新一河道水力分析模型)))HEC-RAS是一个针对一维恒定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动分析和洪泛作者简介:蔡新明(1981-),男,硕士研究生,主要从事计算平原区域的确定。模型所得结果可以用于洪水区域管理以水力学和环境水力学研究。及洪水安全研究分析,用以评价洪水淹没区域的范围及危#20#总第142期#浙江水利科技#2005年第6期
7、害程度。如在进行河道整治以及新建桥梁等工程的时候,列稳定流动来代替流量水文过程图,用来计算和预测由于就要分析考虑河道壅水高度、流速变化、桥涵冲刷等这些沙、砾石、粘土在中等时间跨度内(一般为多年)的冲刷因素对河流输水,城市防洪的影响。或者淤积而造成的河道纵剖面线的变化程度。该模型考虑HEC-RAS可以对单个河段,树枝状河网系统或者环状整合了水力学、泥沙输移、渠道糙率以及相关边界条件变河网系统进行模拟。当前版本充分考虑了诸如池塘、泵站、化因素的影响。用该模型主要功能体现为:可分析河网、桥梁、涵洞、堰、闸门等建筑物的影响,甚至可以模拟结河道P水库泥沙淤积的
