tìm hiểu mô hình hec ras 4 1

là những phần mềm tính lan truyền thủy lực cho dòng chảy không ổn định trên hệ thống kênh, sông dựa vào những phương tr.nh cơ bản Thủy động lực học (phương tr.nh SaintVenant). tìm hiểu được cách vận hành chi tiết mô hình toán hec ras 4.1. và ứng dụng cụ thể mô hình này vào bài toán cụ thể..............................

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ - QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

GVHD : LƯƠNG VĂN ViỆT

NHÓM :7

`

GiỚI THIỆU MÔ HÌNH HEC- RAS

2 2

 HEC-RAS của HEC là mô h.nh tính toán thủy lực) do Trung tâm Kỹ Thuật Thủy Văn – Quân đội Mỹ (The

US Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center) thiết kế.

 là những phần mềm tính lan truyền thủy lực cho dòng chảy không ổn định trên hệ thống kênh, sông dựa vào những phương tr.nh cơ bản Thủy động lực học

(phương tr.nh Saint-Venant).

Giới thiệu về mô hình HEC-RAS

Mô hình HEC-RAS trong mô phỏng chất lượng lượng nước mặt

HEC-RAS (HEC-GeoRAS) www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/ 

• Mô phỏng dòng ổn định và ổn định không đều biến đổi dần dựa trên  phương trình vi cơ bản về bảo toàn năng lượng tại các mặt cắt.

• Mô phỏng dòng không định dựa trên việc giải hệ phương trình Saint -  Venant theo sơ đồ sai phân ẩn.

• Mô phỏng vận chuyển bùn cát và mô phỏng lan truyền ô nhiễm trong 

hệ thống kênh sông.

HEC-RAS_4.1_Users_Manual.pdf

Ví dụ:  Bài toán: Một con sông có độ dài L=89000m, mặt cắt hình chữ nhật

Ở thượng lưu có đáy rộng B=460 (m), cao trình đáy h=-8.9 (m) Cứ sau 3560

(m) thì sông mở rộng 92(m) Biết độ dốc đáy sông và hệ số nhám không đổi là i=1.25E-5 và n=0.02, lưu lượng tại thượng lưu là Q=2300 (m3/s) Hãy mô

phỏng thủy lực và chất lượng nước trên sông

Bước 1: Chuẩn bị số liệu cho mô hình Hec-Ras

a)Số liệu các mặt cắt 0m, 1780m, 3560m,5340 m,… tính từ cửa sông

• Vào File chọn New Project, đặt tên (title)  cho Project Vd1

• Vào Edit/GeoMetric Data, Chọn công cụ  River Reach vẽ tuyến sông và đặt tên cho  tuyến sông

•Vào  Edit/GeoMetric  Data, 

chọn  công cụ Cross section, Ở 

cửa sổ mới chọn Option/Add a 

new cross section

Sau khi kết thúc  nhập liệu vào

File/Save  Geometry Data  as/ và đặt tên  cho file địa hình 

Bước 3: Nhập liệu về điều kiện biên 

Vào Edit/Unsteady Flow Data

Bước 4: Chạy mô hình

Vào  Run/Unsteady  Flow Analysis

Vào  View/Stage  and  Flow  Hydrographs,  chọn  mặt  cắt  (River  Sta)  để  hiện thị kết quả mô phỏng. 

vào công cụ “Profile output Table” để trích xuất dữ liệu: 

Nhiệt độ Chất dinh dưỡng Bảo toàn tùy ý

Mô hình HEC-RAS trong mô phỏng chất lượng lượng nước mặt I) Số liệu chất lượng nước

Edit -> Water Quality Data

1) Điều kiện biên (Boundary conditions)

Nhập

bên

1) Điều kiện biên

a) Tảo

1) Điều kiện biên

b) DOX

2) Điều kiện ban đầu (Initial conditions)

3) Hệ số khuếch tán (Dispersion Coefficients)

uw m là một hệ số; u là tốc độ dòng chảy;

4) Số liệu khí tượng (Meteorology Datasets)

U2 = a + bUzc

X

Nutrient Parameters

Chạy mô hình (Mô phỏng chất lượng nước)

Hiển thị kết quả

View -> WQ Spatial Plot

Hiển thị kết quả

View -> WQ Time Series

24

 Có thể quan sát trực tiếp hình ảnh và bảng biểu trên màn hình để người sử dụng có thể nhận biết được những điểm không phù hợp mà có biện pháp sửa chữa

mô hình cho hợp lý, phù hợp nhất với thực tế

 Khả năng phân tích liên hoàn từ quá trình phân tích thuỷ lực đến xói dưới cầu tạo điều kiện rất thuận lợi cho người sử dụng

Ưu điểm

 Các yếu tố thuỷ lực được xem xét đầy đủ, liên tục trên một

đoạn sông đủ dài, không bị bó hẹp trong phạm vi một mặt cắt nên tránh được những ảnh hưởng cục bộ đối với đường mặt

nước và đặc biệt đến kết quả phân tích xói dưới cầu

26

 Dựa vào các biểu đồ mô phỏng và hàng số liệu ta thấy:

 Với chế độ dòng ổn định (2300m3/s) trên toàn bộ nhánh sông thì độ cao mực nước giảm từ thượng lưu đến hạ lưu

 Vận tốc chảy giảm dần qua các mặt cắt do lòng sông mở rông dần (92m)

28