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ArcGIS耦合HEC-RAS在杨柳河水环境治理分析

文/聂咸文陶李岳何一飞

摘要:以杨柳河为例,利用ArcGIS耦合HEC-RAS模型模拟了该

河流在2年一遇(P=50%)､20年一遇(P=5%)､50年一遇(P=2%)情况

下,杨柳河下游水面线､水深及流速分布情况,并对模拟结果进行

了分析｡利用ArGIS模拟杨柳河三维数字地形作为前处理,然后用

HEC-RAS模拟计算杨柳河水面线,对确定工程规模具有指导性意

义｡

关键词:HEC-RAS;ArcGIS;水面线;水深;流速

在中小河流治理工程中,确定工程规模是设计中的重要内容,

而水面线的推求是确定规模的重要依据,水面线推算结果直接影

响到工程防洪效果､建设规模和造价等,因此在河道治理工程设

[1]

计中须十分慎重｡

HEC是HydrologicEngineeringCenter(美国水文工程中心)

的简称,成立于1964年,隶属于美国陆军工程兵团(TheUSArmy

CorpsofEngineering)水资源机构,专门从事工程水文水力研究｡

HEC-RAS(河道水力分析模型)是一个针对一维恒定/非恒定流的

水利模型,主要用于明渠河道流动分析和洪泛区平原区域的确定

[2],现已成为国际上最为有名的水文水力工程软件之一｡模型计算

结果可以用于洪水区域管理以及洪水安全研究分析,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,需分析考虑河道雍水高度､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[3]｡本文采用ArcGIS导入的方法

图1ArcGIS耦合HEC-RAS技术路线图

对AutoCAD地形图进行前处理,地形数据导入HEC-RAS模型,完成

二､杨柳河水环境治理项目应用实例

模型的建立｡

杨柳河是岷江中游的分支河,1972年温江地区主持对该河进

一､软件简介

行改造,自温江城西双流县柑梓园,直线开渠至黄水河,黄水河以

(一)HEC-RAS软件

下新津金华镇毛家渡段仍为旧河道｡杨柳河在桃荚渡下游的金家

由美国陆军工程师团所属的水文工程中心(Hydrologic

渡流入新津境内,经花源､花桥､普兴､金华四个镇,沿牧马山麓到

EngineeringCenter)开发的能够演算一维恒定流和非恒定流的

毛家渡入岷江,全长52.3km,其中新津境内长15.5km｡

一款工程软件——RiverAnalysisSystem(HEC-RAS),可用于泥

杨柳河属平原水网区洪涝灾害频繁的河流｡杨柳河地势低洼

沙沉积物的迁移模拟､河道水力计算及水文分析｡本文选用了

处,一遇暴雨洪水,河道水位上涨,顶托甚至倒灌两岸沿线排水河

HEC-RAS4.1,包含了图形用户界面､图标工具､水文分析单元和数

渠,极易形成内涝｡杨柳河河道弯曲成“S”型,堤线散乱不规则,

据处理｡在HEC-RAS(version4.1)中的一维河道分析功能包括

高低错落差距大,两岸一般为