?①HEC-RAS一維、二維建模方法及實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用

【目標(biāo)】：
（1）掌握一維數(shù)學(xué)模型基本地形導(dǎo)入方法
（2）掌握恒定流、非恒定流一維數(shù)學(xué)模型水流計(jì)算方法
（3）掌握一維數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果分析，水面線成果分析及調(diào)試；流速分布圖輸出方法
（4）掌握一維數(shù)學(xué)模型增設(shè)構(gòu)筑物各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置
（5）掌握二維河道水動(dòng)力模擬應(yīng)用
（6）掌握HEC-RAS在潰壩模型以及洪水風(fēng)險(xiǎn)圖中的應(yīng)用

一、HER-RAS理論

1、軟件介紹及安裝；
2、軟件在水利中的應(yīng)用；
3、軟件手冊(cè)的使用。

二、一維數(shù)學(xué)模型基本地形導(dǎo)入

1、錄入河網(wǎng)的多種方法（批量導(dǎo)入河網(wǎng)數(shù)據(jù)）；
2、設(shè)置河流節(jié)點(diǎn)（設(shè)置汊河、復(fù)雜河網(wǎng)）；
3、斷面錄入的多種方法（批量導(dǎo)入斷面數(shù)據(jù)）。

三、恒定流、非恒定流一維數(shù)學(xué)模型水流計(jì)算?

1、邊界條件的設(shè)定（下游各種流態(tài)水位的設(shè)置）；
2、糙率系數(shù)的選?。ê訛┎勐┑牟诼氏禂?shù)）；
3、模型調(diào)試（模型運(yùn)行常見報(bào)錯(cuò)警告及報(bào)錯(cuò)分析）；
4、模型精確性、穩(wěn)定性和高效性。

四、一維數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果分析

1、水面線成果分析及調(diào)試（水面線鋸齒狀調(diào)試等）；
2、流速分布圖輸出（區(qū)分河灘槽輸出流速）。

五、一維數(shù)學(xué)模型增設(shè)構(gòu)筑物?

1、橋梁/涵洞模型案例及參數(shù)設(shè)置；
2、堰和閘控制溢洪道模型案例及參數(shù)設(shè)置；
3、蓄水區(qū)及泵站模型案例及參數(shù)設(shè)置。

六、二維河道水動(dòng)力模擬
七、HEC-RAS在潰壩模型中的應(yīng)用實(shí)例
八、HEC-RAS在洪水風(fēng)險(xiǎn)圖中的應(yīng)用實(shí)例

②HEC-HMS水文模型實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用

HEC-HMS是美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)水文工程中心開發(fā)的一款水文模型。HMS能夠模擬各種類型的降雨事件對(duì)流域水文，河道水動(dòng)力以及水利設(shè)施的影響，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。它有著完善的前后處理軟件，能有效減輕建模的負(fù)擔(dān)；能夠與HEC開發(fā)的DSS數(shù)據(jù)管理軟件以及RAS二維水動(dòng)力模型鏈接，形成完整的水文－水動(dòng)力模型。

專題一?理論講解
1.水文過程與水文模型
2.HMS模型的基本理論
3.HMS模型的建模流程

專題二?HMS模型前處理
1.基于GIS的HMS前處理
2.DSS庫(kù)的構(gòu)建
3.構(gòu)建概念模型
4.流域刻畫
5.氣象數(shù)據(jù)的處理

專題三?模型運(yùn)行
1.水文過程
2.基流過程
3.河道過程

專題四?水利控制設(shè)施及參數(shù)率定
1.水庫(kù)單元的演進(jìn)
2.水源，匯流，分流單元
3.HM模型的率定

注：請(qǐng)?zhí)崆白詡潆娔X及安裝所需軟件。

③新導(dǎo)則下的防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制方法及洪水建模實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)河道周邊土地開發(fā)利用率不斷增大，臨河建筑物與日俱增，部分河道侵占嚴(yán)重，導(dǎo)致防洪壓力增大。加之部分河流沿岸臨河建筑物設(shè)置混亂、布設(shè)不合理、阻水率增大、未經(jīng)管理部門同意私設(shè)涉河建筑物等問題非常突出，已威脅到河道安全，使得河道防洪保障工作壓力日益增大。根據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》第三十八條、《中華人民共和國(guó)防洪法》第二十七條和三十三條，以及《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》第十一條等要求，在洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)內(nèi)建設(shè)非防洪建設(shè)項(xiàng)目，其可行性研究報(bào)告報(bào)請(qǐng)批準(zhǔn)時(shí)，工程建設(shè)方案應(yīng)當(dāng)經(jīng)有關(guān)水行政主管部門審查同意，并附具有關(guān)水行政主管部門審查批準(zhǔn)的洪水影響評(píng)價(jià)報(bào)告。
根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》第二條和第五條，河道管理范圍內(nèi)新建、擴(kuò)建、改建的建設(shè)項(xiàng)目，均應(yīng)按程序和管理權(quán)限向河道主管機(jī)關(guān)提出申請(qǐng)文件。根據(jù)如今河道劃界項(xiàng)目的開展，河道涉河建設(shè)項(xiàng)目管理更加嚴(yán)格，迫切需要對(duì)全國(guó)從事防洪評(píng)價(jià)咨詢類的技術(shù)人員開展防洪評(píng)價(jià)技術(shù)方面的培訓(xùn)，解決實(shí)際工作中遇到的技術(shù)瓶頸問題。
讓相關(guān)工程技術(shù)人員在短時(shí)間內(nèi)較系統(tǒng)的掌握防洪評(píng)價(jià)報(bào)告中的關(guān)鍵技術(shù)和方法，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括防洪評(píng)價(jià)中相關(guān)計(jì)算基本理論、技術(shù)與實(shí)例，防洪評(píng)價(jià)的相關(guān)規(guī)定、技術(shù)與實(shí)例，讓相關(guān)工程技術(shù)人員快速掌握相關(guān)核心技術(shù)。

專題一?《防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則解讀河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目編制導(dǎo)則》（SL/T808- 2021）解讀

1.規(guī)范適用范圍
2.規(guī)范名詞概念解讀
3.防洪評(píng)價(jià)計(jì)算類別及分析主要內(nèi)容
4.消除和減輕影響措施
5.附圖附件規(guī)范要求

專題二?防洪評(píng)價(jià)相關(guān)制度與解析
結(jié)合具體實(shí)例，講解防洪評(píng)價(jià)的基本要求及各種類型項(xiàng)目重難點(diǎn)

1.防洪評(píng)價(jià)的法律依據(jù).制度規(guī)范.現(xiàn)場(chǎng)查勘.資料收集等
2.防洪評(píng)價(jià)報(bào)告重要章節(jié)編寫要求
3.防洪評(píng)價(jià)五大類型項(xiàng)目案例分析

專題三?防洪評(píng)價(jià)地形獲取及常用計(jì)算
防洪基本參數(shù)的獲取及相關(guān)計(jì)算

1.洪水計(jì)算基本參數(shù)獲?。ˋrcGIS生成河網(wǎng)及獲取流域基本參數(shù)）
2.航測(cè)在防洪評(píng)價(jià)中的基本應(yīng)用
3.防洪評(píng)價(jià)中常用計(jì)算（水文計(jì)算.洪水模擬.滲流穩(wěn)定計(jì)算.沖刷計(jì)算等）介紹及案例實(shí)操

專題四?HEC-RAS軟件原理及特點(diǎn)

1.軟件介紹及安裝
2.軟件在水利中的應(yīng)用（常見項(xiàng)目運(yùn)用簡(jiǎn)介）
3.軟件手冊(cè)的使用

專題五?HEC-RAS地形導(dǎo)入
HEC-RAS一維數(shù)學(xué)模型基本地形導(dǎo)入

1.錄入河網(wǎng)的多種方法（批量導(dǎo)入河網(wǎng)數(shù)據(jù)）
2.設(shè)置河流節(jié)點(diǎn)（設(shè)置汊河.復(fù)雜河網(wǎng)）
3.斷面錄入的多種方法（批量導(dǎo)入斷面數(shù)據(jù)）

專題六?一維數(shù)學(xué)模型計(jì)算恒定流
非恒定流一維數(shù)學(xué)模型水流計(jì)算

1.邊界條件的設(shè)定（下游各種流態(tài)水位的設(shè)置）
2.糙率系數(shù)的選取（河灘槽漫灘的糙率系數(shù)）
3.模型調(diào)試（模型運(yùn)行常見報(bào)錯(cuò)警告及報(bào)錯(cuò)分析）
4.模型精確性.穩(wěn)定性和高效性

圖1 一維數(shù)學(xué)水流模型實(shí)例

專題七?基于數(shù)學(xué)模型軟件的一維構(gòu)筑物的水動(dòng)力模型計(jì)算及本章內(nèi)容在報(bào)告中編寫方法

講解一維水流模型中添加橋梁.涵洞.堰壩等案例及實(shí)操
1.各種橋梁水流模型計(jì)算原理.建模過程及結(jié)果分析
2.各種涵洞水流模型計(jì)算原理.建模過程及結(jié)果分析
3.各種堰壩水流模型計(jì)算原理.建模過程及結(jié)果分析
4.其他水工建筑物水流模型計(jì)算原理.建模過程及結(jié)果分析
5.構(gòu)筑物建模常見問題及解決辦法
6.計(jì)算結(jié)果分析及報(bào)告相關(guān)章節(jié)的編寫

圖2 基于數(shù)值模型的某河流涵洞模型計(jì)算實(shí)例

圖3 基于數(shù)值模型的某河流橋梁模型計(jì)算實(shí)例

專題八?數(shù)值模型軟件概述及數(shù)據(jù)基礎(chǔ)處理

1、MIKE ZERO概述
2、二維模型邊界文件的提取方法
3、二維模型網(wǎng)格的多種制作方法
4、地形文件的獲取或轉(zhuǎn)換方法
5、地形的插值方法

專題九?基于數(shù)學(xué)模型軟件的二維水動(dòng)力模型計(jì)算析及結(jié)果輸出及評(píng)價(jià)章節(jié)報(bào)告編寫
以數(shù)值模型軟件講解大中型河流二維水動(dòng)力模型計(jì)算案例

1、二維模型構(gòu)建及相關(guān)參數(shù)選取
2、各種涉河構(gòu)筑物的模型設(shè)置方法
3、結(jié)果輸出及評(píng)價(jià)章節(jié)編寫

圖4 基于數(shù)值模型的某河流橋梁模型計(jì)算實(shí)例

注：請(qǐng)?zhí)崆白詡潆娔X及安裝所需軟件。

④基于ArcGIS水文分析、HEC-RAS模擬技術(shù)在洪水危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

洪水淹沒危險(xiǎn)性（各種年遇型洪水淹沒）是洪水損失評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及洪水應(yīng)急和管理規(guī)劃等工作的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前我國(guó)正在開展的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查工作，也對(duì)洪水災(zāi)害給與了重點(diǎn)關(guān)注，提出了對(duì)洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求。

洪水危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一般基于水力學(xué)或水文學(xué)方法開展。Hec-RAS軟件是一款典型的基于水動(dòng)力學(xué)的洪水淹沒危險(xiǎn)性分析模型，因其能夠很好地實(shí)現(xiàn)洪水淹沒數(shù)值模擬，已在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用在洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的研究、規(guī)劃和生產(chǎn)之中，具有廣闊的前景?；谒膶W(xué)方法的洪水危險(xiǎn)性評(píng)估則一般通過結(jié)合洪水頻率分析、水位流量關(guān)系及GIS分析實(shí)現(xiàn)。水力學(xué)方法精度略高，而水文學(xué)方法則簡(jiǎn)便而適用于大范圍快速評(píng)估。

瞄準(zhǔn)我國(guó)洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)需求，重點(diǎn)講解Hec-RAS及一款基于GIS技術(shù)研發(fā)的水文學(xué)洪水淹沒模擬軟件，結(jié)合實(shí)例系統(tǒng)講解洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作方法。使技術(shù)人員掌握基于Hec-RAS數(shù)值模擬及GIS技術(shù)的洪水危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估評(píng)價(jià)技能，具備將其應(yīng)用于解決實(shí)際問題的能力。

第一章?洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法及技術(shù)介紹

1.1 洪水危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作步驟及方法
1.1.1 洪水災(zāi)害類型、特點(diǎn)
1.1.2 洪水災(zāi)害：歷史、現(xiàn)狀及未來
1.1.3 洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)現(xiàn)重點(diǎn)內(nèi)容
1.1.4 洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)現(xiàn)狀及重點(diǎn)內(nèi)容

1.2 洪水淹沒水文-水力學(xué)模擬相關(guān)知識(shí)講解
1.2.1 洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法講解
1.2.2 基于觀測(cè)、模型模擬的應(yīng)用及對(duì)比
1.2.3 常用洪水危險(xiǎn)性模擬軟件及Hec-RAS
1.2.4 洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法講解

第二章?基于ArcGIS的水文分析

2.1河流、流域提取【講解+實(shí)操】
2.1.1 填洼
2.1.2 流向計(jì)算
2.1.3 匯（集）水面積計(jì)算
2.1.4 河流提取
2.1.5 河流分級(jí)（干流與支流分析）
2.1.6 流域劃分
2.1.7 流域子流域拓?fù)?br>2.1.8 流域河網(wǎng)水系提取實(shí)例

第三章?基于HecRAS淹沒模擬的洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

3.1? Hec-GeoRAS模塊【講解+實(shí)操】
3.1.1 GeoRAS 軟件講解
3.1.2 GeoRAS 操作方法及流程
3.1.3 GeoRAS主要模塊功能及案例操作

3.2 Hec-RAS模塊應(yīng)用【講解+實(shí)操】
3.2.1 RAS軟件講解
3.2.2 RAS軟件操作方法及流程
3.2.3 RAS穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流模擬

3.3 洪水淹沒數(shù)值模擬實(shí)例【講解+實(shí)操】

實(shí)例，掌握以下內(nèi)容：
3.3.1 利用觀測(cè)徑流資料進(jìn)行洪水淹沒模擬
3.3.2 確定洪水淹沒模擬河段
3.3.3 收集模擬區(qū)地形數(shù)據(jù)、設(shè)定曼寧系數(shù)
3.3.4 設(shè)置模擬河段邊界及初始條件
3.3.5 穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流模擬、模型校正
3.3.6 HEC-RAS結(jié)果整飾與洪水淹沒制圖
3.3.7 洪水危險(xiǎn)性評(píng)估及等級(jí)劃分

基于HecRAS評(píng)估的洪水危險(xiǎn)性（藍(lán)色由淺到深一次表示20,50,100年一遇）

3.4 基于GIS技術(shù)的洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)
3.4.1 基于水文學(xué)的洪水淹沒制圖技術(shù)基礎(chǔ)
3.4.2 一鍵式基于水文學(xué)方法的洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)自動(dòng)化工具使用方法
3.4.3 一鍵式洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)例

第四章?洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)綜合案例分析應(yīng)用
基于GIS及淹沒模擬的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)【講解+實(shí)操】
4.4.1 洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)來源
4.4.2 洪水淹沒區(qū)內(nèi)的人口、房屋等統(tǒng)計(jì)
4.4.3 洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告撰寫

一鍵式基于水文學(xué)方法的洪水淹沒村莊評(píng)估

第五章?洪水危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
研討答疑、討論
結(jié)合培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行提問
平時(shí)工作中遇到的問題探討

注：請(qǐng)?zhí)崆白詡潆娔X及安裝所需軟件。

⑤山洪徑流過程模擬及洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

瞄準(zhǔn)我國(guó)山洪降水徑流模擬和洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)現(xiàn)狀，針對(duì)我國(guó)資料水文稀缺地區(qū)，介紹并提出洪水資料增補(bǔ)方法，介紹區(qū)域洪水頻率分析方法，應(yīng)用ArcGIS與Hec-RAS軟件，并結(jié)合實(shí)例系統(tǒng)講解資料稀缺地區(qū)的山洪徑流過程及洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作方法。通過學(xué)習(xí)，可掌握基于ArcGIS的數(shù)字流域分析、山洪降水徑流建模、Hec-RAS建模及洪水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)技能，并具備將其應(yīng)用于解決實(shí)際問題的能力。

1.洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法及技術(shù)講解

1.1洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作步驟及方法
①洪水災(zāi)害類型
②洪水災(zāi)害：歷史、現(xiàn)狀及未來
③洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

1.2洪水淹沒水文-水力學(xué)模擬相關(guān)知識(shí)
①洪水淹沒危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法介紹、發(fā)展歷史
②基于觀測(cè)、模型模擬的應(yīng)用及對(duì)比
③常用洪水淹沒危險(xiǎn)性模擬軟件及Hec-RAS簡(jiǎn)介

2.GIS水文信息提取與分析(基于ArcGIS軟件)
2.1河流、流域提取
①填洼
②流向計(jì)算
③匯（集）水面積計(jì)算
④河流提取
⑤河流分級(jí)（干流與支流分析）
⑥流域劃分
⑦流域子流域拓?fù)?br>⑧流域河網(wǎng)水系提取實(shí)例

2.2流域匯流時(shí)間計(jì)算

①流程長(zhǎng)度計(jì)算
②河道、山坡流速設(shè)定
③流域匯流時(shí)間計(jì)算
④流域匯流時(shí)間計(jì)算實(shí)例

3.洪水淹沒模擬水文分析：洪峰流量估算

3.1山洪降水-徑流模擬
①地貌瞬時(shí)單位線原理
②面雨量插值
③暴雨-徑流計(jì)算
④山洪暴雨-徑流過程模擬計(jì)算實(shí)例

3.2洪峰流量序列建立

①觀測(cè)洪水資料獲取途徑
②由徑流觀測(cè)資料推求洪水資料
③年最大與超閾值序列構(gòu)建
④水文站洪峰流量序列建立實(shí)例

3.3單站洪水頻率分析
①常用洪水頻率分布函數(shù)
②洪水頻率分布參數(shù)估計(jì)
③單站典型年遇洪峰估算
④洪水頻率分析的基本假設(shè)與不確定性分析
⑤水文站洪水頻率分析實(shí)例（推求典型年遇洪水）

3.4區(qū)域洪水頻率分析

①區(qū)域洪水頻率分析由來
②常用區(qū)域洪水頻率分析方法
③基于回歸方程的區(qū)域洪水頻率分析
④區(qū)域洪水頻率分析實(shí)例

4.洪水淹沒模擬水力學(xué)分析：Hec-RAS實(shí)例操作

4.1Hec-GeoRAS模塊簡(jiǎn)介
①GeoRAS軟件概述
②GeoRAS軟件界面基本操作
③GeoRAS主要模塊?

4.2Hec-RAS模塊
①RAS軟件介紹
②RAS軟件界面基本操作
③RAS穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流模擬

4.3山洪淹沒數(shù)值模擬實(shí)例

實(shí)例，掌握以下內(nèi)容：
①利用觀測(cè)徑流資料進(jìn)行洪水淹沒模擬建模
②確定洪水淹沒模擬河段
③收集模擬區(qū)地形數(shù)據(jù)、設(shè)定曼寧糙率系數(shù)
④設(shè)置模擬河段邊界及初始條件
⑤穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流模擬，模型識(shí)別和校正
⑥HEC-RAS結(jié)果整飾與洪水淹沒制圖

4.4答疑、討論

①結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行提問
②平時(shí)工作中遇到的問題