Opis programu HEC-RAS

Opis programu HEC-RAS
HEC-RAS jest modelem matematycznym opracowanym przez US Corps of Engineers i przetestowanym
w latach osiemdziesiątych w bardzo szerokim zakresie. Został sfinansowany przez władze na USA. Model ten
odwzorowuje ustalony przepływ nam wszystkich możliwych przypadkach:
a) zabudowa koryt: wały przeciwpowodziowe, jazy i stopnie, mosty i przepusty,
b) zmienny kształt doliny rzecznej i koryta głównego, opisywany przekrojami poprzecznymi, które można
dowolnie zagęszczać na żądanie użytkownika,
c) zróżnicowane długości drogi przepływu na tarasach zalewowych i w głównym korycie,
d) transport rumowiska wleczonego i unoszonego.
Odwzorowanie modelu przepływu w rejonie obiektów inżynierskich odpowiada najbardziej
wymagającym przepisom w tym względzie w świecie, na przykład australijskim i kanadyjskim. Pierwotnie
program powstał na platformie MS-DOS, ale obecne wersje programu HEC—RAS dostosowane są do systemu
Windows, co ułatwia jego obsługę, a przede wszystkim:
•
przygotowanie i wprowadzenie danych wejściowych,
•
obliczenia wstępne, testowe i weryfikujące,
•
prezentacji numeryczną i graficzną wyników,
•
rozszerza liczbę wyprowadzanych do pakietów wynikowych charakterystyk przepływu, przydatnych
użytkownikowi.
Budowany model obliczeniowy może składać się zarówno z pojedynczych odcinków rzeki, jak i całego
systemu o drzewiastej budowie lub sieci rzecznej. Obliczenia położenia zwierciadła wody odbywać się mogą przy
założeniu różnych reżimów przepływu: spokojnego, rwącego oraz mieszanego.
Podstawowe obliczenia polegają na rozwiązaniu jednowymiarowego równania energii strumienia. Straty
energii ujęte są poprzez tarcie i kontrakcję. W miejscach, w których występuje ruch szybkozmienny, do obliczeń
wykorzystywane są równania ilości ruchu. Używa się go, gdy mamy do czynienia z mieszanym reżimem
przepływu (tworzy się odskok hydrauliczny), wewnątrz światła mostów oraz w obliczeniach profili w węzłach
wodnych (połączeniach lub rozdziałach przepływu).
Program jest wykorzystywany nie tylko w USA; opisy zastosowań tego programu w działalności Biura
Rozwoju Mostów Stanowej Administracji Drogowej w stanie Maryland publikowano w Gospodarce Wodnej (nr
7/09, 2, 4 i 9/10 oraz 3/11). Wykorzystywany jest również w wielu krajach europejskich, czemu sprzyja
możliwość bezpłatnego pozyskania programu ze strony http://www.hec.usace.army.mil.
Również w Polsce jest on uznawany i wykorzystywany; przodują w tym południowe regiony Kraju. Tam
bowiem najwcześniej, jako swego rodzaju pokłosie powodzi z lat 90-tych, wprowadzono numeryczne modele
terenu i matematyczne modelowanie zjawisk hydrologicznych.