ArcGIS与HEC-RAS软件结合丨山洪径流模拟与洪水危险性评价、洪水淹没数值模拟 水文分析

GIS水文分析（ArcHydro、Spatial Anlysist等模块）是流域水文模拟建模的重要工具，能够自动提取及计算流域边界、河网水系、流向、汇流时间和其它流域特征参数。美国陆军工程兵团开发的开源、免费Hec-RAS软件具有强大的空间数据分析与整合功能、科学的水文-水力学理论基础及友好的操作界面。Hec-RAS软件是一款典型的洪水淹没危险性分析模型，已在世界范围内被广泛应用在洪水风险管理的研究、规划和生产之中，具有广阔的前景。将ArcGIS与Hec-RAS软件相结合，能够很好地实现山洪径流过程及洪水淹没数值模拟。

瞄准我国山洪预警模拟和洪水淹没危险性评价现状，针对我国资料水文稀缺地区，介绍并提出洪水资料增补方法，介绍区域洪水频率分析方法，应用ArcGIS与Hec-RAS软件，并结合实例系统讲解资料稀缺地区的山洪径流过程及洪水危险性评价工作方法。通过学习，可掌握基于ArcGIS的数字流域分析、山洪降水径流建模、Hec-RAS建模及洪水危险性评价技能，并具备将其应用于解决实际问题的能力。

【1D+洪水淹没制图软件】

1.应用领域：自然灾害风险管理;洪水风险评估;水文、地理及环境领域

2.主要功能：自动、快速进行大范围淹没制图;尤其适合河道型洪水淹没制图

3.技术特点：基于洪水频率计算得到的设计洪水成果，通过水位流量关系将常见年遇洪水的洪峰流量转化为水位，进一步结合洪泛平原 DEM数据，采用GIS水文分析方法计算洪泛平原内任一栅格的水流流程，耦合一维水力学模拟计算，开展洪水淹没制图。

专题一 洪水淹没危险性评价方法及技术讲解

1.1 洪水淹没危险性评价工作步骤及方法
1)洪水灾害类型
2)洪水灾害：历史、现状及未来
3)洪水淹没危险性评价现状
4)2024年典型地区洪水特点及分析

1.2 洪水淹没水文-水力学模拟相关知识
1)洪水淹没危险性评价方法介绍、发展历史
2)基于观测、模型模拟的应用及对比
3)常用洪水淹没危险性模拟软件及经验分享

专题二 GIS水文信息提取与分析

2.1 河流、流域提取
1)填洼、流向计算
2)汇（集）水面积计算
3)河流提取、河流分级（干流与支流分析）
4)流域划分、流域子流域拓扑
5)流域河网水系提取实例

2.2 流域汇流时间计算
1)流程长度计算
2)河道、山坡流速设定
3)流域汇流时间计算
4)流域汇流时间计算实例

专题三 山洪径流模拟与洪峰流量估算、洪水频率分析

3.1 山洪降水-径流模拟
1)地貌瞬时单位线原理
2)面雨量插值
3)暴雨-径流计算
4)山洪暴雨-径流过程模拟计算实例

蓝色线条为降水过程，黑色线条为模拟径流过程，棕色线条为观测径流过程

3.2 洪峰流量序列建立
1)观测洪水资料获取途径
2)由径流观测资料推求洪水资料
3)年最大与超阈值序列构建
4)水文站洪峰流量序列建立实例

3.3 单站洪水频率分析
1)常用洪水频率分布函数
2)洪水频率分布参数估计
3)单站典型年遇洪峰估算
4)洪水频率分析的基本假设与不确定性
5)水文站洪水频率分析实例（推求典型年遇洪水）

3.4 区域洪水频率分析
1)区域洪水频率分析由来
2)常用区域洪水频率分析方法
3)基于回归方程的区域洪水频率分析
4)区域洪水频率分析实例

专题四 【山洪、洪水】淹没模拟及水力学分析

4.1 Hec-GeoRAS模块简介
1) GeoRAS 软件概述
2) GeoRAS 软件界面基本操作
3) GeoRAS主要模块

4.2 Hec-RAS洪水淹没模拟与制图
1) RAS软件基本操作
2) 数据准备及预处理
3) RAS稳定流和非稳定流模拟

4.3 山洪淹没数值模拟实例
1) 利用实测径流进行洪水淹没模拟建模
2) 确定洪水淹没模拟河段
3) 收集模拟区地形数据、设定曼宁糙率系数
4) 设置模拟河段边界及初始条件
5) 稳定流和非稳定流模拟，模型识别和校正
6) HEC-RAS结果整饰与洪水淹没制图

淹没深度分布 洪水淹没村庄分析

专题五 洪水风险制图及2024年典型洪水复盘

5.1 高精度村镇洪水淹没风险评价及制图案例
5.2 基于数值模拟的2024年典型洪水淹没及人口、经济、道路、房屋等损失影响复盘分析
5.3 答疑、讨论
1) 结合内容进行提问
2) 平时工作中遇到的问题

注：请提前安装所需软件

水文模型与防洪减灾：HEC-RAS、HEC-HMS、ArcGIS、SWMM等应用（点击查看）

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