Capitolul 4 Modelare Hidraulică 1d În Programul Hec [304045]

Capitolul 4 MODELARE HIDRAULICĂ 1D [anonimizat] G.I.S, HEC-GeoRAS PENTRU PRELUCRAREA DATELOR DE INTRARE

4.1 Introducere

Modelarea hidrodinamică a sistemelor, reprezintă o [anonimizat] a [anonimizat] o abordare relativ nouă și prezintă o preocupare permanentă a [anonimizat] o [anonimizat] a resurselor de apă.

În contextul dezvoltării durabile și a [anonimizat] a debitelor, [anonimizat] s-[anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat], după , [anonimizat] a sistemelor de cercetare : [anonimizat], respectiv conceptuale sau empirice.

4.2 [anonimizat]-1 (Hydrologic Enginering Center), [anonimizat], a fost dezvoltat de către un grup de cercetători ai Hydrologic Engineering Center (HEC) în anul (1967), prima versiune a programului fiind publicată un an mai târziu. HEC-1, (Flood Hydrograph Package), program software care a fost inițial și dezvoltat în 1967 de către Leo R. Beard și alți membri ai personalului Centrului de Inginerie Hidrologică (HEC). Prima versiune a programului HEC-1 a fost publicată în octombrie 1968.

A [anonimizat] 1969 și 1970. Prima versiune a pachetului a reprezentat o combinație de mai multe programe mai mici care anterior fuseseră operate independent. Aceste programe software sunt încă disponibile la HEC ca programe separate.

Versiunea din 1990 a HEC-1 a [anonimizat] a [anonimizat].

Întregul pachet HEC-1, [anonimizat]. Funcția DSS a [anonimizat] a rapoartelor.

Modelul HEC-1 a fost conceput pentru a simula scurgerea de suprafață a unui bazin hidrografic unde s-[anonimizat]. [anonimizat]-o [anonimizat]-bazin. O componentă poate reprezenta o [anonimizat]. Reprezentarea unei componente necesită un set de parametri care specifică caracteristicile particulare și relațiile matematice care descriu relațiile procesului fizic. Rezultatul procesului de modelare este calculul hidrografelor fluxului la nivelul dorit în diferite puncte ale bazinului.

HEC-RAS este un sistem integrat de software care efectuează calcule hidraulice unidimensionale (1D) pentru o rețea complexă de canale naturale și antropice. Sistemul este alcătuit dintr-o [anonimizat], capabilități de stocare și gestionare a datelor și grafică și facilități de raportare. [anonimizat]-RAS de analiză hidraulică cu debit permanent și nepermanent sunt pe deplin implementate pentru utilizare.

4.3 Descrierea modelului hidraulic

Modelul hidraulic 1D, s-a realizat folosind software-ul HEC-RAS, dezvoltat de UASCE (US Army Corps of Engineers).

Acest soft rezolvă ecuațiile unidimensionale Saint-Venant, cu privire la curgerea hidrodinamică a apei în râuri, și odată cu rezolvarea numerică a acestor ecuații, acest soft este posibil a fi aplicat atât în studiul regimurilor de curgere critice, supercritice cât și mixte, și după cum bine se știe permite calcul al nivelelor de apă în oricare moment al intervalului de timp luat și respectiv în toate secțiunile transversale ale râului. Programul soft prezintă o interfață grafică ușor de folosit și pe lângă faptul că putem intra în posesia lui în mod gratuit, acesta este și unul dintre cele mai cunoscute și folosite programe de modelare hidraulică 1D, din lume.

4.4 Aspecte generale privind modelele hidrodinamice

Modelele hidrodinamice sunt reprezentate de procese hidraulice prin care se determină propagarea curgerii debitelor prin albii, acesta fiind un proces deosebit de complex, în special în timpul de debite mari, din cauza modului diferit de formare și a variabilităților foarte mari a condițiilor reale pe sectorul unde este aplicat. Având în vederea parametrii caracteristici care determina curgerea apei în râuri în primul rând rugozitatea și morfologia albiei, acestea variind foarte mult în spațiu, ceea ce face ca procesul hidraulic al propagării debitelor de apă sa fie unul cât mai complex, care în unele cazuri trebuie sa fie analizat tridimensional, cu direcția de curgere a apei în lungul cursului.

Un model hidraulic, hidrodinamic ajută la rezolvarea cu rapiditate a unor probleme concrete de hidraulică a râurilor prin reproducerea modelelor și a fenomenelor studiate.

4.2.1 Descrierea modalităților de simulare hidraulică

Există trei modalități de simulare a curgerii apei în albiile râurilor:

1D – după cum și denumirea modalității de simulare descrie caracteristicile acesteia, putem preciza că, modelul simulat tine cont de vectorii deplasării doar pe direcția înainte, 1D o direcție, adică pe direcția de curgere a apei. Metoda este folosită în prezenta lucrare și se poate folosi pe sectoare mari de râuri și pe perioade mari de timp de calcul. Având în vedere softurile de analiză 1D acestea sunt disponibile gratuit pe unele site-uri de specialitate sau în cazul în care sunt cu plată acestea sunt foarte ieftine.

2D – ținând cont de prima modalitate de simulare unde direcția de deplasare a vectorilor era doar pe o singură direcție, în cazul modelului 2D, simularea de curgere a apei, se analizează având în vedere mai multe direcții de curgere (metoda fiind folosită în cazul studierii propagării undelor de viitură în râuri, simularea în cazul scenariilor de rupere sau accidente la construcțiile hidrotehnice, sau în cazul modelării prin introducerea în calcul a diferitelor structuri și construcții existente în albiile râurilor. De obicei în practică sunt folosite modele combinate 1D cu 2D pentru exprimarea cu exactitate a deplasării apei, din albia minoră către albia majoră și invers.

Sursa https://www.fiverr.com/rodrigofmacedo/1d-hec-ras-simulations-for-your-project

Având în vedere posibilitatea aplicării acestor metode și modele pot fi rezolvate următoarele probleme cum ar fi:

Posibilitatea de delimitare a suprafețelor supuse inundabilității

Posibilitatea de extragere automată a vitezelor de deplasare a apei pe sectorul analizat

O deosebită caracteristică este aceea că se poate determina adâncimea apei și a cotei suprafeței inundate în orice punct al rețelei.

Determinare si calcularea eforturilor tangențiale de frecare

Prin modelele complexe se poate determina efectul de retenție a apei.

Un studiu deosebit de important se poate realiza cu ajutorul modelelor în cazul scenariilor de rupere a barajelor.

3D – această metodă este folosită mai rar, și se poate utiliza pentru studiul calitativ al apelor , pentru deplasarea unui poluant în apă, ținând cont si de temperatura apei etc.

4.5 Modelarea matematică a râurilor

Analiza cantitativă a debitelor în râuri, a fost în atenția specialiștilor încă din cele mai vechi timpuri, având în vedere gestiunea resurselor de apă, proiectarea de lucrări hidrotehnice, combaterea viiturilor, care produceau efecte negative cu impact asupra activităților umane și asupra mediului, și astfel treptat această analiză a început sa se facă în cele mai mici detalii ajungând până în zilele noastre, unde modelele matematice au fost cuplate cu cele hidraulice și hidrologice și rezultă metode și tehnici moderne de analiză într-un timp foarte scurt, și pot fi efectuate pe areale mari.

Din cauza dezvoltării spațiilor urbane și nu numai, comparativ cu dezvoltarea din trecut, când pagubele produse din cauza inundațiilor erau produse de debitele cu probabilitate de repetare de 1 la 100 de ani, azi, aceleași pagube pot fi înregistrate în cazul apariției unui debit maxim cu o probabilitate de 1 la 20 de ani. Astfel, prin crearea unui model, se poate estima amploarea unei viituri, produse cu posibilitatea de a estima nivelurile râului, estimarea unui debit, timpul de apariție și durata inundațiilor, și respectiv poate fi determinat vârful viiturii, debitul maxim al hidrografului de viitură.

Având în vedere modelele matematice bazate pe soluții numerice, și având la dispoziție debitele, precipitațiile și nivelurile, se pot elabora modele doar , în albiile râului, numite 1D ( unu dimensionale). Modelarea matematică în râuri constă în simularea condițiilor de curgere bazate pe formularea și soluționarea relațiilor matematice care exprimă ecuațiile de mișcare ale apei, în albia unui râu.

4.6 Ecuațiile mișcării nepermanente în albii.

4.6.1 Ipotezele care stau la baza modelului unidimensional

În mișcare nepermanentă viteza apei are componente și în planul secțiunii transversale a albiei, iar pentru modelarea matematică a mișcării nepermanente este necesar să se apeleze la schematizări simplificate, care să încorporeze doar aspectele cu influență esențială asupra proceselor reale și, de multe ori să se ignore cele de importanță secundară.

După ce se stabilesc ecuațiile ce modelează procesul fizic în aspectele lui principale, tratarea lor matematică sau numerică nu alterează natura fizică a procesului analizat dacă tratarea respectivă este executată corect.

De obicei se realizează o schematizare unidimensională, astfel încât curgerea nepermanentă în albii este descrisă prin evoluția în timp, în orice secțiune transversală, a două variabile dependente și anume: cota suprafeței libere a apei y (sau adâncimea apei h) și debitul Q (sau viteza medie în secțiune V). Aceste variabile dependente definesc starea mișcării în raport cu două variabile independente: poziția spațială în lungul albiei x (față de o origine aleasă convenabil), și timpul t, ( față de momentul apariției perturbației).

4.6.2 Forma integrală a ecuațiilor Saint-Venant

Pentru deducerea formei integrale a ecuațiilor Saint-Venant se consideră (fig. 50 ..) un volum de control în domeniul (x, t) delimitat de două secțiuni transversale (plasate la pozițiile x = x1 și x = x2 în lungul curentului) și încadrat între două momente consecutive de timp (t = t1 și respectiv t = t2 ).

După Cunge, forma integrală a ecuației de continuitate (conservarea masei) derivă din următorul enunț: cantitatea netă de masă intrată în volumul de control în intervalul (t1÷t2) trebuie sa fie egală cu masa volumului acumulat în volumul de control în același interval.

Egalând cantitatea de masă intrată cu masa volumului de control în intervalul (t1÷t2), rezultă forma integrală a ecuației de continuitate pentru un fluid incompresibil:

Ecuație 13

în care V este viteza considerată uniformă în secțiune transversală, iar A – aria secțiunii vii. V și A sunt funcții de x si t, astfel încât debitul va fi:

Ecuație 14

Ecuația (13) reprezintă forma integrală a ecuației de continuitate.

Fig. 54 – Schemă pentru deducerea ecuațiilor mișcării nepermanente

Notațiile din figura 54 au următoarele semnificații:

Fp – forțe de presiune exercitate în secțiunile transversale

x1 și x2 , Fm – forțe de presiune datorate neuniformității secțiunii transversale în lungul albei,

Fg –componenta greutății proprii a masei de apă din volum, orientată după axa x,

Ff – forțe de rezistență datorate vâscozității și frecărilor la patul albiei,

zf – cota fundului albiei față de un plan de referință,

z – cota suprafeței libere a apei în canal,

h – adâncimea apei în albie,

B – lățimea la luciul apei,

ξ – adâncime oarecare a apei,

dξ – creșterea infinitezimală a adâncimii apei,

b(ξ) – lățimea albiei la adâncimea ξ

Definind cantitatea de mișcare ca produsul dintre masă și viteză, iar fluxul (sau debitul) de cantitate de mișcare ca produsul dintre debitul masic (pVA) și viteza V, forma integrală a ecuației de conservare a cantității de mișcare din volumul de control în intervalul (t1÷t2 ) trebuie să fie egală cu fluxul net de cantitate de mișcare intrat în volumul de control pe același interval, plus integrala forțelor exterioare ce acționează asupra volumului de control, pe intervalul (t1÷t2 )

Plecând de la acest enunț se obține forma integrală a ecuației de conservare a cantității de mișcare :

Ecuație 15

unde I1 si I2 sunt notații și au valorile :

Ecuație 16

și

Ecuație 17

unde S0 reprezintă panta fundului albiei și Sf –panta de frecare

Forma integrală a ecuațiilor Saint-Venant este foarte rar utilizată în aplicații practice, deoarece integrarea ecuațiilor în această formă este foarte dificilă. De cele mai multe ori se utilizează forma diferențială a acestor ecuații, mult mai ușor de aplicat practic. În paragraful următor se prezintă forma diferențială a acestor ecuații.

Ecuațiile integrale care guvernează curgerea unidimensională și nepermanentă, în schematizarea presupusă de ipotezele lui Saint – Venant. La deducerea lor s-a impus condiția ca variabilele dependente (Q sau V și h sau z ) sau mărimile hidraulice care depind de acestea (A,B,Sf etc.) să fie funcții continue și/sau derivabile și nu s-a limitat volumul de control din domeniul (x, t) la dimensiunile infinitezimale dx și respectiv dt.

Forma integrală a ecuațiilor Saint – Venant este foarte rar utilizată în aplicații practice, deoarece integrarea ecuațiilor în această formă este foarte dificilă. De cele mai multe ori se utilizează forma diferențială a acestor ecuații, mult mai ușor de aplicat practic .

Forma integrală a ecuațiilor Saint – Venant este foarte rar utilizată în aplicații practice, deoarece integrarea ecuațiilor în această formă este foarte dificilă. De cele mai multe ori se utilizează forma diferențială a acestor ecuații, mult mai ușor de aplicat practic. În paragraful următor se prezintă forma diferențială a acestor ecuații.

Ecuațiile integrale care guvernează curgerea unidimensională și nepermanentă, în schematizarea presupusă de ipotezele lui Saint – Venant. La deducerea lor s-a impus condiția ca variabilele dependente (Q sau V și h sau z ) sau mărimile hidraulice care depind de acestea (A,B,Sf etc.) să fie funcții continue și/sau derivabile și nu s-a limitat volumul de control din domeniul (x, t) la dimensiunile infinitezimale dx și respectiv dt.

Forma integrală a ecuațiilor Saint – Venant este foarte rar utilizată în aplicații practice, deoarece integrarea ecuațiilor în această formă este foarte dificilă. De cele mai multe ori se utilizează forma diferențială a acestor ecuații, mult mai ușor de aplicat practic .

4.6.3 Forma diferențială a ecuațiilor Saint-Venant

Aceste forme ale ecuațiilor diferențiale se deduc din formele integrale dacă se admite că variabilele dependente și mărimile influențate de ele sunt funcții continue și derivabile în raport cu variabilele independente x și t.

Prin dezvoltări în jurul valorilor de la momentul inițial t1, sau respectiv din secțiunea amonte x1) și reținând doar primii doi termeni ai acestor dezvoltări, prin prelucrări ulterioare, formele diferențiale ale ecuațiilor Saint-Venant, (după R. Popa), devin:

pentru ecuația de continuitate:

Ecuație 18

pentru ecuația de conservare a cantității de mișcare (dinamică) :

Ecuație 19

De multe ori este posibil să se obțină forme simplificate ale ecuațiilor de curgere, forme adecvate pentru modelarea mai multor situații fizice întâlnite în practica hidrotehnică. Dacă problemele analizate admit simplificări, se poate reduce efortul pentru analiza comportamentului sistemului analizat – în raport cu factorii esențiali care îl influențează

4.7 Crearea datelor de intrare în modelul hidraulic cu ajutorul extensiei HEC-GeoRAS

Cu ajutorul extensiei HEC-GeoRAS, care reprezintă un instrument pentru prelucrarea datelor geospațiale în ArcGIS, acesta folosește o interfață grafică (GUI), au fost create layerele specifice pentru modelare. Interfața permite pregătirea datelor geometrice pentru import în HEC-RAS și procesele de simulare a modelelor exportate din HEC-RAS.

Fig. 55-Meniu HEC-GeoRAS

Pentru crearea fișierului de import s-a utilizat modelul digital al terenului dar și ortofotoplanul pe zona de studiu pentru generarea layerelor specifice care vor fi importate in HEC-RAS.

Fig. 56 – Modelul Digital al Terenului

Fig. 58 -Hartă satelitară – ortofotoplan

4.7.1 Layerul river – linia râului

Reprezintă rețeaua de râu de tip linie, care va fi digitizată cu ajutorul ortofotoplanului prezent în figura 58, și va reprezenta calea de rulare a modelului hidraulic, pe baza căruia vor fi generate și profilele transversale.

Fig. 59 – Creare layer river (râu)

După ce am creat layerul river automat în tabelul de atribute au fost create mai multe coloane pentru preluarea atributelor necesare

Fig. 60 – Tabel atribute layer river

4.7.2 Layerul bank – malurile cursului de apă

Se realizează din meniul Hec-GeoRAS și se digitizează ambele maluri cu funcția edit.

Fig. 61 – digitizarea malurilor

Figura 62 – Digitizarea malurilor

După cum se observă în figura 62 avem acum 3 linii :

Prima linie cu albastru reprezintă layerul river.

Iar liniile roșii reprezintă malul stâng și malul drept al râului.

4.7.3 Crearea layrului flowpaths

Acest layer reprezintă calea de rulare a modelului vom avea trei linii caracteristice:

Prima linie flowpath – channel

Fig. 63 – Flowpath chanel

A doua linie: calea de rulare a modelului mal stâng

A treia linie: calea de rulare a modelului mal drept

Fig. 64 – tabel atribute flowpath

4.7.4 Crearea layerului XSCutLines

Reprezintă layerul pentru generarea profilelor transversale, care poate sa se facă în două moduri: primul mod este automat necesitând doar setarea intervalului dintre profile, și lățimea profilului, și al doilea mod este trasarea profilelor transversale în mod manual.

Fig. 65 – Generare profile transversale

Generarea automată a profilelor :

Fig. 66 – Generare automată profile trnsversale

4.8 Extragerea automată a datelor pentru modelul hidraulic

După ce au fost urmați toți acești pași de generare a stratelor tematice urmează etapa de extragere automată a datelor din modelul digital al terenului.

Fig. 67 – extragerea automată a datelor privind profilele transversale

După etapa de extragere automată a caracteristicilor necesare în modelul hidraulic aceste vor fi exportate din ArcGIS-HecGeoRAS către softul de modelare hidraulică HEC-RAS .

Fig. 68 – Layere pregătite pentru export în HEC-RAS

Datele de intrare în modelul hidraulic sunt:

Profile transversale în albia minora – aval Baraj Poiana Uzului

Modelul digital al terenului

Date hidrologice

XSCutLines3D

River3d – cu informațiile necesare

XSCutLines

Flowpath

Banks

River

4.9 Aplicarea modelului hidraulic 1D râu Uz cu ajutorul aplicației software HECRAS

În studiul de față, pentru realizarea analizei cantitative a debitului, s-a realizat un model hidraulic unu dimensional (1D) cu ajutorul softului de modelare HECRAS, pe râul Uz, aval de barajul Poiana Uzului, în vederea analizei cantitative a debitelor, capacitatea de tranzitare a albiei și respectiv pentru evidențierea zonelor vulnerabile, existente, în situația descărcării din acumulare a unui volum mai mare de apă.

În această parte a capitolului este prezentată partea teoretică și practică a modelării curgerilor 1D, prin ecuațiile fundamentale și algoritmii soluțiilor de calcul. Apoi sunt enunțate și descrise datele necesare elaborării unui model pentru o simulare 1D (datele de teren, tipurile de reprezentare grafică, structuri, rețele, noduri, condiții de margine inițiale și de margine, debite, niveluri și parametrii numerici). Odată ce datele sunt disponibile, se poate trece la elaborarea unui model hidraulic uni-dimensional.

Pentru elaborarea modelului au fost necesare o serie de prelucrări în mediul GIS :

Având în vedere că în capitolul anterior s-a creat și calibrat modelul digital al terenului, acesta va fi punctul de plecare în modelarea hidraulică. Cum am precizat mai sus în funcție de precizia modelului numeric al terenului și o reprezentare cat mai fidelă a formei terenului, rezultatele modelării vor fi precise. Pentru creșterea gradului de precizie s-au făcut o serie de profile transversale prin măsurători directe, care au ajutat la calibrarea și respectiv corectarea modelului digital.

4.9 Interfață HEC-RAS

Fig. 69 – Interfață HEC-RAS

În programul de modelare HEC-RAS vor fi importate toate datele necesare modelării, se va crea un proiect model nou 1D.

După crearea noului proiect se vor seta noile date privind:

Setarea parametrilor privind curgerea permanentă.

Fig. 70 – Setarea parametrilor de modelare

Geometria albiei, pe care am exportat-o din ArcGIS –HEC-GeoRAS și o vom importa în HEC-RAS.

Fig. 71 – Importul datelor geometrice

Fig. 72 – Profil transversal în HEC-RAS

Meniu pentru setarea parametrilor modelului

Fig. 73 – Vedere 3D în programul HecRAS

Componentele de analiză a softului HEC-RAS

4.10.1 Componenta de analiză a curgerii permanente.

Presupune modelare 1D, în curgerile permanente cu suprafață liberă, bazat pe integrarea numerică în diferențe finite a ecuațiilor Saint-Venant.

Această componentă a sistemului de modelare este destinată pentru calcularea profilurilor de suprafață a apei pentru un debit constant, treptat, variat. Sistemul poate gestiona o rețea complexă de canale, un sistem dendritic sau o singură rază de acțiune. Componenta de curgere constantă este capabilă să modeleze profile de suprafață a apei subcritice, supercritice și cu regim mixt.

Regimul de curgerea permanent și uniform de mișcare are loc în albii prismatice rectilinii cu adâncimea h constantă, prin care trec debite constante și în care se menține aceeași rugozitate. În acest caz, panta piezometrică, J este paralelă cu panta hidraulică J și cu panta radierului i.

Pierderile de energie (sarcină) sunt evaluate prin frecare (ecuația lui Manning) și contracție / expansiune.

Pentru calculul coeficientului C, în s-au elaborat mai multe relații dintre care mai jos citez formula lui R. Manning (1890):

Ecuație 20

Ecuația impulsului este utilizată în situațiile în care profilul suprafeței apei variază rapid. Aceste situații includ calcule de regim cu debit mixt (adică salturi hidraulice), hidraulică a podurilor și profiluri de evaluare la confluențele râurilor (joncțiuni de flux).

Sistemul de flux continuu este conceput pentru a fi aplicat în managementul inundațiilor și al studiilor de inundații, pentru analiză cantitativă a debitelor etc. De asemenea, sunt disponibile capabilități pentru evaluarea modificării profilurilor de suprafață a apei din cauza modificărilor canalelor și a digurilor.

4.10.2 Componenta de analiză a curgerii nepermanente

Această componentă a sistemului de modelare HEC-RAS este capabilă să simuleze 1D; 2D; și combinat 1D-2D printr-o rețea completă de canale deschise, zone inundabile și tranport de sedimente. Componenta curgere nepermanentă poate fi utilizată pentru efectuarea calculelor subcritice, supercritice și cu debit mixt.

Calculele hidraulice pentru secțiuni transversale, punți, poduri, lacuri și alte structuri hidraulice dezvoltate pentru componenta de curgere constantă au fost încorporate în modulul de debit nepermanent.

În terminologia HEC-RAS, un proiect este un set de fișiere de date asociate unui anumit sistem de râu. Cel care modelează poate efectua oricare sau toate tipurile de analize, incluse în pachetul HEC-RAS, ca parte a proiectului.

Fișierele de date pentru un proiect sunt clasificate după cum urmează: datele planului, datele geometrice, datele debitului constant, datele privind debitul variabil, datele privind debitul cvasi-constant, datele despre sedimente, datele privind calitatea apei și datele de proiectare hidraulică.

După efectuarea simulărilor diferitelor planuri, rezultatele pot fi comparate simultan atât în formă tabelară, cât și grafică.

Calibrarea modelului

4.11.1 Secțiuni de verificare

Calibrarea modelului hidraulic s-a efectuat în principal pe baza debitelor istorice evacuate din acumularea Poiana Uzului dar totodată acest model a putut fi calibrat chiar și la debite mai mici de până la 10 mc/s. Având o serie de date foarte precise și cunoscând fenomenul de evacuare a debitelor defluente rezultatele de calibrare a modelului au fost verificate în secțiunea cu stație hidrometrică cât și într-o sectiune calibrată a râului în raport cu valorile înregistrate de debite și niveluri.

Fig. 74 -Cheie limnimetrică S.H Dărmănești

Fig. 75 – Profil transversal prin albie obținut din măsurători

Procesul de calibrare, constând dintr-o serie de ajustări și reluări a rulării care sa conducă la obținerea de rezultate în limitele acceptate de toleranta, a fost adaptat la disponibilul date coerente observate.

Rularea modelului s-a efectuat cu debitul de 44.4 mc/s care corespunde cotei de apărare la sh Dărmănești.

Fig. 76 – Setarea debitului de rulare

După efectuarea rulării modelului vom analiza rezultatele modelării în mod direct în softul HEC-RAS.

Secțiunea de calibrare este la profilul stației numărul 8120, la care vom urmării rezultatele cu privire la suprafața maximă a apei .

Fig. 77 – Rezultae tabelare HEC-RAS

După cum se poate observa în figura 77 rezultatul calibrării este unul foarte bun, la rularea programului la un debit de 44.40 mc/s a rezultat o cotă a suprafeței apei de 404.58 mdMN ceea ce oferă o precizie de 1 cm pe cotă, conform cu cheia limnimetrică de la stația hidrometrică Dărmănești la la debitul de 44.40 mc/s rezultă o cotă a suprafeței apei de 404.57 mdMN.

După cum putem observa în cele două profile transversale din figurile de mai sus calibrarea modelului este una foarte precisă modelul fiind fidel parametrilor naturali și caracteristicilor albiei și odată calibrat la cele 3 cote el este capabil să modeleze și sa ruleze la orice debit se dorește.

Fig. 78 – Stația hidrometrică Dărmănești -secțiune de calibrare

Tabel 5 – Cheie limnimetrică tabelară Sh Dărmănești

Tot pentru calibrarea modelului hidraulic și pentru o precizie cat mai mare s-a ținut cont de măsurătorile directe efectuate odată cu trasarea profilelor transversale cu GPS-ul prin măsurători RTK , prin care s-a urmărit ca și punct de măsură să se ia suprafața apei în diferite puncte, astfel la un debit defluent cunoscut am calibrat modelul pană când acesta a fost fidel cu cota măsurată.

Afișările grafice la calibrarea modelului pe râul Uz, indică o concordanta foarte bună între nivelurile oferite de model și valorile înregistrate în secțiunea Sh Dărmănești.

4.12 Rularea modelului

Pentru evidențierea zonelor vulnerabile și cu risc de inundații rularea modelului s-a efectuat la debite de până la 120 mc/s , constatându-se în urma rulării modelului hidraulic că acest debit este unul care asigură tranzitarea albiei în condiții de siguranță fără a produce inundații. După această analiză cantitativă a debitelor mai putem observa ca secțiunile unde sunt poduri acestea sunt subdimensionate și la deversarea din acumulare a unor debite mai mari decât cele precizate mai sus există riscul ca albia să fie obstrucționată și să iasă în albia majoră provocând inundații și implicit pagube.

Fig. 79- Animație rulare RAS Mapper

4.13 Rezultatele modelarii hidrodinamice 1D

Fig. 80 – Rezultatele modelării hidraulice

Fig. 81 – Limite de inundabilitate în diferite puncte ale râului