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2010年2月1日 星期一

Civil 3D 的水利水文模組技術背景

Hydraflow Extensions 是 Autodesk 自 Civil 3D 2008 版開始提供作為 Subscription User才能享用的加值資源,但 C3D 2009/2010 版均已納入為軟體安裝選項之一。

不過,二年多過去了,可能許多人還是對它相當的陌生。對一般非具土木水利領域背景知識的朋友而言,要介入其中軟體工具的使用,其門檻更是較 C3D 本身高上許多。但從另一個一般人都可以關切的問題來看,卻又是許多人可以積極參與其中的:該水利水文模組對於溢淹水問題有何使力處?

如之前的文章及 C3D GE聚會時曾作過的單次報告所言,Hydraflow Extenions 包含三個水利水文模組,Storm Sewers / Hydrograph / Express。基本上它不是在學理上有何創新,而是將工程實務工具滙整為一個工具而已,故其模組設計的技術背景是奠基於暨有的技術報告或規範,成為一個應用端的工具。

這樣的工具整合在 Civil 3D中是有些道理的。任何的水理數值分析,除了水文資料之外,斷面邊界資料的建立是另一個重點。因此,利用 Civil 3D 在地面數值模型塑建的強項功能,河道斷面資料的訛誤與否能先以數值模型作視覺化檢核以避免"數值啟始垃圾"。接續再將水路斷面或地面特性依水理計算模式的各別需求,滙出為相關的邊界資料檔案。這樣的流程,看起來是相當的理所當然,也會是 Civil 3D 這類型軟體的威力加值所在。

話雖如此,筆者並不鼓勵各位朋友貿然進入這個 Hydraflow Extension 去探索,除非 Civil 3D 的地面物件模型建立方面的能力已相當的到位。

本文目的不在於逐步操作式的"教學"說明,而是點出該三個水利水文模組的技術背景,使各位朋友能在與軟體介面操作使用無關的情況下,作好技術方面的準備及建立導入的信心。

Hydraflow Extensions 的三個模組,建議各位朋友先從 Express 開始,也較容易理解。其中所依據的技術背景報告或規範如下:

Culvert: 參考 FHWA的設計手冊 HDS-5 (Hydraulic Design Series No.5)。

Inlet:參考美國陸軍工程師團水文工程中心的設計手冊 HEC-22 (Urban Drainage Design Manual)。

Hydrology:
支援 SCS, Rational and Modified Rational methods,
集流時間計算可使用 FAA method (即合理化公式)、SCS TR-55 method、Kirpich method 或使用者自訂的方法。

Weir:可提供6種堰型的水理計算,rectangular, v-notch, trapezoidal, circular, compound and proportional.

朋友們可以先行看一下這些技術文件,建立使用信心。

* 補充一個計算集流時間的免費網路資源:Watershed Time of Concentration

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