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2011年9月21日 星期三

在Civil 3D 中由3D聚合線計算集流時間的小工具

許久以前 Civil 3D Reminder 曾甚好心的釋出一些有用的 dvb 小程式,其中 TcCalculation.dvb 則是可以由3D 聚合線的投影長度及起終點高程換算坡度(斜率)後,按 Kirpich Tc equation 計算該3D聚合線(流徑)的集流時間,算是頗為便利及加值的小工具。

但朋友們在使用該程式時應留意單位系統問題,因該加值程式的計算公式是以英制的 Kirpich Tc 公式為基礎,該計算值在公制的圖面作業環境之下應乘以 2.527 才是正確值。當然了,最好的方法則是直接將該程式的 Kirpich Tc 公式的 0.0078 係數值更改為 0.0195 (或 0.0197) 。

由於在 Civil 3D的環境之下,地面物件可以經由水滴工具獲得集水區自點按處的流徑資訊,而 TcCalculation.dvb 則可快速簡便地提供該流徑的集流時間計算值 Tc。附圖即為筆者簡易測試的結果,使用 Civil 3D 2008 版本,圖面環境探用公制單位,較短的白色 3d聚合線是以水滴工具建立而得(投影長度 152.56m),另一條黃色 3d聚合線則為筆者自行建立(投影長度 359.55m)。紅色字的 Tc值則為原 TcCalculation.dvb 的計算結果,因其長度以英制視之,故為錯誤計算結果。黃色字的  Tc值則為筆者將該程式的 Kirpich Tc 公式的 0.0078 係數值更改為 0.0195 的計算結果(即正確值)。綠色字則為筆者改寫將該程式所計算的投影長度 L 及坡度值 S 標示的結果,主要是方便朋友們的檢核。所示的 Tc值均為不考慮地面覆蓋情形的原始計算結果。
 Civil 3D Reminder 文中雖標示該 dvb 程式是 2009 版,但實際上是可直接使用於 Civil 3D 2008~2010的版本,而 Civil 3D 2011~2012 的版本則於安裝 vba enabler 之後亦可使用該 dvb 程式。

原程式碼亦可依朋友實務上的需要容易改寫為採用 FAA equation、SCS lag equation、California Culvrts Practice 等以流徑長度及坡度等簡易幾何參數的集流時間計算公式。當然了,要採用水土保持技術規範第19條所建議天然河道流下時間計算的芮哈(Rziha)經驗公式 t=0.00005×L^1.6 × H^-0.6 (min),式中單位 L,H:公尺,更是 piece of cake。

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相關連結:
Estimating Peak Discharge
Time of Concentration Calculator

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