التطبيق العملي للحسابات النهرية

نتيجة تطور تكنولوجيا المعلومات فقد تم وضع العديد من البرامج الحاسوبية التي تساعد المهندسين والطلاب على نظام تحليل الأنهار بواسطة الحاسب ومن بينها البرنامج HEC-RAS، الذي يمكن الاطلاع عليه ومعرفة كيفية استخدامه بعد تنزيله عبر الانترنت، البرنامج يسمح بإنجاز الحسابات الهيدروليكية لجريان الأنهار وحيدة البعد في الحالتين المستقرة وغير المستقرة، كذلك حسابات انتقال الرسوبيات ونمذجة سرير النهر.

فكرة عن البرنامج HEC-RAS

تم وضع هذا البرنامج في مركز الهندسة الهيدرولوجية ضمن معهد الموارد المائية الأمريكي، وهو نسخة محدثة عن أخريات سابقات، إذ أن المركز يقوم بتطويره بشكل مستمر إلى جانب عدد من البرمجيات الأخرى. فهو نظام متكامل من البرمجيات مكون من:

    1.     واجهة تحريرية للمستخدم.

    2.     مكونات منفصلة للتحليل الهيدروليكي.

    3.     إمكانات إدارة وتخزين الملفات.

    4.     وسائط المخرجات المجدولة والرسومات.

يتضمن البرنامج أربعة مكونات للتحليل النهري وحيد البعد:

    1.     حسابات إيجاد خط سطح الماء في الجريان المستقر.

    2.     تمثيل الجريان غير المستقر.

    3.     حسابات انتقال رواسب المجرى القابلة للحركة.

    4.     تحليل نوعية المياه.

وما يجمع هذه المكونات هو أنها جميعاً تستخدم تمثيل مشترك للبيانات الهندسية وتتبع نفس مسارات الحساب الهندسي والهيدروليكي.

بالإضافة إلى المكونات الأربعة للتحليل النهري، يتضمن النظام عدة عناصر تصميم هيدروليكي، تصبح متاحة للاستخدام حالما يتم إيجاد خطوط سطح الماء.

يتم إدخال المعطيات الأساسية لمرة واحدة في البرنامج ويمكن للمستخدم تغيير بعض المعطيات لمقارنة النتائج التي يتم الحصول عليها للحالات المختلفة المدروسة التي يمكن إظهارها بشكل جداول ورسومات.

البدء بعمل البرنامج HEC-RAS

عندما نبدأ بتنزيل البرنامج نحصل بشكل أوتوماتيكي على مجموعة برامج جديدة باسم HEC-RAS تظهر في مجموعة ابدأ ويمكن للمستخدم إيجاد أيقونة البرنامج على سطح المكتب.

لبدء البرنامج ننقر مرتين على أيقونة البرنامج، فتظهر النافذة الرئيسية له، في أعلى النافذة نجد شريط الأدوات الذي يحوي جميع التعليمات اللازمة.

الأداة FILE

تستخدم لإدارة الملف وعند الضغط على هذه الأداة نجد مجموعة من التعليمات، ثم أسماء الملفات المفتوحة سابقاً ويمكن للمستخدم فتحها مباشرةً والتعامل معها.

الأداة Edit

تستخدم إدخال وتعديل المعطيات اللازمة بالملف وعند الضغط على هذه الأداة نجد ستة مجموعات من التعليمات وهي:

    1.     إدخال البيانات الهندسية.

    2.     إدخال بيانات الجريان المستقر.

    3.     إدخال بيانات الجريان شبه المستقر.

    4.     إدخال بيانات الجريان غير المستقر.

    5.     إدخال بيانات الرسوبيات (نقل الرواسب أثناء الجريان).

    6.     إدخال بيانات نوعية المياه.

الأداة RUN

تستخدم لإنجاز الحسابات الهيدروليكية وعند الضغط على هذه الأداة نجد مجموعة من التعليمات وهي:

    1.     تحليل بيانات الجريان المستقر.

    2.     تحليل بيانات الجريان شبه المستقر.

    3.     تحليل بيانات الجريان غير المستقر.

    4.     تحليل بيانات الرسوبيات.

    5.     تحليل بيانات نوعية المياه.

    6.     مكونات ووظائف التصميم الهيدروليكي.

    7.     إنجاز أكثر من مخطط في المشروع الواحد.

الأداة View

تستخدم لعرض مخرجات المسألة المدروسة وعند الضغط على هذه الأداة نجد مجموعة من التعليمات وهي:

    1.     إظهار المقاطع العرضية.

    2.     إظهار أشكال سطح الماء.

    3.     إظهار أشكال خط الماء.

    4.     إظهار المنحنيات النسبية.

    5.     إظهار الشكل الثلاثي الأبعاد للنهر أو الرافد.

    6.     إظهار منحني الهيدروغراف في نقطة ما من النهر.

    7.     إظهار البيانات الهيدروليكية ضمن جداول.

    8.     إظهار المخرجات الخاصة بالعبارات والجسور والهدارات على شكل جداول.

    9.     إظهار المخرجات الخاصة بالأشكال والمقاطع ضمن جداول.

الأداة Options

تستخدم لتغيير خيارات إقلاع البرنامج وعند الضغط على هذه الأداة نجد مجموعة من التعليمات وهي:

    1.     البارامترات الافتراضية في البرنامج.

    2.     الواحدات الخاصة بالمشروع وبالنظام.

الأداة Help

تستخدم من أجل الحصول على مساعدة في فهم البرنامج إما مباشرة من شبكة الانترنت أو من ملفات محفوظة على الهارد ديسك وعند الضغط على هذه الأداة نجد مجموعة من التعليمات.