Пожалуй самый важный фактор в гидродинамических моделях со свободной поверхностью воды, это шероховатость Маннинга. Как сказал Стенфорд Гибсон: "мы помещаем в этот параметр всю ту неопределенность, которая не смогла найти отражение в других аспектах расчетной схемы."
Я с ним не совсем соглашусь:
- на одномерных уравнениях мелкой воды (где нет поперечных распределений скоростей и поперечных уровней) дополнительные потери, которые связаны с локальными депрессиями дна, сужениями, поворотами, действительно, включаются в коэффициент шероховатости, ибо нет другого механизма учесть все многообразие потока в одномерном решении. Поэтому не стоит пугаться, если n-value русла и поймы после калибровки будут сильно отличаться от табличных значений.
- на двумерных уравнениях часть неопределенностей отпадает: точной дискретизацией поверхности мы уже в состоянии учитывать и перекаты, и сужения и углубления. Поэтому n-value отдельных зон откалиброванной модели будут больше похожи на своих таблично-справочных собратьев.
Об этом хорошо рассказал Виталий Васильевич Беликов в своей лекции: https://youtu.be/JLzb3qM7EIk.
В Hec-Ras 6.3.XX процесс создания слоя с шероховатостью усердно запрятали. :) Стен Гибсон попытался в своем видео описать логику автора нового подхода: https://youtu.be/k_3fpF-OWHo. Но проблема никуда не уходит: если вы зайдете в Ras mapper и попробуете найти опцию "добавить шероховатость", то вы ее не найдете, потому что значения n Маннинга являются частью более общей опции Land Cover.
Я сделаю памятку "как самому создать слой шероховатости в Ras mapper и связать с geometry editor".
Рабочий процесс:
В навигаторе выбираем Map layers/ Reference Layers/ Create an Empty Polygon layer:
Назовем его DKS_manning_EPL. После чего слой появится в дереве навигатора, а в модели станет активна панель инструментов редактирования:
После отрисовывания зон с разными шероховатостями, мы не выходим из режима редактирования, и выбираем опцию Open Attribute Table и в появившемся окошке добавляем колонку при помощи кнопки Add column
И далее нехитрыми манипуляциями присваиваем недавно нарисованным полигонам интересующие нас признаки: можно названия зон, можно сразу ориентировочные шероховатости. Я рекомендую давать сутевые наименования поверхностей, например: газон, бетон, трава, асфальт. Почему так? потому что потом мы сможем создать маппинг не только шероховатости Маннинга, но и задать процент непроницаемости (не путать с коэффициентом стока).
На картинке ниже вы видите выделенный полигон island.
После выхода из режима редактирования и сохранения проекта, RAS mapper сохранит в корне папки проекта файл DKS_manning_EPL.shp. По расширению нетрудно догадаться. что там будут находиться наши полигоны с только что созданными атрибутами. Остается загрузить этот SHP куда надо и назначить полигонам нужные параметры.
Далее в навигаторе следуем Map layers/ Create a New RAS Layer/ Land Cover Layer и в мастере загрузки выбираем наш DKS_manning_EPL.shp
И вот тут начинается самое главное: появляется окно импорта. Сразу меняем cell size на требуемую точность (по дефолту 10м нас не устраивает, с нашей геометрией максимум 1м). И жмем кнопку Add field:
При помощи кнопки Add field я добавил в выходной файл две колонки: Mannings`n (шероховатость) и Percent impervious (процент непроницаемости). Далее заполняем ячейки вручную по своему разумению:
Вот что тезисно говорит первоисточник о % непроницаемости https://www.hec.usace.army.mil/confluence/rasdocs/r2dum/latest/developing-a-terrain-model-and-geospatial-layers/creating-land-cover-mannings-n-values-and-impervious-layers:
- Процент непроницаемости является необязательным и необходим только в том случае, если пользователь моделирует осаждение и инфильтрацию.
- Пример: канал с определенной пользователем классификацией для значения n Мэннинга, равного 0,035, и процента непроницаемости, равного 100.
Прочтя статью HEC, я понял этот процент непроницаемости как долю непроницаемых покрытий в общей площади застройки. Например цитата:
"Развитые, открытые пространства - участки со смесью некоторых строительных материалов, но в основном с растительностью в виде газонных трав. Непроницаемые поверхности составляют менее 20% от общего покрытия. Эти районы чаще всего включают в себя многоквартирные дома на одну семью, парки, поля для гольфа и растительность, высаженную в благоустроенных условиях для отдыха, борьбы с эрозией или в эстетических целях."
И вот пример заполнения от разработчиков:
После того, как мы заполнили атрибуты и создали в навигаторе в разделе Map layers еще один слой Land Cover, мы можем перепроверить атрибуты при помощи опции Edit Land Cover Data Table
И последний аккорд: нам надо проверить ассоциацию нашей геометрии с вновь созданным слоем Land Cover, в котором указаны шероховатости и процент непроницаемости:
Жмем Project -Manage layer Assotiations и выбираем нужные слои.
На этом вопрос с первичным подбором шероховатости решен. Дальше только калибровка.
PS. Магарычи и портвейны шлите почтой!