| dc.description.abstract | Med siste versjon av Hec-ras er det mulig å beregne todimensjonal vannstrømning i programmet. For å finne ut hvor godt programmet klarer å beregne todimensjonal vannstrømning er det gjort to laboratoriet forsøk, og resultatene fra disse er sammenliknet med de beregnede resultatene fra programmet. Det er også av interesse å finne ut hvordan programmet måler seg opp mot andre to-dimensjonale programmer for beregning av vannstrømning. Hec-ras er derfor blitt testet i samme forsøk som programmet Riverflow 2D ble testet i prosjektoppgaven til Magnus Bjerkeli (Bjerkeli, 2015). Forsøket ble gjennomført i en renne med enkel geometri hvor det ble målt vannhastigheter og vannstand i området rundt en innsnevring i renna. Renna er så blitt modellert i Hec-ras og sammenliknet med resultatene fra modelleringen i Riverflow.
For å finne ut hvordan Hec-ras håndterer en mer variert strømningssituasjon er det også gjort et forsøk i en fysisk modell av Eggafossen. Her er det målt vannhastigheter i tverrsnitt og vannstander i lengdeprofiler. For å teste Hec-ras ble det gjort målinger for både høy og lav vannføring i den fysiske modellen som gir to vidt forskjellige strømningsforhold. Det ble så laget en Hec-ras modell fra terreng-filen som ble brukt til å lage den fysiske modellen. Modellen ble testet for hver vannføring. Det ble også gjennomført en test av påvirkningen av de viktigste input parameterne som en bruker av programmet kan velge når man setter opp en Hec-ras modell. Hensikten med dette var å teste hvor sensitiv de forskjellige parameterne er i forhold til resultatene man får i programmet.
Resultatene fra det første forsøket viste at både Hec-ras og Riverflow ga akseptable resultater for både vannhøyder og vannhastigheter, men at det var Riverflow som hadde de mest nøyaktige resultatene sammenliknet med verdiene som ble målt i det fysiske forsøket. Hastighetene beregnet i Hec-ras var litt høye i forhold til målte verdier og vannhøydene klarte ikke å vise lokale endringer i vannstandene like godt som Riverflow. Lengdeprofilet av både de målte vannhøydene og vannhøydene fra Riverflow beregningen viser at strømningen går fra underkritisk til overkritisk etterfulgt av et vannstandssprang. Med Hec-ras forsvinner nesten dette vannstandsspranget og man får en mye flatere lengdeprofil. Til gjengjeld bruker Hec-ras betydelig kortere tid på beregningen sammenliknet med Riverflow.
Beregningene i Eggafoss modellen viser at Hec-ras klarer å beregne vannføringen forbi fossen som oppstår på lav vannføring, men beregningene gir en noe redusert vannstanden oppstrøms fossen sammenliknet med de målte verdiene. Når man ser på resultatene med stor vannføring i modellen ser man at vannhøydene fra Hec-ras er gode sammenliknet med målingene, men at de raske endringene i vannstand man har mellom de målte punktene forsvinner. I tillegg kan en se at lengdeprofilet man får fra Hec-ras beregningen viser en mye flatere vannlinje enn målingene. Basert på disse resultatene gir Hec-ras gode beregninger dersom man kun ønsker en litt grovere oversikt over vannstandene i et området, mens programmet ikke gir like gode resultater dersom man ønsker en mer detaljert beregning av vannstander i detaljer i vassdraget som områder med raske lokale vannstandsendringer eller vannstandsprang.
Parametertesten for Hec-ras i Eggafossen viste at det er viktig å ha en gode målinger for alle parameterne. Vannføring og nedstrøms vannstand kan gi store utslag på målingene dersom de har verdier som avviker mye fra den fysiske modellen. Dette er til gjengjeld verdier som er målbare med en stor grad av nøyaktighet og det er derfor mulig å unngå dette problemet med gode målinger gjort i den fysiske modellen. Mannings tallet kan ikke beregnes fra den fysiske modellen på samme måte som vannføringen, men kan bestemmes fra tabeller med empiriske data med ganske god nøyaktighet. Resultatene fra programmet blir ikke påvirket i stor grad så lenge man klarer å gjøre et noenlunde riktig valg av mannings tall. Testen som hadde den største forskjellen i vannstander var valget av likningssett. Hec-ras kan bruke både Full momentum likningene eller den forenklede Diffusion wave likningen. Resultatene fra denne testen viste at Full momentum ga et betydelig bedre resultat sammenliknet med Diffusion wave. Dersom man har en stabil modell og den ekstra beregningstiden som programmet bruker med Full momentum ikke er en stor ulempe, er dette likningssettet å anbefale for å få bedre resultater. Testen av cellestørrelse var den testen som ga minst endringer på vannhøydene i lengdeprofilene. Det var kun høydeforskjeller på 2-3 mm for de forskjellige cellestørrelsene som ble testet i Hec-ras. Dette kan tyde på at metoden for å beregne terrenghøyden i cellene, som skal gi en mer nøyaktig representasjon av terrenget ved bruk av større celler, gir så gode resultater som forespeilet av utviklerne. Grunnet modellens størrelse og Hec-ras sin begrensning med 0.1 s som korteste tidskritt, var det ikke mulig å få modellen stabil med en mindre cellestørrelse enn den minste som det er testet for. Derfor er testen av cellestørrelse noe begrenset for å kunne konkludere med hvor stor påvirkning cellestørrelsen har på beregningene. | |
