舉例介紹HEC-RAS

1、Edit 數(shù)據(jù)編輯 Options參數(shù)選擇 Help說明 Geometric Data.幾何資料. Program Setup項(xiàng)目設(shè)定 Contents目錄 Steady flow Data穩(wěn)定流數(shù)據(jù) Default Parameters偵誤參數(shù) Using HEC-RAS Help Unsteady flow Data.不穩(wěn)定流數(shù)據(jù)(未提供此程序) Unit System.單位系統(tǒng) -(Hec-Ras使用中說明) Sediment Data沖積物數(shù)據(jù)(未提供此程序). Convert Project Units計劃單位轉(zhuǎn)變 About HEC-RAS File檔案 Simulate模擬 Vi

2、ew結(jié)果視察 New project.新計劃. Steady flow analysis穩(wěn)定水流分析. Cross Sections.橫斷面圖 Open project.打開原有計劃 Unsteady flow analysis不穩(wěn)定水流分析(未提供此程序) Water surface profiles.水位剖面圖. Save project.儲存計劃 Sediment analysis沖積物分析(目前未提供此程序) Rating curves.率定曲線 Save project As.另存計劃. Hydraulic design functions水利設(shè)計功能. Hydrographs.水位

3、圖 Rename project.更改計劃名稱 X-Y-Z Perspective plots三維透視圖. Delete Project刪除計劃 Cross section table橫斷面數(shù)據(jù)表 Import HEC-2 Data.以舊版Hec-2文件格式輸入 Profile table.剖面數(shù)據(jù)表 Import HEC-RAS Data.以舊版Hec-ras文件格式輸入 Summary Err, Warn, Notes.總結(jié)(錯 Generate Report.執(zhí)行后可產(chǎn)生輸入數(shù)據(jù)及輸出結(jié)果之格式報告 誤,警示,批注) Export GIS Data.以GIS數(shù)據(jù)輸出 EXIT退出檔案=

4、Save project儲存在原有計劃檔案 XYZ perspective plots:可展示三維復(fù)合型斷面剖析圖 Save an existing project view 3D multiple cross section plot Steady flow data:編輯及輸入穩(wěn)定流數(shù)據(jù) Edit and/or enter steady flow data Profiles縱斷面圖樣(并可展示不同變量之圖標(biāo)) Hydraulic design functions:水利設(shè)計功能 view profile plots Perform hydraulic design computations

5、顯示水利計算功能(如橋墩處局部沖刷) Rating curves:率定曲線 Sum Err,warm,notes: View computed rating curves summary of rrors, warnings,and notes Cross sections:顯示各計算結(jié)果之橫斷面 總結(jié)(錯誤,警示, 批注) View cross section plots Steady flow analysis:做穩(wěn)定水流模擬 Perform a steady flow simulation Profile table:縱剖面各位置輸出數(shù)據(jù)表 View output at multiple

6、 locations Geometric Data:編輯及輸入幾何數(shù)據(jù) by profile Edit and/or enter geometric dataOpen Project打開原有計劃檔案 Cross table斷面數(shù)據(jù)表 Open an existing project View detailed output at sections ,bridges,culverts,and Inline weirs顯示各斷面、橋梁、涵洞和溢流堰等輸出詳細(xì)演算結(jié)果HEC-RAS窗口主要菜單按鈕示意圖HEC-RAS水利模式應(yīng)用實(shí)例如下略述其主要使用步驟，詳細(xì)演練內(nèi)容及操作過程應(yīng)參考原版之使用者手冊

7、。一. Starting a new project開始新計劃二. Entering geometric data輸入幾何數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)三. Entering Steady flow data輸入穩(wěn)定水流邊界數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)四. Performing the hydraulic calculations做水利模式演算五. Viewing results演算結(jié)果的展示六. Printing graphics and tables打印圖型及數(shù)據(jù)表七. Exiting the program退出計算機(jī)程序 Starting a new project開始新計劃(由主要菜單之File 開立New project)T

8、itle輸入標(biāo)題名稱File Name: 輸入文件名(*)如 *.prj OK當(dāng)完成Title及 File Name 請按此鍵一. Entering geometric data輸入幾何數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：由主要菜單之Edit 選擇Geometric data后則產(chǎn)生如下面之空白的繪圖數(shù)據(jù)框，如下實(shí)案由三條河域?qū)⒙?lián)結(jié)成二條河流，由下述操作步驟來構(gòu)成而描繪此河流如圖一。(輸入此項(xiàng)之前，一定要先在主要菜單Options項(xiàng)之Units system選擇公制或英制)1. Geometric data窗口按River Reach鈕。2. 移動鼠標(biāo)之指針于你喜歡的繪圖區(qū)開始描繪第一河道。3. 按鼠標(biāo)左鍵開始描繪流域

9、草圖（流域之描繪必須由上游往下游），移動鼠標(biāo)指針及可間續(xù)按鼠標(biāo)左鍵在描繪在線增加線段，當(dāng)流域之線段尾端，按鼠標(biāo)左鍵兩次，則鼠標(biāo)指針點(diǎn)即為流域尾端。4. 當(dāng)勾繪流域完后，圖區(qū)接口立即提示請你輸入河流及河域名稱，河流名字輸入可達(dá)32字母、河域名字輸入可達(dá)12字母，如下圖二條河流名稱為Fall River和 Butte Cr、而Fall River 河流流域包括Upper Reach 及 Lower Reach因而 Butte Cr.被加入流域、其流域名稱為Tributary。5. 每一河域以上述步驟1至4重復(fù)描繪，在你輸入確認(rèn)Butte Cr.后，圖區(qū)接口迅速提示你確認(rèn)輸入聯(lián)結(jié)點(diǎn)（Junction

10、），在HEC-RAS結(jié)點(diǎn)位置系為二條（含二條）以上流域匯合處或分離流處。當(dāng)你完成河流描繪工作后，在此窗口之Edit 提供選擇項(xiàng)有change name ，move object，add points to a reach，delete a reach，and delete a junction等可修正原河流名稱。 備注：當(dāng)你構(gòu)繪完成草圖，圖上并未顯示斷面注標(biāo)、此注標(biāo)在你Cross section輸入斷面數(shù)據(jù)完成后才會顯示圖一 窗口上描繪河流范例構(gòu)成圖二. Entering geometric data輸入幾何數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)下一步驟，系由圖1按cross section鈕，窗口則會顯現(xiàn)橫斷面輸入表如圖

11、2，依格式輸入數(shù)據(jù)如下述：1. 選擇一條河流及河域開始做輸入數(shù)據(jù)工作，如以Fall River，Upper reach開始。2. 由圖二之Options 項(xiàng) Add a new cross section 會顯示提示你輸入River Sta.編號，必須為數(shù)字，并須要由河流上游向下游編列，編號數(shù)字由大至小（此例數(shù)字為10.0）。 輸入橫斷面各點(diǎn)坐標(biāo)之位置及高程（最多可設(shè)定500組） 輸入往下游河流段之位距 （LOB河道左側(cè) Channel 河道（溪谷線） ROB 河道右側(cè)）是否為相鄰兩斷面的距離？ 輸入曼寧慥率值（LOB河道左側(cè) Channel 河道（溪谷線） ROB 河道右側(cè)） 主要河道（深槽

12、）部分之兩旁位置怎么計算？ 系數(shù)：contraction縮收 expansion擴(kuò)張如何確定？圖二橫斷面實(shí)例之?dāng)?shù)據(jù)編列示意3. 由圖二之格式輸入各橫斷面位置編號之?dāng)?shù)據(jù)。4. 依此格式輸入數(shù)據(jù)完后請按Apply Data項(xiàng)，使用此項(xiàng)接口意旨你將接受記憶此數(shù)據(jù)。此按鈕項(xiàng)并不儲存數(shù)據(jù)至計算機(jī)磁盤，而數(shù)據(jù)儲存須要在Geometric Data窗口（如圖一）之Filed項(xiàng)。5. 若須要檢視數(shù)據(jù)所相對圖形，請按Plot項(xiàng)（如圖二）內(nèi)之Plot cross section，此數(shù)據(jù)則顯示窗口圖形如圖三?？傊缮鲜霾襟E依序輸入各位距編號斷面數(shù)據(jù)，為減少河流內(nèi)其各斷面資料工作，可利用圖二Options項(xiàng)復(fù)制目前作

13、業(yè)表之?dāng)?shù)據(jù)在修改其數(shù)據(jù)后，并可編輯為他斷面之?dāng)?shù)據(jù)。圖 三 Fall Creek河流位距編號10.0之橫斷面下列輸入步驟，須要依序復(fù)制現(xiàn)況之橫斷面數(shù)據(jù)表之?dāng)?shù)據(jù)：A. 先到橫斷面編輯鈕（Cross section data editor）如圖三的Options選擇Copy current cross section，輸入方格會提示選擇 a river and a reach ，然后輸入新斷面之位置編號。如此例現(xiàn)況的Fall river and Upper reach，輸入其編號9.9、按OK則會顯示新的斷面數(shù)據(jù)表。B. 在Fall river的River Mile 9.9、Description項(xiàng)

14、改變描述斷面情形。C. 調(diào)整各位置之高程降低-0.5m，由此Options 項(xiàng)選取Adjust elevations 。D. 調(diào)整橫斷面、岸邊起減縮10%寬度，由Options 項(xiàng)選取Adjust stations 輸入Multiply by a Factor（乘數(shù)因子）。則顯示之方格會提示調(diào)整left overbank, channel, right overbank ，僅只于left overbank，right overbank方格上輸入乘數(shù)因子0.9，而主要channel不輸入；這會減縮兩岸邊10%寬度，且不改變主要深槽河道的寬度。E. 保持原有往下游河流路徑長度。F. 按Apply

15、Data 鈕。G. 繪出橫斷面供檢查。Fall river（Upper and lower reach）之尚須調(diào)整數(shù)據(jù)如表1，且須重復(fù)上述七個步驟，確認(rèn)修改描述及調(diào)整每斷面后按Apply Data鈕oCross section橫斷面AdjustedElevation高程調(diào)整值（m）Adjusted Stationing位距調(diào)整因子Downstream Reach length往下游流徑長度（m）Reach流域名稱River Sta.河流位置編號Left O.B.左側(cè)岸邊Channel主要深槽Right O.B右側(cè)岸邊Left O.B左側(cè)岸邊Channel主要深槽Right O.B右側(cè)岸邊Upp

16、er9.8-0.40.8-（無）0.80.00.00.0Lower9.79-0.11.21.21.2500500500Lower9.7-0.51.21.21.2500500500Lower9.6-0.3-500500500Lower9.5-0.2-0.00.00.0表1 Fall river經(jīng)復(fù)制的各斷面尚須由現(xiàn)況斷面調(diào)整值表在輸入Fall River(upper and lower reach)完成各斷面數(shù)據(jù)后, 然后在輸入Butte creek tributary數(shù)據(jù) 應(yīng)先輸入此河流第一斷面數(shù)據(jù)如下所述A. 在 Cross section Data editor之 River方格框選擇 B

17、utte Cr. 以建立之河域Tributary則自動顯示B. 從窗口Options 項(xiàng)選擇增加新斷面Add a new cross section 項(xiàng)則會顯示方框提示您輸入新的位置編號則輸入0.2C. 輸入此斷面所須之?dāng)?shù)據(jù)如圖四。D. 輸入此斷面數(shù)據(jù)后請按Apply Data鈕。E. 繪制此數(shù)據(jù)之橫斷面圖。圖 四 Butte creek河流位距編號0.2斷面輸入數(shù)據(jù)情形在Butte creek tributary還有兩個斷面位距數(shù)據(jù)尚須由上圖 復(fù)制之且須調(diào)整它的高程及位置如表 當(dāng)數(shù)據(jù)調(diào)整完畢確信修改各位距編號之描述內(nèi)容description并按Apply data鈕Cross section

18、橫斷面AdjustedElevation高程調(diào)整值（m）Adjusted Stationing位距調(diào)整因子Downstream Reach length往下游流徑長度（m）Reach流域名稱River Sta.河流位置編號Left O.B.左側(cè)岸邊Channel主要深槽Right O.B右側(cè)岸邊Left O.B左側(cè)岸邊Channel主要深槽Right O.B右側(cè)岸邊Butte Cr.0.1-0.6-500500500Butte Cr.0.0-0.3-0.00.00.0表2 Butte.Cr.經(jīng)復(fù)制的各斷面尚須由現(xiàn)況斷面調(diào)整值表當(dāng)各河流的斷面數(shù)據(jù)輸入全部完成后必須在Geometric Data

19、window 窗口之File選擇另儲存 “Save Geometry Data As ” 且提示框請你輸入幾何數(shù)據(jù)名稱Tile以輸入Base Geometry Data為此例然后在按 OK鈕。Entering Junction Data輸入接合點(diǎn)數(shù)據(jù)此例僅有Sutter接合點(diǎn)一處 其數(shù)據(jù)輸入主要為內(nèi)容描述及通過接合點(diǎn)之河徑長度 數(shù)據(jù)輸入從Geometric Data windows窗口按Junction項(xiàng)如下圖所示圖 五 Sutter接合點(diǎn)數(shù)據(jù)編輯內(nèi)容通過接合點(diǎn)之河流流徑長度，這容許通過復(fù)雜匯流(如分離流)以流徑長度來調(diào)適，在河域最后位距下游之?dāng)嗝鏀?shù)據(jù)之河徑長設(shè)定為0在這例子中將采用能量公式計

20、算通過匯流點(diǎn)之水位剖面線，假如選用動量方程式、那從下游河域編輯匯流角度 當(dāng)你完成匯流處之?dāng)?shù)據(jù)編輯請按 apply data鈕在按 OK結(jié)束此項(xiàng)工作。從Geometric Data window窗口 File 項(xiàng)Saving The Geometry Data儲存幾何數(shù)據(jù)文件至硬盤 那才能進(jìn)行輸入穩(wěn)定流之?dāng)?shù)據(jù)。三. Entering Steady flow data輸入穩(wěn)定水流邊界數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)下一步驟為輸入穩(wěn)定水流數(shù)據(jù)以計算水面線由HEC-RAS主窗口之Edit 項(xiàng)選擇Steady Flow Data項(xiàng)則此為穩(wěn)定水流編輯工作窗口如圖六。第一個輸入數(shù)據(jù)為多少組須計算的流量之剖面，此例輸入3組水流數(shù)據(jù)是

21、從每一河域的上游至下游，對河流系統(tǒng)之所有河域至少須輸入一組流量，從上游輸入的流量至流域尾部此流量值仍假設(shè)為相同直到在此河徑內(nèi)另一流量匯入，而其他河域內(nèi)任何橫斷位距均能輸入流量。圖 六 穩(wěn)定水流數(shù)據(jù)實(shí)例編輯工作窗口在此例中水流數(shù)據(jù)輸入，將從每一河域之上游至尾部，由Fall River在 Lower Reach加入水流改變處的位距編號9.6 首先River項(xiàng)選擇Fall river 及 Reach項(xiàng)選擇 Lower reach在River Sta.輸入9.6后按 則Add A Flow Change Location會顯示流量輸入方塊框 現(xiàn)在你可輸入如圖六所示格式其他輸入過程亦同。下一步驟為邊界條

22、件之輸入過程請按Reach Boundary Condition后則會顯示如下圖七，邊界條件是須要建立河流尾端起算水位，以供程序起算使用、在亞臨界是否即緩流？河制演算邊界條件系在下游河流的尾端、若超臨界河制是否即急流則其邊界條件上游河流的尾端、假設(shè)為復(fù)雜流況則其邊界條件必須輸入所有河流的尾端。圖 七 穩(wěn)定水流邊界條件編輯邊界條件如圖七所示之任何河流及流域，每一流域有上游及下游邊界條件，匯流處junction為內(nèi)部邊界條件，內(nèi)部邊界條件基于河流數(shù)據(jù)編輯會自動列出如圖七所示，使用者僅須輸入外部邊界條件。在此例，系假設(shè)此河流為亞臨界流況，因此須在下游河段Fall river 、Lower reach

23、之尾端，輸入邊界條件；首先由上圖七四種可供選擇的邊界條件控制框如下為：n Known water surface elevation：已知水面高程n Critical depth：臨界水深n Normal depth：正常水深n Rating curve：率定曲線在此例中你選擇Fall River Lower Reach下游尾端，按Normal Depth 項(xiàng)，則顯示框會要求您此河之平均能量坡度則請輸入其坡度值0.0004（ft/ft），在按OK。最后是將建立的數(shù)據(jù)在圖六File項(xiàng)內(nèi)之 Save Flow Data As儲存之。四. Performing the hydraulic calcu

24、lations做水利模式演算既然已經(jīng)輸入所有的數(shù)據(jù) 那我們可以去HEC-RAS主窗口的Simulate項(xiàng)選擇Steady flow Analysis模擬演算穩(wěn)定水流之水面剖線，而這穩(wěn)定水流分析窗口將會顯現(xiàn)如圖八，除非你的將不會有任何計劃標(biāo)題。圖 八 穩(wěn)定水流模擬試窗首先將使用幾何及水流數(shù)據(jù)且定義一個Plan標(biāo)題及簡短確認(rèn)名，從上圖八之File項(xiàng)選擇New Plan輸入計劃名稱，Existing Conditions Run”，然后按 OK 鈕你仍將被提示Short ID則 輸入簡短確認(rèn)名”Existing”。下一步驟為選擇要求的河制做模式演算，此例以Subcritical水流并確認(rèn)水流為Sub

25、critical由 Options 項(xiàng)并提供多項(xiàng)功能項(xiàng)目、但并非此例所須 在確認(rèn)工作計劃及所須工作項(xiàng)設(shè)定后，必須于圖八File項(xiàng)儲存Save Plan計劃名稱，既然數(shù)據(jù)皆已設(shè)定那可按Compute鍵開始模擬穩(wěn)定水流之演算，當(dāng)按此鍵后會顯現(xiàn)演算過程的獨(dú)立窗口，當(dāng)演算完成后可依序關(guān)掉穩(wěn)定水流演算及仿真窗口 五. Viewing results演算結(jié)果的展示若本模式順利仿真演算完成，你便能展示演算結(jié)果，由HEC-RAS主要窗口View menu展示功能鍵內(nèi)可提供如下之多種的輸出選擇項(xiàng)：n Cross section plots橫斷面圖n Profile plots縱斷剖面圖n Rating Curv

26、es率定曲線n X-Y-Z Perspective plots三維立體圖示n Detailed tabular output at a specific cross section （cross section table）特定橫斷面詳細(xì)數(shù)據(jù)表的輸出（橫斷面表）n Limited tabular output at many cross section （profile table）各流量剖面在各處有限橫斷面數(shù)據(jù)表的輸出（縱剖面表）橫斷面水位圖：由 HEC-RAS主窗口 View供能鍵選擇 Cross section鍵則會顯現(xiàn)第一個橫斷面為Butte Cr.如圖九，任何橫斷面圖可在圖上Rive

27、r Reach and River Sta. 選擇之，使用者亦可由Options項(xiàng)所提供可選擇的數(shù)種圖形功能項(xiàng)，此選擇項(xiàng)包括zoom in放大圖面 zoom out回復(fù)原圖 plans計劃案 profiles流量剖面and variables to plot各種變數(shù)可繪圖面 and control over lines symbols labels scaling 可調(diào)整之圖面的線、標(biāo)志、工作名稱、比例and grid options圖面網(wǎng)格線的選擇。選擇不同橫斷面繪圖和由Options功能項(xiàng)使用一些可提供相同項(xiàng)目以練習(xí)之。圖 九 實(shí)例應(yīng)用之橫斷面水位水面縱剖線圖示：由HEC-RAS 主窗口的

28、View 功能項(xiàng)內(nèi)選擇Water Surface Profile后則會自動顯示出Butte Cr.第一河域的水面線圖示?？捎蒓ptions項(xiàng)有提供您選擇多條 Reaches去顯示水面剖線圖。在此圖十所示為選擇Fall river 的upper and lower reach河斷。在Options項(xiàng)額外選擇經(jīng)演算剖面或圖上所提供的變量項(xiàng)目以練習(xí)使用。圖 十 實(shí)例應(yīng)用之縱剖面水位經(jīng)演算的率定曲線圖：由 HEC-RAS主窗口View功能項(xiàng)選取Rating Curves后，其會顯示出 Butte Cr為第一個率定曲線圖如圖十一。你也選擇適當(dāng)?shù)暮恿?、河域之位距編號觀看其圖示。經(jīng)所繪圖示之選擇功能項(xiàng)類似橫

29、斷面功能項(xiàng)。并且可由繪圖提供的選擇項(xiàng)可以練習(xí)及繪制不同位距的率定圖。圖 十 一 實(shí)例應(yīng)用之計算率定曲線三維立體圖：HEC-RAS主要窗口View功能項(xiàng)內(nèi)選擇 X-Y-Z Perspective Plots則會顯示出各流域之各橫斷面相互關(guān)系透視圖若欲顯現(xiàn)如下關(guān)系可 Options項(xiàng)選擇Reaches 則會產(chǎn)顯示你須要之河域則Select All鈕在按OK鈕，再次于Options項(xiàng)選擇Profiles項(xiàng)、選擇3組流量剖面，當(dāng)你選擇這些功能項(xiàng)后則會顯現(xiàn)三維立體圖示如圖十二，你可以試著旋轉(zhuǎn)著展示不同方向之（或不同河段）透視圖示。圖 十二 全部三條河域之立體（X-Y-Z）透視圖斷面格式之?dāng)?shù)據(jù)：經(jīng)由HEC

30、-RAS主要窗口之 View項(xiàng)內(nèi)選擇 Cross section Table，這里有兩種斷面型式為橫斷面及縱斷面表可供選擇。由圖十三顯示出一處橫斷面的詳細(xì)水利信息，而其他斷面數(shù)據(jù)亦可從此圖中選擇 Reach，River得之。而縱斷面數(shù)據(jù)表如圖十四所示；此表可顯示在各流量下之多處橫斷面的有限數(shù)據(jù)；由此表之功能項(xiàng)下可顯示提供演算水利結(jié)構(gòu)特殊訊息（如橋梁和涵洞）而其他系提供之一般性的全部斷面數(shù)據(jù)，如此圖。圖 十三輸出橫斷面之詳細(xì)數(shù)據(jù)表（一處在一種流量情況下）表中各項(xiàng)含義？圖 十四輸出 縱斷面于各流量下之水理格式化之?dāng)?shù)據(jù)表七. Printing graphics and tables打印圖型及數(shù)據(jù)表所有的圖及表皆能直接傳遞至打印機(jī)/繪圖機(jī)或者透過窗口之剪貼布傳遞至其他程序（如字處理）。這打印機(jī)/繪圖機(jī)會基于你在試窗上目前所選擇而打印，使用者亦可設(shè)定打印格式。依