HEC-RAS使用说明.docVIP

Edit 資料編輯 Options參數選擇 Help說明 Geometric Data.幾何資料. Program Setup項目設定 Contents目錄 Steady flow Data穩定流資料 Default Parameters偵誤參數 Using HEC-RAS Help Unsteady flow Data.不穩定流資料(未提供此程式) Unit System.單位系統 -(Hec-Ras使用中說明) Sediment Data沖積物資料(未提供此程式). Convert Project Units計畫單位轉變 About HEC-RAS File檔案 Simulate模擬 View結果視察 New project.新計畫. Steady flow analysis穩定水流分析. Cross Sections.橫斷面圖 Open project.打開原有計畫 Unsteady flow analysis不穩定水流分析(未提供此程式) Water surface profiles.水位剖面圖. Save project.儲存計畫 Sediment analysis沖積物分析(目前未提供此程式) Rating curves.率定曲線 Save project As.另存計畫. Hydraulic design functions水利設計功能. Hydrographs.水位圖 Rename project.更改計畫名稱 X-Y-Z Perspective plots三維透視圖. Delete Project刪除計畫 Cross section table橫斷面資料表 Import HEC-2 Data.以舊版Hec-2檔案格式輸入 Profile table.剖面資料表 Import HEC-RAS Data.以舊版Hec-ras檔案格式輸入 Summary Err, Warn, Notes.總結(錯 Generate Report.執行後可產生輸入資料及輸出結果之格式報告 誤,警示,註解) Export GIS Data.以GIS資料輸出 EXIT退出檔案= Save project儲存在原有計畫檔案 XYZ perspective plots:可展示三維複合型斷面剖析圖 Save an existing project view 3D multiple cross section plot Steady flow data:編輯及輸入穩定流資料 Edit and/or enter steady flow data Profiles縱斷面圖樣(並可展示不同變數之圖示) Hydraulic design functions:水利設計功能 view profile plots Perform hydraulic design computations 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:顯示各計算結果之橫斷面 總結(錯誤,警示, 註解) View cross section plots Steady flow analysis:做穩定水流模擬 Perform a steady flow simulation Profile table:縱剖面各位置輸出資料表 View output at multiple locations Geometric Data:編輯及輸入幾何資料 by profile Edit and/or enter geometric dataOpen Project打開原有計畫檔案 Cross table斷面資料表 Open an existing project View detailed output at sections ,bridges,culverts,and Inline weirs顯示各斷面、橋樑、涵洞和溢流堰等輸出詳細演算結果HEC-RAS視窗主要功能表按鈕示意圖HEC-RAS水利模式應用實例如下略述其主要使用步驟，詳細演練內容及操作過程應參考原版之使用者手冊。一. Starting a new project開始新計畫二. Entering geometric data輸入幾何數據資料三. Entering Steady flow data輸入穩定水流邊界數據資料四. Performing the hydraulic calculations做水利模式演算五. Viewing results演算結果的展示六. Printing graphics and tables列印圖型及資料表七. Exiting the program退出電腦程式 Starting a new project開始新計畫(由主要功能表之File 開立New project)Title輸入標題名稱File Name: 輸入檔案名稱(*)如 *.prj OK當完成Title及 File Name 請按此鍵一. Entering geometric data輸入幾何數據資料：由主要功能表之Edit 選擇Geometric data後則產生如下面之空白的繪圖資料框，如下實案由三條河域將聯結成二條河流，由下述操作步驟來構成而描繪此河流如圖一。(輸入此項之前，一定要先在主要功能表Options項之Units system選擇公制或英制)1. Geometric data視窗按River Reach鈕。2. 移動滑鼠之指標於你喜歡的繪圖區開始描繪第一河道。3. 按滑鼠左鍵開始描繪流域草圖（流域之描繪必須由上游往下游），移動滑鼠指標及可間續按滑鼠左鍵在描繪線上增加線段，當流域之線段尾端，按滑鼠左鍵兩次，則滑鼠指標點即為流域尾端。4. 當勾繪流域完後，圖區介面立即提示請你輸入河流及河域名稱，河流名字輸入可達32字母、河域名字輸入可達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重複描繪，在你輸入確認Butte Cr.後，圖區介面迅速提示你確認輸入聯結點（Junction），在HEC-RAS結點位置係為二條（含二條）以上流域匯合處或分離流處。當你完成河流描繪工作後，在此視窗之Edit 提供選擇項有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。 備註：當你構繪完成草圖，圖上並未顯示斷面註標、此註標在你Cross section輸入斷面數據完成後才會顯示圖一 視窗上描繪河流範例構成圖二. Entering geometric data輸入幾何數據資料下一步驟，係由圖1按cross section鈕，視窗則會顯現橫斷面輸入表如圖2，依格式輸入資料如下述：1. 選擇一條河流及河域開始做輸入資料工作，如以Fall River，Upper reach開始。2. 由圖二之Options 項 Add a new cross section 會顯示提示你輸入River Sta.編號，必須為數字，並須要由河流上游向下游編列，編號數字由大至小（此例數字為10.0）。 輸入橫斷面各點座標之位置及高程（最多可設定500組） 輸入往下游河流段之位距 （LOB河道左側 Channel 河道（溪谷線） ROB 河道右側） 輸入曼寧慥率值（LOB河道左側 Channel 河道（溪谷線） ROB 河道右側） 主要河道（深槽）部分之兩旁位置 係數：contraction縮收 expansion擴張圖二橫斷面實例之數據編列示意3. 由圖二之格式輸入各橫斷面位置編號之資料。4. 依此格式輸入資料完後請按Apply Data項，使用此項介面意旨你將接受記憶此資料。此按鈕項並不儲存資料至電腦磁碟，而資料儲存須要在Geometric Data視窗（如圖一）之Filed項。5. 若須要檢視資料所相對圖形，請按Plot項（如圖二）內之Plot cross section，此資料則顯示視窗圖形如圖三。總之由上述步驟依序輸入各位距編號斷面資料，為減少河流內其各斷面資料工作，可利用圖二Options項複製目前作業表之數據在修改其數據後，並可編輯為他斷面之資料。圖 三 Fall Creek河流位距編號10.0之橫斷面下列輸入步驟，須要依序複製現況之橫斷面資料表之數據：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 ，然後輸入新斷面之位置編號。如此例現況的Fall river and Upper reach，輸入其編號9.9、按OK則會顯示新的斷面資料表。B. 在Fall river的River Mile 9.9、Description項改變描述斷面情形。C. 調整各位置之高程降低-0.5m，由此Options 項選取Adjust elevations 。D. 調整橫斷面、岸邊起減縮10%寬度，由Options 項選取Adjust stations 輸入Multiply by a Factor（乘數因子）。則顯示之方格會提示調整left overbank, channel, right overbank ，僅只於left overbank，right overbank方格上輸入乘數因子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 Data 鈕。G. 繪出橫斷面供檢查。Fall river（Upper and lower reach）之尚須調整資料如表1，且須重複上述七個步驟，確認修改描述及調整每斷面後按Apply Data鈕oCross section橫斷面AdjustedElevation高程調整值（m）Adjusted Stationing位距調整因子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.左側岸邊Channel主要深槽Right O.B右側岸邊Left O.B左側岸邊Channel主要深槽Right O.B右側岸邊Upper9.8-0.40.8-（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經複製的各斷面尚須由現況斷面調整值表在輸入Fall River(upper and lower reach)完成各斷面數據後, 然後在輸入Butte creek tributary資料 應先輸入此河流第一斷面數據如下所述A. 在 Cross section Data editor之 River方格框選擇 Butte Cr. 以建立之河域Tributary則自動顯示B. 從視窗Options 項選擇增加新斷面Add a new cross section 項則會顯示方框提示您輸入新的位置編號則輸入0.2C. 輸入此斷面所須之數據如圖四。D. 輸入此斷面數據後請按Apply Data鈕。E. 繪製此數據之橫斷面圖。圖 四 Butte creek河流位距編號0.2斷面輸入數據情形在Butte creek tributary還有兩個斷面位距資料尚須由上圖 複製之且須調整它的高程及位置如表 當數據調整完畢確信修改各位距編號之描述內容description並按Apply data鈕Cross section橫斷面AdjustedElevation高程調整值（m）Adjusted Stationing位距調整因子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.左側岸邊Channel主要深槽Right O.B右側岸邊Left O.B左側岸邊Channel主要深槽Right O.B右側岸邊Butte Cr.0.1-0.6-500500500Butte Cr.0.0-0.3-0.00.00.0表2 Butte.Cr.經複製的各斷面尚須由現況斷面調整值表當各河流的斷面數據輸入全部完成後必須在Geometric Data window 視窗之File選擇另儲存 “Save Geometry Data As ” 且提示框請你輸入幾何資料名稱Tile以輸入Base Geometry Data為此例然後在按 OK鈕。Entering Junction Data輸入接合點資料此例僅有Sutter接合點一處 其資料輸入主要為內容描述及通過接合點之河徑長度 資料輸入從Geometric Data windows視窗按Junction項如下圖所示圖 五 Sutter接合點資料編輯內容通過接合點之河流流徑長度，這容許通過複雜匯流(如分離流)以流徑長度來調適，在河域最後位距下游之斷面資料之河徑長設定為0在這例子中將採用能量公式計算通過匯流點之水位剖面線，假如選用動量方程式、那從下游河域編輯匯流角度 當你完成匯流處之資料編輯請按 apply data鈕在按 OK結束此項工作。從Geometric Data window視窗 File 項Saving The Geometry Data儲存幾何資料檔至硬碟 那才能進行輸入穩定流之數據。三. Entering Steady flow data輸入穩定水流邊界數據資料下一步驟為輸入穩定水流資料以計算水面線由HEC-RAS主視窗之Edit 項選擇Steady Flow Data項則此為穩定水流編輯工作視窗如圖六。第一個輸入資料為多少組須計算的流量之剖面，此例輸入3組水流數據是從每一河域的上游至下游， 對河流系統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為相同直到在此河徑內另一流量匯入，而其他河域內任何橫斷位距均能輸入流量。圖 六 穩定水流數據實例編輯工作視窗在此例中水流數據輸入，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項選擇Fall river 及 Reach項選擇 Lower reach在River Sta.輸入9.6後按 則Add A Flow Change Location會顯示流量輸入方塊框 現在你可輸入如圖六所示格式其他輸入過程亦同。下一步驟為邊界條件之輸入過程請按Reach Boundary Condition後則會顯示如下圖七，邊界條件是須要建立河流尾端起算水位，以供程式起算使用、在亞臨界河制演算邊界條件係在下游河流的尾端、若超臨界河制則其邊界條件上游河流的尾端、假設為複雜流況則其邊界條件必須輸入所有河流的尾端。圖 七 穩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為內部邊界條件，內部邊界條件基於河流數據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，係假設此河流為亞臨界流況，因此須在下游河段Fall river 、Lower reach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，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。最後是將建立的資料在圖六File項內之 Save Flow Data As儲存之。四. Performing the hydraulic calculations做水利模式演算既然已經輸入所有的數據 那我們可以去HEC-RAS主視窗的Simulate項選擇Steady flow Analysis模擬演算穩定水流之水面剖線，而這穩定水流分析視窗將會顯現如圖八，除非你的將不會有任何計畫標題。圖 八 穩定水流模擬試窗首先將使用幾何及水流資料且定義一個Plan標題及簡短確認名，從上圖八之File項選擇New Plan輸入計畫名稱，Existing Conditions Run”，然後按 OK 鈕你仍將被提示Short ID則 輸入簡短確認名”Existing”。下一步驟為選擇要求的河制做模式演算，此例以Subcritical水流並確認水流為Subcritical由 Options 項並提供多項功能項目、但並非此例所須 在確認工作計畫及所須工作項設定後，必須於圖八File項儲存Save Plan計畫名稱，既然數據皆已設定那可按Compute鍵開始模擬穩定水流之演算，當按此鍵後會顯現演算過程的獨立視窗，當演算完成後可依序關掉穩定水流演算及模擬視窗 五. Viewing results演算結果的展示若本模式順利模擬演算完成，你便能展示演算結果，由HEC-RAS主要視窗View menu展示功能鍵內可提供如下之多種的輸出選擇項：n Cross section plots橫斷面圖n Profile plots縱斷剖面圖n Rating Curves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）特定橫斷面詳細資料表的輸出（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資料表的輸出（縱剖面表）橫斷面水位圖：由 HEC-RAS主視窗 View供能鍵選擇 Cross section鍵則會顯現第一個橫斷面為Butte Cr.如圖九，任何橫斷面圖可在圖上River Reach and River Sta. 選擇之，使用者亦可由Options項所提供可選擇的數種圖形功能項，此選擇項包括zoom in放大圖面 zoom out回復原圖 plans計畫案 profiles流量剖面and variables to plot各種變數可繪圖面 and control over lines symbols labels scaling 可調整之圖面的線、標誌、工作名稱、比例and grid options圖面格線的選擇。選擇不同橫斷面繪圖和由Options功能項使用一些可提供相同項目以練習之。圖 九 實例應用之橫斷面水位水面縱剖線圖示：由HEC-RAS 主視窗的View 功能項內選擇Water Surface Profile後則會自動顯示出Butte Cr.第一河域的水面線圖示。可由Options項有提供您選擇多條 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項額外選擇經演算剖面或圖上所提供的變數項目以練習使用。圖 十 實例應用之縱剖面水位經演算的率定曲線圖：由 HEC-RAS主視窗View功能項選取Rating Curves後，其會顯示出 Butte Cr為第一個率定曲線圖如圖十一。你也選擇適當的河流、河域之位距編號觀看其圖示。經所繪圖示之選擇功能項類似橫斷面功能項。並且可由繪圖提供的選擇項可以練習及繪製不同位距的率定圖。圖 十 一 實例應用之計算率定曲線三維立體圖：HEC-RAS主要視窗View功能項內選擇 X-Y-Z Perspective Plots則會顯示出各流域之各橫斷面相互關係透視圖若欲顯現如下關係可 Options項選擇Reaches 則會產顯示你須要之河域則Select All鈕在按OK鈕，再次於Options項選擇Profiles項、選擇3組流量剖面，當你選擇這些功能項後則會顯現三維立體圖示如圖十二，你可以試著旋轉著展示不同方向之（或不同河段）透視圖示。圖 十二 全部三條河域之立體（X-Y-Z）透視圖斷面格式之資料：經由HEC-RAS主要視窗之 View項內選擇 Cross section Table，這裡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水利資訊，而其他斷面資料亦可從此圖中選擇 Reach，River得之。而縱斷面資料表如圖十四所示；此表可顯示在各流量下之多處橫斷面的有限資料；由此表之功能項下可顯示提供演算水利結構特殊訊息（如橋樑和涵洞）而其他係提供之一般性的全部斷面資料，如此圖。圖 十三輸出橫斷面之詳細資料表（一處在一種流量情況下）圖 十四輸出 縱斷面於各流量下之水理格式化之資料表七. Printing graphics and tables列印圖型及資料表所有的圖及表皆能直接傳遞至印表機/繪圖機或者透過視窗之剪貼布傳遞至其他程式（如文書處理）。這印表機/繪圖機會基於你在試窗上目前所選擇而列印，使用者亦可設定列印格式。依照