举例介绍HEC-RAS

1、Edit 数据编辑 Options参数选择 Help说明 Geometric Data.几何资料. Program Setup项目设定 Contents目录 Steady flow Data稳定流数据 Default Parameters侦误参数 Using HEC-RAS Help Unsteady flow Data.不稳定流数据(未提供此程序) Unit System.单位系统 -(Hec-Ras使用中说明) Sediment Data冲积物数据(未提供此程序). Convert Project Units计划单位转变 About HEC-RAS File档案 Simulate模拟 Vi

2、ew结果视察 New project.新计划. Steady flow analysis稳定水流分析. Cross Sections.横断面图 Open project.打开原有计划 Unsteady flow analysis不稳定水流分析(未提供此程序) Water surface profiles.水位剖面图. Save project.储存计划 Sediment analysis冲积物分析(目前未提供此程序) Rating curves.率定曲线 Save project As.另存计划. Hydraulic design functions水利设计功能. Hydrographs.水位

3、图 Rename project.更改计划名称 X-Y-Z Perspective plots三维透视图. Delete Project删除计划 Cross section table横断面数据表 Import HEC-2 Data.以旧版Hec-2文件格式输入 Profile table.剖面数据表 Import HEC-RAS Data.以旧版Hec-ras文件格式输入 Summary Err, Warn, Notes.总结(错 Generate Report.执行后可产生输入数据及输出结果之格式报告 误,警示,批注) Export GIS Data.以GIS数据输出 EXIT退出档案=

4、Save project储存在原有计划档案 XYZ perspective plots:可展示三维复合型断面剖析图 Save an existing project view 3D multiple cross section plot Steady flow data:编辑及输入稳定流数据 Edit and/or enter steady flow data Profiles纵断面图样(并可展示不同变量之图标) Hydraulic design functions:水利设计功能 view profile plots Perform hydraulic design computations

5、显示水利计算功能(如桥墩处局部冲刷) Rating curves:率定曲线 Sum Err,warm,notes: View computed rating curves summary of rrors, warnings,and notes Cross sections:显示各计算结果之横断面 总结(错误,警示, 批注) View cross section plots Steady flow analysis:做稳定水流模拟 Perform a steady flow simulation Profile table:纵剖面各位置输出数据表 View output at multiple

6、 locations Geometric Data:编辑及输入几何数据 by profile Edit and/or enter geometric dataOpen Project打开原有计划档案 Cross table断面数据表 Open an existing project View detailed output at sections ,bridges,culverts,and Inline weirs显示各断面、桥梁、涵洞和溢流堰等输出详细演算结果HEC-RAS窗口主要菜单按钮示意图HEC-RAS水利模式应用实例如下略述其主要使用步骤，详细演练内容及操作过程应参考原版之使用者手册

7、。一. Starting a new project开始新计划二. Entering geometric data输入几何数据数据三. Entering Steady flow data输入稳定水流边界数据数据四. Performing the hydraulic calculations做水利模式演算五. Viewing results演算结果的展示六. Printing graphics and tables打印图型及数据表七. Exiting the program退出计算机程序 Starting a new project开始新计划(由主要菜单之File 开立New project)T

8、itle输入标题名称File Name: 输入文件名(*)如 *.prj OK当完成Title及 File Name 请按此键一. Entering geometric data输入几何数据数据：由主要菜单之Edit 选择Geometric data后则产生如下面之空白的绘图数据框，如下实案由三条河域将联结成二条河流，由下述操作步骤来构成而描绘此河流如图一。(输入此项之前，一定要先在主要菜单Options项之Units system选择公制或英制)1. Geometric data窗口按River Reach钮。2. 移动鼠标之指针于你喜欢的绘图区开始描绘第一河道。3. 按鼠标左键开始描绘流域

9、草图（流域之描绘必须由上游往下游），移动鼠标指针及可间续按鼠标左键在描绘在线增加线段，当流域之线段尾端，按鼠标左键两次，则鼠标指针点即为流域尾端。4. 当勾绘流域完后，图区接口立即提示请你输入河流及河域名称，河流名字输入可达32字母、河域名字输入可达12字母，如下图二条河流名称为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、其流域名称为Tributary。5. 每一河域以上述步骤1至4重复描绘，在你输入确认Butte Cr.后，图区接口迅速提示你确认输入联结点（Junction

10、），在HEC-RAS结点位置系为二条（含二条）以上流域汇合处或分离流处。当你完成河流描绘工作后，在此窗口之Edit 提供选择项有change name ，move object，add points to a reach，delete a reach，and delete a junction等可修正原河流名称。 备注：当你构绘完成草图，图上并未显示断面注标、此注标在你Cross section输入断面数据完成后才会显示图一 窗口上描绘河流范例构成图二. Entering geometric data输入几何数据数据下一步骤，系由图1按cross section钮，窗口则会显现横断面输入表如图

11、2，依格式输入数据如下述：1. 选择一条河流及河域开始做输入数据工作，如以Fall River，Upper reach开始。2. 由图二之Options 项 Add a new cross section 会显示提示你输入River Sta.编号，必须为数字，并须要由河流上游向下游编列，编号数字由大至小（此例数字为10.0）。 输入横断面各点坐标之位置及高程（最多可设定500组） 输入往下游河流段之位距 （LOB河道左侧 Channel 河道（溪谷线） ROB 河道右侧）是否为相邻两断面的距离？ 输入曼宁慥率值（LOB河道左侧 Channel 河道（溪谷线） ROB 河道右侧） 主要河道（深槽

12、）部分之两旁位置怎么计算？ 系数：contraction缩收 expansion扩张如何确定？图二横断面实例之数据编列示意3. 由图二之格式输入各横断面位置编号之数据。4. 依此格式输入数据完后请按Apply Data项，使用此项接口意旨你将接受记忆此数据。此按钮项并不储存数据至计算机磁盘，而数据储存须要在Geometric Data窗口（如图一）之Filed项。5. 若须要检视数据所相对图形，请按Plot项（如图二）内之Plot cross section，此数据则显示窗口图形如图三。总之由上述步骤依序输入各位距编号断面数据，为减少河流内其各断面资料工作，可利用图二Options项复制目前作

13、业表之数据在修改其数据后，并可编辑为他断面之数据。图 三 Fall Creek河流位距编号10.0之横断面下列输入步骤，须要依序复制现况之横断面数据表之数据：A. 先到横断面编辑钮（Cross section data editor）如图三的Options选择Copy current cross section，输入方格会提示选择 a river and a reach ，然后输入新断面之位置编号。如此例现况的Fall river and Upper reach，输入其编号9.9、按OK则会显示新的断面数据表。B. 在Fall river的River Mile 9.9、Description项

14、改变描述断面情形。C. 调整各位置之高程降低-0.5m，由此Options 项选取Adjust elevations 。D. 调整横断面、岸边起减缩10%宽度，由Options 项选取Adjust stations 输入Multiply by a Factor（乘数因子）。则显示之方格会提示调整left overbank, channel, right overbank ，仅只于left overbank，right overbank方格上输入乘数因子0.9，而主要channel不输入；这会减缩两岸边10%宽度，且不改变主要深槽河道的宽度。E. 保持原有往下游河流路径长度。F. 按Apply

15、Data 钮。G. 绘出横断面供检查。Fall river（Upper and lower reach）之尚须调整数据如表1，且须重复上述七个步骤，确认修改描述及调整每断面后按Apply Data钮oCross section横断面AdjustedElevation高程调整值（m）Adjusted Stationing位距调整因子Downstream Reach length往下游流径长度（m）Reach流域名称River Sta.河流位置编号Left O.B.左侧岸边Channel主要深槽Right O.B右侧岸边Left O.B左侧岸边Channel主要深槽Right O.B右侧岸边Upp

16、er9.8-0.40.8-（无）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经复制的各断面尚须由现况断面调整值表在输入Fall River(upper and lower reach)完成各断面数据后, 然后在输入Butte creek tributary数据 应先输入此河流第一断面数据如下所述A. 在 Cross section Data editor之 River方格框选择 B

17、utte Cr. 以建立之河域Tributary则自动显示B. 从窗口Options 项选择增加新断面Add a new cross section 项则会显示方框提示您输入新的位置编号则输入0.2C. 输入此断面所须之数据如图四。D. 输入此断面数据后请按Apply Data钮。E. 绘制此数据之横断面图。图 四 Butte creek河流位距编号0.2断面输入数据情形在Butte creek tributary还有两个断面位距数据尚须由上图 复制之且须调整它的高程及位置如表 当数据调整完毕确信修改各位距编号之描述内容description并按Apply data钮Cross section

18、横断面AdjustedElevation高程调整值（m）Adjusted Stationing位距调整因子Downstream Reach length往下游流径长度（m）Reach流域名称River Sta.河流位置编号Left O.B.左侧岸边Channel主要深槽Right O.B右侧岸边Left O.B左侧岸边Channel主要深槽Right O.B右侧岸边Butte Cr.0.1-0.6-500500500Butte Cr.0.0-0.3-0.00.00.0表2 Butte.Cr.经复制的各断面尚须由现况断面调整值表当各河流的断面数据输入全部完成后必须在Geometric Data

19、window 窗口之File选择另储存 “Save Geometry Data As ” 且提示框请你输入几何数据名称Tile以输入Base Geometry Data为此例然后在按 OK钮。Entering Junction Data输入接合点数据此例仅有Sutter接合点一处 其数据输入主要为内容描述及通过接合点之河径长度 数据输入从Geometric Data windows窗口按Junction项如下图所示图 五 Sutter接合点数据编辑内容通过接合点之河流流径长度，这容许通过复杂汇流(如分离流)以流径长度来调适，在河域最后位距下游之断面数据之河径长设定为0在这例子中将采用能量公式计

20、算通过汇流点之水位剖面线，假如选用动量方程式、那从下游河域编辑汇流角度 当你完成汇流处之数据编辑请按 apply data钮在按 OK结束此项工作。从Geometric Data window窗口 File 项Saving The Geometry Data储存几何数据文件至硬盘 那才能进行输入稳定流之数据。三. Entering Steady flow data输入稳定水流边界数据数据下一步骤为输入稳定水流数据以计算水面线由HEC-RAS主窗口之Edit 项选择Steady Flow Data项则此为稳定水流编辑工作窗口如图六。第一个输入数据为多少组须计算的流量之剖面，此例输入3组水流数据是

21、从每一河域的上游至下游，对河流系统之所有河域至少须输入一组流量，从上游输入的流量至流域尾部此流量值仍假设为相同直到在此河径内另一流量汇入，而其他河域内任何横断位距均能输入流量。图 六 稳定水流数据实例编辑工作窗口在此例中水流数据输入，将从每一河域之上游至尾部，由Fall River在 Lower Reach加入水流改变处的位距编号9.6 首先River项选择Fall river 及 Reach项选择 Lower reach在River Sta.输入9.6后按 则Add A Flow Change Location会显示流量输入方块框 现在你可输入如图六所示格式其他输入过程亦同。下一步骤为边界条

22、件之输入过程请按Reach Boundary Condition后则会显示如下图七，边界条件是须要建立河流尾端起算水位，以供程序起算使用、在亚临界是否即缓流？河制演算边界条件系在下游河流的尾端、若超临界河制是否即急流则其边界条件上游河流的尾端、假设为复杂流况则其边界条件必须输入所有河流的尾端。图 七 稳定水流边界条件编辑边界条件如图七所示之任何河流及流域，每一流域有上游及下游边界条件，汇流处junction为内部边界条件，内部边界条件基于河流数据编辑会自动列出如图七所示，使用者仅须输入外部边界条件。在此例，系假设此河流为亚临界流况，因此须在下游河段Fall river 、Lower reach

23、之尾端，输入边界条件；首先由上图七四种可供选择的边界条件控制框如下为：n Known water surface elevation：已知水面高程n Critical depth：临界水深n Normal depth：正常水深n Rating curve：率定曲线在此例中你选择Fall River Lower Reach下游尾端，按Normal Depth 项，则显示框会要求您此河之平均能量坡度则请输入其坡度值0.0004（ft/ft），在按OK。最后是将建立的数据在图六File项内之 Save Flow Data As储存之。四. Performing the hydraulic calcu

24、lations做水利模式演算既然已经输入所有的数据 那我们可以去HEC-RAS主窗口的Simulate项选择Steady flow Analysis模拟演算稳定水流之水面剖线，而这稳定水流分析窗口将会显现如图八，除非你的将不会有任何计划标题。图 八 稳定水流模拟试窗首先将使用几何及水流数据且定义一个Plan标题及简短确认名，从上图八之File项选择New Plan输入计划名称，Existing Conditions Run”，然后按 OK 钮你仍将被提示Short ID则 输入简短确认名”Existing”。下一步骤为选择要求的河制做模式演算，此例以Subcritical水流并确认水流为Sub

25、critical由 Options 项并提供多项功能项目、但并非此例所须 在确认工作计划及所须工作项设定后，必须于图八File项储存Save Plan计划名称，既然数据皆已设定那可按Compute键开始模拟稳定水流之演算，当按此键后会显现演算过程的独立窗口，当演算完成后可依序关掉稳定水流演算及仿真窗口 五. Viewing results演算结果的展示若本模式顺利仿真演算完成，你便能展示演算结果，由HEC-RAS主要窗口View menu展示功能键内可提供如下之多种的输出选择项：n Cross section plots横断面图n Profile plots纵断剖面图n Rating Curv

26、es率定曲线n X-Y-Z Perspective plots三维立体图示n Detailed tabular output at a specific cross section （cross section table）特定横断面详细数据表的输出（横断面表）n Limited tabular output at many cross section （profile table）各流量剖面在各处有限横断面数据表的输出（纵剖面表）横断面水位图：由 HEC-RAS主窗口 View供能键选择 Cross section键则会显现第一个横断面为Butte Cr.如图九，任何横断面图可在图上Rive

27、r Reach and River Sta. 选择之，使用者亦可由Options项所提供可选择的数种图形功能项，此选择项包括zoom in放大图面 zoom out回复原图 plans计划案 profiles流量剖面and variables to plot各种变数可绘图面 and control over lines symbols labels scaling 可调整之图面的线、标志、工作名称、比例and grid options图面网格线的选择。选择不同横断面绘图和由Options功能项使用一些可提供相同项目以练习之。图 九 实例应用之横断面水位水面纵剖线图示：由HEC-RAS 主窗口的

28、View 功能项内选择Water Surface Profile后则会自动显示出Butte Cr.第一河域的水面线图示。可由Options项有提供您选择多条 Reaches去显示水面剖线图。在此图十所示为选择Fall river 的upper and lower reach河断。在Options项额外选择经演算剖面或图上所提供的变量项目以练习使用。图 十 实例应用之纵剖面水位经演算的率定曲线图：由 HEC-RAS主窗口View功能项选取Rating Curves后，其会显示出 Butte Cr为第一个率定曲线图如图十一。你也选择适当的河流、河域之位距编号观看其图示。经所绘图示之选择功能项类似横

29、断面功能项。并且可由绘图提供的选择项可以练习及绘制不同位距的率定图。图 十 一 实例应用之计算率定曲线三维立体图：HEC-RAS主要窗口View功能项内选择 X-Y-Z Perspective Plots则会显示出各流域之各横断面相互关系透视图若欲显现如下关系可 Options项选择Reaches 则会产显示你须要之河域则Select All钮在按OK钮，再次于Options项选择Profiles项、选择3组流量剖面，当你选择这些功能项后则会显现三维立体图示如图十二，你可以试着旋转着展示不同方向之（或不同河段）透视图示。图 十二 全部三条河域之立体（X-Y-Z）透视图断面格式之数据：经由HEC

30、-RAS主要窗口之 View项内选择 Cross section Table，这里有两种断面型式为横断面及纵断面表可供选择。由图十三显示出一处横断面的详细水利信息，而其他断面数据亦可从此图中选择 Reach，River得之。而纵断面数据表如图十四所示；此表可显示在各流量下之多处横断面的有限数据；由此表之功能项下可显示提供演算水利结构特殊讯息（如桥梁和涵洞）而其他系提供之一般性的全部断面数据，如此图。图 十三输出横断面之详细数据表（一处在一种流量情况下）表中各项含义？图 十四输出 纵断面于各流量下之水理格式化之数据表七. Printing graphics and tables打印图型及数据表所有的图及表皆能直接传递至打印机/绘图机或者透过窗口之剪贴布传递至其他程序（如字处理）。这打印机/绘图机会基于你在试窗上目前所选择而打印，使用者亦可设定打印格式。依