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HEC-RAS中文说明


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 ============================================================================================ plots:可展示三維複合型斷面剖析圖 Save project 儲存在原有計畫檔案 XYZ perspective plots: Save an existing project view 3D multiple cross section plot data:編輯及輸入穩定流資料 Steady flow data Edit and/or enter steady flow data functions:水利設計功能 Hydraulic design functions: Perform hydraulic design computations 顯示水利計算功能(如橋墩處局部沖刷) Profiles 縱斷面圖樣(並可展示不同變數之圖示) view profile plots

curves:率定曲線 Rating curves: View computed rating curves sections:顯示各計算結果之橫斷面 Cross sections: View cross section plots analysis:做穩定水流模擬 Steady flow analysis: Perform a steady flow simulation

Sum Err,warm,notes: summary of rrors, warnings,and notes 總結(錯誤,警示, 註解)

Data:編輯及輸入幾何資料 Geometric Data Edit and/or enter geometric data Open 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

table:縱剖面各位置輸出資料表 Profile table: View output at multiple locations by profile

HECHEC-RAS 視窗主要功能表按鈕示意圖

HEC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。 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. 二. 三. 四. 五. 六. 七.

Starting a new project 開始新計畫 Entering geometric data 輸入幾何數據資料 Entering Steady flow data 輸入穩定水流邊界數據資料 Performing the hydraulic calculations 做水利模式演算 Viewing results 演算結果的展示 Printing graphics and tables 列印圖型及資料表 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. 4. 5. 由圖二之格式輸入各橫斷面位置編號之資料。 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。 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 reach ch,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 o Downstream Reach length 往下游流徑長 Adjusted Cross section 橫斷面 Adjusted Stationing 位距調整因子 度(m) Elevation 高 Reach 流域 River Sta.河 程調整值 Left O.B.左 Channel 主要 Right O.B 右 Left O.B 左 Channel 主要 Right O.B 右 名稱 流位置編號 (m) 側岸邊 深槽 側岸邊 側岸邊 深槽 側岸邊 Upper Lower Lower Lower Lower 9.8 9.79 9.7 9.6 9.5 -0.4 -0.1 -0.5 -0.3 -0.2 0.8 1.2 1.2 -(無) 1.2 1.2 0.8 1.2 1.2 0.0 500 500 500 0.0 0.0 500 500 500 0.0 0.0 500 500 500 0.0

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 0.2 C. 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 Reach 流域 名稱 Butte Cr. Butte Cr. Adjusted Adjusted Stationing 位距調整因子 Elevation 高 River Sta.河 程調整值 Left O.B.左 Channel 主要 Right O.B 右 流位置編號 (m) 側岸邊 深槽 側岸邊 0.1 0.0 -0.6 -0.3 Downstream Reach length 往下游流徑長 度(m) Left O.B 左 側岸邊 500 0.0 Channel 主要 Right O.B 右 深槽 側岸邊 500 0.0 500 0.0

Butte.Cr.經複製的各斷面尚須由現況斷面調整值表 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。 Data 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: Known water surface elevation:已知水面高程 Critical depth:臨界水深 Normal depth:正常水深 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: Cross section plots 橫斷面圖 Profile plots 縱斷剖面圖 Rating Curves 率定曲線 X-Y-Z Perspective plots 三維立體圖示

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) 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。

全部三條河域之立體( 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。

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。

依照下列直接輸出圖形至列印機
1. 2. 3. 顯示喜好的圖形(橫斷面,縱剖面,率定曲線,或者河流概況圖)在螢幕上 利用可使用的選擇項(比例、標示、格式線條、等)修飾你喜歡輸出的圖形。 由顯示圖形之 File 檔選擇 Print 項當按此項 時 則 Printer Options 視窗將會顯現、以提供使用者改變列印設定的機 會,當你業已設定你所須的方式,則可由 Printer Options 試窗按下 Print 工作鍵,則圖面會自動的輸出至視窗上處 理列印及控制列印工作。

輸出圖形至視窗的剪貼布上
依照下列輸送圖形至視窗之剪貼布和送到另外程式 1. 在螢幕上顯示喜好的圖形。 2. 利用可使用的選擇項修飾你喜歡輸出的圖形。 3. 由顯示圖形之 File 檔選擇 Copy to Clipboard 則此圖形會自動輸送至視窗之剪貼布上。

4.

帶出你所想程式以供剪貼圖形(例:文書處理) ,從接受程式之 Edit 選擇 Paste 項,當圖形貼至剪貼布上它的尺寸 你能調整至你喜歡的大小。

表格直接輸送至印表機 從程式輸出表章節帶出所須的表。 1. 由顯現之表 File 選擇 Print 項則會顯示出 Printer Options 之視窗,以此你所須的功能項、然後按 Print 鍵,這將會輸 2.
送整張表至視窗處理控制此表的列印。 至於縱剖面表型式允許你如下列所述列印部分的表 1. 在螢幕上顯示出你喜歡的縱剖面表型式。 2. 使用滑鼠,按左鍵在表上反白你欲列印區域。 3. 從顯示表上之 File 選擇 Print 項,於此僅反白區域和標題欄位會受理列印。

輸出資料表格至視窗之剪貼布上
輸送圖形至視窗之剪貼布或者送到另外程式依照下列所述。 1. 在螢幕上顯示喜好的資料表。 2. 由顯示資料表之 File 檔選擇 Copy to Clipboard 鍵。 3. 帶出你所想程式以供剪貼資料理) ,從接受程式 Edit 選擇 Paste 項,貼至剪貼布上。 再你現在已打開的作業視窗中,以案例練習傳遞圖形和資料表至印表機及剪貼布。

八. Exiting the program 退出電腦程式
在你退出 HEC-RAS 程式,需確認你已經儲存所有資料。這從 HEC-RAS 主視窗之 File 工作項選擇 Save Project 可以容易 儲存資料,任何數據資料(幾何、水流、計劃)若未經儲存則程式會自動為你儲存。 退出 HEC-RAS 程式,從主視窗之 File 工作項選擇 Exit 項,假如先前未儲存資料則程式會提示你儲存之。


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