HEC-RAS初步教程 2012

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HEC-RAS初步教程2012-文档资料

HEC-RAS初步教程2012-文档资料

• Application guide
应用指南 examples 实例 step by step

一、数据要求
• 一般数据
• 几何数据
• 恒定流数据
• 非恒定流数据
•plan data •geometric data •steady flow data •unsteady flow data •quasi-steady flow data •sediment data •water quality data •hydraulic design data
1.2 Geometric data
Geometric Data的获取:
在HEC-RAS中通过手工输入从头建立 利用HEC-GeoRAS等GIS扩展在ArcGIS中先建立好模型,
然后导入HEC-RAS中
Geometric Data的组成: river
河流,河网
reach
河段
junction
汊点
station
桥梁、涵洞、堰、溢洪道等等
可考虑桥、涵、 坝、闸、等构筑 物
安装及帮助文件
• User’s manual
用户手册 安装、使用、界面菜单 guide to use HEC-RAS
• Hydraulic reference manual
水力手册 理论,参数选择 theory and data requirements
横断面数据
• 横断面布置:尽量垂直流向。
cross section
•每个cross section都有如下属性:river name,river station, reach name,description。 •断面形态由一组(y,z)坐标给出,y轴的正方向为从上游向下游看由 左岸到右岸。(y,z)坐标的顺序必须满足y值非减条件。左岸和右岸位 置分别以y坐标值给出,且必须对应于某个(y,z)坐标对,用于标记河 道左岸滩、主槽、右岸滩的分割位置。 •在断面上可根据分区给定变化的糙率值n。 •断面之间的间距是自上游向下游计量的,也就是当前断面与下游相邻 断面之间的距离,最下游的断面上间距值没有意义,按零存储。 •距离分为左岸距离(LOB),中心距离(Channel),右岸距离 (ROB)。 •每个断面上还可定义突缩和突扩的能量损失系数,用于计算当前断面 与下一断面之间的能量损失。

HEC RAS初步教程【精选】

HEC RAS初步教程【精选】
• Application guide
应用指南 实例 step by step examples

一、数据要求
• 一般数据 • 几何数据 • 恒定流数据 • 非恒定流数据
•plan data •geometric data •steady flow data •unsteady flow data •quasi-steady flow data •sediment data •water quality data •hydraulic design data
水面线分析
– Unsteady flow simulation.
非恒定流量水位过程
可计算急流、缓
– Sediment transport / Movable boundary sedimen流t. 以及混合流
泥沙输移
– Water quality
水质模拟,温度,藻类,溶解氧,BOD…
– Hydraulic design
桥梁、涵洞、堰、溢洪道等等
可考虑桥、涵、 坝、闸、等构筑

安装及帮助文件
• User’s manual
用户手册 安装、使用、界面菜单 guide to use HEC-RAS
• Hydraulic reference manual
水力手册 理论,参数选择 theory and data requirements
1.1 plan data (一般数据)
project
*.prj
Plan(工况) .P01~.P99
geometric
flow
.G01~.G99
sediment
Water quality
Hydraulic design

HEC-RAS初步教程_2012

HEC-RAS初步教程_2012
HEC-RAS 应用
武汉大学水利水电学院 曾玉红
What is HEC-RAS?
• HEC-RAS Hydrologic Engineering Center, (HEC) River Analysis System. (RAS)
模拟河流的水流、 泥沙、水质问题
– Steady flow water surface profile computation.
P2 P Wx Ff Q Vx 1
压 力 项 重 力 项 阻 力 项 速 度 变 化
HEC-RAS中所用的动量方程形式:
2 Q2 2 A1 A2 A1 A2 Q12 1 A2 Y2 ( ) LS0 ( ) LS f A1Y1 gA2 2 2 gA1
边滩:
Qc (Vc Qc ) z g Ac ( S fc ) M f t xc xc Q f t (V f Q f ) x f z g Af ( S ff ) M c x f
主槽:
4、边界条件
• 上游边界条件
流量
下游边界条件
• 水位过程线 • 流量过程线 水位随时间的变化、控制水深 下游有实测流量资料
1.3 如何对过水断面进行限定
• 死水区 ineffective flow area
1.3 如何对过水断面进行限定
• 堤防设置
1.3 如何对过水断面进行限定
• 障碍物
二、Starting with HEC-RAS
• 开始一个新的project
• 输入(导入) geometric data
1.1 plan data (一般数据)
project
*.prj
Plan(工况) .P01~.P99

HEC-RAS

HEC-RAS
的局 部水 头损 失 2 . 2 . 4 洪水和 边界 条件 的输入 津桥 湖水 库 溢洪 道 洪 水 标 准 按 1 0 0 0年 一 遇
HE C — R A S软件 可 自行计 算
2 . 2 . 5 计 算 成 果
通过 H E C — R A S软 件 计 算 . 设计 、 校 核 两 种 工 况下 . 溢 洪道 水 面线计 算 成果 如表 1
面 高 程 与 渠 底 高程 相 减 即 可 得 到 各 断 面 的 水 深 . 各 断面计 算 成果 见 表 2 。 在表 2中 . H E C — R A S软 件
快捷 并 能够 真 实 的反 应溢 洪 道在 收 缩 或者 扩 散 等 处水 流形 态 。 计 算成 果较 精确
在 实 际溢 洪 道 工程 应 用 中 .水 面线 的计 算 成
对 比分 析 . 对 比成 果 如表 2
2 . 2 . 6 成 果 分 析
校核 。 5 0年 一 遇设 计 , 校 核 洪 峰流 量 2 7 1 m 3 / s . 设 计 洪 峰 流量 1 5 0 m3 / s 。在 HE C — R A S软 件恒 定 流数 据
表 1
由表 1 . 可 知运 用 HE C — R A S软 件 计 算 溢洪 道
吉林 水利
2 . 2 . 2 防 洪 标 准
HE C — R A S在 津桥 湖 水库 溢洪 道水 面线 计算 的应 用
林 开放 等 2 0 1 5年 l 1月
模块 中 . 可 同时 输 入 设 计 、 校 核 两 个 标 准 的洪 水 ,
并 可 同 时计算 水 面线 溢洪 道 泄洪 时 , 自桩号 溢 0 + 0 0 8 . 8 0起 水 流 状态 属 急 流模 态 .边 界 条 件需 在 上 游侧 输 入 . 在 恒定 流 数 据模 块 中 , 边 界条 件 可 输 入 流量 水 位 、 临 界水 深 、 正常 水 深 和水 位 流 量关 系 曲 线 四种 津桥 湖 水 库溢 洪 道 采用 的正槽 式 宽 顶 堰 泄洪 , 结合 《 溢 洪 道 设计 规 范 》 ( S L 2 5 3 — 2 0 0 0 ) , 起 始 计算 断 面定 为泄 槽首 部 .即桩 号溢 0 + 0 0 8 . 8 O由宽

HEC-RAS软件傻瓜式操作步骤

HEC-RAS软件傻瓜式操作步骤

|SJu%Az Projoert ...<O QQ r*i Q r-oj u £QVQ £wuQroj As —Kornqrvno P LO J OUR T2lu<2>QldTq Pirojaur .... Piroju<z ・ S1-i rv »r->->^3 rI rv »:z>u> r_t IEU?-2 KZ>Qt4 I cm r>u> r_t IEU ■—O a... C^ocora 食 q匹4Q jc*u » r-t WxqoF G 1 S Oeite » W X QO F **o IWO-OSS Ro-st or- o 8 6Bc4«ur> OeiXo Det>uj a Yeport (corrmq r-e&s C-UJr r eel *I 曰c Filew)UfXUlfor+'PUNOl.eCKrNOyOoujE —c^^\l.WW.prjU:、kJ •一,<\PU NO 3L 00770\0ou j e 一口金♦、[ N 3. p rj cJ :、x ; .yoyo J T 4O ・ prjNew ProjectjSut drive ond path, then enter o project title- end nk? name?.Edi 金 Sort5elcctc-d FolderDefault Project Pokier Documentsmil 123 •456ILLII.PO i23.prj 456. prj轴入文件名字 不能启中文选择储存路径C>E>-tiom sS I oolsTitle^\RC2O 160720 Y5ocLjrne-rits,门HEORAS 5.0.0File Edit Run View | Qptions GIS Tools HelpProject:Plan:Geometry:Steady Flow:Unsteady Flow; Descrip bon :攵变单位Program SetupDefault Parametersnit system (US Custom a ry/SI] ...Convert Project Units ...Convert Horizontal Coordinate Systems ...DpocurHEC-RAS曰HEC-RAS 5.0,0X Geometric Data 回区0.7885. 0.7854River Reach Data Edit Options View SrOFIow G1S Tools•JuncT. River:aOMew xiyo<Storaq « Area Lotorol 6rjqlj ■一 Cross Soo Ho 、Inline C511 । I i输入数据Brdq/CulM 新建——个河 道断面数配n=con日。

HEC-RAS操作程序

HEC-RAS操作程序

有两点要说明,由于我本人英文不是很好,很多单词需要查字典,或者是凭着自己的理解来翻译的,比如“REACH”我翻译成“水力计算段”,“PROJECT”翻译成“项目”或者“工程”,都是同一个意思,看的时候明白就好,软件的翻译主要是结合软件的使用和我们一般在设计中的理解。

大家不要介意,如果有好的翻译,希望和我一起讨论。

第二点是,我翻译时使用的版本是3.0.1,见下图,以前有个台湾的兄弟也写了一个HEC-RAS的简单使用说明,他用的版本是2.0的,所以他的内容图片和我这个是不同的,大家注意区别。

HEC-RAS不同版本的功能相差很大。

我的QQ是12400654,EMAIL:CAD_SW@第一章 介绍略。

就是欢迎大家使用,Welcome~~~~呵呵。

介绍了一下功能,主要是稳定流和不稳定流的水力分析,并且还有泥沙运动分析、水力设计功能。

第二章 软件安装略。

对我们大家经常使用D版软件的兄弟来说,安装应该不是什么问题,况且这个HEC-RAS还是正版的,呵呵。

第三章 使用HEC-RAS概述HEC-RAS是一个综合性的水力分析软件包,软件使用的是图形界面(GUI)。

能够计算稳定流、不稳定流的水面线,在将来的版本中,将包括泥沙运动和水力设计功能。

HEC-RAS的结构中,“项目”(Project)是河流系统所有计算文件和数据的集合。

建模者可以利用HEC-RAS进行各种形式的分析,分析成果作为项目的一部分。

一个“项目”的数据文件由下列数据组成:计划文件、几何数据、稳定流数据、不稳定流数据、泥沙数据和水力设计数据。

学习的过程中,可能建模者需要比较几个相似的“计划”。

每一个计划需要一套相应的几何数据和水流数据。

当基础数据输入到HEC-RAS中后,建模者可以根据这些基础数据,很容易的进行一个新的计划(而不是又重新开始一个新的模型,并且这些“计划”都在这一个“项目”中)。

这些不同的计划的结果,可以通过图或者表的形式表现出来,方便进行比较。

《HECRAS初步教程》课件

《HECRAS初步教程》课件

模型计算结果的分析和输出
4
QGIS等软件进行处理。
包括水面、流速、引线、剪切力等计算 结果的查看、分析和输出成图和表格等
形式。
HECRAS进阶应用
不同场景下的模拟和分析
包括洪水、枯水、落差等不同场景下的水动力学模拟和分析,考虑灾害风险评估、水资源管 理等方面的应用。
模型结果可视化方法介绍
包括流场视图、经验公式拟合、多元回归分析等模型结果可视化方法的介绍和应用。
HECRAS具有广泛的应用前景, 包括水利工程规划、水资源管理、 灾害风险评估、水生态保护等方 面。
通过阅读教材、视频教程、实践 操作等途径,提高学习和使用 HECRAS的效果,同时充分理解 和应用相关软件和数据处理技术。
HECRAS的安装和界面介绍
安装步骤
下载并安装HECRAS软件;设置 工作目录和默认功能;配置计算 机环境和参数。
界面布局
常用工具介绍
包括工具栏、菜单栏、属性窗格、 输出窗格和地图视图等,用于进 行输入、计算和输出管理。
包括河道几何数据编辑、水动力 学模型参数设置、模拟计算和模 型结果查看等工具。
HECRAS初步教程
欢迎来到HECRAS初步教程,今天我们将介绍什么是HECRAS以及它的安装、 使用和进阶应用等方面的知识。让我们一起来探索!
什么是HECRAS
HECRAS概述
HECRAS是流体力学数值模拟软件,用于模拟高水位、洪水和流量等河流水文过程。
HECRAS的功能
可以进行河道水动力学模拟、河床冲刷、泛滥预报、水生态学模拟和水库调度、水电站调度 等综合应用。
HECRAS的使用
1
河道基本信息的输入
包括河道形状、横断面数据、河床通量、

HEC-RAS 培训课件

HEC-RAS 培训课件

1.1.3 洪水灾害:历史、现状及未来 史实: 相比其他灾害,洪水频次增加更快
未来洪水频次增加
亟待推进洪水危险性制图,服务洪水风险防范
1. 洪水淹没危险性评价工作方法及技术介绍
1.1 洪水淹没水文-水力学模拟相关知识 1.2 洪水淹没危险性评价工作步骤及方法
1.2.1 洪水危险性评价基本流程
2.1.4 年最大与超阈值序列构建
2. 洪水淹没模拟水文分析:洪峰流量估算 2.1 洪峰流量序列建立 2.2 单站洪水频率分析 2.3 区域洪水频率分析
2.2.5 洪水频率分析的基本假设与不确定性分析 可获取的、长时期、高质量观测资料 洪水事件之间单独相互独立无相关 流域-气候系统为平稳态 历史资料拟合的概率分布适用于未来
TELEMAC 3D
泛滥程度+水深+
CFX
三维流速
1. 洪水淹没危险性评价工作方法及技术介绍 2. 洪水淹没模拟水文分析:洪峰流量估算 3. 洪水淹没模拟水文分析:Hec-RAS 实例应用
2. 洪水淹没模拟水文分析:洪峰流量估算 2.1 洪峰流量序列建立 2.2 单站洪水频率分析 2.3 区域洪水频率分析
1.1.1 洪水灾害类型:术语解析、分类
河道与海岸带洪水模拟与制图问题
河道洪水
模拟和制图技术比较成熟 有较好的径流观测资料 洪水沿河道演进
海岸带洪水
模拟和制图技术尚在发展 洪水呈面状演进 结果更依赖于模型而不是
历史数据
1.1.2 洪水灾害形成的简单解释 A combination of meteorological and hydrological extremes Unplanned growth and development in floodplains Meteorological: 气象的 Hydrological: 水文学 floodplains: 洪泛平原

HEC-RAS 使用手册翻译 第四章

HEC-RAS 使用手册翻译    第四章

美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧第四章程序应用实例( Example Application)这一章提供一个实例,说明如何运用HEC-RAS来计算稳定流水面线。

用户可以通过一步一步的过程,来了解如何输入数据、执行计算,以及查看结果。

为了获得本章之外的更多一些知识,你最好在自己的电脑上执行这一章的每一个步骤。

当然,在你进行这个例子应用之前,你应该先阅读过本手册的前三章。

译注:在这一章阅读后,你可能还是不能进行实际工程的运用,这个很正常。

因为有一些具体的输入,到底是什么意思,在这一章中没详细讲解,详细讲解的章节在后面的5、6、7三章,看到7章结束,一般的计算就可以运用了。

这些详细说明的重点内容在6、7两章,特别是6章输入“几何数据”,其内容打印出来的纸张数量>1+2+3+4+7。

这也可以看出,在计算机辅助设计中,几何数据的输入,或叫做数学模型的建立,是基础中的基础,重点中的重点。

我们任何一个工程,要想利用计算机,都必须涉及到一个数学模型建立的问题,比如有限元分析,其建立模型所耗费的功夫很大,而实际耗费在“计算”上的时间则相对小得多。

另外,第四章内容和第三章有一些重复,多读一边也好。

言归正传,书接上回,呵呵~~~本章内容1、开始一个新工程(Startinig a New Project)2、输入几何数据(Entering Geometric Data)3、输入稳定流数据(Entering Steady Flow Data)4、执行水力计算(Performing the Hydraulic Calculation)5、查看结果(Viewing Results)6、打印图表(Printing Grahhics and Tables)7、退出程序(Exiting the Program)美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧1、开始一个新工程(Startinig a New Project)开始这个例子,我们首先启动HEC-RAS程序,双击HEC-RAS在Windows中的图标。

HEC-RAS 使用手册翻译

HEC-RAS 使用手册翻译

美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧第四章程序应用实例( Example Application)这一章提供一个实例,说明如何运用HEC-RAS来计算稳定流水面线。

用户可以通过一步一步的过程,来了解如何输入数据、执行计算,以及查看结果。

为了获得本章之外的更多一些知识,你最好在自己的电脑上执行这一章的每一个步骤。

当然,在你进行这个例子应用之前,你应该先阅读过本手册的前三章。

译注:在这一章阅读后,你可能还是不能进行实际工程的运用,这个很正常。

因为有一些具体的输入,到底是什么意思,在这一章中没详细讲解,详细讲解的章节在后面的5、6、7三章,看到7章结束,一般的计算就可以运用了。

这些详细说明的重点内容在6、7两章,特别是6章输入“几何数据”,其内容打印出来的纸张数量>1+2+3+4+7。

这也可以看出,在计算机辅助设计中,几何数据的输入,或叫做数学模型的建立,是基础中的基础,重点中的重点。

我们任何一个工程,要想利用计算机,都必须涉及到一个数学模型建立的问题,比如有限元分析,其建立模型所耗费的功夫很大,而实际耗费在“计算”上的时间则相对小得多。

另外,第四章内容和第三章有一些重复,多读一边也好。

言归正传,书接上回,呵呵~~~本章内容1、开始一个新工程(Startinig a New Project)2、输入几何数据(Entering Geometric Data)3、输入稳定流数据(Entering Steady Flow Data)4、执行水力计算(Performing the Hydraulic Calculation)5、查看结果(Viewing Results)6、打印图表(Printing Grahhics and Tables)7、退出程序(Exiting the Program)美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧1、开始一个新工程(Startinig a New Project)开始这个例子,我们首先启动HEC-RAS程序,双击HEC-RAS在Windows中的图标。

HECRAS初步教程

HECRAS初步教程

1 .5 ( P n ) i i i 1 P
• 障碍物
N
2/3
V1 V Q1 Q2 2g 2 Q Q
二、Starting with HEC-RAS
• 开始一个新的project
• 输入(导入) geometric data
• 输入 flow data 、 boundary conditions
• 水力计算
• 后处理(结果显示与打印)
Projects
.Prj .R01 .X01 .O01 .G01 .F01 .U01 .Q01 .S01 .SedCap01 .W01 project run file for steady flow plan run file for unsteady flow plan output file geometry data steady flow data unsteady flow data quasi-unsteady flow data sediment data sediment transport capacity water quality
V V Z Y Z Y 2 2 1 1 2 g 2 g
• 横断面布置:尽量垂直流向。
横断面数据
2 22
2 11
cross section
•每个cross section都有如下属性:river name,river station, reach name,description。 •断面形态由一组(y,z)坐标给出,y轴的正方向为从上游向下游看由 左岸到右岸。(y,z)坐标的顺序必须满足y值非减条件。左岸和右岸位 置分别以y坐标值给出,且必须对应于某个(y,z)坐标对,用于标记河 道左岸滩、主槽、右岸滩的分割位置。 •在断面上可根据分区给定变化的糙率值n。 •断面之间的间距是自上游向下游计量的,也就是当前断面与下游相邻 断面之间的距离,最下游的断面上间距值没有意义,按零存储。 •距离分为左岸距离(LOB),中心距离(Channel),右岸距离 (ROB)。 •每个断面上还可定义突缩和突扩的能量损失系数,用于计算当前断面 与下一断面之间的能量损失。

HEC-RAS教程

HEC-RAS教程

Edit数据编辑Options参数选择Help说明Geometric Data.几何资料.. ProgramSetup项目设定 Contents目录Steady flow Data稳定流数据 DefaultParameters侦误参数 Using HEC-RAS HelpUnsteady 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).. ConvertProject Units计划单位转变 About HEC-RASFile档案Simulate模拟View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档案格式输入Profile table....剖面资料表Import HEC-RAS Data..以旧版Hec-ras档案格式输入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============================================================================================Save project储存在原有计划档案 XYZperspective plots:可展示三维复合型断面剖析图Save an existing projectview 3D multiple cross section plotSteady flow data:编辑及输入稳定流数据Edit and/or enter steady flow dataProfiles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 plotsPerform hydraulic design computations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 computedrating curves summary of rrors, warnings,and notesCross sections:显示各计算结果之横断面总结(错误,警示, 批注)View cross section plotsSteady 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 locationsGeometric Data :编辑及输入几何数据by profileEdit 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 Viewdetailed 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。

hecras建立非恒定流模型的步骤

hecras建立非恒定流模型的步骤

hecras建立非恒定流模型的步骤第一步:收集数据在建立非恒定流模型之前,我们需要收集一些必要的数据。

这些数据包括河道几何数据、入流量数据、水动力特性数据等。

河道几何数据可以通过实地测量或者遥感技术获取,包括河道横断面的形状、大小和位置等信息。

入流量数据可以通过水文站点的观测数据或者水文模型计算得到。

水动力特性数据包括水流速度、水位、河床粗糙度等参数,可以通过实测或者推算得到。

第二步:创建Hec-RAS模型在收集到数据之后,我们可以开始创建Hec-RAS模型了。

首先,打开Hec-RAS软件并新建一个工程。

然后,根据收集到的河道几何数据,在模型中绘制河道的横断面,并设置相应的边界条件。

接下来,我们可以添加入流量数据,并设置模型的初始条件。

第三步:运行模型在设置好模型之后,我们可以运行模型进行模拟了。

Hec-RAS会根据我们设置的边界条件和参数,计算河道中的水流变化情况。

模拟的结果包括水位、流速、流量等信息。

可以通过模型的输出结果来评估河道的水力特性和水文过程。

第四步:模型验证模型运行完成后,我们需要对模型进行验证。

这个过程可以通过与实测数据进行对比来完成。

我们可以将模拟结果与实测数据进行比较,评估模型的准确性和可靠性。

如果模型的结果与实测数据相符合,说明模型具有较高的可信度。

第五步:模型调整如果模型的结果与实测数据存在较大的偏差,我们需要进行模型调整。

模型调整可以通过改变边界条件和参数来实现。

我们可以根据实测数据对模型的边界条件进行调整,以使模型的输出结果更加接近实际情况。

此外,我们还可以通过对不同参数的敏感性分析,找到对模型结果影响较大的参数,进一步调整模型。

第六步:模型应用在模型验证和调整之后,我们可以将模型应用于实际工程中。

通过模型的输出结果,我们可以评估不同工程措施对河道水流的影响,并进行方案比较和优化。

同时,模型还可以用于预测未来的水文过程,为水利工程的规划和设计提供参考。

通过以上六个步骤,我们可以使用Hec-RAS建立非恒定流模型。

HEC-RAS使用手册

HEC-RAS使用手册

HEC-RAS一維水理分析模式大致可分為三個部分:1.資料輸入:幾何資料、水理資料。

2.模擬分析:穩定流水理分析、水力設計程式(橋樑沖刷)。

3.圖表輸出:幾何斷面、水剖面線、率定曲線、3-D透視圖。

該模式建立,由命令列左至右依序將相關資料輸入,必要之輸入包括:Edit:Geometric Data(幾何資料),Steady Flow Data(穩定流資料)。

Simulate:Steady Flow Analysis(穩定流分析),Hydraulic Design Functions(水力設計程式)。

View:Cross Section(幾何斷面),Water Surface Profiles(水剖面線),Rating Curves(率定曲線),X-Y-Z Perspective Plots (3-D透視圖)。

【範例】今有一河流,假設該流況為穩定流,共包含三個測量斷面資料、一座橋樑斷面資料,渠道之10年頻率洪水流量Q10為250CMS,5年頻率洪水流量Q5為150CMS,穩定流邊界條件假設S=0.005……………..。

〈模式建立〉STEP 1開新檔案:File/New Project輸入計畫目錄及檔名,但HEC-RAS必須以英文目錄及檔名存取,切記!!STEP 2輸入幾何資料:Edit/Geometric Data/New Geometry Data…..在本視窗最左邊六個icon中,點選,並於視窗中畫出計畫河流。

此外,亦可加入經由定位過之影像圖檔,直接於圖檔上繪出計畫河流與斷面測點,待計畫河流相關資料完成後,即可進行幾何斷面資料之建立。

幾何斷面建立:點選,進入下面視窗。

選擇Option/Add a new cross section。

依序鍵入三個斷面相關資料。

輸入完畢後,按Apply Data鍵,並關閉該視窗。

橋樑斷面建立:點選,進入下面視窗。

選擇Option/Add a Bridge and/or Culvert,加入新橋樑。

HEC-RAS教程

HEC-RAS教程

HEC-RAS教程Edit 数据编辑Options 参数选择 Help 说明Geometric Data.⼏何资料.. ProgramSetup 项⽬设定 Contents ⽬录Steady flow Data 稳定流数据 DefaultParameters 侦误参数 Using HEC-RAS HelpUnsteady 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).. ConvertProject Units 计划单位转变 About HEC-RASFile 档案 Simulate 模拟 View 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档案格式输⼊ Profile table....剖⾯资料表Import HEC-RAS Data..以旧版Hec-ras 档案格式输⼊ 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============================================================================================储存在原有计划档案 XYZ可展⽰三维复合型断⾯剖析图Save an existing projectview 3D multiple cross section plotSteady flow data:编辑及输⼊稳定流数据Edit and/or enter steady flow dataProfiles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 plotsPerform hydraulic design computations显⽰⽔利计算功能(如桥墩处局部冲刷)曲线View computedrating curves summary of rrors, warnings,and notesCross sections:显⽰各计算结果之横断⾯总结(错误,警⽰, 批注)View cross section plotsSteady 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 locationsGeometric Data:编辑及输⼊⼏何数据by profileEdit 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 Viewdetailed 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。

HEC-RAS 使用手册翻译

HEC-RAS 使用手册翻译

美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧第四章程序应用实例( Example Application)这一章提供一个实例,说明如何运用HEC-RAS来计算稳定流水面线。

用户可以通过一步一步的过程,来了解如何输入数据、执行计算,以及查看结果。

为了获得本章之外的更多一些知识,你最好在自己的电脑上执行这一章的每一个步骤。

当然,在你进行这个例子应用之前,你应该先阅读过本手册的前三章。

译注:在这一章阅读后,你可能还是不能进行实际工程的运用,这个很正常。

因为有一些具体的输入,到底是什么意思,在这一章中没详细讲解,详细讲解的章节在后面的5、6、7三章,看到7章结束,一般的计算就可以运用了。

这些详细说明的重点内容在6、7两章,特别是6章输入“几何数据”,其内容打印出来的纸张数量>1+2+3+4+7。

这也可以看出,在计算机辅助设计中,几何数据的输入,或叫做数学模型的建立,是基础中的基础,重点中的重点。

我们任何一个工程,要想利用计算机,都必须涉及到一个数学模型建立的问题,比如有限元分析,其建立模型所耗费的功夫很大,而实际耗费在“计算”上的时间则相对小得多。

另外,第四章内容和第三章有一些重复,多读一边也好。

言归正传,书接上回,呵呵~~~本章内容1、开始一个新工程(Startinig a New Project)2、输入几何数据(Entering Geometric Data)3、输入稳定流数据(Entering Steady Flow Data)4、执行水力计算(Performing the Hydraulic Calculation)5、查看结果(Viewing Results)6、打印图表(Printing Grahhics and Tables)7、退出程序(Exiting the Program)美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧1、开始一个新工程(Startinig a New Project)开始这个例子,我们首先启动HEC-RAS程序,双击HEC-RAS在Windows中的图标。

HEC-RAC第五章

HEC-RAC第五章

HEC-RAC第五章美国陆军⼯程兵团HEC-RAS软件⽤户⼿册孤⽵为萧似⽔流年第五章项⽬管理(Working With Project)本章翻译成果写出来之前,成都的“似⽔流年”兄与我联系,并得到了他的⼤⼒⽀持。

他正在对我前⾯翻译的四章内容进⾏校对修订,最后我俩会把统稿后的成果汇总发出来。

⽽对本章,这个⽂本也算是初稿吧。

⾔归正传。

在利⽤HEC-RAS建⽴河道的⽔⼒计算模型时,你需要通过项⽬(Project)进⾏⼯作。

项⽬(Project)是所有被⽤于建⽴模型的⽂件的集合。

这⼀章将讨论项⽬的概念以及如何建⽴并管理项⽬。

本章内容1、理解项⽬(Uderstanding Projects)2、项⽬元素(Elements of a Project)3、创建、打开、保存、重命名以及删除项⽬4、项⽬属性(Project Options)1、理解项⽬(Uderstanding Projects)当你建⽴⼀个应⽤模型时,所有被创建的⽂件的管理⼯作,都是在⽤户界⾯上完成。

当⼀个新的项⽬建⽴时,⽤户将需要输⼊项⽬的“标题”和“⽂件名”。

所有的数据都是通过⽤户界⾯⾃动存储的,并且使⽤相同的项⽬⽂件名,除了后缀名。

⼀个项⽬由下列部分组成:·⼀个项⽬⽂件(Project,后缀为.PRJ)·⼀个针对计划的计划⽂件(Plan,后缀为.P01~.P99)·⼀个针对稳定流分析计划的运⾏⽂件(RUN,后缀为.R01~.R99)·⼀个针对计划的输出⽂件(Output,后缀为.O01~.O99)·⼀个针对每次设置的⼏何⽂件(Geometry,后缀为.G01~.G99)·⼀个针对每次设置的稳定流数据⽂件(Steady Flow,后缀为.F01~.F99)美国陆军⼯程兵团HEC-RAS软件⽤户⼿册孤⽵为萧似⽔流年·⼀个针对每次设置的⾮稳定流数据⽂件(UnsteadyFlow,.U01~.U99)·⼀个针对每次设置的泥沙流数据⽂件(Sediment,后缀为.S01~.S99)·⼀个针对每次设置的⽔⼒设计数据⽂件(Hydraulic Desing,.H01~.H99)项⽬⽂件的内容:项⽬的标题;项⽬单位系统;项⽬相关⽂件列表;在界⾯上设置的⼀些默认变量的列表,此外还包括有⽤户最后⼀次⼯作时的计划。

HEC-RAS操作程序纲要3章末

HEC-RAS操作程序纲要3章末

HEC-RAS操作程序纲要3章末一直没时间写,现在接着前一部分,把第三章写完。

前面已经介绍了建立几何模型的过程。

现在第三章还有如下内容:输入水流数据和边界条件执行水力计算查看和打印成果输入HEC-2的数据重置HEC-2的成果获取和使用帮助我主要翻译前三点,后面红色的三小节不详细写了,是关于HEC-2软件的,一般我们都没有这个软件,也不会去用,如果有需要,可以和我联系,我再详细翻译出来。

言归正传。

————————————————————————————————————1.1.3输入水流数据和边界条件几何数据输入完成后,还需要输入稳定流或不稳定流数据。

水流数据的类型取决于需要分析的类型(译注:也就是说你需要计算稳定流还是不稳定流)。

在这一章的讨论中,举了一个稳定流计算的例子。

(水流)数据的输入在HEC-RAS的主窗口的Edit菜单里。

见下图:(原版里没有这个图,是我自己加上来的)稳定流数据输入的一个例子见图3.8,这个窗口叫做“稳定流数据编辑器”,图3.8中,稳定流数据包括如下三部分:需计算的水面线数目、流量数据、河系边界条件。

河系上的每一个水力计算段(Reach)至少必须输入一组流量,此外,在河系的任何位置都可以更改流量数据,而且所有的水面线都需要输入流量数据。

边界条件的输入是用以进行计算。

如果要进行subcritical flow分析,那么只需要输入下游边界条件;如果要进行superctical flow分析,那么只需要输入上游边界条件;如果需要计算mixed flow regime计算,那么上游边界和下游边界两者都必须输入。

边界条件的输入是通过这个图上的我标注为“2”的那个按钮实现。

当边界条件输入以后,需要保存数据到硬盘上。

在这个图的FILE 菜单里选择“Save Flow Data As”。

流量数据是保存在一个独立的文件里的,用户只需要给这个文件输入一个标题(title)就可以了,文件名则是自动生成的(这一点和几何数据文件相同,你不能修改文件名,而只能写一个标题或者描述说明)。

HEC-RAS使用说明

HEC-RAS使用说明

幾何資料.. 目錄使用中說明) 沖積物資料(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============================================================================================ )) 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。

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自由出流: 过渡状态: 淹没出流:
Q C 2gWT TE BBE H HE
Q C 2gWT TE BBE (3H1 )HE
Q CA 2 gH1
W-溢流堰的宽度 C-流量系数 TE,BE,HE,系数 H1: Zu-Zd A:闸门面积
自由出流: 过渡状态: 堰流:
Q CWB 2gH
Q CWB 2g3H
• 输入 flow data 、 boundary conditions
• 水力计算
• 后处理(结果显示与打印)
Projects
.Prj .R01 .X01 .O01 .G01 .F01 .U01 .Q01 .S01 .SedCap01 .W01 project run file for steady flow plan run file for unsteady flow plan output file geometry data steady flow data unsteady flow data quasi-unsteady flow data sediment data sediment transport capacity water quality
控制体 内动量 变化 重 力 项 阻 力 项
2、计算方法
隐式有限差分法:
定义: 以及: 则:
f j f jn f j f jn 1 f jn f jn 1 f jn f j
隐式有限差分的一般格式: 时间离散:
f f 0.5( f j 1 f j ) t t t
Q CLH 3/ 2
横断面数据
• 横断面布置:尽量垂直流向。
cross section
•每个cross section都有如下属性:river name,river station, reach name,description。 •断面形态由一组(y,z)坐标给出,y轴的正方向为从上游向下游看由 左岸到右岸。(y,z)坐标的顺序必须满足y值非减条件。左岸和右岸位 置分别以y坐标值给出,且必须对应于某个(y,z)坐标对,用于标记河 道左岸滩、主槽、右岸滩的分割位置。 •在断面上可根据分区给定变化的糙率值n。 •断面之间的间距是自上游向下游计量的,也就是当前断面与下游相邻 断面之间的距离,最下游的断面上间距值没有意义,按零存储。 •距离分为左岸距离(LOB),中心距离(Channel),右岸距离 (ROB)。 •每个断面上还可定义突缩和突扩的能量损失系数,用于计算当前断面 与下一断面之间的能量损失。
HEC-RAS 应用
武汉大学水利水电学院 曾玉红
What is HEC-RAS?
• HEC-RAS Hydrologic Engineering Center, (HEC) River Analysis System. (RAS)
模拟河流的水流、 泥沙、水质问题
– Steady flow water surface profile computation.
2、能量损失
he LS f C
流程长 比阻
2V
2 2
2g

V
2 1 1
2g
局部阻力 系数
Llob Qlob Lch Q ch Lrob Q rob L Qlob Q ch Q rob
3、断面过流能力计算
Q KS
1/ 2 f
1 2/3 K AR n
左岸,主槽,右岸采用不同的参数进行计算,三部分相加获得整个
N
2/3
6、断面平均动能

V 2g
2
Q1
V12 V2 Q2 2 2g 2g Q1 Q2
7、阻力系数
Q 2 沿程: S ( ) f K
局部: hce
阻力坡降
C
2 1V1
2g

2 2V2
收缩与扩张断面的损失
2g
8、水面线计算过程 • 对于缓流,在上游断面假定一个水深; • 若是急流,则在下游断面假定一个水深; • 基于假定的水位,确定对应的总输水流量和速度水头;
11、恒定流计算的一些假定
• 流动是恒定的 • 流动是渐变的 • 流动是一维的 • 渠道底坡比较缓,小于1:10
四、非恒定流计算
• 1、方程
依据:质量守恒,动量守恒
– 连续性方程 inflow=outflow
AT Q ql 0 t x
– 动量方程
Q QV z gA( S f ) 0 t x x
10、动量方程的应用
• 能量方程适用于渐变流的情况 。当水面从急流-缓流,以及缓流-急流 的情况下,即在急变流的情况下,如渠道底坡的急剧变化如有水跃发 生、通过桥梁、堰、河网节点等情况,能量方程不再使用,此时可采 用经验公式,但很多情况下必须采用动量方程加以求解。
牛顿第二定律:
F
x
ma
代入各项力,即得:
边滩:
Qc (Vc Qc ) z g Ac ( S fc ) M f t xc xc Q f t (V f Q f ) x f z g Af ( S ff ) M c x f
主槽:
4、边界条件
• 上游边界条件
流量
下游边界条件
• 水位过程线 • 流量过程线 水位随时间的变化、控制水深 下游有实测流量资料
Flow data and boundary conditions
• Steady flow • Unsteady flow
三、恒定流水面线分析
1、原理
Z 2 Y2
地面 高程
V
2 2 2
2g
Z1 Y1
V
2 1 1
2g
he
损失 水深 流速 水头
基于一维能量方程,能量损失由沿程和局部两部分组成。
水面线分析
– Unsteady flow simulation.
可计算急流、缓 流以及混合流 – Sediment transport / Movable boundary sediment.
非恒定流量水位过程 泥沙输移
– Water quality
水质模拟,温度,藻类,溶解氧,BOD…
– Hydraulic design
Geometric data
• River ----reach----junction----storage area---cross-section
• River Station:界定断面的位置,用数字表示, 大的数字在上游,小的数字在下游。 • Cross-section: River, reach, station and elevation… • Hydraulic structure
断面的过流能力。
计算可给出各部分流量的分配结果。
按糙率变化的节点进行划分:
边滩上按坐标节点进行划分:
一般取相同水面深度下的较小流量为计算流量。
4、糙率系数的选择
当主槽边坡大于5H:1V,或是主槽有多个糙率的情况,按 各部分湿) nc i 1 P
桥梁、涵洞、堰、溢洪道等等
可考虑桥、涵、 坝、闸、等构筑 物
安装及帮助文件
• User’s manual
用户手册 安装、使用、界面菜单 guide to use HEC-RAS
• Hydraulic reference manual
水力手册 理论,参数选择 theory and data requirements
1.2 Geometric data
Geometric Data的获取:
在HEC-RAS中通过手工输入从头建立 利用HEC-GeoRAS等GIS扩展在ArcGIS中先建立好模型,
然后导入HEC-RAS中
Geometric Data的组成: river
河流,河网
reach
河段
junction
汊点
station
• Application guide
应用指南 examples 实例 step by step

一、数据要求
• 一般数据
• 几何数据
• 恒定流数据
• 非恒定流数据
•plan data •geometric data •steady flow data •unsteady flow data •quasi-steady flow data •sediment data •water quality data •hydraulic design data
• 计算损失;
• 求解WS(水面); • 计算值和估计值进行比较,满足要求即停止;
9、临界水深的确定
• 临界水深: – 确定流动是急流还是缓流,便于采用合适的计算方法,并 进行流动分析。计算中一般自动计算该项。 断面的总能量:H=WS+V2/(2g)
– 临界水深的计算方法: • 抛物线法 对于单个极值 • 割线法 对于多个极值 假定水面高程,采用上述方程 获得最小的能量值所对应的临界水深。
P P Wx Ff QVx 2 1
压 力 项 重 力 项 阻 力 项 速 度 变 化
HEC-RAS中所用的动量方程形式:
2 Q2 2 A1 A2 A1 A2 Q12 1 A2 Y2 ( ) LS0 ( ) LS f A1Y1 gA2 2 2 gA1
1.3 如何对过水断面进行限定
• 死水区 ineffective flow area
1.3 如何对过水断面进行限定
• 堤防设置
1.3 如何对过水断面进行限定
• 障碍物
二、Starting with HEC-RAS
• 开始一个新的project
• 输入(导入) geometric data
空间离散:
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