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美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读1第四章程序应用实例(ExampleApplication)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(StartinigaNewProject)2、输入几何数据(EnteringGeometricData)3、输入稳定流数据(EnteringSteadyFlowData)4、执行水力计算(PerformingtheHydraulicCalculation)5、查看结果(ViewingResults)6、打印图表(PrintingGrahhicsandTables)7、退出程序(ExitingtheProgram)美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读21、开始一个新工程(StartinigaNewProject)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。程序主窗口如图4.1(如果你第一次运行这个程序,里面将是空白的)。图4.1HEC-RAS主窗口注:本来第四章的图和第三章有很多是相同的,我并没有直接把我翻译的第三章中的图拿过来,而是把原版文档上的图截下来的。大家可以看出,如果是我自己运行的图片,和原版是不同的,因为操作系统不同,所以图片样子有点差别。截原版的图的原因是,大家可以根据原版的图来一步一步的做,包括文件名啊什么都一样,而如果是用我的图,可能会比较乱。建立HEC-RAS运行计算数据的第一步是建立一个新的工程。在主窗口的文件(FILE)菜单里选择新建工程(NewProject)。新工程窗口如图4.2(如果你是第一次调出这个窗口,那么将是空白的)。图4.2新建项目窗口美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读3首先选择驱动器(比如C盘)和你所需要的工作目录,然后输入项目标题和文件名,见图4.2。当你输入这些信息后,单击OK按钮让程序保存数据。2、输入几何数据(EnteringGeometricData)利用HEC-RAS来建立稳定流模型的第二个步骤,是输入几何数据,通过选择主窗口上“编辑”菜单(Edit)中的“几何数据”选项来进行。当你选择了几何数据选项,几何数据窗口将会弹出,如果你第一次调出这个窗口,那么将是空白的。图4.3几何数据窗口美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读42.1绘制河系图在这个例子中,我们将要建立一个由两条河流(包含三个水力计算段)组成的河系(atwo-river,threehydraulicreachs),见图4.3。注:图中可以看出一共有两条河流,图上的名字是“FallRiver”,流向是西北-东南,它分为两段:UpperReach和LowerReach;另外一条河流可以看作是支流,流向是东北-西南,河流名字叫做ButteCR,包含一个水力段Tributary。FallRiver的分段是以ButteCR汇入的那个地方作为界限的,汇流的地方在HEC-RAS中叫做接口(Junction)。我个人觉得这两个河流的英文名字比较有意思,呵呵~~绘制这个河系图需要进行如下步骤:(1)单击几何数据窗口RiverReach按钮。(2)移动鼠标指针进入绘图区,到达你所需要的河流河流起始位置。(3)单击左键开始绘制水力计算段,移动鼠标指针,然后继续单击鼠标左键添加线条,通过双击左键来结束绘制,而水力计算段的终点将被确定在你双击的位置上。所有的水力段都必须从上游到下游的方向来绘制,也就是水流的方向,因为程序接受这个绘图方向就是是水流方向。单击左键开始绘制水力计算段,移动鼠标指针,然后继续单击鼠标左键添加线条,通过双击左键来结束绘制,而水力计算段的终点将被确定在你双击的位置上。所有的水力段都必须从上游到下游的方向来绘制,也就是水流的方向,因为程序接受这个绘图方向就是是水流方向。(4)绘制完成后,程序会要求你输入河流的名称和水力段的名称。河流名可以使用32个字符长度,而水力段名则只允许12个字符长度。在这个例子中,有一条河流的名称是FallRiver,另一条河流的名称是ButteCR。FallRiver由两个水力段组成,水力段名称分别是UpperReach和LowerReach,ButteCR则只有一个水力段,水力段名称是Tributary。美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读5(5)对每一个水力段都要重复上述步骤,当完成ButteCR的输入后,你会被要求输入“接口”(Junction)的名称,HEC-RAS中的“接口”概念,是指这么一个位置:在这里,出现两条或多条水力段汇合,或者是水力段分流。当你完成河系图的绘制后,有几个选项可用来编辑这个图,这些选项包括:更改名称,移动对象(对象有:标签、接口、在水力段上的点),添加点到水力段,删除水力段上的点,删除水力段,以及删除接口。这些编辑功能在几何数据窗口的编辑(EDIT)菜单里。注:当你首先绘制你的图时,图上并不存在用来描述横断面的短横线标记,这些短横线需要当你定义了横断面数据后才会出现。(译注:在图4.3上,可以看到在FallRiver上有一些小横线,并标记有10、9.9等等,另一条支流上也有,这是横断面的位置标记)2.2输入横断面数据接下来的步骤是输入横断面数据。通过图4.3几何数据窗口上的“横断面”按钮(CrossSection)来实现。单击这个按钮之后,会弹出横断面编辑器,见图4.4(你有可能是空白的)。图4.4本例的横断面数据窗口美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读6按照如下步骤输入横断面数据:(1)选择河流和水力段,在本例中,选择的是FallRiver,UpperReach。(2)到“选项”菜单(Options)里,选择“添加一个新横断面”(AddanewCrossSection),将会弹出一个输入窗口,要求你输入断面桩号(RiverStationidentifier)。对新的横断面而言,这个ID并不一定是一个实际的河流位置,但是必须是一个数字,这个数字描述了这个横断面在这个水力段上,与其它横断面的之间的相对位置关系。横断面编号需要从上游向下游(数字也就从高到低),本例中,这个横断面输入10。(译注:也就是断面编号RiverStation为10,这里有个问题,“实际的河流位置”原文为:actualriverstation,开始我这个地方翻译总是觉得有问题,后来慢慢理解了,这里,原文的意思是,比如你有一个横断面,这个横断面的RiverStation你写为10,另外一个断面的RS为9.5,这就表示了10#断面在9.5#断面的上面,而这个10和9.5并不一定是这条河流上的确切的桩号,也就是说10断面和9.5断面并不是桩号在10+000与9+500的地方。另外,在下面你会发现其实这两个断面之间的长度将会被输入的,而和这个断面的编号数字没有任何关系。)(3)按照图4.4输入这个横断面的所有数据。(4)当所有的数据输入完成后,单击“应用”按钮(ApplyData),这个按钮的功能是告诉程序这些数据将要被存储,而并不是进行保存。需要保存这些数据,你必须使用几何数据窗口上的文件(File)菜单。(5)查看这个横断面来检查数据,在图4.4的上面的PLOT菜单里,选择PlotCrossSection。这个横断面将如图4.5显示出来:一般而言,上述5步需要重复进行以输入所有的横断面。本例中为了减少输入数据的次数,我们通过复制当前断面,并调整其数据之后,用来描述这个河系中的其它横断面。美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读7图4.5河流的10#横断面查看译注:这里需要细细的比较一下,断面图和断面输入窗口之间的数据的关系,特别是断面的点的距离和高程,另外还有糙率,这个断面图可以明显的看出,河道分为主槽和两侧的滩地,并且糙率不同。接下来,通过如下步骤复制当前横断面:(1)进入横断面编辑器的Option菜单,选择“复制当前横断面”(CopyCurrentCrossSection)。会弹出一个对话框要求你选择河流和水力段,然后输入新断面的位置编号(RiverStation,简写为RS)。本例中,保持河流和水力段名称不变,即FallRiver和UpperReach,然后输入新的RS为9.9,单击OK按钮,新的横断面就出现在编辑器里了。(2)更改这个横断面的描述为“RiverMile9.9ofRallRiver”。(3)调整横断面的高程降低0.5英尺:选择断面编辑器的Option菜单上的AdjustElevations选项来调整。美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读8(4)调整滩地减小10%:选择断面编辑器的Option菜单上的AdjustStations选项,然后选择MultiplybyaFactor。会有一个输入框出现,有三个可以输入的区域,用来分别调整左岸滩地、主槽、右岸滩地(原文为:leftoverbank,channel,andtherightoverbank)。对左岸和右岸输入0.9,主槽仍保持空白。浙江让这个断面左右两岸减小10%,而主槽没有改变。(5)下游水力段长度(DownstreamReachLengths)保持不变。(6)单击ApplyData按钮。(7)查看(Plot)这个断面检查数据。这7步需要重复进行,以输入FallRiver的所有断面,包括UpperReach和LowerReach。这些必要的调整列表如下,见表4.1。请确保你是按照这个表所显示的调整了复制的横断面。确认更改了各断面的“描述”和调整之后,单击ApplyData按钮。表4.1复制横断面并调整这样就完成了FallRiver的UpperReach和LowerReach上的所有横断面,下面接着就是在ButteCrtributary上进行工作。输入ButteCrtributary的第一个横断面如下:美国陆军工程兵团HEC-RAS软件用户手册孤竹为萧日有瑶琴美酒夜有娇妻伴读9(1)在横断面编辑器中,进入River列表,选择ButteCr河流,水力段tributary会自动被选择,因为ButteCr只有一条水力段:tributary。(2)进入Option菜单选择AddanewCrossSection,在弹出的输入框里输入新的RS,这里输入0.2。(3)按照图4.6输入这个横断面所有数据。(4)这个断面输入完成后,单击ApplyData按钮(5)查看(Plot)这个横断面检查数据。图4.6ButteCr河流的0.2断面在ButteCrtributary中,有另外两个横断面需要输入。我们也通过复制并调整数据来得到另外两个横断面的数据。必要的调整项目见表4.2,请确保你是按照这个表所显示的来调整的,确认更改了每个断面“描述”和数据之后,单击
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