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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:GeometricData(幾何資料),SteadyFlowData(穩定流資料)。Simulate:SteadyFlowAnalysis(穩定流分析),HydraulicDesignFunctions(水力設計程式)。View:CrossSection(幾何斷面),WaterSurfaceProfiles(水剖面線),RatingCurves(率定曲線),X-Y-ZPerspectivePlots(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〉STEP1開新檔案:File/NewProject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!!STEP2輸入幾何資料:Edit/GeometricData/NewGeometryData…..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/Addanewcrosssection。依序鍵入三個斷面相關資料。輸入完畢後,按ApplyData鍵,並關閉該視窗。橋樑斷面建立:點選,進入下面視窗。選擇Option/AddaBridgeand/orCulvert,加入新橋樑。點選後,出現橋面幾何輸入表格,如下所示:輸入橋面幾何資料後,按OK。接者點選,出現橋墩幾何輸入表格,如下所示:按Add增加橋墩(Pier)數目,並於CenterfineStationUpstream/downstream輸入橋墩在X軸方向的位置。待依序輸入橋墩幾何資料後,按OK。再按ApplyData鍵,並關閉該視窗,回到GeometricData視窗畫面,按File/SaveGeometricData,關閉GeometricData主視窗。如此已經完成幾何資料之建立!!STEP3輸入水理資料:於HEC-RAS主視窗中,點選Edit/SteadyFlowData,開啟水理資料輸入表格,如下所示:File/NewFlowData,輸入水理資料檔名。本範例中有兩種洪水流量(Q10、Q5),因此於表格上方的Enter/EditNumberofProfiles(100max),輸入“2”。而後選擇Options/EditProfilesNames,將出現下面小視窗:於小視窗中鍵入Q10、Q5,按OK回到水理資料主視窗。按下,出現下方視窗,輸入邊界條件。本範例之邊界條件為S=0.005,所以將滑鼠游標分別點入Upstream與Downstream中,並選擇NormalDepth,而後鍵入0.005。完成輸入後,按OK。畫面自動回到SteadyFlowData表格。接者於下表選擇流況改變之斷面位置,並輸入各頻率年洪水流量。一般而言,流況改變位置假設位於河道最上游斷面處,但其他斷面如遇流況改變時,也必須加以點選加入表格中。本範例河道最上游處為斷面3,因此在下拉式選項RiverSta:選擇“3”,並於表格中Q10、Q5處輸入所對應之流量250、150(CMS)。如此已經完成水理相關資料之建立,按File/SaveFlowData。STEP4待斷面資料與水理資料完成輸入後,即可進行模式演算。點選Simulate/SteadyFlowAnalysis,如下所示:出現穩定流分析主視窗如下:點選File/NewPlan,出現下面視窗:選擇路徑,並於Title處輸入計畫名稱,按Ok回到主視窗。於主視窗之下拉式選項GeometryFile、SteadyFlowFile中分別選擇檔案名稱,並於FlowRegime處點選Mixed。FlowRegime提供三種水理演算方式,簡述如下:Subcritical:使用能量方程式,即標準步推法計算,故須給予河道下游底床坡度。Supercritical:使用動量方程式,須給予河道上游底床坡度。Mixed:即能量方程式與動量方程式混和計算。一般若不確定計畫河道之流況,則使用此方法作演算。按進行模式演算。按下此鍵,將會出現DOS視窗如下,電腦在此DOS模式中自動進行水理演算。經過片刻,將於畫面最後一行出現:PROGRAMTERMINATENORMALLY,代表水理演算完畢。關閉此DOS視窗,回到SteadyFlowAnalysis視窗,儲存此水理演算結果:File/SavePlan………STEP5演算結果,可由HEC-RAS主視窗中View之下拉式選項或是上方Icon察看水理演算結果輸出圖表。View/CrossSection或:察看河道各斷面與水位高程。View/WaterSurfaceProfile或:察看河道水剖面線。View/RatingCurves或:察看計畫流量與水位關係之率定曲線。View/X-Y-ZPerspectivePlots或:察看河道幾何斷面與水位高程3-D透試圖。View/CrossSectionTable或:幾何斷面輸出表格。View/ProfileTable或:計畫河道水理因素成果輸出表格。View/SummaryErr,Warm,Notes或:錯誤、警告、備註訊息總表。View/DSSData或:選擇圖表建立之路徑。〈模式輸出〉模式輸出圖表如下;CrossSection:WaterSurfaceProfile:RatingCurves:X-Y-ZPerspectivePlots:CrossSectionTable:ProfileTable:SummaryErr,Warm,Notes:此外HEC-RAS亦進一步提供橋樑沖刷演算(HydraulicDesignFunction)、河道斷面內差、計畫河道斷面修正等功能,在此並未加以詳述。==============================================後記:要將一套複雜的一維水理演算分析模式,編撰成為一本讓同事們能夠在半小時內清楚理解、容易上手之圖文並茂的操作手冊,其過程真的是超累人的(花了近兩天時間)…T_T希望這本簡易操作手冊能夠讓大夥對於HEC-RAS有一個基本的認識~^o^~Jerry15/01/2000
本文标题:HEC-RAS使用手册
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