HECRAS使用手册.docx

HECRAS使用手册.docx

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HECRAS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：

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。

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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