【HEC-RAS】入门基础案例练习-一维稳定流水面线计算
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https://download.csdn.net/course/detail/37170
问题描述
已知一条具有5个断面的河道,需要计算断面3处百年一遇的洪水水位,其中在断面5处百年一遇洪水为225cfs,断面4处洪水为250cfs,断面1处百年一遇水位为205.44ft,如何用HEC-RAS进行模拟?
数据
断面距离
断面编号 | 左岸 | 主河槽 | 右岸 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
n | 长度 | n | 长度 | n | 长度 | |
1 | 0.1 | NA | 0.05 | NA | 0.1 | NA |
2 | 0.1 | 460 | 0.05 | 460 | 0.1 | 460 |
3 | - | 200 | 0.05 | 200 | 0.1 | 200 |
4 | - | 420 | 0.05 | 450 | 0.1 | 480 |
5 | - | 700 | 0.05 | 680 | 0.1 | 665 |
横断面数据
断面1
测站(ft) | 高程(ft) |
---|---|
0 | 210.3 |
33.5 | 205.6 |
94.1 | 204.4 |
146 | 204.4 |
148 | 201.6 |
157 | 201.6 |
158.5 | 204.4 |
221.6 | 204.3 |
354.4 | 205.8 |
405 | 210.3 |
断面2
测站(ft) | 高程(ft) |
---|---|
0 | 211.8 |
5 | 210.2 |
17.4 | 207.2 |
41.9 | 206 |
56 | 205.9 |
61 | 202 |
73 | 202.2 |
78 | 205.4 |
130.9 | 205.7 |
140.9 | 206.7 |
152 | 205.9 |
174.6 | 207.2 |
194 | 209.4 |
214 | 211.8 |
断面3 |
测站(ft) | 高程(ft) | n |
---|---|---|
0 | 221.8 | 0.1 |
27 | 208.3 | |
60 | 206.9 | 0.065 |
88 | 205.9 | |
114 | 205.6 | 0.05 |
115 | 202.5 | |
128 | 202.5 | |
131 | 205 | 0.1 |
164 | 205.2 | |
193 | 206.7 | |
213 | 211.8 | |
断面4 | ||
测站(ft) | 高程(ft) | n |
-------- | ----- | ----- |
0 | 213.9 | 0.1 |
39 | 208.5 | |
69 | 207.3 | 0.065 |
103 | 206.8 | |
131 | 206.5 | |
157 | 206.5 | 0.05 |
168 | 203.2 | |
187.5 | 203.2 | |
194 | 209.2 | 0.1 |
207 | 213.3 | |
223 | 215.5 | |
其中断面5的高程比断面4高0.9ft,尺寸为断面4的75%,标黑的数据表示左岸和右岸。 |
操作步骤
新建工程
如图首先选择单位,US表示美制(ft),Metric表示公制(m),本次我们选择美制。
选择项目所在位置,建议文件夹不要太长,且最好不要有中文。
标题名称取字母,不要有中文
工程建好如图所示。
几何数据的添加
打开几何数据编辑工具。
打开河段工具,用鼠标点击绘制,此处绘制的河段为示意图,长短等影响不大,各断面的实际距离会在后续的断面中添加,需要注意的是从上游到下游绘制。
river表示河流名称,reach表示河段名称,一般河流产生交汇出现上下河段时,需要区分。
画好之后如图所示。
点击断面数据添加工具如图所示。
新建一个断面,断面名称没有实际意义,只是用来表示断面的上下游关系,上有断面数字大,下游小。
可以直接从excel里面粘贴,也可以手动输入。
右侧的数据需一一对应输入进去,其中对于最下面一个断面,距离下游断面的距离为0,可以空着,如果写了程序也不会计算。
数据输入后,点击应用即可。
断面1 输入完毕后,添加断面2,同样的方式新建一个断面。
同样的方式添加数据。
数据添加完成如图所示。
添加断面3方式如图前面,所不同的是,断面3的曼宁系数分多段,因此需要在options中添加,新增n列。
添加完成数据如图所示。
同样操作完成断面4的数据如图。
断面5与断面4形状一样,高程提高0.9ft,因此可以直接复制断面4的数据,在options中通过调整的方式来改变数据。
调整高程的方法如图。
调整形状的方式如图。
最终结果如图。
断面数据添加完成后,关闭,到几何数据编辑界面。考虑到本次断面数量较少,结果算出来效果可能不理想,因此进行插值。
本次选择50ft左右一个断面,进行插值计算。
得到插值的断面如图所示,编号带*。
最后保存几何数据。
保存完成后主界面可以就看见刚刚的几何数据。
边界条件
本次进行稳定流计算,因此选择稳定流边界条件。
根据已知要求,断面4、断面5的设计洪水值已知,因此增加一个断面4的设计洪水。
本次模拟百年一遇,可以对应改标题,更加清晰可见。
改完标题如图。
填入设计洪水值,点击边界条件的按钮。
进入到边界条件的设置中。
本次只设置一个断面的边界条件,选择下游断面的已知水位,输入205.44。
四个边界条件分别:已知水位、临界水深、正常水深、流量曲线
一般缓流设置下游断面边界条件,急流设置上游边界条件,混合流需要设置上下游边界条件。
设置完成如图。
关闭边界条件界面,保存这个流量数据文件。
计算
选择稳定流计算如图。
计划、id、几何数据、稳定流数据均可以根据实际情况进行修改,flow regime 分别为缓流、急流和混合流。
蓝色框完成即计算完成。
结果查看
最后打开断面图,读取断面3的水位,206.91ft。
总结
以上为基本操作,如有错误敬请批评指正!
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