【HEC-RAS】入门基础案例练习-一维稳定流水面线计算

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 0.1NA 0.05 NA 0.1NA2 0.14600.05 460 0.14603 -200 0.05 200 0.12004 -420 0.05 450 0.14805-700 0.05 680 0.1665

横断面数据

断面1

测站(ft)高程(ft)0210.333.5205.694.1204.4146204.4148201.6157201.6158.5204.4221.6204.3354.4205.8405210.3断面2

测站(ft)高程(ft)0211.85210.217.4207.241.920656205.96120273202.278205.4130.9205.7140.9206.7152205.9174.6207.2194209.4214211.8断面3

测站(ft)高程(ft)n0221.80.127208.360206.90.06588205.9114205.60.05115202.5128202.51312050.1164205.2193206.7213211.8断面4

测站(ft)高程(ft)n0213.90.139208.569207.30.065103206.8131206.5157206.50.05168203.2187.5203.2194209.20.1207213.3223215.5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。注意哦,如果从excel里面复制数据,有多少行多少列,贴过来的时候选择的框就至少要多少行多少列,不然只能贴进来一部分数据。

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!