美国陆军工程兵团水文工程中心HEC-RAS河流分析系统用户手册V3.12002.11公开提供。
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CPD-68HEC-RAS河流分析系统用户手册V3.12002.11美国陆军工程兵团水文工程中心水资源研究所609 Second StreetDavis, CA 95616电话：(530)756-1104传真：(530)756-8250河流分析系统，HEC-RAS软件分发和获得方式HEC-RAS软件的可执行代码和可执行文件是公开的，软件由美国工程兵团水文工程中心开发。
软件由美国联邦政府资助开发，是公开的。
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文件错误是指由于程序错误引起的软件缺陷而不是用户输入数据错误引起的模型问题。
封面草图改编自：加利福尼亚州水资源部政府工作人员手册，洪泛平原管理规划1986年8月目录目录前页 (ⅸ)第1章介绍……………………………………………………………1-1模型系统的基本原理………………………………………………………………1-2程序功能的概述……………………………………………………………………1-2 用户界面……………………………………………………………………1-2水力分析模块………………………………………………………………1-3数据存储和管理……………………………………………………………1-4图形和报告…………………………………………………………………1-4 HEC-RAS文件………………………………………………………………………1-5本手册概述…………………………………………………………………………1-5第2章安装HEC-RAS软件……………………………………………2-1硬件和软件要求……………………………………………………………………2-2安装程序……………………………………………………………………………2-2卸载软件……………………………………………………………………………2-3第3章 HEC-RAS概述…………………………………………………3-1启动HEC-RAS………………………………………………………………………3-2用HEC-RAS建立水力模型的步骤…………………………………………………3-6 启动新工程…………………………………………………………………3-6输入图形数据………………………………………………………………3-7输入流量数据和边界条件…………………………………………………3-9进行水力计算……………………………………………………………3-10查看和打印结果…………………………………………………………3-12 导入HEC-2数据…………………………………………………………………3-16 首先应该知道的事项……………………………………………………3-16导入HEC-2数据的步骤……………………………………………………3-19 再现HEC-2结果…………………………………………………………………3-20获取和使用帮助…………………………………………………………………3-22第4章应用实例………………………………………………………4-1启动新建工程………………………………………………………………………4-2输入图形数据………………………………………………………………………4-3 绘制河流水系图……………………………………………………………4-3输入断面数据………………………………………………………………4-4输入节点数据………………………………………………………………4-9保存图形数据……………………………………………………………4-10 输入恒定流数据…………………………………………………………………4-10进行水力计算……………………………………………………………………4-13查看结果…………………………………………………………………………4-14打印图形和表格…………………………………………………………………4-20 打印图形…………………………………………………………………4-20复制图形到Windows粘贴板……………………………………………4-20打印表格…………………………………………………………………4-21粘贴板保存表格…………………………………………………………4-21 退出程序…………………………………………………………………………4-22iii第5章工程应用………………………………………………………5-1了解工程……………………………………………………………………………5-1工程组成……………………………………………………………………………5-2 方案文件……………………………………………………………………5-2运行文件……………………………………………………………………5-2输出文件……………………………………………………………………5-3图形数据……………………………………………………………………5-3恒定流数据文件……………………………………………………………5-3非恒定流数据文件…………………………………………………………5-3泥沙数据文件………………………………………………………………5-4水力设计数据文件…………………………………………………………5-4 新建，打开，保存，重命名和删除工程…………………………………………5-6工程选项……………………………………………………………………………5-6第6章图形数据的录入和编辑………………………………………6-1水系图的绘制……………………………………………………………………6-2 建立水系图…………………………………………………………………6-2现有河段上支流的添加……………………………………………………6-4编辑水系图…………………………………………………………………6-4与水系图进行交互…………………………………………………………6-7背景图片……………………………………………………………………6-9 断面数据…………………………………………………………………………6-10输入断面数据……………………………………………………………………6-10 编辑断面数据……………………………………………………………6-12断面选项…………………………………………………………………6-13绘制断面数据……………………………………………………………6-21 河流节点…………………………………………………………………………6-21 输入节点资料……………………………………………………………6-21选择模拟方法……………………………………………………………6-22 桥梁/涵洞…………………………………………………………………………6-23 断面位置…………………………………………………………………6-24收缩及扩散损失…………………………………………………………6-26桥梁水力计算……………………………………………………………6-26桥梁数据的输入和编辑…………………………………………………6-28桥梁设计编辑器…………………………………………………………6-42涵洞水力计算……………………………………………………………6-44涵洞数据的输入和编辑…………………………………………………6-45桥梁/涵洞选项……………………………………………………………6-50桥和涵洞视图属性………………………………………………………6-52 多孔桥梁和涵洞…………………………………………………………………6-53 输入多孔数据……………………………………………………………6-54定义开孔…………………………………………………………………6-57多孔桥梁计算……………………………………………………………6-58 正槽建筑物（堰和闸控溢洪道）………………………………………………6-59 输入和编辑正槽建筑物信息……………………………………………6-59 侧槽结构（堰、闸控溢洪道、涵洞，和导流水位流量关系曲线）…………6-67 输入和编辑侧槽结构数据………………………………………………6-67线性演算选项……………………………………………………………6-77 蓄水区……………………………………………………………………………6-79iv目录蓄水区连接………………………………………………………………………6-81 泵站………………………………………………………………………………6-85 断面内插…………………………………………………………………………6-89 河流冰凌…………………………………………………………………………6-95 输入和编辑河冰信息……………………………………………………6-95输入断面上的河冰信息…………………………………………………6-95从表格输入河冰数据……………………………………………………6-98输入桥梁河冰信息………………………………………………………6-99设定冰塞计算容许误差………………………………………………6-100 查看和编辑表格数据……………………………………………………………6-101 曼宁糙率n或k…………………………………………………………6-101 河段长度…………………………………………………………………6-103 收缩或膨胀系数…………………………………………………………6-103 河岸测站…………………………………………………………………6-104 堤…………………………………………………………………………6-104 冰盖………………………………………………………………………6-104 河流测站…………………………………………………………………6-105 节点名称…………………………………………………………………6-105 节点描述…………………………………………………………………6-106 图片文件链接……………………………………………………………6-106 桥宽数值表………………………………………………………………6-106 堰和闸门系数表…………………………………………………………6-107 导入图形数据……………………………………………………………………6-107 GIS格式…………………………………………………………………6-108 USACE标准检测格式……………………………………………………6-108 HEC-2数据格式…………………………………………………………6-108 HEC-RAS数据格式………………………………………………………6-108 UNET图形数据格式……………………………………………………6-109 MIKE11断面数据………………………………………………………6-109 图形数据工具……………………………………………………………………6-109 断面画图编辑器…………………………………………………………6-109 逆序排列河流测站数据…………………………………………………6-111 将无效区域设置成永久模式……………………………………………6-111 断面点的筛选……………………………………………………………6-112 固定沉积物高程…………………………………………………………6-114 导流河槽…………………………………………………………………6-115 GIS分割线检查…………………………………………………………6-117 查看河段连通性…………………………………………………………6-118 数据调整…………………………………………………………………6-118 确定重叠的无效区域……………………………………………………6-118 GIS坐标…………………………………………………………………6-118 绘制GIS河段边界………………………………………………………6-119 链接和浏览图片…………………………………………………………………6-119 保存图形数据……………………………………………………………………6-121第7章恒定流分析……………………………………………………7-1 输入和编辑恒定流数据……………………………………………………………7-1 恒定流数据…………………………………………………………………7-1 边界条件……………………………………………………………………7-2 恒定流数据项………………………………………………………………7-4v保存恒定流数据…………………………………………………………………7-7从HEC数据存储系统（HEC-DSS）中导入数据…………………………………7-7恒定流的计算……………………………………………………………………7-10 定义一个方案……………………………………………………………7-11计划信息的保存…………………………………………………………7-11模拟选项…………………………………………………………………7-11开始计算…………………………………………………………………7-17第8章非恒定流计算…………………………………………………8-1输入和编辑非恒定流数据…………………………………………………………8-1 非恒定流数据………………………………………………………………8-1边界条件……………………………………………………………………8-2初始条件……………………………………………………………………8-9非恒定流数据选项………………………………………………………8-11非恒定流数据保存………………………………………………………8-12 非恒定流计算……………………………………………………………………8-13 建立一个方案……………………………………………………………8-13程序的运行………………………………………………………………8-14模拟时间窗口……………………………………………………………8-18计算设置…………………………………………………………………8-19模拟选项…………………………………………………………………8-20保存方案信息……………………………………………………………8-31开始计算…………………………………………………………………8-32 非恒定流模型的检验……………………………………………………………8-33 观测的水文数据…………………………………………………………8-33河流和泛洪平原的几何形状……………………………………………8-35糙率系数…………………………………………………………………8-36河流及泛洪平原蓄水……………………………………………………8-41水工建筑物系数…………………………………………………………8-43模型检测的主要程序……………………………………………………8-44调整模型参数的影响……………………………………………………8-44模型检验的建议和注意事项……………………………………………8-46 模型精确性、稳定性和敏感性…………………………………………………8-47 模型精确性………………………………………………………………8-47模型稳定性………………………………………………………………8-47模型敏感性………………………………………………………………8-60第9章查看结果………………………………………………………9-1断面、河道纵剖面、水位流量关系曲线…………………………………………9-1 查看图形……………………………………………………………………9-1图形绘制选项………………………………………………………………9-4流速分布图输出……………………………………………………………9-6绘制剖面图的其它变量……………………………………………………9-8其它变量的相关关系图……………………………………………………9-8图形打印……………………………………………………………………9-9图形剪贴…………………………………………………………………9-10 水位和流量过程线………………………………………………………………9-10三维透视图………………………………………………………………………9-11表格输出…………………………………………………………………………9-13 详细列表输出……………………………………………………………9-13vi目录详细输出表格选项………………………………………………………9-17综合性表格………………………………………………………………9-17用户自定义表格…………………………………………………………9-20表格打印…………………………………………………………………9-21表格剪贴…………………………………………………………………9-22 从水系图中查看结果……………………………………………………………9-22 冰情查看…………………………………………………………………………9-24 查看冰情信息图形………………………………………………………9-24查看冰情列表信息………………………………………………………9-24 查看HEC-DSS文件内容…………………………………………………………9-26 向HEC-DSS导出结果……………………………………………………………9-30第10章漫滩侵蚀分析………………………………………………10-1 摘要………………………………………………………………………………10-2 输入漫滩侵蚀数据………………………………………………………………10-3 漫滩侵蚀分析……………………………………………………………………10-6 查看漫滩侵蚀结果………………………………………………………………10-7 非恒定流的漫滩侵蚀……………………………………………………………10-11第11章 HEC-RAS检测调试…………………………………………11-1 数据检查…………………………………………………………………………11-1 在数据被输入时检查数据………………………………………………11-1在程序运行之前检查数据………………………………………………11-2 错误、警告和注意事项…………………………………………………………11-3 输出日志文件……………………………………………………………………11-6 恒定流日志文件…………………………………………………………11-6非恒定流日志文件………………………………………………………11-7查看日志文件……………………………………………………………11-7 审查和调试正常输出结果………………………………………………………11-8 查看图形…………………………………………………………………11-8查看列表输出……………………………………………………………11-8临界水深的发生…………………………………………………………11-8 计算程序不能完全运行…………………………………………………………11-9第12章桥梁冲刷计算………………………………………………12-1 概述………………………………………………………………………………12-2 输入桥梁冲刷数据………………………………………………………………12-3 输入束水冲刷数据………………………………………………………12-4输入桥墩冲刷数据………………………………………………………12-6输入支墩冲刷数据………………………………………………………12-10 计算桥梁总冲刷…………………………………………………………………12-13第13章河槽演变模拟………………………………………………13-1 概述………………………………………………………………………………13-2 河槽演变数据的输入……………………………………………………………13-2 河槽演变模拟……………………………………………………………………13-6 现状条件和模拟结果的比较……………………………………………………13-8第14章 HEC-RAS使用GIS数据………………………………………14-1 概述………………………………………………………………………………14-2vii把GIS或者CADD数据导入到HEC-RAS中………………………………………14-4数据的完成及计算结果的显示…………………………………………………14-7 输入图形数据……………………………………………………………14-7输入其他的断面数据……………………………………………………14-7显示计算和浏览结果……………………………………………………14-9 把计算结果输出到GIS或者CADD………………………………………………14-10第15章稳定河槽设计功能…………………………………………15-1概述………………………………………………………………………………15-2 命令按钮介绍……………………………………………………………15-2 均匀流计算………………………………………………………………………15-2 底坡、流量或者水位的计算……………………………………………15-2底宽的计算………………………………………………………………15-4在图形文件中应用均匀流数据…………………………………………15-7保存均匀流数据…………………………………………………………15-7 稳定河槽设计……………………………………………………………………15-8 Copeland方法……………………………………………………………15-8Regime方法……………………………………………………………15-12Tractive force方法……………………………………………………15-13输沙能力计算……………………………………………………………………15-15第16章非恒定流演算的高级功能…………………………………16-1混流模拟…………………………………………………………………………16-2溃坝分析…………………………………………………………………………16-6 溃坝资料的输入…………………………………………………………16-7溃坝评价参数……………………………………………………………16-11HEC-RAS系统溃坝分析结果……………………………………………16-12 堤坝漫顶和决堤…………………………………………………………………16-14泵站的模拟………………………………………………………………………16-22通航坝段…………………………………………………………………………16-26 闸室控制…………………………………………………………………16-28关键点控制………………………………………………………………16-30关键点和闸室最低水位联合控制………………………………………16-33关键点和闸室最低最高水位控制………………………………………16-36附录A参考文献…………………………………………………………A-1附录B HEC-RAS导入导出图形数据文件………………………………B-1附录C HEC-RAS输出变量列表…………………………………………C-1 viii目录前言美国工程兵团河流分析系统(HEC-RAS)软件可以完成一维恒定流和非恒定流的河流水力计算。