27 HydraulicsAndFloodplainModeling FloodplainDelineation French
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WMS 8.4 Tutoriel
Hydrauliques et Modlisation des PlainesInondables Dlination des Plaines Inondables
Apprendre comment utiliser les outils de dlination des plaines inondables de WMS
ObjectifsExperimenter avec les diffrentes options de dlination des plaines d'inondations dans WMS. Dliner
les plaines d'inondations en utilisant les lvations des surfaces des eaux qui ont t manuellement entres
partir des donnes, qui ont t estimes en utilisant le calculateur du canal WMS et qui ont t calcules
dans HEC-RAS. Apprendre comment dterminer les limites des plaines d'inondations et de gnrer les
profondeurs des inondations et polygones d'impactes.
Tutoriels Pralables Hydrauliques et
Modlisation des Plaines
Inondables - AnalyseHEC-RAS
Composants Ncessaires Donnes
Drainage
Carte Fleuve
Temps 30-60 minutes
v. 8.4
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1 Contenus
Hydrauliques et Modlisation des Plaines Inondables Dlination des Plaines Inondables1 Hydrauliques et Modlisation des Plaines Inondables - Analyse HEC-RAS...............11 Contenus ..............................................................................................................................22 Introduction.........................................................................................................................23 Objectifs...............................................................................................................................24 Crer un Modle Conceptuel de Rivire ..................... .......... ........... .......... ........... .......... ..3
4.1 Ouvrir les Arcs des Axes Centraux et Rives ................................................................34.2 Obtenir une Image de fond en utilisant le TerraServer.................................................34.3 Ouvrir l'Image de Fond ................................................................................................44.4 Dfinir les Arcs des Axes Centraux et Rives ...............................................................44.5 Crer les Matriaux......................................................................................................5
5 Convertir un DEM un TIN..............................................................................................55.1 Ouvrir un DEM ............................................................................................................55.2 Convertir au TIN..........................................................................................................6
6
Extraire les Lignes Transversales......................................................................................6
7 Fusionner les Lignes Transversales...................... .......... ........... .......... ........... .......... ......... 77.1 Ouvrir la Section des Donnes des Lignes Transversales ............................................77.2 Crer la Base de Donnes des Nouvelles Lignes Transversales...................................77.3 Dfinir la Base de Donnes des Nouvelles Lignes Transversales du Canal .................77.4 Aligner les Nouvelles Lignes Transversales du Canal aux Lignes TransversalesExtraites.....................................................................................................................................9
8 Excuter HEC-RAS ..........................................................................................................118.1 Crer un Schma et Dfinir les Valeurs de Rugosit .................................................118.2 Excuter HEC-RAS ...................................................................................................128.3 Post- Traitement.........................................................................................................14
9 Dlination des Plaines D'inondations.............................................................................149.1 Interpoler les Rsultats HEC-RAS.............................................................................149.2 Dliner la Plaine D'inondation..................................................................................15
2 Introduction
HEC-RAS est un modle de rivire en 1-D qui repose sur les donnes des lignes
transversales au long des portes pour calculer les rsultats. Les lignes transversales
peuvent tre extraites d'un TIN dans WMS, mais le TIN ne dfinis pas toujours le canal
avec assez de rsolution pour avoir une ligne transversale prcise travers le canal. Les
outils de WMS vous permet de grer les lignes transversales en modifiant leurs formes,
dfinissant les proprets et fusionner les multiples lignes transversales ensemble. Les
donnes arpentes de lignes transversales peuvent tre fusionnes avec les lignes
transversales extraites d'un TIN afin de dvelopper des lignes transversales prcises pourle canal et terrain environnantes.
3 Objectifs
Dans cet exercice vous allez apprendre comment fusionner les lignes transversales et
utiliser les donnes comme entrs pour un modle HEC-RAS.
1. Crer un Modle Conceptuel de Rivire
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2. Convertir un DEM un TIN pour donnes de fond
3. Extraire les lignes transversales
4. Fusionner les lignes transversales
5. Excuter HEC-RAS
6. Dliner la plaine d'inondation en utilisant les rsultats HEC-RAS
4 Crer un Modle Conceptuel de Rivire
Un modle conceptuel de rivire peut tre crer en utilisant les donnes GIS pour dfinir
les arcs de l'axe central et rives, proprets des matriaux et la location et gomtrie des
lignes transversales. Les images de fond sont aussi utiles pour crer et voir les donnes
GIS.
4.1 Ouvrir les Arcs des Axes Centraux et Rives
1. Fermez toutes fentres WMS
2. Ouvrez WMS
3. Passez au moduleMap
4. SlectionnezFile | Open
5. Trouvez le dossierC:\Program Files\WMS84\tutorial\xsecs
6. Ouvrez river.map
7. SlectionnezEdit | Current Coordinates
8. Activez Global projection
9. Cliquez Set Projection
10.Fixez la projection UTMet Datum NAD 27
11.Fixez les units Horizontales Meters
12.Fixez le Zone 12 (114W - 108W - Northern Hemisphere)
13.Slectionnez OK
14.Fixez les units Verticales U.S. Survey Feet
15.Slectionnez OK
Passez sur la section Error! Reference source not found. si vous n'avez pas deconnexion internet.
4.2 Obtenir une Image de fond en uti lisant le TerraServer
Nous allons maintenant tlcharger la carte topographique directement du site
TerraServer et nous allons l'ouvrir dans WMS.
1. Slectionnez l'outil Get Data
2. Tracez autour de la rivire pour dfinir la rgion de l'image
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3. Activez l'option TerraServeraerial photo
4. Slectionnez OKpour commencer le tlchargement
5. Entrez jordan_midvale et cliquez Save
6. Cliquez Yes pour accepter le nom du fichier
7. Accepter la rsolution suggre en slectionnant OK.
8. Cliquez Yes pour gnrer les images pyramides
WMS ouvrira l'image automatiquement aprs le tlchargement. Si vous avez complter
toutes les tapes de cette section vous pouvez allez la section 1.
4.3 Ouvrir l'Image de Fond
1. SlectionnezFile | Open
2. Ouvrez jordannarrows.jpg et midvale.jpg
4.4 Dfin ir les Arcs des Axes Centraux et Rives
1. Zoomez autour de la section des arcs ci-dessous afin de voir trois distinctarcs comme indiqu dans la Figure 4-1
Figure 4-1: Axe Central et Rives.
L'arc au milieu est l'arc de l'axe central qui dfinis le thalweg de la porte de la rivire etles arcs extrieurs qui dfinissent les rives droite et gauche.
2. Utilisez l'outil Select Feature Arc pour slectionner l'arc du milieu
3. Slectionnez Feature Objects | Attributes et choisissez Centerline (axecentral)
4. Slectionnez OK
5. Entrez Jordan River pour le nom de la Rivire (River Name)
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6. Entrez Riverton pour le nom de la Porte (Reach Name)
7. Slectionnez OK
8. Utilisez l'outil Select Feature Arc pour slectionner les deux autres arcs
9. SlectionnezFeature Objects | Attributes et choisissez Bank (rive)
10.Slectionnez OK
4.5 Crer les Matriaux
Les matriaux sont dfinis dans la couverture Area Property par la numrisation des
polygones reprsentant les matriaux diffrents en utilisant une image de fond, telle qu'un
photographe arienne ou en utilisant les donnes d'utilisation des terres d'un shapefile ou
autre source. Chaque matriel diffrent qui est dfini sera utilis plutard pour assigner les
valeurs de la rugosit pour les lignes transversales. Dans cet exercice nous allons lire le
fichier de carte qui contient les donnes des matriaux qui ont dj t numrises.
1. SlectionnezFile | Open
2. Ouvrezmaterials.map
3. Zoomez autours des polygones des matriaux de la couverture AreaProperty
4. Faites un clique droit sur la couverture Area Property et slectionnez
Display Options
5. SlectionnezMap Data et activez Color Fill Polygons
6. Slectionnez OK
7. Slectionnez Edit | Materials pour voir les types de matriaux et leurscouleurs
8. Slectionnez Cancel
5 Convert ir un DEM un TIN
La gomtrie des lignes transversales peut tre extraite d'un TIN dans WMS. Nous allons
crer un TIN en ouvrant le DEM et en le convertissant en un TIN. Il est aussi possible de
filtrer les points DEM redondants des TIN que nous avons cr.
5.1 Ouvrir un DEM
1. Allez au module Terrain Data
2. SlectionnezFile | Open
3. Ouvrez 91606647.hdr dans le dossier 91696647
4. Slectionnez OK
5. Slectionnez Yespour convertir les coordonnes
6. Dans la section Object Projection activez Global Projection et cliquez SetProjection
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7. Assurez vous que Geographic (Latitude/Longitude), et NAD 83 sontslectionns dans les botes droulantes Projection etDatum
8. Slectionnez OK
9. Fixez les units verticales (vertical units) Meters
10.Dans la section Project Projection activez Specify11.Cliquez Set Projection
12.Fixez Projection UTM, Datum NAD 27, Planar Units METERS, etZone 12 (114W - 108W Northern Hemisphere).
13.Slectionnez OK
14.Fixez les units verticales (vertical units) Meters
15.Slectionnez OK
5.2 Converti r au TIN
1. SlectionnezDEM | Conversion | DEM->TIN | Filtered
2. Slectionnez OK
3. Faites un clique droit surNew Tin sous Terrain Data dans l'explorateur du
projet et slectionnez Display Options
4. Sur l'onglet TIN, dsactivez Triangles et activezBoundaries
5. Slectionnez OK
6. Cachez le DEM en le dsactivant
6 Extraire les Lignes TransversalesIl est facile d'extraire la gomtrie des lignes transversales d'un TIN dans WMS. Cela est
fait en crant des arcs qui reprsentent la vue en plan des lignes transversales dans une
couverture 1D-Hyd Cross Section.
1. Allez au moduleMap
2. SlectionnezFile | Open
3. Ouvrezxsections.map
4. Cachez les polygones des matriaux en dsactivant la couverture AreaProperty dans l'explorateur du projet
5. Cachez l'image de fond en le dsactivant
6. Zoomez autour les arcs des lignes transversales 0 - 4
7. Slectionnez l'icne Contour Options
8. Pour le Contour Interval, slectionnez Specified Interval et entrez unevaleur de 10.0
9. Slectionnez OK
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Vous pouvez voir que les arcs des lignes transversales sont approximativement aussi
large que la plaine d'inondation peut tre. Ils finissent l o il y a une rupture soudaine
dans la pente et le terrain devient relativement abrupt. Les larges lignes transversales ne
sont gnralement pas ncessaires pour une analyse HEC-RAS.
10.Assurez vous que la couverture 1D-Hyd Cross Section est active
11.Dans la liste droulante Model slectionnezRiver Tools
12.SlectionnezRiver Tools | Extract Cross Section
13.Slectionnez OK
14.Entrez xsecpour le nom de la nouvelle base de donnes des lignestransversales o toutes les lignes seront stockes
7 Fusionner les Lignes Transversales
Deux lignes transversales peuvent tre aisment fusionnes dans WMS. Nous allons crer
une nouvelle base de donnes qui stockera les donnes des lignes transversales arpentes
du canal et les fusionner avec les lignes extraites du TIN. Le fusionnement des lignes
transversales consiste l'alignement des lignes transversales en utilisant des points de
rfrence tels que le thalweg ou locations des rives et puis insrer les points d'une ligne
une autre.
7.1 Ouvrir la Section des Donnes des Lignes Transversales
1. SlectionnezFile | Edit File
2. Ouvrez channel.txt
3. Slectionnez OKpour ouvrir dans Notepad ou autre diteur de texte
4. Laissez channel.txtouvert pour plutard
7.2 Crer la Base de Donnes des Nouvelles Lignes Transversales
1. Dans WMS, slectionnezRiver Tools | Manage Cross Sections
2. Choisissez le boutonNew Cross Section Database
3. Entrez channelxsec.idx comme nom du fichier
4. Slectionnez Save
7.3 Dfin ir la Base de Donnes des Nouvelles Lignes Transversales du
CanalLa base de donnes courante doit tre channelxsec.idx.
1. Cliquez sur le boutonEdit Cross Section Database
2. Cliquez sur le bouton New pour ajouter la ligne transversales la base dedonne
3. Slectionnez le boutonEditpour modifier la ligne
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4. Cliquez sur le bouton Add et entrez 7 pour ajouter 7 points la lignetransversale
5. Slectionnez OK
6. DsactivezXY
7. Copiez et collez les donnes de la ligne transversales pour la Section duCanal 1 de channel.txt(ouvert dans Notepad) dans l'onglet Cross-SectionAttributes Geom Edit comme indiqu dans la Figure 7-1. Assurez vous de
coller les donnes dans la premire ligne.
Figure 7-1: Ajouter les donnes gomtriques des Lignes Transversales la basede donnes.
8. Slectionnez l'onglet Point Props
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9. Cliquez le bouton Auto Markpour automatiquement dfinir le thalweg etles points des rives droites/gauches. Ces points de rfrence seront utiliss
pour aligner les lignes transversales pour le fusionnement.
10.Slectionnez OK
11.Rptez les tapes 2-10 pour ajouter les quatres autres lignes transversales
de channel.txt la base de donnes
12.Cliquez sur le bouton Save
13.Slectionnez OK
14.Slectionnez OK
15.Fermez le fichier texte: channel.txt
16.SlectionnezNo si on vous demande de sauvegarder
7.4 Aligner les Nouvelles Lignes Transversales du Canal aux LignesTransversales Extraites
1. Utilisez l'outil Select Feature Arc pour slectionner l'arc de la lignetransversale 0 (en haut de l'cran)
2. SlectionnezFeature Objects | Attributes
3. SlectionnezAssign Cross Section
4. Cliquez le boutonEdit
5. Slectionnez l'onglet Line Props pour voir les proprets des matriaux(valeurs de rugosit) qui seront assignes aux lignes transversales.
6. Slectionnez l'onglet Merge
7. Slectionnez le boutonLoad Insert Cs
8. Cliquez sur le bouton Data Base Browse
9. Ouvrez channelxsec.idx
10.Assurez vous que le nombre csid qui est soulign dans la ligne transversaledu canal correspond au nombre csid de la ligne extraite que vous tre en
train de modifier (ces nombres correspondent aussi aux tiquettes affiches
ct de chaque ligne sur l'cran)
11.Slectionnez OK
Vous verrez le profile de la gomtrie des lignes transversales arpentes comme indiqu
dans Figure 7-2.
ofile de la gomtrie des lignes transversales arpentes comme indiqu
dans Figure 7-2.
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Figure 7-2: Fusionner les Lignes Transversales.
Fusionnez les lignes transversales en utilisant les outils Alignment comme indiqu dans
la Figure 7-3. Vous pouvez aligner les lignes transversales en utilisant les points de
rfrence (proprets) qui sont dfinis sur les deux lignes tels que la fin de gauche, rive
gauche, thalweg, rive droite et fin droite. Entrez une valeur pour le Offset et la ligne
transversale sera ajuste cette distance du point d'alignement. Spcifiez la distance pour
Step Z et utilisez les boutons Up et Down pour bouger la ligne insre. Faites de mme
pour le Step D en utilisant les boutons Left et Right pour bouger horizontalement. Les
chelles verticales et horizontales sur les graphes sont utiles pour dterminer la distance
pour entrer.
Figure 7-3: Outils pour aligner.
12.Choisissez Thalweg pour Alignment pour aligner le thalweg (spcificomme point de propert) de la ligne transversale du canal avec le thalweg
de la ligne extraite
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13.Entrez une valeur pour Step Z (essayez 5) et utilisez le bouton Down pourbouger la ligne transversale du canal verticalement
14.Rduissez la valeur du Step Z 1 et utilisez le bouton Up pour positionnerla ligne
15.Continuez rduire la valeur Step Z et utilisez les boutons Up et Down
jusqu' ce que les lignes transversales sont alignes
16.Entrez une valeur pour Step D et utilisez les boutons LeftetRightso vousdevez bouger le canal horizontalement
L'outilZoom peut tre utile pour mieux voir l'alignement certaine location.
L'alignement doit tre similaire la Figure 7-4:
Figure 7-4: Aligner les Lignes Transversales.
17.SlectionnezInsert All de la liste droulante Merge
18.Cliquez Apply pour insrer la ligne transversale du canal et changer leslignes extraites en permanence
19.Slectionnez OKet notez la gomtrie des lignes transversales extraites
20.Slectionnez OK
21.Slectionnez OK
22.Rptez le procs (tapes 1-21) pour tous les arc des lignes transversales
8 Excuter HEC-RASUne schma sera cr en utilisant les donnes GIS qui ont t dfinis dans WMS et
exportes dans HEC-RAS. Les options post-traitment sont aussi disponible dans WMS
aprs la simulation de HEC-RAS.
8.1 Crer un Schma et Dfin ir les Valeurs de Rugosi t
1. Activez la couverture 1D-Hyd Centerline dans l'explorateur du projet
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2. SlectionnezRiver Tools | Map -> 1D Schematic
3. Passez au moduleRiver
4. SlectionnezHEC-RAS | Material Properties
5. Entrez les valeurs de rugosit pour Agriculture, Brushland (friches), Bare
(terrain nu), River (rivire), et Urban (Urbaine) comme indiqu dans laFigure 8-1
Figure 8-1: Valeurs de Rugosit des Matriaux.
6. Slectionnez OK
7. SlectionnezHEC-RAS | Model Control
8. SlectionnezMaterials
9. Slectionnez OK
8.2 Excuter HEC-RAS
1. SlectionnezHEC-RAS | Export GIS File
2. Entrez hecras.prjet Sauvegardez
3. Slectionnez Yes
Ceci commecera HEC-RAS avec le fichier gomtrique export de WMS dj charg.
4. Slectionnez Options | Unit system (US Customary/SI) dans la fentreHEC-RAS
5. Slectionnez System International (Metric System)
6. Slectionnez OK
7. Slectionnez Yes pour changer les units en mtriques (SI)
8. SlectionnezEdit | Geometric Data
9. L'affichage devrait tre similaire la Figure 8-2 (If Si vous n'avez pas lanouvelle version de HEC-RAS vous aurez peut tre un mssage erreur.
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Vous pouvez rectifier en slectionnant View | Set Schematic Plot Extents
et slectionnant le bouton Set to Computed Extents).
Figure 8-2: Donnes Gomtriques importes de WMS.
10.SlectionnezFile | Exit Geometry Data Editor dans la fentre GeometricData
11.SlectionnezEdit | Steady Flow Data
12.Entrez 80 m3/s pour PF 1
13.Cliquez le boutonReach Boundary Conditions
14.Cliquez le bouton Normal Depth pour entrer les conditions de la limite enaval
15.Entrez 0.003 pour la pente en aval
16.Slectionnez OK
17.Soulignez la condition de la limite de l'amont (Upstream) et cliquez sur leboutonNormal Depth
18.Entrez 0.0015 pour la pente en amont
19.Slectionnez OK
20.Slectionnez OK
21.Cliquez le boutonApply Data
22.SlectionnezFile | Exit Flow Data Editor de la fentre Steady Flow Data
23.SlectionnezRun | Steady Flow Analysis
24.Changez Flow Regime Mixed
25.Cliquez le bouton Compute
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26.Slectionnez Close
27.SlectionnezFile | Exit de la fentre Steady Flow Analysis
28.SlectionnezFile | Save Project de la fentre HEC-RAS
29.Fermez HEC-RAS
8.3 Post- Traitement
1. Dans WMS slectionnezHEC-RAS | Read Solution
2. Utilisez l'outil Select River Reach pour slectionner l'icne de la porte dela rivire affich sur le schma
3. Slectionnez HEC-RAS | Plot Solution pour voir le graphe du profilegnr par HEC-RAS pour la porte de la rivire
4. Utilisez l'outil Select Cross Section pour slectionner l'icne de la lignetransversale affich sur le schma
5. Slectionnez HEC-RAS | Plot Solution pour voir le graphe du profilegnr par HEC-RAS pour les lignes transversale
9 Dlination des Plaines D'inondations
HEC-RAS calcule l'lvation de la surface des eaux chaque ligne transversale. Nous
allons interpoler les rsultats HEC-RAS au long de la ligne transversale et arcs de l'axe
central afin d'amliorer la dlination des plaines d'inondations. WMS intersecte
l'lvation de la surface des eaux avec les lvations de fond du TIN afin de dliner des
plaines d'inondations.
9.1 Interpoler les Rsul tats HEC-RAS
1. SlectionnezDisplay | Display Options
2. Sur l'onglet River Data, dsactivezRiver Hydraulic Schematic
3. Slectionnez OK
4. Activez la couverture 1D-Hyd Cross Section
5. Assurez vous qu'aucun arc des lignes transversales est slectionn
6. SlectionnezRiver Tools | Interpolate Water Surface Elevations
7. Choisissez Create a data pointAt a specified spacing
8. Entrez 100 pour Data point spacing9. Slectionnez OK
10.Activez la couverture 1D-Hyd Centerline
11.SlectionnezRiver Tools | Interpolate Water Surface Elevations
12.Slectionnez OK
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9.2 Dliner la Plaine D'inondation
1. Allez au module Terrain Data
2. SlectionnezFlood | Delineate
3. Entrez 500 pour Max search radius
4. Entrez 2 pour Number of stages in a quadrant
5. Slectionnez OK
6. Slectionnez l'ensemble de donnes de profondeurs d'inondation, W.S.Elev-PF 1_fd, du dossier the Terrain Data dans l'explorateur du projet
7. SlectionnezDisplay | Contour Options
8. Pour Contour Interval slectionnez l'option Number of Contours et entrez25
9. Pour Contour Method slectionnez Color fill et ajustez la transparence
10.Sous Data Range, slectionnez Specify a range
11.Dslectionnez les botes Fill below et Fill above
12.Slectionnez OK
Deux ensembles de donnes ont t crs en dlinant la plaine d'inondation. W.S. Elev-
PF 1_fd contient les valeurs des profondeurs des inondations et W.S. Elev-PF 1_wl
contient les lvations des surfaces des eaux.
13.Slectionnez W.S. Elev-PF 1_wl et exprimentez avec les vues desrsultats. Vous pouvez aussi exprimentez avec l'image de fond comme
indiqu dans la Figure 9-1.
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Figure 9-1: Carte des Profondeurs des Inondations.
Il est important de se rappeler que les rsultats HEC-RAS viennent des lignes
transversales fusionnes mais la plaine d'inondation est dline sur l'original TIN qui
n'inclt pas les donnes arpentes des lignes transversales du canal. Les lvations des
surfaces des eaux de l'inondation sont pareilles amis les profondeurs dans les canaux o
les lignes sont fusionnes peut tre plus profond qu'affiches.
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