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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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WMS Tutoriels Dlination des Plaines D'inondations

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


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.


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


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


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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