Memoria Tecnica Del Hec-Ras

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  • 8/20/2019 Memoria Tecnica Del Hec-Ras

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    Introducción

    El programa Hec-Ras es un modelo hidráulico unidimensional creado por la

    USACE (United States Army Corps of Engineers).

    La modelización hidráulica unidimensional del Hec – Ras está compuesta por 4tipos de análisis en ríos: 

      Modelización de flujo en régimen permanente 

      Modelización de flujo en régimen no permanente 

      Modelización del trasporte de sedimentos 

      Análisis de calidad de aguas 

    Objetivo

    El objetivo del presente ejemplo es realizar un análisis básico del flujo en un

    tramo de río, concretamente el río Zamora. Dentro de este análisis, se verán las

    distintas advertencias de cálculo proporcionadas por HEC RAS definirán distintas

    actuaciones que pueden realizarse para intentar resolver los problemas de

    convergencia del modelo. Las principales actuaciones que se presentarán eneste ejemplo son tanto la de interpolar secciones transversales como la de

    realizar el análisis en distintos regímenes de flujo y simular un puente.

    Desarrollo De un Modelo Hidrológico

      Crear un proyecto nuevo  Introducir los datos: geométricos (secciones); hidráulicos (caudales y

    condiciones de contorno).  Resultados.

    Manipulación Del Programa

    Luego de haber instalado el Programa Hec Ras 4.1 procedemos a ejecutarlo elcual aparecerá la ventana principal del programa.

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    Realizar un nuevo proyecto

    Hacemos click en:File/New Project.

    Luego se nos visualara una nueva ventana, donde debemos dar nombre alproyecto, así como su ubicación en el ordenador.

    A continuación nos saldrá la ventana de creado el proyecto

    Seleccionamos el sistema de unidades, haciendo click en: options/Unit system US

    Cusomary/SI), y seleccionamos Set as default for new projects.

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    Construcción de la geometría

    Hacemos click en: , luego en el cual nos permite dibujar la seccióndel tramo del rio.

    Luego de haber terminado de dibujar la sección damos doble click y se nosvisualiza una ventana donde escribimos el nombre del rio y el tramo.

    Procedemos a guardar la geometría, hacemos click en: File/Save GeometryData

    .

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    Ingreso de las secciones transversales

    Hacemos click en , luego en , en el cual aparecerá una ventana, enla cual anotaremos los datos de las secciones del rio.

    Siguiente hacemos click en: options/Add new cross section, aparece una

    ventana en ella anotaremos el número de secciones.

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    Procedemos a llenar los datos como las secciones, longitud entre secciones,coeficientes de rugosidad de todas las secciones y damos click en Apply data.

    Al haber terminado de introducir todas las secciones procedo hacer click en:

    Exit/Exit cross section edition, para visualizar las secciones en el tramo del rio.

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    Ingreso de los datos hidráulicos: caudal y condiciones de contorno 

      Ingreso de caudales:

    Hacemos click en: Edit/Enter steady flow data  y nos saldrá la ventana

    donde pondremos la cantidad de periodos de retorno,

      Ingreso de las condiciones de contorno:

    Pulsamos click en  Reach Bounday Conditions nos saldrá la ventana paraintroducir los datos que nosotros tengamos en este caso introduciré el caladonormal (

    Normal Depth

    ) en ella pondremos aguas arriba y aguas abajo los datoscorrespondientes y click en

     Ok.

     

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    Siguiente procedemos a guardar hacemos click en: File/Save Flow Data 

    Crear un plan y efectuar una simulación

    Hacemos click enPerform a steady flow simulation

    , nos aparece una ventanadonde escogemos el tipo de régimen del flujo, en este caso seleccionamos 

    Mixed  y por ultimo ejecutamos el programa dando click en Compute

    Para guardar el plan hacemos click en: File/Save Plan

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    Modelar un Puente

    Para la modelación de un puente procedemos inicialmente haciendo click en:

    , siguiente en este nos abrirá una nueva ventana donde hacemosclick en Options/Add a Bridge and/or Culvert el cual nos permite elegir lasección en donde ubicar el puente.

    En esta ventana asignamos en que sección ubicamos el puente

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    Secciones del puente aguas arriba y aguas abajo

    Siguiente procedo a introducir las caracterices del puente, como el alto deltablero, el ancho del tablero, el número de pilas, a cuanto de distancia estánubicadas, la separación entre pilas y el ancho de cada pila.

    Las características del tablero se introducen en la ventana “Bridge Culvert Data”,

    icono “Deck/Roadway”, en ella ingresamos datos como: la distancia desde dondeempieza el tablero, su altura tanto aguas arriba como aguas abajo.

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    Las características de las pilas se introducen en la ventana “Bridge Culvert Data”,

    icono “Pier”, en esta ventana ingresamos datos como: la altura y a que distanciaempiezan las pilas

    En este cuadro se aprecia como quedo el puente

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    Introducir una obstrucción al flujo

    Para el correcto funcionamiento de las estructuras creadas anteriormente, esnecesario en ocasiones bloquear el paso del agua en una zona de la secciónde aguas arriba de la estructura lateral.

    Hacemos click en Geometric Data , siguiente en Cross section , luegoen Options y por ultimo seleccionamos Obstructions

    En ella nos aparece esta ventana en la cual ingresamos los datos de laobstrucción.

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    Resultados

    Una vez ejecutada la simulación podemos ver los resultados. Hacemosclick en View en el cual aparecen todas las opciones de los diferentesresultados.

      Opción Cross-sections  nos permite visualizar las seccionestransversalesSección con obstrucción

    Secciones del Puente:

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    En esta opción además existen muchas posibilidades para personalizar comopor ejemplo:

      Elegir el plan  Elegir el perfil  Ver o no secciones interpoladas  Elegir variables para ver  Animaciones (para distintos periodos). Etc.

    Perfiles de las láminas de agua

    Opción  water Surface pro files , al igual que el anterior tenemosposibilidades similares para personalizar

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    Graficas de varios parametros a lo largo de todo el perfil 

    Opción view general profile plot

    Se puede elegir graficas estándar seleccionando las opciones del menú Standard

    Plots entre las cuales tenemos:  Velocidad  Caudal  Área de la sección transversal  Coeficiente de Mannig  Numero de Froude  Calado hidráulico  Tensión  Área de la superficie

      Potencia de flujoAdemás a cada uno de estas opciones se puede ver los resultados en tablas

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    Ver curvas caudal calado de cada perfil

    Opcion computed rating curves

    Al igual que la opcion Cross setion tenemos las mismas posibilidades de

    personalizar.

    Ver dibujos en perspectiva

    Opción 3D multiple cross section plot

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    Sección de la obstrucción

    Sección del puente

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    Tabla de detalles

    Opción en esta opción sevisualiza un resumen de todos los parámetros hidráulicos, cabe recalcar que en

    ocasiones aparecen mensajes de error, avisos y notas.En este ejemplo salió el siguiente error: la relación de transporte (transporteaguas arriba partido el transporte aguas abajo) es menor que 0.7 o mayor que1.4, lo que puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.

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    Ver tabla de resumen

    Opción 

    Al igual que la tabla de detalles existen opciones para visualizar un resumen

    de todos los parámetros hidráulico.

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    UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

    UNIDAD ACADEMICA DE INGENIERIA CIVIL, ARQUITECTURA YDISEÑO

    FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

    MATERIA:

    OBRAS CIVILES

    TEMA:

    EJECUCION DEL PROGRAMA HEC RAS

    CATEDRATICO:

    ING. DIEGO CORONEL

    ALUMNO:

    JAIME GUAMÁN

    CURSO:

    QUINTO AÑO DE INGENIERIA CIVIL

    CUENCA – ECUADOR

    2016