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