APLICACIÓN DEL HEC GEOHMS.pdf

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Modelamiento Hidrolgico de Cuencas

Msc. Cayo L. Ramos Taipe 1

APLICACIN DEL MODELO HEC GEOHMS

1.1 Introduccin

Esta parte describe de manera detallada los pasos necesarios para obtener la

informacin geomtrica y red de drenaje de una cuenca a partir de una imagen radar

tipo Grid, aplicando el Arc View, para su uso en el Hec HMS.

El usuario puede emplear el DEM adjunto al presente para replicar el ejemplo

aplicativo desarrollado.

1.1.1 Requerimiento de equipo y sistema operativo

Cualquier IBM o computadora compatible con un procesador 80386 o mayor

(Se recomienda un 80486 o mayor).

Un disco duro con un mnimo de 15 megabytes de espacio libre (Se

recomienda 20 megabytes o ms).

Un mnimo de 16 megabytes de RAM.

Un mouse.

Un monitor a color VGA (Se recomienda un Super VGA o mayor).

MS Windows 95 o MS Windows NT versin 3.51 o mayor.

1.1.2 Software uti lizado

Para este trabajo se ha utilizado el siguiente software:

HEC-HMS 2.2.2

ArcView GIS 3.3

HEC-GeoHMS 1.1

HEC-GeoHMS ha sido desarrollado como una herramienta de hidrologa geoespacial

para ingenieros e hidrlogos que no son expertos en el GIS. El programa permite al

usuario una visualizacin espacial de la informacin, documentar las caractersticas de

la cuenca, desarrollar un anlisis espacial, delinear las cuencas y los ros, construir

informacin de ingreso para modelos hidrolgicos como el Hec HMS.

Hec GeoHMS es una extensin de dominio pblico para ArcView y la extensin Spatial

Analys. Los siguientes programas componen el programa funcional del Geo HMS:

Data Management


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Terrain Preproceccing.

Basin Processing

Hydrologic Parameter Estimation

HMS Model Support

1.1.3 Resumen de los pasos a realizar

TAREA I: Preprocesamiento del Modelo del Terreno

1.- Abrir ArcView y cargar GEOHMS

2.- Configurar el directorio de trabajo con la informacin de terreno y precipitacin

3.- Anlisis del sistema de drenaje a travs del procesamiento del terreno usando

el esquema de 8 puntos

4. Extraer la informacin espacial de inters y configurar un modelo hidrolgico

TAREA II: Procesamiento de Cuenca

5. Revisin de la delimitacin de sub cuencas

6. Extraccin de las caractersticas fsicas de las sub cuencas y los ros

7.0 Desarrollo de la informacin a HMS

TAREA III: Modelando el Sistema Hidrolgico

8.0 Configuracin del Modelo HECHMS con ingresos de HEC-GEOHMS


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TAREA I: Preprocesamiento del modelo del terreno

1 Abrir ArcView y Cargar GEO HMS

Al abrir ArcView nos aparece la ventana siguiente, donde podemos elegir entre abrir

un archivo existente, abrir un archivo en blanco o abrir un nuevo archivo directamente

con una nueva vista:

Figura 1 Creacin archivo ArcView

Si abrimos el programa con la opcin as a blank project (como un proyecto en

blanco) nos aparecer la siguiente pantalla:

Figura 2 Creacin de archivo ArcView


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Lo primero para empezar a trabajar con ArcView es asegurarnos que las extensiones

que necesitamos estn activadas:

Figura 3 Activacin de extensiones

Vista de las diferentes extensiones y en especial la de

HEC-GeoHMS 1.1

Figura 4 Activacin de extensiones

Una vez activado la

extensin HEC-GeoHMS

1.1, se observa la

siguiente vista

Figura 5: Explorador de

trabajos de ArcView con

MainView y ProjView

2.- Configurar el directorio de trabajo con la informacin de terreno y

precipitacino Abrir un nuevo MainView


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o Seleccionar: FileManager Data Sources

o Navegar en el CD-ROM y buscar los archivos de trabajo.

o Copiar el archivo de trabajo (las carpetas cuenca e info) directorio de

trabajo.

o Adicionar el cuenca como archivo con extensin GRID en el MainView.

o Se debe mostrar la siguiente vista, (OK) y Guardar el proyecto en el directorio

de trabajo, es muy importante contar con un nico directorio de trabajo para

que los archivos que se generen posteriormente se guarden ordenadamente.

Figura 6

3.- Anlisis del sistema de drenaje a travs del procesamiento del terreno

usando el esquema de 8 puntos

3.1.- Fill Links

o Seleccionar: Terrain Preprocessing Fill Links.

Permite rellanar las cotas de las celdas que carecen de informacin a partir de las

celdas vecinas.

Figura 7


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En el cuadro de dialogo DEM Filling Links Operations, seleccione RawDEM (Cuenca)

y HydroDEM (FillGrid) por defecto.

Figura 8: Presiones (OK)

Se mostrar la siguiente vista.

Figura 9


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3.2 Flow Direction

o Seleccionar: Terrain Preprocessing Flow Direction.

Permite definir la direccin del flujo en base a las celdas vecinas, luego se mostrar la

siguiente vista.

Figura 10

3.3 Flow Acculation

o Seleccionar: Terrain Preprocessing Flow Accumulation.

Permite definir que celdas contribuyen o acumulan el flujo en base a las celdas

vecinas, luego se mostrar la siguiente vista.

Figura 11


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3.4 Stream Definition

o Seleccionar: View Properties

Y modificar en:

Map Units:(meters)

Distance Units:(meters) Presionar (OK)

Figura 12

o Seleccionar: Terrain Preprocessing Stream Definit ion

Por defecto (OK)

Figura 13


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Por defecto (OK)

Figura 14

Por defecto (OK)

Figura 15

Finalmente se visualizar un vista como sigue:

Figura 16


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3.5 Stream Segmentation

Seleccionar: Terrain Preprocessing Stream Segmentation

Figura 17

Figura 18


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3.6 Watershed Delineation

o Seleccionar: Terrain Preprocessing Stream Segmentation

Figura 19Con lo cual se tiene ya definidas las sub. cuencas en formato GRID

Figura 20


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3.7 Watershed Polygon Processing

o Seleccionar: Terrain Preprocessing Watershed Polygon Processing

Figura 21Se pasan la sub cuencas a polgonos o formatos *shp

Figura 21


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3.8 Stream Segment Processing

Seleccionar: Terrain Preprocessing Stream Segment Processing

Figura 22

Figura 23

Se tiene los ros en formato *.shp

Figura 24


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3.9 Watershed Aggregation

Seleccionar: Terrain Preprocessing Watershed Aggregation

Figura 25

Figura 26

4. Extraer la informacin espacial de inters y configurar un modelo hidrolgico

Figura 27


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Figura 28

Figura 29

Generar nuevo proyecto

o Seleccionar: HMS Project Setup Stara New Project

Figura 30


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Figura 31

Figura 32

Figura 33


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Nuevo proyecto, extrado a partir de la informacin que se venia trabajando.

Figura 34

Figura 35


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TAREA II: Procesamiento de Cuenca

1.0 Revisin de la delimitacin de sub cuencas

1.1 Merge Basin

Figura 36


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Figura 37

6. Extraccin de las caractersticas fsicas de las sub cuencas y los ros

6.1 River Length

Figura 38

6.2 River Slope

Figura 39


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Figura 40

6.3 Basin Centroid

Figura 41

Figura 42


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Figura 43

o Centroide elevation

6.4 Longest Flow Path

Figura 44


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Figura 46

Figura 47

6.5 Centroidal Flow Path

Figura 48


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Figura 49

Figura 50

7.0 Desarrollo de la informacin a HMS

7.1 Reach AutoName


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Figura 51

7.2 Basin AutoName

Figura 52

7.3 Map to HMS Units

Figura 53

Figura 54


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Figura 55

7.4HMS Check Data

Figura 56

Figura 57


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7.5 HMS Schematic

Figura 58

Figura 59


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7.6 HMS Legend

Figura 60

7.7 Add Coordinates

Figura 61

7.8 Background Map File

Figura 62


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7.9 Lumped-Basin Model

Figura 63


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TAREA III: Modelamiento del s istema hidro lgico

8.0 Configuracin del Modelo HECHMS con ingresos de HEC-GEOHMS

8.1 Configuracin de directorio

Figura 64: Creacin de nuevo proyecto santa en HEC-HMS

Figura 65: Directorio santa con archivos generados por GEO-HMS en ArcView


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8.2 Configuracin HMS

Figura 66: Importar Modelo Basin santa encontrado en directorio anterior

Figura 67: Ubicacin y seleccin de archivo projsanta de tipo BASIN File


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Figura 68: Esquema o topologa de cuenca importada desde ArcView


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Figura 69: Seleccin del archivo de mapa, en la ruta especificada

Figura 70: Vista de limites de sub cuencas y cauces a modo de fondo general


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8.3 Edicin de ros

Figura 71: Vista editada y mejorada de rios y nodos de confluencia

8.4 Ingreso de Informacin al modelo de cuenca

Figura 72: Formulario de Ingreso de informacin de sub cuenca


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Figura 73: Formulario de ingreso de informacin de transito a lo largo del cauce

8.5 Ingreso de informacin al modelo meteorolgico

Figura 74: Ingreso de informacin de tipo de tormenta de diseo que ser utilizada

en la simulacin de la relacin precipitacin escorrenta.


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8.6 Ingreso de Informacin y especificaciones de Control

Figura 75: Las especificaciones de control define el da y la hora de inicio y final de

la simulacin

8.7 Simulacin con HMS

Figura 76: Vista de calculo del modelo HEC-HMS


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Figura 77: Proceso de calculo o corrida sin errores

8.8 Visualizacin de resultados

Figura 78: Hidrograma de avenida a la salida de la cuenca, como respuesta de las

sub cuencas y el transito de los cauces.


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Figura 79: Resumen de resultados en la estacin Tigre

Figura 80: Resumen tabular de la corrida en la estacin tigre

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