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OBTENCIN DEL MODELO HIDRULICO DE UN CAUCE EN HEC RAS UTILIZANDO AUTOCAD CIVIL 3DNDICE21.introduccin

22.INFORMACIN DE PARTIDA

23.obtencin de la superficie de trabajo

34.DEFINICIN DEL EJE DEL RO, DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES Y DE LOS BORDES DEL CAUCE

34.1DEFINICIN DEL EJE DEL RO

64.2DEFINICIN DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES

84.3DEFINICIN DE LOS BORDES DEL CAUCE

95.CARGAR LOS DATOS GEOMTRICOS EN HEC RAS

96.obtencin de resultados en hec ras

96.1INVERTIR LAS SECCIONES TRANSVERSALES

96.2COMPLETAR LA GEOMETRA DEL ARROYO

106.3INTRODUCIR DATOS DE CAUDALES Y CONDICIONES DE CONTORNO

116.4ANLISIS EN RGIMEN UNIFORMEMENTE VARIADO

116.5DELINEAR LA LLANURA DE INUNDACIN

126.5.1CONVERTIR EL ARCHIVO GEOTIFF A ESRI FLT

156.5.2MODIFICAR EL ARCHIVO HDR

156.5.3DELINEAR LA LLANURA DE INUNDACIN EN HEC RAS

176.5.4DIBUJAR LA LLANURA DE INUNDACIN EN CIVIL 3D

1. introduccin

xxx2. INFORMACIN DE PARTIDAPartiremos de que tenemos como informacin inicial las curvas de nivel del arroyo a modelar en formato Autocad y con elevacin.3. obtencin de la superficie de trabajo

Para la obtencin de la superficie de trabajo seguiremos los siguientes pasos:1. Abriremos un nuevo archivo de Autocad Civil 3D con una plantilla mtrica y copiaremos all las curvas de nivel proporcionadas en el archivo Curvas_de_nivel.dwg.2. Definiremos la proyeccin adecuada de la superficie en Drawing Utilities( Drawing Settings(Units and Zone como se muestra en el siguiente cuadro.

3. En Prospector, click derecho en Surfaces, y seleccionaremos la opcin Create Surface, aparecer el cuadro de creacin de superficies.

4. Dejaremos el campo Type como TIN Surface pero cambiaremos el nombre a la superficie.

5. En Style utilizaremos curvas de nivel cada 2 metros aunque podramos seleccionar lo que ms nos conviniese.6. Ahora, en Prospector( Surfaces( Definition, click derecho en Contours y seleccionaremos la opcin Add, aparecer el cuadro de dilogo de esta opcin, dejaremos los datos por defecto y seleccionaremos todas las curvas de nivel para generar la superficie.4. DEFINICIN DEL EJE DEL RO, DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES Y DE LOS BORDES DEL CAUCE4.1 DEFINICIN DEL EJE DEL RODefinir el eje del ro en Autocad Civil 3D es una labor muy sencilla y prcticamente automtica. Si seleccionamos la superficie, en el panel superior se nos activarn las opciones de superficies, una de ellas es Water Drop, esta es una funcin que dibuja el camino que seguira una gota de agua al caer por una superficie desde un punto determinado.

Slo tenemos que seleccionar dnde comienza nuestro ro (el punto ms alto), en nuestro caso el punto A de la siguiente imagen.

En ocasiones, como es el caso, el comando Water Drop no dibuja de forma completa el curso del ro, en ese caso tendremos que dibujarlo por partes. Dibujaremos el tramo superior y posteriormente dibujaremos otro tramo un poco aguas abajo del tramo dibujado. En la siguiente imagen se puede apreciar cmo se ha realizado el eje del ro, se ha cambiado el color de las polilneas para apreciar mejor lo que sucede.

Hay que unir los extremos de las polilnea y despues convertirlas en una sola. Escribiremos en la lnea de comandos PEDIT( M (multiple), seleccionamos las polilneas que forman el eje del ro y elegiremos JOIN (J). Ya tenemos el eje del ro dibujado desde aguas arriba hacia aguas abajo. Como el programa HEC RAS identifica las secciones transversales por un nmero y las ordena de mayor a menor de aguas arriba hacia aguas abajo, hay que dar la vuelta a la polilnea dibujada ya que sta ser utilizada como alineamiento del eje del ro y las secciones transversales se identificarn por su punto kilomtrico, es decir, la seccin 0.000 ser la que se site ms aguas abajo y el resto, aguas arriba, por este motivo el alineamiento del eje del ro debe comenzar aguas abajo.Para invertir el sentido de la polilnea escribiremos PEDIT, seleccionaremos el eje del ro y escribiremos R.

Ahora convertiremos el eje del ro en un alineamiento, para ello en la pestaa Home, en el grupo Create Design, seleccionaremos Create Alignment from Objects y pincharemos en el eje del ro, verificaremos que la direccin del alineamiento es la correcta, de aguas abajo hacia aguas arriba.

Hay que desactivar la opcin Add curves between tangents.

4.2 DEFINICIN DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES

En primer lugar dibujaremos las secciones tranvsersales con polilneas. Es importante recordar que las secciones transversales tienen que ser perpendiculares al flujo del ro y que en ningn caso se pueden cortar. Ser suficiente con que coloquemos secciones en aquellos puntos donde se produzca un cambio en el alineamiento o seccin del ro.

Cuando hayamos dibujados las secciones transversales en la pestaa Home, en el grupo Profile & Section Views, seleccionaremos Sample Lines, pincharemos en el alineamiento oportuno y elegiremos Select existing polylines para seleccionar las secciones transversales dibujadas.

El resultado debera ser parecido al mostrado en la siguiente imagen.

Hay que tener en cuenta que Civil 3D considerar las secciones dibujadas de derecha a izquierda pero en HEC RAS las secciones se han de dibujar de izquierda a derecha por este motivo posteriormente en HEC RAS habr que darles la vuelta.

Si una vez modelado el cauce en HEC RAS vemos la necesidad de incluir nuevas secciones slo tendremos que dibujar las polilneas necesarias y en la pestaa Home, dentro de Profile & Secction Views, seleccionar Sample lines, el programa nos pedir que le indiquemos el alineamiento y posteriormente seleccionaremos la opcin Select existing polylines.

4.3 DEFINICIN DE LOS BORDES DEL CAUCEDibujaremos los bordes del cauce con dos polilneas, una a cada lado del eje del ro.En la pestaa Output, en el grupo Export, seleccionaremos Export to HEC RAS, aparecer el cuadro de dilogo de exportacin a HEC RAS.

Seleccionaremos la superficie generada anteriormente as como el alineamiento del eje del ro y las secciones transversales, daremos un nombre al ro y activaremos la opcin Check this to use river banks, seleccionando posteriormente la margen izquierda, la situada a la izquierda del alineamiento y derecha, la contraria.Ahora exportaremos el archivo *.geo que sirve para cargar los datos geomtricos obtenidos en HEC RAS.

5. CARGAR LOS DATOS GEOMTRICOS EN HEC RAS

Abriremos HEC RAS creando un nuevo proyecto, en Enter/Edit geometric data importaremos el archivo *.geo generado en Civil 3D, para ello seleccionaremos File(Import Geometric Data(Gis formatUna vez realizado esto tendremos cargada la geometra del cauce en HEC RAS, ahora tendremos que completar el modelo hidrulico para poder analizar los resultados. Los pasos a seguir sern: Invertir las secciones tranvsversales. Completar la geometra aadiendo la rugosidad del cauce y de llanuras de inundacin. Introducir los datos de caudales y condiciones de contorno. Definicin de las condiciones de anlisis en rgimen uniforme.6. obtencin de resultados en hec ras

6.1 INVERTIR LAS SECCIONES TRANSVERSALES

En Geometric Data(Tools(Reverse Stationing Data para que las secciones se dibujen correctamente de izquierda a derecha.6.2 COMPLETAR LA GEOMETRA DEL ARROYO

El primer paso a realizar es completar la geometra del arroyo aadiendo la rugosidad del cauce y llanuras de inundacin. En Geometric Data(Tables(Mannings n or k Values ingresaremos los datos de rugosidad, en este ejemplo introduciremos un valor constante en todas las secciones y en cada una de las tres partes de cada seccin.

6.3 INTRODUCIR DATOS DE CAUDALES Y CONDICIONES DE CONTORNO

En este apartado introduciremos los datos correspondientes a caudales y condiciones de contorno, para ello en Edit/Enter steady flow data ingresaremos un caudal de 10 m3/s en la seccin situada ms aguas arriba.

En Reach Boundary Conditions introduciremos como condiciones de contorno Calado Uniforme o Normal Depth, definiremos la pendiente aguas arriba y aguas abajo como 0,01 m/m.

6.4 ANLISIS EN RGIMEN UNIFORMEMENTE VARIADO

Pulsar en , aparecer el cuadro de dilogo siguiente:

Realizaremos un anlisis en rgimen mixto.6.5 DELINEAR LA LLANURA DE INUNDACIN

Una vez computado el modelo en HEC-RAS, necesitamos importar la superficie en el Mapper de HEC-RAS para delinear la llanura de inundacin. Para hacer esto, exportaremos el terreno existente de Civil3D como un archivo GeoTIFF y convertiremos este GeoTIFF al formato ESRI FLT, que es el formato nativo de HEC-RAS. Esta transformacin requiere del programa SAGA GIS.En el Toolspace de Civil3D, haremos click derecho en la superficie y seleccionaremos Export to DEM.

6.5.1 CONVERTIR EL ARCHIVO GEOTIFF A ESRI FLTPara convertir el archivo GeoTiff generado a ESRI FLT se puede utilizar la aplicacin SAGA descargable en el siguiente enlace:

http://sourceforge.net/projects/saga-gis/files/Abrir SAGA e importar el archivo GeoTIFF seleccionando Import/Export( GDAL/OGR( GDAL: Import Raster

En files buscar el archivo DEM.tif y dar OK.Ahora hay que exportar el archivo GeoTIFF a ESRI FLT seleccionando Import/Export Grids( Export ESRI Arc/Info Grids.

Seleccionaremos el Grid System que nos propone el programa con la superficie generada y en formato seleccionaremos binary.

En el cuadro anterior, en File, guardar el archivo como ESRI Arc/Info Binary Grids (*.flt).Salir del programa.

6.5.2 MODIFICAR EL ARCHIVO HDR

Abrir el archivo *.hdr generado con un editor de texto y dar exactamente el siguiente formato, hay que respetar maysculas y minsculas y los espacios en blanco.

En la primera y segunda fila hay que dejar 9 espacios, en la tercera y cuarta fila 5 espacios, en la quinta fila 6 espacios, en la sexta 2, y en la sptima 5 espacios en blanco. Guardamos los cambios.

6.5.3 DELINEAR LA LLANURA DE INUNDACIN EN HEC RASAbrimos el archivo de HEC RAS y en GIS Tools seleccionamos RAS Mapper Ahora en Tools seleccionamos Floodplain Mapping

Seleccionamos el terreno generado anteriormente, el profile con el que hayamos trabajado y la variable Water Surface Elevation. Generamos la llanura de inundacin en Generate Layers.Debera quedarnos algo parecido a lo siguiente.

6.5.4 DIBUJAR LA LLANURA DE INUNDACIN EN CIVIL 3D

En la lnea de comandos escribir MAPIMPORT y buscar el archivo floodmap.shp que HEC RAS habr generado en la carpeta donde estemos trabajando con este programa dentro de otra carpeta con el nombre del plan del proyecto. El resultado ser parecido a la siguiente imagen.

A la hora de manejar terrenos en el Mapper de HEC RAS se generan ciertos fallos como esas zonas inundables inconexas, ahora es labor del proyectista corregir esos fallos de forma manual.A