Modelación HEC-RAS (Edgar O. Ladino M.)

Maestra en Ingeniera Civil Recursos Hidrulicos y Medio Ambiente

Hidrulica e Hidrologa Computacional

HIDRULICA E HIDROLOGA COMPUTACIONAL Anlisis de un tramo de ro en el municipio de Villapinzn

Docente: Ph.D Germn Ricardo Santos Granados

Taller N 1

Edgar O. Ladino Moreno

Cdigo: 2106865

Para un tramo del ro Bogot, el cual tiene una longitud de 60 m en sus ejes se disponen las siguientes

secciones, para las cuales la distancia entre ejes es de 20m:

1. Estructuracin de la informacin y generacin del archivo xlsx:



2. Exportacin archivo CVS:

3. Creacin de un nuevo proyecto en HEC-RAS:



4. Creacin del tramo:

5. Importacin a HEC RAS archivo CVS:



6. Longitudes entre secciones:

Ro Bogot:



7. Bancos de las secciones:

Ro Bogot:

8. Coeficiente de Manning:

9. Bancos de las secciones:

Seccin N 1



Seccin N 2

Seccin N 3



Taller N 1: Anlisis de un tramo de ro en el municipio de Villapinzn

1. Calcular la profundidad normal, para una descarga correspondiente a un periodo de retorno de

2.33 aos y 50 aos, con una pendiente de 0.001m/m.



SECCIN N 1



SECCIN N 2



SECCIN N 3



2. Si la condicin a la salida es la profundidad normal, con una pendiente de 0.001 m/m,

correr el modelo para todos los periodos de retorno. Habilite la opcin de clculo de

profundidad crtica.

4. Visualice los perfiles para cada periodo de retorno.



5. Para cada seccin transversal y para cada periodo de retorno de las tablas de cada

seccin:

- Cul es la elevacin de la superficie libre del agua (Water Surface W.S)?

- Cul es la superficie crtica?

- Cul es el ancho en la superficie?

- Cul es el transporte (conveyance = K)

- Cul es la velocidad media en la seccin?.

HEC-RAS Variables de salida

Variable Significado

E.G. Elev Energa para rasante calculada WS Elev

Vel Head Cabeza de velocidad.

W.S. Elev Calculado superficie del agua a partir de la ecuacin de la energa

Crit W.S. Elevacin de la superficie del agua Crtica. La superficie del agua

correspondiente a la energa mnima de la energa frente a la curva de

profundidad

E.G. Slope Pendiente de la lnea de energa.

Q Total Flujo total en seccin transversal.

Top Width Top anchura de la seccin transversal mojada.

Vel Total Velocidad media de flujo en la seccin transversal total.

Max Chl Dpth

Profundidad del canal principal mxima.

Conv. Total Transporte de la seccin transversal total.

Length Wtd. Ponderado longitud de la seccin transversal alcance, basado en el flujo

Min Ch El Elevacin principal canal mnimo.

Alpha Alfa - energa coeficiente de ponderacin.

Frctn Loss Prdida de friccin entre dos secciones transversales.

C & E Loss La contraccin o prdida de expansin entre dos secciones transversales.



Seccin transversal

Perodo de retorno

Water Surface

Superficie crtica

Ancho en la superficie

Transporte (conveyance = K)

Velocidad media

Aos W.S. Elev (m) Crit W.S.

(m) Top Width (m) Conv. Total (m3/s)

Vel Total

(m/s)

Seccin 1

2.33 2691.29 2691.29 5.76 2.5 1.81

5 2691.83 2691.83 8.69 10.2 2.55

50 2692.79 2692.79 38.53 41.9 2.17

100 2692.91 2692.91 48.2 50.5 0.33

Seccin 2

2.33 2692.51 - 23.53 33.3 0.24

5 2693.28 - 101.16 127.7 0.27

50 2693.98 - 115.99 374.5 0.33

100 2694.27 - 117.87 517.8 0.01

Seccin 3

2.33 2692.72 - 36.31 43.8 0.17

5 2693.51 - 89.67 169.9 0.21

50 2694.23 - 99.05 425.2 0.31

100 2694.55 - 99.86 571.1 0.36



6. De las tablas de los perfiles

- Cules son los nmeros de Froude en el cauce principal para todos los periodos de

retorno?

- Cules son los nmeros de Froude en las secciones transversales para todos los

periodos de retorno?

Seccin transversal Seccin 1 Seccin 2 Seccin 3

Perodo de

retorno Aos 2.33 5 50 100 2.33 5 50 100 2.33 5 50 100

Froude # 0.070 0.080 0.100 0.100 0.090 0.100 0.100 0.110 1.040 1.080 0.800 0.960

- Cul es la profundidad mxima de la lmina de agua en la seccin? (Max channeldepth)

Seccin transversal

Perodo de retorno

Q total Max Ch

Dpth

Aos (m3/s) (m)

Seccin 1

2.33 4 0.99

5 16 1.53

50 45 2.49

100 64 2.61

Seccin 2

2.33 4 1.8

5 16 2.58

50 45 3.28

100 64 3.57

Seccin 3

2.33 4 1.72

5 16 2.51

50 45 3.23

100 64 3.54

Max Ch Dpth (m)

3.57

Seccin 2

Perodo de retorno 100



- Cul es la mnima elevacin del canal? (Min Channelelevation)

Seccin

transversal Seccin 1 Seccin 2 Seccin 3

Perodo

de

retorno

Aos

2.33 5 50 100 2.33 5 50 100 2.33 5 50 100

Q total (m3/s) 4 16 45 64 4 16 45 64 4 16 45 64

Min Ch El (m) 2691.0 2691. 2691.0 2691.0 2690.7 2690.7 2690.7 2690.7 2690.30 2690.30 2690.30 2690.30

Min Ch El (m) 2690.30



Seccin

transversal

Perodo

de

retorno

Q total Min Ch

El

W.S.

Elev Crit W.S

E.G.

Elev E.G. Slope Vel. Chnl

Flow

Area Top Widh Froude #

Aos (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)

Seccin 1

2.33 4 2691 2692.72 2692.72 0.008337 0.2 23 36.31 0.07

5 16 2691 2693.51 2693.52 0.008871 0.33 77.07 89.67 0.08

50 45 2691 2694.23 2694.24 0.011201 0.47 146.54 99.05 0.1

100 64 2691 2694.55 2694.55 0.01256 0.54 177.53 99.86 0.1

Seccin 2

2.33 4 2690.7 2692.5 2692.51 0.014462 0.24 16.91 23.53 0.09

5 16 2690.7 2693.28 2693.28 0.015689 0.34 59.25 101.16 0.1

50 45 2690.7 2693.98 2693.99 0.014442 0.44 135.78 115.99 0.1

100 64 2690.7 2694.27 2694.28 0.015279 0.5 169.78 117.87 0.11

Seccin 3

2.33 4 2690.3 2691.29 2691.29 2691.49 2.629307 2.37 2.21 5.76 1.04

5 16 2690.3 2691.83 2691.83 2692.18 2.476592 3.03 6.27 8.69 1.08

50 45 2690.3 2692.79 2692.79 2693.04 1.155504 2.56 20.76 38.53 0.8

100 64 2690.3 2692.91 2692.91 2693.24 1.608537 3.11 25.94 48.2 0.96

7. Revise las advertencias Corra nuevamente el modelo interpolando cada 2 m, compare visualmente los

resultados.



SECCIN (1.5 m)



Seccin

transversal

Q total Min Ch

El W.S. Elev Crit W.S E.G. Elev

E.G.

Slope Vel. Chnl

Flow

Area

Top

Widh Froude #

(m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)

3 64 2691 2694.51 2694.52 0.013267 0.55 174.41 99.77 0.11

2.9 64 2690.97 2694.49 2694.5 0.013077 0.54 175.01 101.63 0.11

2.8 64 2690.94 2694.46 2694.47 0.012978 0.53 175.38 103.51 0.11

2.7 64 2690.91 2694.43 2694.44 0.012977 0.53 175.46 105.36 0.11

2.6 64 2690.88 2694.41 2694.42 0.013067 0.52 175.25 107.15 0.11

2.5 64 2690.85 2694.38 2694.39 0.013257 0.52 174.74 108.93 0.11

2.4 64 2690.82 2694.36 2694.36 0.013556 0.51 173.88 110.72 0.11

2.3 64 2690.79 2694.33 2694.34 0.013982 0.51 172.64 112.51 0.11

2.2 64 2690.76 2694.3 2694.31 0.01455 0.51 171 114.3 0.11

2.1 64 2690.73 2694.27 2694.28 0.015302 0.51 168.88 116.08 0.11

2 64 2690.7 2694.24 2694.25 0.016265 0.52 166.27 117.87 0.11

1.9 64 2690.66 2694.2 2694.21 0.016628 0.54 163.49 118.01 0.12

1.8 64 2690.62 2694.17 2694.18 0.017337 0.56 159.95 118.16 0.12

1.7 64 2690.58 2694.13 2694.14 0.018516 0.59 155.53 118.16 0.12

1.6 64 2690.54 2694.09 2694.11 0.020295 0.63 150.17 117.54 0.13

1.5 64 2690.5 2694.05 2694.06 0.023175 0.67 143.63 117.19 0.14

1.4 64 2690.46 2693.99 2694.01 0.027875 0.73 135.59 116.17 0.15

1.3 64 2690.42 2693.93 2693.95 0.035535 0.8 125.66 112.61 0.17

1.2 64 2690.38 2693.84 2693.87 0.050606 0.9 113.08 107.33 0.2

1.1 64 2690.34 2693.7 2693.73 0.090521 1.05 95.52 99.38 0.25

1 64 2690.3 2692.91 2692.91 2693.24 1.608537 3.11 25.94 48.2 0.96

8. Realice el mismo anlisis con condicin de flujo crtico a la salida.



Perodo de

retorno Advertencia

Aos

2.33

1. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es inferior a 0,7

2. La carga de velocidad ha cambiado en ms de 0,15 m. Esto puede indicar la necesidad de secciones

transversales adicionales.

3. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es menor que 0,7 o

mayor que 1,4. Esto puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.

4. La prdida de energa fue mayor de 0,3 m, entre la seccin transversal actual y anterior. Esto puede indicar

la necesidad de secciones transversales adicionales.

5

1. Se dividio el flujo calculado para esta seccin transversal





4. La prdida de energa fue mayor de 0,3 m, entre la seccin transversal actual y anterior. Esto puede indicar

la necesidad de secciones transversales adicionales.

50

1. Los puntos finales de la seccin transversal deban extenderse verticalmente por la superficie del agua

calculada.





100

1. Se dividio el flujo calculado para esta seccin transversal





SECCIN N 1 (FLUJO CRTICO)

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