Sesión 1 Curso HEC RAS

Fco. Javier Torrella UnanuaFco. Javier Torrella Unanua

Escuela Politécnica

Universidad de Extremadura

Curso práctico de modelización hidráulica con HEC-RAS. Sesión 1

Presentación del cursoHorario 10h a 14h. Lunes y viernes.Inicio: Lunes 19 de octubre de 2015Fin: Viernes 16 de noviembre de 2015

Tutorías: jueves de 11:30 a 14:00

L M X J V S D L M X J V S D

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octubre noviembre

Despacho C-40 (2ª planta sobre conserjería)Petición previa a correo electrónico

[email protected]

Se facilita el PDF con el guión de todas las clases conanterioridad

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Presentación del curso

Clase Contenido

1. Conceptos básicos de la hidráulica en lámina libre. Fundamentos hidráulicos deHEC-RAS.

Introducción al programa HEC-RAS. Estructura de un proyecto

2 y 3. Construcción de un modelo básico. Introducción de datos geométricos.Introducción de datos hidráulicos (flujo permanente). Caudal y condiciones decontorno. Simulación e interpretación de los resultados. Tablas y gráficas deresultados. Errores habituales


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resultados. Errores habituales


Clase Contenido

4. y 5. Opciones avanzadas en flujo permanente: Confluencias de ríos, puentes,Obras de drenaje…

6 y 7. Evaluación de la necesidad del cálculo en régimen variable. Características ylimitaciones de HEC-RAS en régimen variable

Introducción de datos hidráulicos (flujo variable). Hidrograma y condiciones decontorno. Calibración previa del modelo. Simulación e interpretación de los


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contorno. Calibración previa del modelo. Simulación e interpretación de losresultados (flujo variable). Tablas y gráficas de resultados. Errores habituales.Rotura de presas y balsas.

8. Aplicaciones ingenieriles (clasificación de presas, diseño de protección de pilas,diseño de encauzamientos, determinación del DPH...).

Evaluación del curso.



Quien desee obtener un certificado de aprovechamiento delcurso debe:

- Asistir a las clases.

- Hacer el examen.

- Rellenar la instancia que se adjunta en el pen-drive.

- Abonar por derechos de expedición e impresión la cantidad de

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- Abonar por derechos de expedición e impresión la cantidad de15,80 euros, satisfecha en la cuenta para el pago de las tasas deexpedición de títulos y certificados (diferente a la del pago de lamatrícula):

0049.6147.64.2110012426 (Banco Santander)

IBAN: ES84.0049.6147.64.2110012426

BIC/SWIFT: BSCHESMMMXXX

Titular: Formación Continua UEx

Índice de la sesión 1

- Introducción

- Conceptos básicos de la hidráulica en lámina libre

- Fundamentos hidráulicos de HEC-RAS. Ventajas y limitaciones

- Introducción al programa HEC-RAS. Estructura de un proyecto


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El programa Hec-Ras es un modelo hidráulico unidimensional en lámina

abierta creado por la USACE (United States Army Corps of Engineers). Se

caracteriza por ser:

- De libre distribución, descargable directamente desde la web

(http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/ ).

- Las nuevas versiones no invalidan las antiguas. No se han registrado


Introducción (1 de 3)

- Las nuevas versiones no invalidan las antiguas. No se han registrado

incompatibilidades hacia atrás de las nuevas versiones con los proyectos

antiguos.

La última versión disponible del programa es la HEC-RAS 4.1, aparecida en

enero de 2010.

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De la página web de la USACE puede ser descargada una serie de

documentación y distintos materiales (en inglés), como son:

� HEC-RAS User's Manual (Manual de uso del programa).

� HEC-RAS Hydraulic Reference Manual (Descripción de algoritmos y

conceptos hidráulicos utilizados por los programadores)



� HEC-RAS Applications Guide (Descripción de diversos ejemplos

prácticos de aplicación).

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Otros productos de la USACE son:

HEC-HMS 4.0: Modelo hidrológico

(http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/)

HEC-GeoRAS: Aplicaciones de Hec-Ras para entornos GIS

(http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hec-georas.html)



(http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hec-georas.html)

HEC-GeoHMS: Aplicaciones de Hec-Hms para entornos GIS

(http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-geohms/)

Estos dos últimos son aplicaciones asociadas al software de pagoArcGIS que actúan como elementos complementarios (pre y postproceso) de los verdaderos motores de cálculo hidráulico (Hec-Ras) e hidrológico (Hec-Hms). Un conocimiento a fondo de estosúltimos programas es indispensable para la resolución deproblemas fluviales.

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Ecuaciones de conservación de la energía, de conservación de la cantidad de movimiento y de conservación de la masa

El estudio del flujo en un cauce se realiza aplicando la combinación de las ecuaciones de:- Conservación de la masa- Conservación de la energía - Conservación de la cantidad de movimiento.

Las ecuaciones de conservación en hidráulica de ríos tienen la complejidad

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Las ecuaciones de conservación en hidráulica de ríos tienen la complejidaddada por la propia morfología del cauce del río.



1. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD DE LA MASA.

Se utiliza como la expresión más simple de un flujo de un fluidoincompresible, en nuestro caso el agua. Si se toma como referencia un tubode flujo o volumen encerrado por las líneas de corriente en régimenpermanente y debido a que no hay pérdida de masa o ganancia de la mismaen el interior de este tubo se cumple que:

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Intuitivamente la expresión indica es que el volumen se conserva pues ladensidad es independiente de la posición y del tiempo. En esta ecuación Qes el caudal, v la velocidad y A el área normal al flujo. Esta idea sencilla deflujo normal hay que tenerla en cuenta a la hora de desarrollar modelosnuméricos de flujo en cauces como se verá más adelante.



2. ECUACIÓN DE ENERGÍA.En la Figura se observa el esquema de un tramo de canal y dos seccionesseparadas una distancia L, en las que se indican las tres magnitudes deenergía que se deben equilibrar.El equilibrio energético se hace simplemente mediante la relación:

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En donde la energía total H se expresa mediante la suma de tres términos, el potencial, el de presión y el cinético.



3. CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO(momentum).La ecuación unidimensional de la conservación de la cantidad demovimiento expresa que la suma de fuerzas aplicadas al volumen de controles igual al cambio de cantidad de movimiento del sistema de partículas:

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ECUACIÓN ENERGÍA DE HEC-RASEl programa Hec-Ras utiliza la ecuación de energía escrita para cauces, con llanura de inundación a lado y lado de un cauce de aguas altas. La ecuación (ecuación de Bernouilli 1D), se escribe así:

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Pérdidas de carga consideradas por HEC RAS

- Por contracción-expansión

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- Por rozamiento (Manning)



HEC RAS pondera las características de la sección transversal del cauce.

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Conceptos básicos de la hidráulica en lámina libre

Flujo laminar. Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza deinercia es mayor que la de fricción, las partículas se desplazan pero no rotan,o lo hacen pero con muy poca energía, el resultado final es un movimientoen el cual las partículas siguen trayectorias definidas, y todas las partículasque pasan por un punto en el campo del flujo siguen la mismatrayectoria. (Re <2000).

Flujo turbulento. Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa lafricción entre partículas vecinas al fluido, y estas adquieren una energía de

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fricción entre partículas vecinas al fluido, y estas adquieren una energía derotación apreciable, la viscosidad pierde su efecto, y debido a la rotación laspartículas cambian de trayectoria. Al pasar de unas trayectorias a otras, laspartículas chocan entre sí y cambian de rumbo en forma errática.

HEC RAS supone un flujo laminar

Conceptos básicos de la hidráulica en lámina libreCurso práctico de modelización hidráulica con HEC-RAS. Sesión 1

El flujo en lámina libre es el tipo flujo que habitualmente debepresentar un cauce o un canal excepto en condiciones muy locales cuandoexiste la presencia de obras especiales como alcantarillas, pasos bajo víasetc.

El flujo en lámina libre, se presenta cuando las fuerzas de inercia y degravedad del fluido en movimiento son comparables y las fuerzas viscosasson despreciables. Estas se miden, según la relación existente entre lasfuerzas de inercia y las de gravedad, denominado numero adimensional

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fuerzas de inercia y las de gravedad, denominado numero adimensionalde Froude (Fr).

Donde v es la velocidad media del agua que ocupa una sección recta A y el ancho superficial que ocupa es T; g es la aceleración de la gravedad.


De acuerdo con el valor que toma el número de Froude, el flujo se puedeclasificar como:

Flujo subcrítico (lento) (Fr<1), el cual se presenta en conducciones conbajas pendientes por lo que las fuerzas de inercia son más débiles que lasfuerzas de gravedad.

Flujo supercrítico (rápido) (Fr>1) que suele presentarse enconducciones de pendientes pronunciadas, donde las fuerzas de inerciaadquieren una mayor importancia.

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adquieren una mayor importancia.

En cauces suele presentarse el flujo transcrítico, que corresponde a unnúmero de Froude entre 0.7 y 1.3. Es un flujo bastante inestable en elsentido que suele formar resaltos o discontinuidades.


HEC RAS (en la pestaña correspondiente al régimen permanente) es unaherramienta de cálculo del flujo gradualmente variado (flujopermanente no uniforme), que se caracteriza esencialmente porque:

- El Régimen de flujo es permanente, en el que las variables hidráulicas encada sección del cauce permanecen invariables en el tiempo.

- Las variables hidráulicas varían sección a sección.

- Las líneas de corriente se acepta que son casi paralelas.

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- Las líneas de corriente se acepta que son casi paralelas.

- Se admite una distribución hidrostática de presiones sin peligro deintroducir grandes errores.

- La pendiente de la línea de energía en cualquier sección del flujogradualmente variado coincide con la pendiente motriz equivalente para unrégimen uniforme que presente la velocidad y el radio hidráulico de lasección considerada;

- La pendiente del canal es pequeña, así que factores de corrección en lasecuaciones de conservación como el cos θ , tienden a la unidad, siendo θ elángulo que forma el cauce con la horizontal.


Cualquier variación que se produzca a lo largo del cauce (pendiente,material, sección), por pequeña que sea, conducirá a cambiosgraduales en la lámina de agua.

Las curvas de remanso son los perfiles de agua obtenidos a partir de laintegración de la ecuación diferencial del flujo gradualmente variado.

Las curvas de remanso o “perfil de agua”, incluyen todos los casos queel agua tiende a presentar de manera natural.

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Cálculo del perfil de flujo (método por pasos):

Método de cálculo de la superficie que realiza HEC-RAS. Es aplicable tantopara perfiles de flujo en canales prismáticos como en aquellos de geometríavariada.

Se divide el canal en tramos cortos y se desarrollan los cálculos de maneraiterativa comenzando por una sección conocida (condición de contorno).

- Si el flujo es subcrítico, los cálculos se inician desde aguas abajo.

Método de cálculo hidráulico de HEC RAS

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- Si el flujo es subcrítico, los cálculos se inician desde aguas abajo.

- Si el flujo es supercrítico, se parte de aguas arriba.



Condiciones de contorno admitidas por HEC-RAS

Condición de contorno: La pendiente aguas abajo o aguas abajo.

En un cauce único y casi prismático tiende a producirse un régimenpermanente y uniforme cuando circula un caudal aproximadamenteconstante en el tiempo, de forma que una vez alcanzado este régimen setendrá en el cauce un calado normal.


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tendrá en el cauce un calado normal.

Condición de contorno: calado crítico (Fr=1), localizado en aliviaderosde presas, estaciones de aforo, azudes o similar.

Condición de contorno: nivel conocido, localizada en embalse odesembocadura al mar.

Condición de contorno: curva de gasto conocida, localizada enaliviadero.


Método de cálculo hidráulico de HEC RASResuelve iterativamente la ecuación de la energía• Régimen lento: aguas abajo > aguas arriba• Régimen rápido: aguas arriba > aguas abajo• Régimen mixto:• Analiza las soluciones para r. lento y r. rápido• Se queda con la de mayor fuerza específica(si hay más de una solución)

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Método de cálculo hidráulico de HEC RASLa condición de contorno debe ser lo más realista posible y algo alejada del objeto de estudio para que se limite su influencia en el cálculo.

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Cálculo del perfil de flujo (método por pasos):La ecuación de energía que define el sistema es la que sigue:

Energía específica, E


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Pendiente de la línea de energía

Resultando,

Conocido el calado de la sección conocida, la geometría del cauce completoy el caudal (constante), se deduce la pérdida de energía de manera iterativay para cada sección.



1.- Conocida la sección de control (Q, geometría y calado), secalcula la energía específica, E1.

2.- Se calcula la pendiente de energía en la sección conocida(fórmula de Manning), Sf1.


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3.- Se asume una profundidad Y2 según el perfil de flujo que sepresenta para la siguiente sección de cálculo. Se obtienen losvalores de E2 y Sf2 para la sección con esa profundidad. Cálculode la pendiente promedio de la línea de energía, que se asumeconstante entre dos secciones transversales adyacentes. Secalcula el término de pérdidas estimado he

4.- Determinar Y2 y compararlo con el valor supuesto. Se repite elcálculo hasta que el error sea menor que una determinadatolerancia (0,003m por defecto en HEC-RAS)

Se observa que considerando un mayor número de secciones, elcálculo gana exactitud.

Fundamentos hidráulicos de HEC-RASCurso práctico de modelización hidráulica con HEC-RAS. Sesión 1

Fundamentos del proceso computacional de HEC RAS (régimen permanente):

- Solución unidimensional de la ecuación de la energía, con pérdidas deenergía evaluadas por:

- Fricción (coeficientes de Manning).

- Contracción y expansión (coeficientes que multiplican a la carga develocidad).

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- Ecuación de Momentum utilizada donde el flujo es rápidamente variado:saltos hidráulicos, confluencia de ríos, puentes, entre otros.

- Consideración de las obstrucciones al flujo: puentes, alcantarillas, presas,entre otros.


Características de las simulaciones mediante HEC RAS (régimenpermanente):

- Flujo gradualmente variado.

- Flujo unidimensional.

- Pendiente suave.

- Pendiente promedio de la línea de energía constante entre dos seccionestransversales adyacentes.

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transversales adyacentes.

- Condición de borde: el canal es rígido.


VENTAJAS:

• Un modelo unidimensional en energías permite el cálculo en dominios conescalas muy grandes, de modo que la simulación de kms de río se realiza con unavelocidad de cálculo enorme (del orden de segundos). Por tanto, la capacidad derepetición y corrección de un cálculo es muy alta.

• El uso de la ecuación de la energía para el balance entre secciones, dada laincertidumbre existente en la estimación de las pérdidas de carga (resistencia alflujo), es un método bastante aproximado en problemas de gran escala

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flujo), es un método bastante aproximado en problemas de gran escala(fluviales). La simplificación del flujo turbulento tridimensional a un flujounidimensional es relativamente aceptable para grandes escalas (ríos ybarrancos) con precisiones poco exigentes.

• Gran libertad geométrica: Permite el análisis con secciones naturales noregulares (secciones fluviales: cauce principal y llanuras de inundación).

• Facilidad de creación, modificación y edición de geometrías (entorno visualmuy cómodo y rápido) e introducción de datos de rugosidad y estructurastransversales (puentes, obras de paso, aliviaderos). Gran comodidad devisualización de resultados y edición de figuras.


VENTAJAS:

• Gran capacidad de importación y exportación de datos en entorno Windows(comunicación con Excel ,Word, Autocad) para el post-proceso de resultados ypresentación.

• Las nuevas tecnologías SIG (Sistemas de Información Geográfica), mediandolicencia ArcGIS permiten el proceso de grandes cartografías para generar lageometría del cauce con gran precisión, en formatos importables Hec-Ras (.geo).Asimismo, existen extensiones para el Post-proceso de láminas de inundación y

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Asimismo, existen extensiones para el Post-proceso de láminas de inundación ymallas (“grids”) de inundación y velocidad.

• Uso extendido en todo el mundo y gran experiencia de uso. Hec-Ras es unmodelo contrastado, herencia directa (y mejorada) del antiguo HEC-2 (1984) enMSDOS.

• ES GRATIS !!!!!!!(sin licencia).


Fundamentos hidráulicos de HEC-RAS

INCONVENIENTES Y LIMITACIONES.

• Hec-Ras no es un modelo turbulento. La ecuación de la energía suponesiempre distribuciones hidrostáticas de presiones y la ecuación de fricciónpermanente de Manning. Por tanto, la solución es una pura simplificación, yno se ajusta a la realidad en casos donde las presiones y las tensionesturbulentas se alejan del modelo lineal.

• Hec-Ras no es un modelo 3D (x,y,z) ni 2D (x,y) , sino que es un modelo 1D

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• Hec-Ras no es un modelo 3D (x,y,z) ni 2D (x,y) , sino que es un modelo 1D(x), de modo que la solución siempre es una aproximación o promedio de lareal. Un ejemplo tan importante como la extensión del flujo por las llanurasde inundación para grandes avenidas es un fenómeno que Hec-Ras no puedeevaluar, en principio. La posibilidad de dividir la sección en subsecciones loconvierte en un modelo quasi 2D muy débil pues no tiene en cuenta latransferencia lateral de momentum del flujo. La distribución lateral develocidades no es correcta. En consecuencia, la solución de flujo en curvas(método de los Flowpaths) es tremendamente aproximada.


Fundamentos hidráulicos de HEC-RAS

INCONVENIENTES Y LIMITACIONES.

• Sólo se pueden modelar ríos y barrancos con pendientes menores de 10º, ya queno se tiene en cuenta la componente vertical del peso de la columna de agua enlas ecuaciones.

• Ni Saltos ni los obstáculos son reproducidos correctamente (Hec-Ras no realizabalance de fuerzas). Existen métodos para simular o reproducir dichos efectos,pero son altamente arbitrarios y dependen mucho del tipo de flujo.

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pero son altamente arbitrarios y dependen mucho del tipo de flujo.

• El resultado viene altamente condicionado por las consideraciones geométricasadoptadas (Trazado de secciones, áreas inefectivas, Leeves, Pérdidas deestrechamiento y expansión, etc…). Por tanto, el resultado sigue siendo bastante“manual” (bajo criterio del calculista)

• Problemas en la elección del calado crítico. Dificultad para hallar el caladocrítico en secciones naturales complejas que contienen varios calados críticos(terrazas fluviales). Por defecto el programa escoge el de calado más bajo.

• Siempre ofrece por defecto una solución, es decir, Hec-ras no se cuelga nunca.En consecuencia, se debe ser crítico con el resultado numérico.

•Limitación en la convergencia de la energía a 40 iteraciones en cada sección de cálculo. Por defecto adopta el valor de calado de menor error.


Introducción al programa HEC-RAS

Para ser ejecutado, HEC-RASexige una configuración regionalcon “ . ” para decimales.Debemos tener precaución con eluso de hojas de cálculo en estascircunstancias.

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Para trabajar con unidades del sistema internacional (SI) debemos marcar laopción existente en “options”.


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Esta opción configura el sistema de unidades, pero no convierte las unidadesde un proyecto abierto.

Estructura de un proyectoCurso práctico de modelización hidráulica con HEC-RAS. Sesión 1

Un proyecto Hec-Ras tiene una estructura conceptual muy clara.

Así, en el primer nivel se genera el archivo ”filename. prj”, que contiene lainformación general de la estructura del proyecto (ficheros existentes yenlaces)

Un único proyecto Hec-Ras puede contener multiplicidad de cálculosdistintos.

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El segundo nivel consiste en los ficheros correspondientes a los datos degeometría y condiciones de flujo:

•Archivos de Geometría (.g) Se denominan “filename.g**”, para cada unade las geometrías distintas e independientes almacenadas.

•Archivos de Flujo (.f) Se denominan “filename.f**”, para cada una de las

condiciones de flujo distintas e independientes almacenadas (por ejemplo,diferentes períodos de retorno a estudiar).


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Plan: Se define toda combinación entre

- Una Geometría .gi (i=01 a 99) y

-Una condición de flujo .fj (j=01 a 99) como un Plan (.p).

El archivo resultante es denominado “filename.p**”, e incluye lainformación sobre la geometría .gi utilizada con el flujo .fjimpuesto.

La numeración del atributo del Plan (.pk) es independientes de i, j, y tan

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La numeración del atributo del Plan (.pk) es independientes de i, j, y tansólo depende del orden temporal en el que se creó.

El archivo de Plan “filename.pk”, con k=01 a 99, estará asociado a losresultados hidráulicos y funciona como una unidad.


Una vez realizada la simulación numérica del Plan “filename.pk” encuestión, los resultados hidráulicos son almacenados en dos archivos denueva creación que son:

•Archivos Run(.r) El archivo “filename.rk” contiene resultados queson editables (ASCII)

•Archivos Output(.o) El archivo “filename.ok” contiene resultadosque no son editables (Binario).

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Por tanto, el cálculo hidráulico correspondiente al Plan k consta de 3archivos:

- “filename.pk”,

- “filename.rk”

- “filename.ok”.

La gran ventaja de este sistema de almacenamiento de resultados es quese pueden visualizar y comparar distintos Planes con mucha rapidez demanejo, dentro de un mismo proyecto.


Abrir un proyecto.


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La ventana Principal de Hec-Ras incluye los archivos de Proyecto y Planutilizados en cada momento, con su fichero de geometría y flujo asociados.


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• Lid: tapa

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• Lid: tapa


Descripción básica del menú principal de HEC-RAS.


Open ProjectAbre un proyecto existente a través del archivo “*.prj”.

Save ProjectGuarda el proyecto actual con el mismo nombre asignadoanteriormente.

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anteriormente.

Geometric DataAbre la pantalla de Geometría, en la que podemos crear, modificar,combinar e importar geometrías procedentes de otros modelos.Existen una serie de menús de transformación de geometría,interpolación, asignación de rugosidades y otras propiedades para lassecciones transversales.




Steady Flow DataIntroduce o edita las condiciones de flujo para el régimenpermanente. Se introducen datos de caudal en las distintas seccionesde los distintos perfiles. Se escogen además el tipo de condición decontorno a aplicar y su localización.

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Quasi-unsteady Flow DataIntroduce o edita las condiciones de flujo de un hidrograma con unaserie discreta de perfiles de flujo constante. Se utiliza para el análisisdel transporte de sedimentos.

Unsteady Flow DataIntroduce o edita las condiciones de flujo para régimen nopermanente o variable. La información requerida son las Condicionesde Contorno variables en el tiempo (caudal(t) y niveles(t)) en laslocalizaciones correspondientes, así como la condición inicial (caudal(t=0) y niveles(t=0).




Sediment boundary conditionsIntroduce o edita las condiciones de contorno necesarias para elcálculo de transporte de sedimentos.

Water temperature boundary conditionsIntroduce o edita las condiciones de contorno necesarias para el

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Introduce o edita las condiciones de contorno necesarias para elcálculo de calidad del agua.


Tipos de flujo (1 de 3)

HEC-RAS considera únicamente el flujo unidimensional. En este tipo demovimiento solo se tienen en cuenta las variaciones de las magnitudeshidráulicas en la dirección principal del flujo.

Flujo permanente. Considera que el caudal es constante en el tiempo y, enconsecuencia, lo son el calado y la velocidad en una sección dada.

Flujo variable. Las variables hidráulicas relevantes (calado y velocidad), en


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Flujo variable. Las variables hidráulicas relevantes (calado y velocidad), encualquier sección están cambiando continuamente en el tiempo y a lo largodel cauce. Se aproxima más al flujo que realmente se desarrolla en un caucecualquiera, particularmente cuando se presenta un evento lluvioso.

Flujo quasi-no permanente. Corresponde a un hidrograma continuo conuna serie discreta de perfiles de flujo constante. Se utiliza para el análisis deltransporte de sedimentos.



Módulo de modelamiento de calidad de agua. Emplea un esquemanumérico explicito denominado QUICKEST-ULTIMATE (Leonard, 1979,Leonard, 1991) para resolver la ecuación de advección-dispersión de maneraunidimensional. El módulo de calidad de agua permite simular eltransporte y comportamiento de las siguientes variables:•Temperatura del agua

•Constituyentes arbitrarios que pueden ser reactivos o no según lo especifique el modelador


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•Constituyentes arbitrarios que pueden ser reactivos o no según lo especifique el modelador

•Crecimiento y decrecimiento algal (A) – puntualmente fitoplancton - y su interacción en el ciclo de nutrientes – mgAL

•Demanda Biológica de Oxígeno Cabonácea (DBOC) – mgDBO/L

•Oxígeno Disuelto (OD) – mgOD/L

•Las siguientes especies de Nitrógeno (N) disuelto

•Nitrito (NO2) – mgN/L

•Nitrato (NO3) - mgN/L

•Nitrógeno orgánico (OrgN) - mgN/L

•Amonio (NH4) - mgN/L

•Las siguientes especies de Fósforo (P) disuelto

•Fósforo orgánico (OrgP) - mgP/L

•Ortofosfatos (PO4) mgP/L



Módulo de modelamiento de calidad de agua.

Como requisito indispensable para realizar una simulación de análisis decalidad de agua, HEC-RAS 4.1.0 requiere que se cuente con un modelohidráulico previamente calibrado para flujo permanente y/o nopermanente.

Igualmente, HEC-RAS 4.1.0 proporciona un método para simular el ingreso


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Igualmente, HEC-RAS 4.1.0 proporciona un método para simular el ingresode una cantidad másica en lugar de una concentración dada, característicade utilidad para simular un derrame o para realizar estudios con trazadores.




Hydraulic Design FunctionsExtensiones de nueva creación para diversos cálculos complementarios (Erosiones en puentes, Cálculo en Uniforme, Transporte de sedimentos,Diseño estable de canales por distintos métodos).Cross SectionsVisualiza las Secciones Transversales de Cálculo (niveles de agua,velocidades, Energía, estructuras,…)

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velocidades, Energía, estructuras,…)ProfilesVisualiza los perfiles longitudinales, tanto de lámina de agua, energía ycalados críticos, como una multitud de variables hidráulicascomplementarias y derivadas, de fácil manejo.General ProfilesVisualiza los perfiles longitudinales de múltiples variables (velocidades,caudal, ancho de lámina de agua…).Rating CurvesPermite visualizar las curvas de Aforo (calado-caudal) de cada una de lassecciones.




XYZ perspectiva PlotsEste menú permite generar una vista dinámica de la geometría y la láminade agua en 3D para cada perfil y Plan. Dada su potencia visual, permite unainterpretación rápida de las “manchas de inundación”. Para el cálculo en nopermanente, se genera un video de inundación.

Stage and flow Hydrographs

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Stage and flow HydrographsVisualiza los hidrogramas (Q(t)) y/o limnogramas (y(t)) en cada sección(sólo en el cálculo en no permanente).

Hydraulic PropertiesTablas y perfiles longitudinales de propiedades hidráulicas interesantes(Áreas y Conveyance), para los resultados provenientes del cálculo enrégimen no permanente.

Cross TableResultados detallados de cada sección, puente, obra de paso o aliviadero




Profile TableTabla resumen de resultados de las distintas secciones para uno o variosperfiles. Esta Tabla es fácilmente configurable para las distintas variablescalculadas, y exportable a entorno Windows.

WarningsEn este menú se muestra un listado de todos los errores, avisos y

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En este menú se muestra un listado de todos los errores, avisos ycomentarios sobre la calidad del cálculo numérico (convergencias delmodelo), sección por sección.

View DSSVisualiza la información contenida en formato DSS (código de informaciónhidrológica propia de la USACE).


Inglés Castellano

Boundary conditions Condiciones de contorno

Cross section Sección transversal (del cauce)

Downstream reach lenght Distancia hasta la siguiente sección aguas abajo

Profile Hipótesis de cálculo con un cierto caudal

Reach Tramo de río

Vocabulario básico

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Reach Tramo de río

River station Referencia numérica de cada sección transversal

Station Situación de cada punto de la sección transversal

Steady flow Flujo uniforme o régimen permanente (caudal constante)

Unsteady flow Flujo no uniforme o régimen variable (caudal variable)


Vocabulario básico• Amendment: enmendamiento.

• Armored: armado

• Bare soil surface: superficie de tierra rasa.

• Bores: diámetro interior, borde, calibre

• Crown: cima, cumbre.

• Culvert: drenaje, alcantarillado.

• Curb: solera, bordillo.

• Decay: disminución, decaimiento.

• Device: aparato, dispositivo.

• Flowchart: cuadro de gastos por tuberías.

• Flume: canaleta

• Flushing: baldeo, limpiar por chorro de agua.

• Gages: aforador, indicador.

• Gutter: cuneta, arroyo,

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• Brink: borde

• Broad: ancho, abierto

• Catchbasin: sumidero.

• Catchment: cuenca de captación

• Choke: atascamiento

• Cobbles: pedruscos, cantos rodados

• Conveyance: transporte, conducción.

• Device: aparato, dispositivo. Discharge: caudal.

• Drag: arrastre

• Drainage: saneamiento, drenaje.

• Drift: a la deriva, derivar

• Dummy: maqueta, simulado.

• Encroachment: estrechamiento.

• Flap: aleta.

• Flowback: refluir.

• Gutter: cuneta, arroyo, canalón.

• Head: carga.

• Imperviousness: impermeable.

• Inlet: toma, arranque.

• Insufflation: insuflación.

• Invert: invertir, inversión.

• Levee: dique

• Lid: tapa


Vocabulario básico• Loop: lazo, circuito cerrado.

• Manhole: pozo de registro.

• Moisture: humedad.

• Nappe: lámina vertiente

• Outstrip: sobrepasar

• Overbank: llanura de inundación

arrastre.

• Sewage: aguas negras, alcantarillado.

• Shallow: poco profundo

• Shingle: teja, grava

• Shoal: encalladero, bajo

• Silt: limo

• Subcatchment: subcuenca.

• Submergence: sumergencia

• Sump: sumidero, pantano.

• Surge: recarga, oleaje

• Surplus: excedente, sobrante

• Thalweg: línea de máxima pendiente.

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inundación

• Overburden: sobrecapa, montera.

• Peak: pico

• Ponds: remanso, balsa, charca.

• Pool: charca, depósito

• Prism: prisma.

• Pump: bomba.

• Scatter: dispersión

• Scour: socavación, derrubio,

• Silt: limo

• Sludge: lodo, fango, heces.

• Sluice: esclusa, canalón de vaciado

• Soil: terreno, suelo

• Spillway: aliviadero

• Sprinkler: regadera.

• Steep: pronunciado

• Stilling basin: cuenco de amortiguación.

• Stream: río, corriente.

pendiente.

• Tight: apretado, estrecho

• Tip: punta.

• Watershed: cuenca hidráulica.

• Weir: vertedero, presa.

• Well: fuente, poza

• Withdraw: retirar, sacar

Sesión 1 Curso HEC RAS

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