Guia drenaje sewergwems

WCAD Service CONSULTORIA E INGENIERIA DE PROYECTOS E.I.R.L.

“Modelamiento y Diseño de Sistemas de Alcantarillado Sanitario y Drenaje Pluvial Urbano” Copyright © 2012 By: WALKER MENDEZ PAYEHUANCA Civil Engineer A+ Modeler, Water Distribution System

GUIA DE SEGUIMIENTO PARA EVALUACION, VERIFICACION, MODELAMIENTO, DISEÑO DE REDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y DRENAJE PLUVIAL URBANO CON APLICACIÓN DE SOFTWARE’S SewerGEMS / ArcGIS

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Contenido:

Introducción

1

Alcantarillado Sanitario (SewerGEMS Sanitary).

2

Sesión Teórica 1 – Revisión Conceptos de Hidráulica a Gravedad

3

Sesión Teórica 2 – Ensamble del Modelo Hidráulico

4

Taller 1 – Construcción de una Red Sanitaria a Gravedad

5

Sesión Teórica 3 ‐ Revisión y Análisis de Resultados

6

Taller 2 – Diseñando un nuevo Sistema de Alcantarillado Sanitario

7

Sesión Teórica 4 – Bombeos y Conducciones Forzadas en Redes de Drenaje

8

Sesión Teórica 5 – Hidráulica de Flujos no permanentes

Taller 4 – Hidrología de Áreas Tributarias Drenaje Pluvial Urbano. (SewerGEMS)

Sesión Teórica 6 – Fundamentos de Hidrología

9 10 11 12

Sesión Teórica 7 – Modelación de caudales combinados

13

Sesión Teórica 8 ‐ Manejo de Datos Geoespaciales

14

Taller 5 – Herramientas para Importación de Información Geoespacial

15

Introducción ArcGIS 9.3—Funcionalidad en ArcCatalog y ArcMap

16

Taller 6 – Modelación de una Red de Alcantarillado Sanitario Importación de datos Externos (Exel para generación de curvas de nivel TIN).

17

Taller 7 – Modelación de un Drenaje Urbano Método Racional Modificado, Conexión Externa Exel para generar curvas de nivel. (TIN)

18

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Introducción Alcantarillado Sanitario (SewerGEMS Sanitary).

Teoría General de Hidráulica a Gravedad. Construcción de Modelos, Caudales Sanitarios y factores de mayoración, Diseño optimizado y análisis de sistemas de drenaje con subsistemas a presión .

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Sesión Teórica 1 – Revisión Conceptos de Hidráulica a Gravedad Flujo uniforme y no uniforme Ecuaciones de trabajo Análisis de perfiles de flujo

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Sesión Teórica 2 – Ensamble del Modelo Hidráulico Aplicaciones de los Modelos Requerimientos de datos Tipos de Simulación

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Taller 1 – Construcción de una Red Sanitaria a Gravedad Construcción y configuración de un modelo de red sanitaria a gravedad Definición de cargas unitarias Revisión de resultados Creación de múltiples escenarios OBJETIVO GENERAL El propósito de este taller es introducir al estudiante con términos y procedimientos sencillos en el ambiente el interfaz de usuario de SewerCAD V8i o SewerGEMS Sanitary V8i. El desarrollo del taller le permitirá al estudiante familiarizarse rápidamente con las herramientas de dibujo, análisis hidráulico y con el centro de gestión de escenarios.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TALLER Después de completar esta práctica, usted deberá ser capaz de realizar las siguientes tareas:      

Dibujar un modelo esquemático Usar adecuadamente los reportes tabulares (FlexTables) Configurar la asignación de cargas sanitarias y usar el Centro de control de cargas unitarias Aplicar los factores de mayoración de caudal (Extreme Flow Factors) Crear y configurar escenarios Crear y visualizar perfiles

ESQUEMA DEL SISTEMA



Aplicar las de codificación por color

herramientas y de anotaciones

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ENUNCIADO Y DATOS INICIALES En este taller, usted deberá analizar el comportamiento hidráulico de una red sanitaria (dada en el esquema de la página anterior) compuesto principalmente por colectores de 8 pulgadas para un desarrollo futuro de una zona comercial inicialmente analizará los resultados y comportamiento del sistema bajo condiciones de cargas sanitarias en tiempo seco. Posteriormente, analizará el comportamiento hidráuli-

Datos iniciales Tabla de Datos para Buzones de inspección

Cota Terreno - Ground EIev. (msnm)

Cota de Fondo - lnvert EIev. (msnm)

BI-1

31.39

30.48

BI-2

33.22

32.00

BI-3

34.44

33.22

BI-4

32.00

31.09

BI-5

34.15

32.61

BI-6

36.58

33.83

BI-7

32.92

32.00

BI-8

35.66

34.14

BI-9

38.10

35.91

BI-10

33.83

32.61

BI-11

36.58

34.15

BI-12

38.71

36.58

BI-13

35.97

34.15

Identificador

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Tabla de Datos para Estructura de Salida (Outfall)

ldentificador

Cota Terreno Ground Elev. (msnm)

Cota de Fondo lnvert Elev. (msnm)

Tipo de Condición de Frontera

D-1

31.09

29.57

Descarga Libre (free Outfall)

Notas:  

Los datos reales de elevación deberán ser ingresados con precisión de 0.01 m Inicialmente todos los colectores tendrán un diámetro de 200 mm (8 pulgadas) Al ser esquemático.

CONFIGURACIÓN BÁSICA DEL MODELO

En los siguientes pasos, usted configurará las propiedades básicas de un proyecto o modelo de SewerCAD o SewerGEMS Sanitary. Este procedimiento normalmente es común a todos los modelos, en los cuales por lo general se definen el sistema de unidades, los prototipos y se importan librerías de ingenie-

CREACIÓN DE UN NUEVO PROYECTO DE SewerCAD O SewerGEMS SANITARY

1.

2.

3.

En su escritorio, haga doble clic en el ícono de SewerGEMS o diríjase al botón de inicio Programas/Bentley/SewerGEMS V8i/SewerGEMS V8i para iniciar SewerGEMS. Enseguida, se abrirá la caja de bienvenida.

Clic en Create o New Project y busque en su fólder de talleres de solución. Si la ventana de bienvenida no estuviera abierta seleccione el menú File/New. Una vez el nuevo proyecto haya sido creado, diríjase al menú File/Save As. Nombre el proyecto como Taller /sus iniciales.SWC y haga clic en el botón Save.

CONFIGURACIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL PROVECTO

El primer paso será ingresar las propiedades del proyecto. Aunque esto no es obligatorio, siempre es recomendable agregar información relativa y notas adicionales al modelo.

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Haga clic en el Menú File/Project Properties.

4.

En el cuadro de diálogo, ingrese una información más descriptiva del título que tendrá este proyecto, del nombre del ingeniero proyectista, su empresa. Finalmente, tiene un campo de Notas donde puede agregar observaciones que faciliten la revisión del modelo por parte de una tercera persona, Haga clic en <OK> una vez complete la información.

DEFINICIÓN DE OPCIONES DEL PROVECTO

A continuación, será necesario definir algunas opciones generales y de dibujo del proyecto antes de comenzar el dibujo del sistema.

5.

Haga clic en el Menú Tools/Options.

6.

En la pestaña "Units" vaya al menú desplegable Reset Defaults y seleccione Sistema internacional, para asegurarse que este será el sistema de unidades que por defecto adoptará cada pa-

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7.

Posteriormente, seleccione la pestaña "Drawings" y en el campo de modo de dibujo (Drawing Mode) elija el modo esquemático (schematic) y seleccione los multiplicadores de tamaño de símbolos y anotaciones como 5.0 tal y como se ilustra:

8.

Haga clic en OK para aceptar los cambios realizados.

Nota: Al escoger la opción de dibujo como esquemática, esto implicará que usted estará ingresando manualmente las longitudes de la tubería en lugar de usar longitudes escaladas que serían calculadas automáticamente Por el Programa.

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CATALOGO DE COLECTORES (CONDUIT CATALOG)

En este punto, es necesario configurar las propiedades de los colectores que por defecto se usarán en este modelo. Para hacer esto, usted necesitará ingresar esta información en la herramienta Conduit Cotalog.

9.

Haga clic en el menú Components/Conduit Catalog.

10.

En el cuadro de diálogo, haga clic en el botón más a la derecha "Synchronization Options" y del menú desplegable seleccione la opción lmport from Library. Esto abrirá la ventana de la librería de ingeniería para colectores.

11.

En la ventana Engineering Libraries, haga clic en el signo "+" en frente del catálogo de colectores para expandir esta librería.

12.

A continuación, expanda (sin seleccionar) la librería Conduits Library- Metric.xml. Dentro de la lista de opciones que se despliegan, seleccione el catálogo "Circular - Concrete" dado que para este modelo las opciones de colectores estarán definidos exclusivamente por tuberías de concreto.

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Nota: Si usted expande el catálogo de tuberías de concreto (Circular - Concrete), usted verá todos los diferentes tamaños bajo este catálogo y todos estos diámetros aparecerán seleccionados por defecto. Si usted no quiere importar algunos diámetros específicos (en caso que no existan en el mercado local) simplemente deberá remover la marca de selección. Para este taller importaremos todos los diámetros disponibles.

13.

Teniendo seleccionado el catálogo "Circular - Concrete" presione el botón <Select> en la parte inferior.

Esta acción para el o los catálogos seleccionados importará las formas, el material, el tamaño y las rugosidades de todos los tipos de colectores marcados. El cuadro de diálogo deberá lucir de la siguiente manera:

14.

Cierre el cuadro de diálogo Conduit Catolog.

15.

Recuerde guardar periódicamente su archivo, desde el botón save.

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DEFINICIÓN DE PROTOTIPOS (PROTOTYPES)

El paso final de configuración será definir los valores por defecto que adoptará el programa para cada nuevo elemento que se dibuje. Todos los colectores de este proyecto serán de concreto y sus cotas batea (lnvert Elevations) estarán dadas por las cotas de fondo de las estructuras aguas arriba y aguas abajo.

Aunque serán usados diferentes diámetros de tubería, la mayoría de las tuberías del sistema son de 200 mm. Definiremos entonces este prototipo para ahorrar el tiempo que dedicaríamos en la entrada de datos.

16.

Vaya al menú View/Prototypes.

17.

En la ventana de prototipos seleccione la categoría Conduit. A continuación, haga clic derecho y seleccione la opción New. El prototipo "Conduit Proto type -1" será creado deba jo de esta categoría. En es te caso dejaremos este nombre por defecto.

18.

Haga doble clic sobre "Conduit Prototype - 1" con lo cual se abrirá el cuadro de diálogo del editor de propiedades.

19.

En la ventana de edición de propiedades, configure las siguientes propiedades para el prototipo:

        

Design Conduit?: False Has User Defined Lenght?: True Conduit Type: Catalog Conduit Conduit Shape: Circular Pipe Material: Concrete Section Size: 200 mm Manning's n: 0.013 Set Invert to Start: True Set lnvert to Stop: True

20.

Cierre el cuadro de diálogo de prototipos.

21.

Guarde nuevamente su archivo.

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DIBUJO DE LA RED DE DRENAJE SANITARIO

Una vez que se ha configurado el proyecto, el paso siguiente será el dibujo de la red propuesta que será dibujada usando la herramienta Layout o en la barra lateral de herramientas. de dibujo. Asegúrese que la notación de su dibujo coincida con el esquema de la página l dado que todos los datos se ingresarán según esta codificación. El dibujo es esquemático, así que la localización en coordenadas de los elementos no es importante. siga a continuación, las instrucciones de dibujo, para asegurarse que el orden y nombre de los elementos coincidan con el esquema base.

Nota: Hay diferentes maneras de efectuar el trazado de la Red. Así que estas instrucciones son opcionales Sea cual sea su método, asegúrese que la codificación de elementos sea igual al esquema base.

1.

Haga clic en el botón Loyout

y del menú desplegable seleccione la opción Conduit.

2.

En nuestro caso empezaremos el esquema con la estructura de salida (outfall). De tal manera, desplace su puntero al área de dibujo, y haciendo clic derecho seleccione la opción Outfall del menú emergente.

Nota: Su puntero debe ahora indicar el signo triangulo que representa al elemento Outfall.

3.

4.

5.

6.

Haga clic en la parte inferior izquierda de la pantalla para insertar la estructura de salida D-1 Observe que si usted mueve el Mouse alrededor, aparece un colector que Se conecta a su puntero con el elemento D-1 antes creado.

El próximo elemento que dibujaremos será el pozo de inspección BI-1 Nuevamente haga clic derecho y en el cuadro emergente seleccione la opción Monhole. El puntero deberá ahora indicar el elemento buzón de inspección, desplácese hacia arriba y a la derecha en inserte el elemento BI-1.

Mueva el puntero a la derecha del BI-1 creado previamente, e inserte un nuevo pozo que llevará el nombre de BI-2.

Continúe su esquema e inserte el buzón BI-3 a la derecha del BI-2. Terminado este primer ramal, haga clic derecho y seleccione la opción Done- Su dibujo deberá lucir de la siguiente manera: Walker MENDEZ PAYEHUANCA– Civil Engineer (Modeler SewerGEMS and WaterGEMS) Email: wcadservice@yahoo.com 14

7.

La herramienta de Layout seguirá activada. Para continuar el dibujo, haga clic sobre el elemento B-1, y siguiendo el esquema dibujaremos los tres siguientes tramos que conectan a los buzones BI-4, BI-5 y BI-6. Finalmente haga clic derecho y clic en la opción Done. El dibujo debería lucir así:

8.

A partir de este momento, usted deberá guiarse por la numeración de los colectores, para completar el trazado de la Red. Haga clic sobre el elemento BI-4 y dibuje los tramos CO-7, CO-8, CO-9 que conectan a los buzones BI-7, BI-8 y BI-9.

9.

Repita el mismo procedimiento para a partir del BI-7, conectar a los buzones BI-10, BI-11 y BI-12.

Finalmente dibuje el colector CO-13, que conecta el BI-13 (a la izquierda) con el BI-1O. Haga clic derecho y seleccione Done.

El esquema final será entonces el siguiente: Walker MENDEZ PAYEHUANCA– Civil Engineer (Modeler SewerGEMS and WaterGEMS) Email: wcadservice@yahoo.com 15

INGRESO DE DATOS DEL SISTEMA Habiendo dibujado nuestra red esquemática, deberemos ingresar las características físicas de los elementos (elevaciones, diámetros, longitudes, etc.) así como las cargas sanitarias para las cueles queremos ejecutar la simulación hidráulica.

INGRESO DATOS DE ELEVACIÓN

1.

2.

3.

  

lnicialmente ingresaremos los datos de elevación de la estructura de salida, a través de la ven tana de edición de propiedades.

Haga doble-clic sobre el elemento D-1 y con esto se abrirá la ventana de edición de propiedades.

En dicha ventana, ingresará las siguientes propiedades: Boundary Condition Type Free Outfall Elevation (Ground) (m): 31.10 Elevation (lnvert) (m): 29.57

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Nota: Para ingresar las elevaciones de los pozos de inspección podríamos hacer clic en cada elemento, y digitar los datos a través de la ventana de propiedades.

Sin embargo, una manera más rápida para ingresar los datos es el uso de los reportes tabulares (FlexTables).

4.

5.

Diríjase al menú View/ FlexTables para abrir el administrador de reportes tabulares, o simplemente haga clic en el icono la barra de herramientas.

En este caso, podríamos usar la tabla de los pozos de inspección (ManholeTable) bajo la categoría Tables - Predefíned. Sin embargo, basados en esta tabla creare mos una propia para pozos incluyendo únicamente los campos o parámetros en los cuales estaremos interesa dos.

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6.

Haga clic derecho sobre Manhole Table y en el menú emergente seleccione Duplicate > as Project Flex Table.

Nota: La razón por la cual no crearnos una nueva tabla duplicada bajo la categoría Tables - Shared, es porque no queremos que esta tabla personalizada se encuentre disponible para otros proyectos.

En este caso al crear una tabla sobre la categoría Tables - Project, esta tabla sólo estará disponible para este proyecto en particular.

7.

Renombre esta tabla como "Tabla - buzones de inspección" usando el botón Rename ITI

8.

Haga doble-clic sobre la nueva Tabla - Buzones de Inspección para abrirla.

Una vez se haya abierto la tabla, ingrese los datos de elevaciones del terreno (Ground Elevation) y de fondo (lnvert Elevations) en los campos respectivos, basado en los datos iniciales dados en la página 2.

Habiendo ingresado las elevaciones de los buzones, la tabla deberá lucir tal y como se indica a continuación:

10.

Después de ingresar los datos, cierre la Tabla Buzón de Inspección.

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INGRESO DE DATOS FÍSICOS EN COLECTORES

11.

Ahora especificaremos las longitudes y diámetros de los colectores. Teniendo abier ta la ventana FlexTables, haga clic derecho sobre Conduit Table bajo la categoría Ta bles Predefined y en el menú emergente se leccione Duplicate > as Project Flex Table.

12.

Esto creará una nueva tabla bajo la sección Tables - Project.

13.

Haciendo clic derecho o haciendo clic en el botón Rename renombre esta tabla como "Tabla de Colectores".

14.

Su estructura de tablas de proyecto deberá lucir tal y como se ilustra en la figura de la derecha:

Haga doble-clic en la recién creada "Tabla de Colectores" Una vez se abra la tabla, haga clic en el botón Edit de la barra de herramientas con lo que aparecerá el siguiente cuadro de diálogo donde editaremos los campos que queremos incluir/excluir en nuestra tabla personalizada.

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16.

Bajo la sección izquierda de columnas/parámetros disponibles (Available Columns) encuentre y marque el campo Has User Defined Lenght? y haciendo doble clic sobre el mismo o presionando el botón Add ">" se agregará a la sección de columnas seleccionadas (selected Columns).

17.

Repita el mismo procedimiento para agregar el campo Lenght (User Defined) dentro de la sección de columnas seleccionadas.

18.

La posición de estas columnas en la tabla la puede definir marcado cada campo y lue go usando los botones: de la parte inferior de este cuadro de diálogo. Finalmente haga clic en OK para regresar al reporte tabular.

19.

Asegúrese en la columna Has User Defíned Lenght? Que todos los colectores están seleccionados dado que se trata de un esquema en el cual definiremos manualmente las longitudes.

20.

Sobre el campo Lenght (User Defined) (m) haga clic derecho y en el menú emergente seleccione la opción Glo bal Edit.

21.

En la ventana Global Edit defina los siguientes valores:



Operation: Set Value: 122



22.

Haga Clic en OK. A continuación, us ted verá como este editor Global ha brá asignado a todos los colectores un valor de 122 m de longitud.

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Su tabla deberá lucir tal y como se indica a continuación (el orden de las columnas puede ser diferente):

EL INGRESO DE DATOS EN BUZONES DE INSPECCION (MANHOLES) Ahora necesitaremos agregar la información de cargas sanitarias (sanitary Loads) para los pozos de inspección para este proyecto usaremos dos tipos de cargas: una para Oficinas Comerciales, y otra para un gran Hotel que descargará al BI-6- El valor de estas cargas será importado desde las librerías de ingeniería que ya incluye el programa.

23. En primera medida, se agregarán los tipos de carga Oficinas y Hotel al catálogo Unit Sanitary (Dry Weather) Loads para poder ser usadas en el modelo.

24.

Haga clic en el menú components/unit sanitary (Dry weather) Loads, para abrir la ventana de cargas

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25.

26.

27.

En esta ventana haga clic en el botón Synchronization Optíons que se encuentra en la parte superior. En el menú desplegable deberá seleccionar la opción lmport from Library' Esto abrirá en la ventana de librerías de ingeniería la categoría Unit Loads Engineering Libraries.

Expanda cada folder para desplegar todas las categorías de cargas sanitarias unitarias, tal y como se ilustra a continuación:

Según las cargas existentes en nuestro modelo, seleccione los tipos Office y Hotel. Verifique que para el tipo Oficina tendremos una carga unitaria de 55 L/d-empleado y para el Hotel tendremos una carga unitaria de 190 L/d-huésped. La selección de los tipos de carga se muestra a continuación:

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28.

Haga clic en el Botón SELECT para regresar al administrador de Cargas Sanitarias Unitarias el cual deberá ahora lucir así:

29.

Haga Clic en el botón Close para cerrar este cuadro de diálogo. El próximo paso será ingresar las cargas en el elemento Manhole.

IMPORTANTE: Usted podría ingresar las cargas sanitarias en cada Monhole una a una a través de la ventana de edición de propiedades, sin embargo este sería un proceso muy lento para grandes modelos. Una manera más ágil de ingresar las cargas sanitarias para gran cantidad de nodos es a través del Centro de Control de Cargas.

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APLICACIÓN DEL CENTRO DE CONTROL DE CARGAS SANITARIAS 30.

Haga Clic en el Menú Tools/Sanitary Load Control Center o simplemente haciendo clic en el botón de la barra de herramientas que lleva el mismo nombre.

31.

En la ventana del centro de control de cargas sanitarias, haga clic en el botón New menú desplegable que aparece seleccione la opción Initialize Unit Loads for All Ele ments.

32.

Esta acción agregará un registro/línea por cada unos de los Pozos de inspección presentes en la red sanitaria dibujada.

La información de las cargas sanitarias que deberán asignarse a los Buzones de Inspección se presenta en la siguiente tabla:

33.

y en el

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Nota: Observe que solamente el BI-6, tiene como tipo de carga Hotel, mientras los demás el tipo de carga es el de oficina comercial Por otra parte, la unidad de carga en el caso de oficinas es el empleado (Employee) y en el caso del hotel son huéspedes (Guest)

En la ventana de centro de control de cargas sanitarias y estando sobre la pestaña "Monhole", lleve la barra de desplazamiento hacia la derecha hasta encontrar las columnas (Unit Sanitory Lood) y (Loadíng Unit Count).

35.

36.  

37.

38.

39.

Sobre la columna Unit Sanitary Load haga clic derecho y en el menú emergente seleccione la opción Global Edit.

En la ventana Global Edit defina los siguientes valores: Operation : Set Value : Office Haga Clic en OK. A continuación, usted verá que todos los buzones tendrán el valor Office como tipo de carga sanita ria.

Manualmente deberá modificar el tipo de carga en el buzon BI-6 a la clasifi cación Hotel per Customer.

Ahora haga clic derecho sobre la colum na Loading Unít County seleccione Glo bal Edit.

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40.

En la ventana de edición global defina los siguientes valores:



Operation : Set Value : 200



41.

Modifique manualmente el número de unidades para los pozos MH-6 y MH-13 a 500 y 1200 respectivamente.

42.

De alguna manera puede ser incomodo tener valores decimales en la columna de número de unidades, así que podremos modificar el número de cifras decimales de dicha columna.

43.

Para cambiar el número de cifras decimales, haga clic derecho sobre el encabezado de la columna Loading Unit County seleccione la opción Units and Formating.

46.

Cierre el centro de Control de Cargas Sanitarias y no olvide guardar constantemente su archivo.

Después de ejecutar estas instrucciones, la ventana Sanitary Load Cantrol Center deberál ucir tal y como se indica a continuación con la información completa en las columnas de tipo y número de unidades de carga sanitaria

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ASIGNACIÓN FACTORES DE MAYORACIÓN (PEAKING FACTORS) A continuación y para completar el ingreso de datos, será necesario que se definan los factores de mayoración que usaremos para los dos tipos de cargas sanitarias se han definido. Para el primer escenario que definiremos como "Día promedio" no será necesario aplicar dichos factores pues se tratará de una simulación bajo condiciones de carga normales, pero en escenarios adicionales si será necesario definir este tipo de factores.

47. Haga Clic en el Menú Components/Extreme Flow Setups. Esto abrirá el cuadro de diálogo que permite la configuración de caudales extremos (Extreme Flow Setup) 48. Haga clic en el botón New para crear una nueva condición de caudales extremos.

49. Haciendo clic en el botón Rename, cambie el nombre que por defecto asigna el programa por el nombre "Condición Día Promedio".

50. Marque las cajas de selección en la columna "Use" indicando que para ambos tipos de carga, usted usará un factor multiplicador de 1.0 para la Condición Día Promedio. Su ventana deberá lucir así.

51.

Cierre esta ventana una vez verifique el ingreso de la información.

CONFIGURACIÓN DE ESCENARIOS Y OPCIONES DE CÁLCULO Luego de completar la fase de ingreso de datos, el siguiente paso será la creación de un escenario de simulación y la configuración de sus opciones de cálculo- Inicialmente crearemos un escenario de simulación para las condiciones de flujo en un día promedio o normal.

IMPORTANTE: El manejo y simulación de modelos hidráulicos a través de escenarios y alternativas (Scenario Manager@), en toda la línea de productos Haestad de Bentley. Las herramientas del administrador de escenarios en SewerCAD/GEMS Sanitary le dan al usuario gran flexibilidad mediante el uso de diferentes combinaciones de un conjunto de alternativas y opciones de cálculo.

1.

Abra el Administrador de Escenarios a través del menú Analysis/Scenario o haciendo clic en el botón Scenario de la barra de herramien tas.

2.

Seleccione el único escenario existente que tiene el nombre por defecto de Base. Haga clic en el botón Rename y cambie el nombre a Día Promedio.

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3.

Haga Doble clic en el escenario Día Promedio para ver en el editor de pro piedades las Alternativas que lo con forman. Inicialmente aparecerán todas las alternativas Base.

4.

Observe en la última línea que este escenario tiene asociadas las opcio nes de cálculo base (Base Calcula tions Options)

5.

Abra la ventana de Opciones de Cálculo a través del menú Analysis/ Calculations Options o presionando el botón del mismo nombre que aparece en la barra de herramientas.

6.

Haga doble clic en las opciones creadas por defecto cuyo nombre es Base Calculations Options con esto se abrirá la ventana de edición de propiedades indicando las opciones de cálculo por categorías tal y como se muestra en la figura de la derecha.

7.

En este caso dejaremos las opciones de cálculo que por defecto asume el programa al crear nuevo modelo.

8.

Sin embargo nos detendremos en el campo (Extreme Flow Setup) bajo la categoría Gravity Pressure Interface Options. la casilla a la derecha del campo Extreme Flow Setup abrimos el menú desplegable y escogemos la opción Condición Día Promedio. Debemos recordar que esta condición fue previamente definida asignando un factor de 1.0 para los tipos de cargas sanitarias presentes Walker MENDEZ PAYEHUANCA– Civil Engineer (Modeler SewerGEMS and WaterGEMS) Email: wcadservice@yahoo.com 28

9.

10.

11.

De regreso a la ventana de Opciones de Cálculo renombre estas opciones como "Día Promedio", Cierre la ventana del administrador de Opciones de Cálculo.

No olvide guardar periódicamente su archivo haciendo clic en el botón Save

SIMULACIÓN HIDRÁULICA Y REVISIÓN DE RESULTADOS ESCENARIO DIA PROMEDIO

o através del Menú

1.

Ejecute el escenario Día Promedio haciendo clic en el botón Compute Analysis Compute.

2.

Terminada la simulación aparecerá una ventana de nombre "Detailed Calculations Summary'' que representa un resumen ejecutivo de los resultados a través de diferentes pestañas. A continua ción se muestra el resumen de resultado para las tuberías a gravedad:

Nota: Muchos de los resultados que usted necesita para completar la Tabla de Resultados al final de este taller se encuentran en esta ventana con el resumen de resultados. Usted podrá encontrar otros resultados seleccionando diferentes elementos y visualizando los resultados en la ventana de propiedades o abriendo los reportes tabulares para los diferentes elementos.

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CONFIGURACIÓN DE ANOTACIONES 4.

5.

6.

    

Vaya a la ventana Element Simbo logy Si no está activa, la puede abrir a través del menú View/ Element Simbology.

Seleccione el elemento Conduit y haga clic derecho y seleccione New > Annotation En la ventana de propiedades de anotación que aparece configure los siguientes campos: Field: Flow Prefix : Q= X Offset : 0.0 m Y Offset : -4.0 m Height MultiPlier : 1-0

7.

Haga clic en el botón <Apply> y luego en eI botón <0k> para poder visuaIizar Ios datos de caudaI en el área de dibujo.

8.



Nuevamente diríjase a la ventana Element Simbology y seleccionando el elemento conduit haga clic derecho y en el menú emergente seleccione New > Color Coding En la ventana de propiedades de la codificación por color, complete los campos en la sección izquierda (Properties) de la siguiente manera: Field Name: Velocity (Average)



Minimum:0.0 m/s

10.

Para la sección derecha (Color Maps) configure el campo de menú desplegable Options como co lor and Size.

9.

11.

/

Haga clic en el botón lnitialize res. El cuadro de diálogo de-

Maximum 1.5 m/s

/

Steps

5

(el tercero de Izquierda a derecha) para poblar la tabla de valo berá lucir de la siguiente manera:

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12.

Haga clic en el botón <Apply> y luego en <OK>, con lo cual su esquema de dibujo se verá ahora así:

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CREACIÓN DE PERFILES

SewerCAD/GEMS Sanitary ofrece una herramienta sencilla y poderos para la creación y configuración de perfiles longitudinales del sistema con la posibilidad de animarlos y personalizar sus anotaciones. A manera de ejemplo crearemos un perfil desde el pozo BI-6 hasta la estructura de salida (D-1).

13.

Abra el manejador de perfiles haciendo clic en el ícono;

14.

Oprima el botón New derecha.

15.

Presione el botón <Select From Drawing> para seleccionar los colectores que componen nuestro perfil.

16.

De regreso al área de dibujo usted deberá seleccionar los colectores CO-1, CO-4, CO-5 y CO-6 (a medida que los seleccione quedarán resaltados en rojo) y finalmente haga clic derecho seleccionando “done”.

o desde el menú View/Profiles.

y con esto se desplegará la ventana Profile Setup que se muestra a la

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17.

A continuación y de regreso a la ventana Profile Setup, haga clic en el botón <Open Profile>

18.

Cierre este perfil y en la ventana Profile, seleccionando la opción Engineering Profile. en el menú desplegable View Profile Usted debería ver una ventana similar a esta:

haga clic

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19.

20.    

21.

Haga clic en el botón Options y del menú desplegable seleccione precisamen te Options.

Sobre la pestaña Axis configure los si guientes campos: Horizontal Axis - Scale : 5.00 m Horizontal Axis - Increment : 0 + 20m Vertical Axis - Scale : O.20 m Vertical Axis - Increment : 0.50 m

Haga Clic en el botón <Apply> y luego en <OK>. Use las herramientas de Zoom para revisar el perfil y los resultados.

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22.

Cierre el perfil y el administrador de perfiles. Guarde su archivo

CREACION DE ESCENARIOS Y CONFIGURACIÓN ALTERNATIVAS ESCENARIO: CAUDAL PUNTA

Para un proyecto de Diseño, se hace necesario analizar el comportamiento hidráulico del sistema ante caudales punta o máximos. Para esto debemos crear un nuevo escenario donde emplearemos un método tabular para convertir los caudales promedio en caudales punta.

CONFIGURACIÓN DE CAUDALES EXTREMOS 1.

Haga Clic en el Menú Components/Extreme Flows. Esto abrirá el cuadro de diálogo que permite importar de la librería algunos métodos de mayoración.

2.

En este caso, adicionaremos un método para determinar el factor de mayoración llamado Peaking Factor (Sl).

Por tanto haga clic en el botón Synchronization Options de esta ventana y seleccione la opción lmport from Library. Esto abrirá en la ventana la librería de métodos de factores de mayoración llamada Extreme Flow Factor Method Library.xml.

Expanda los métodos existentes en esta Iibrería y seleccione el método Peaking Factor (SI).

Seguidamente, haga clic en el botón <Select>

3.

4.

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5.

6.

Esto cerrará la ventana de acceso a la librería de ingenierías y poblará la tabla de reportes tabulares con los factores de mayoración según el caudal base que están incluidos en el método Peaking Factor (SI).

Luego de visualizar los datos que se ilustran en la ventana a continuación, haga clic en el botón <Close>.

7.

Ahora necesitaremos asignar este método a los tipos de cargas sanitarias presentes en nuestro modelo.

Vaya el Menú Components/Extreme Flow Setups, para abrir el cuadro de diálogo que permite la configuración de caudales extremos (Extreme FIow Setup).

8.

9.

Haga clic en el botón New para crear una nueva condición de caudales extremos.

Presione el botón Rename y cambie el nombre que por defecto asigna el programa por "Condición Caudal Punta".

Marque las cajas de selección en la columna "use" indicando que para ambos tipos de carga, y bajo Ia columna Extreme Flow Method seleccione como método el Peaking Factor (SI) en los dos tipos de carga presentes. Su tabla para esta condición deberá lucir así:

10.

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Definición de Opciones de Cálculo Una vez ingresado el método de mayoración de carga, deberemos crear asociadas al escenario "Caudal Punta".

1.

2.

3.

Abra la ventana de Opciones de Cálculo a través del menú Analysis/Calculations Options o presionando el botón del mismo nombre que aparece en la barra de herramientas.

Seleccione la opción de cálculo existente "Día Promedio" y oprima luego el botón Duplicate que aparece en la parte superior de esta ventana.

Seleccionando la opción de cálculo creada por duplicación haga clic en el botón Rename y asigne el nombre de simulación Caudal Punta".

CONFIGURACIÓN V SIMULACIÓN DE UN NUEVO ESCENARIO 7.

8.

9.

10.

Deberá crear un nuevo escenario bajo las condiciones de caudal punta para lo cual se debe dirigir al Administrador de Escenarios a través del menú Analysis/ Scenario o haciendo clic en el botón Scenario de la barra de herramientas.

Seleccione el escenario "Día Promedio" y haciendo clic derecho seleccione la opción New>Child Scenario.

Oprimiendo el botón Rename ITI renombre este nuevo escenario como "Caudal Punta".

Haga doble clic en este escenario con lo cual en el editor de propiedades se desplegará con la configuración de alternativas y opciones de cálculo para este escenario

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11.

12.

13.

14.

15.

El único cambio que haremos será sobre la categoría "Calculations Options" .

En el campo GVF/Pressure Engine Calculations seleccione del menú desplegable las opciones de cálculo Simulación Caudal Punta".

Finalmente, haga que el escenario activo sea "Caudal Punta", seleccionando dicho escenario y hacienMake Cudo clic en el botón rrent también puede usar el menú desplegable en la parte superior izquierda de la barra de herramientas para elegir el escenario activo.

Para ejecutar el escenario "Caudal Punta" una vez este se encuentre activo seleccione la opción Compute del menú principal Analysis o simplemente presione el botón de la barra de herramientas que lleva el mismo nombre.

Revise los resultados en las diferentes pestañas del informe resumen y complete la tabla de resultados al final del taller. No olvide guardar la versión final de su archivo oprimiendo el botón Save

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TABLA DE RESULTADOS Según el escenario complete los resultados solicitados en la tabla.

Elemento

Propiedad/Atributo

CO-10

Flow (l/s)

CO-10

Tractive Stress (N/m2)

CO-11

Flow (l/s)

CO-13

Flow (l/s)

CO-4

Velocity (Average) (m/s)

CO-4

Depth (out) (m)

CO-2

Profile Description

D-1

Outflow (l/s)

D-1

Population (System Sanitary) (Capita)

Día Promedio

Caudal Punta

PREGUNTAS. DISCUSIÓN

A.

Según su criterio, este sistema sanitario aparenta tener adecuada capacidad?

B.

Usualmente los colectores de drenaje sanitario se diseñan para que la velocidad supere al menos 0.60 m/s. Cumple este sistema proyectado con esta condición?.

C.

De acuerdo a la normatividad vigente en nuestro País que otro criterio se hace necesario verificar?

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Sesión Teórica 3 ‐ Revisión y Análisis de Resultados Uso y personalización de los reportes tabulares Codificación por Color Configuración de anotaciones y creación de perfiles

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DISEÑANDO UN NUEVO SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO Taller 2 Trazado de la Red Diseño de un nuevo sistema de drenaje sanitario residencia Evaluación de resultados para caudales promedio y caudales pico

Obietivo General En este taller usted diseñará un nuevo sistema de drenaje usando la herramienta de diseño automatizado (Automoted Design) que ofrece SewerCAD V8i o SewerGEMS Sanitary V8i. Usted iniciará a partir de un archivo de fondo tipo CAD (formato .DXF) y el nuevo sistema será diseñado usando el caudal máximo de d iseño.

El caudal máximo de diseño estará compuesto por el caudal en tiempo seco proveniente de un número determinado de unidades habitacionales, completamente desarrolladas y el caudal en tiempo lluvioso, que a su vez se compone por una tasa hipotética de infiltración y otros caudales de entrada dados por estándares de diseño. El caudal de aguas negras será mayorado usando el método "Ecuación de Babbit" que asignará a cada tramo de diseño un factor de mayoración basado en la población aportante.

Obietivos Específicos del Taller Después de completar este taller, usted deberá ser capaz de: ! lmportar y usar un archivo CAD como fondo de dibujo ' Dibujar un modelo a escala, " lnferir algunas propiedades para los elementos, ' Ampliar la práctica en el uso de reportes tabulares (FlexTobles), n Crear v asignar cargas sanitarias unitarias, u Asignar una carga o tasa de infiltración para el sistema, " Aplicar la herramienta de diseño automático para dimensionar los colectores proyectados, " Construir Perfiles de Ingeniería (Engineering Profiles), ' Aplicar y configurar las anotaciones en los elementos Oz0Og BENTLFY

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Sesión Teórica 4 – Bombeos y Conducciones Forzadas en Redes de Drenaje Curva característica de la Bomba y Curva del sistema Conducciones forzadas y diseño de estaciones de Bombeo

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Drenaje Pluvial Urbano. (SewerGEMS) Introducción a la hidráulica de flujos no permanentes y a la modelación dinámica, fundamentos de hidrología urbana, análisis de sistemas de alcantarillado combinado y trabajo con archivos de datos geoespaciales .

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Sesión Teórica 5 – Hidráulica de Flujos no permanentes Sistema de Ecuaciones St. Venant Routing Analysis Opciones de Cálculo en SewerGEMS

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Taller 3 – Análisis de Ruteo para Flujo no permanente Construcción de una Red en SewerGEMS Manejo de alternativas y opciones de cálculo Gráficos y Opciones de Anotación.

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Sesión Teórica 6 – Fundamentos de Hidrología Definición (Tipos) y Uso de datos de Lluvias Áreas de Drenaje y Modelos de Escorrentía Caudales Sanitarios vs. Pluviales

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Taller 4 – Hidrología de Áreas Tributarias Creación y Definición de Eventos de Lluvia (Storm Events) Metodología del Hidrograma Unitario Alternativas Hidrológicas

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Sesión Teórica 7 – Modelación de caudales combinados Componentes de un sistema combinado Manejo de alivios Perfiles y Reportes Gráficos

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Sesión Teórica 8 Manejo de Datos Geoespaciales Introducción general a los datos geoespaciales Uso y alcance del ModelBuilder y TRex Métodos de asignación de cargas usando LoadBuilder

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Taller 5 – Herramientas para Importación de Información Geoespacial Construcción de un modelo desde archivos externos Asignación de elevaciones a partir de un Modelo Digital de Elevaciones Asignación automática de cargas

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Sesión Teórica 9 – Herramientas para Importación de Información Geoespacial Construcción de un modelo desde archivos externos Asignación de elevaciones a partir de un Modelo Digital de Elevaciones Asignación automática de cargas

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Introducción ArcGIS 9.3 Funcionalidad en ArcCatalog y ArcMap

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Usando conexiones GIS y Bases de Datos.

Configuración del ModelBuilder Conexión con Archivos SHP Conexión con Bases de Datos

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Taller 6 – Modelación de una Red de Alcantarillado Sanitario Importación de datos Externos (Exel para generación de curvas de nivel TIN).

Agregar Plano Catastral archivo shp Georeferenciación de datos Importar archivo desde exel, generación de curvas de nivel (Surface Modeling) Presentación de datos topográficos en 3D (TIN) Trazo de Red de Alcantarillado Sanitario.

Uso de herramienta TRex Asignación Automática de Cotas Introducción de datos para el modelo Corriendo el modelo de red de alcantarillado sanitario Evaluación de resultados Manejo de escenarios Generación de perfiles Asignación de coordenadas Presentación final y listo para el ploteo a escala deseada.

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Taller 7 – Modelación de un Drenaje Urbano Método Racional Modificado, Conexión Externa Exel para generar curvas de nivel. (TIN) Componentes de un Sistema de Drenaje Urbano Agregar Plano Catastral archivo shp Georeferenciación de datos Importar archivo desde exel, generación de curvas de nivel (Surface Modeling) Presentación de datos topográficos en 3D Trazo de Red de Alcantarillado Pluvial.

Uso de herramienta TRex Asignación Automática de Cotas Introducción de datos para el modelo Análisis por el método racional modificado Asignación de datos hidrológicos (Curvas IDF) Corriendo el modelo de red de alcantarillado pluvial Evaluación de resultados Dimensionamiento del drenaje, Sección Hidráulica Optima.

Manejo de escenarios Generación de perfiles Asignación de coordenadas Presentación final y listo para el ploteo a escala deseada.

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