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Guías para el uso del modelo HEC RAS Technical Report · June 2014

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Capacitaciones en Gestión de Recursos Hídricos, Modelos Hidrológicos y Modelos Hidráulicos” MMAyA/PPCR/SCC Nº 007-2014

Informe de avance PRODUCTO B "Capacitaciones en modelos hidrológicos e hidráulicos" • B3.Documentos sistematizados de los eventos de capacitación realizados sobre modelos

Programa Piloto de Resiliencia Climática (PPCR) Bolivia Fase I BOLIVIA

ANEXO 4 - Parte 2

"Modelos computacionales de hidrología de cuencas " (Computer models of watershed hydrology). Singh, V., (ed.) (1995). El profesor Singh realiza una recopilación de los modelos más comunes utilizados en la hidrología de cuencas. La recopilación es valiosa al reunir contribuciones de eminencias en la temática. La publicación está disponible en inglés.

ANEXO 4 - Parte 3. Guías para el uso del modelo HEC RAS Pasos previos Bajar el programa, instalar y ejecutar. Es aconsejable bajar el manual del usuario, el manual de referencia y la guía de aplicaciones de la página del USACE. El ejemplo se muestran utilizando figuras presentadas de manera secuencial. ¿Cómo simular las condiciones hidráulicas en un cauce natural utilizando el HEC RAS? Paso 1. Crear nuevo proyecto. Luego, ingresar datos geométricos --> dibujar el tramo del curso en estudio en dirección aguas abajo.

Ilustración A1a. Creación de nuevo proyecto; establecimiento de unidades del análisis

Ilustración A1b. Pasos para la introducir datos de la geometría del tramo

Ilustración A1c. Nombre para el tramo

Ilustración A1d. Tramos digitalizados

Paso 2. Secciones transversales. Crear un archivo con información de secciones transversales en el tramo estudiado: File --> Save geometry data (colocar un nombre, OK). Seleccionar el tramo para el que se desea trabajar e Introducir datos de las secciones transversales. El identificador de la sección describe la posición de la estación respecto a las otras estaciones. Las estaciones se colocan desde la estación aguas arriba (estación más alta) hacia la estación en la sección aguas abajo (estación más baja). Los datos se describen de izquierda a derecha, en sentido aguas abajo. Cross section --> Add a new Cross Section: escribir la estación de la sección (debe ser un número) --> copiar y pegar datos de la sección.

Ilustración A2. Sección transversal finalizada.

Paso 3. Crear las siguientes secciones. Para este ejemplo, se asumirá que todas las secciones tienen la misma geometría. Copiaremos la sección: Options --> copy current cross section. En el ejemplo, se ajustaron las elevaciones para simular que el tramo está en sentido aguas abajo: Options --> Adjust elevations.

Ilustración A3a. Copia de sección transversal

Ilustración A3b. Proceso de copia de sección transversal

Ilustración A3c. Introducir el monto de la elevación a ser modificado

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Paso 4. Ajustes a las secciones. Es posible realizar ajustes varios a las secciones. Por ejemplo, se puede cambiar la escala horizontal de la misma: Options --> Adjust stations --> Multiply by a factor. Para el ejemplo, se mantienen las formas de las secciones transversales para las siguientes secciones aguas abajo, con breves modificaciones a las elevaciones y las escalas de los bancos laterales.

Ilustración A4a. Ajustes a las secciones

Ilustración A4b. Esquema final con las secciones transversales definidas para cada tramo

Paso 5. Guardar la geometría. File --> Save geometry data.

Paso 6. Definir los nodos. Junction --> Introducir datos *longitud al nodo, otros. La longitud del nodo

definirá la ubicación del mismo respecto a las secciones transversales más próximas.

Paso 7. Datos para la corrida bajo condiciones permanentes. Los datos se introducen en dirección aguas arriba hacia aguas abajo para cada tramo. Steady flow data --> Llenar los datos que correspondan. En caso de que se desee añadir condiciones de flujo adicionales en alguna sección del tramo: Seleccionar el tramo y la estación donde se desee añadir condiciones de cambio en el flujo: Add a Flow Change Location, escribir la condición de flujo deseada.

Ilustración A5a. Datos de los perfiles de flujo, condiciones de flujo permanente

Ilustración A5b. Forma de añadir condiciones de flujo a una sección adicional del tramo

Paso 8. Condiciones de borde: información para que el programa comience a realizar los cálculos. Reach boundary conditions --> añadir los datos. Los nodos son condiciones de borde internas por lo que son añadidas automáticamente. Asumimos que las condiciones de flujo son subcríticas, por tanto únicamente se requiere definir condiciones de borde en el extremo aguas abajo del tramo.

Ilustración A6a. Introducción de las condiciones de borde para el tramo aguas abajo, río principal

Ilustración A6b. Condiciones de borde introducidas

Paso 9. Cálculo hidráulico. Crear un plan: File --> Save plan as. Luego: Compute Ilustración A7a. Creación de plan y cómputo del modelo

Ilustración A7b. Ventana del cómputo. En este caso, no existieron errores

Paso 10. Revisión de los resultados. El menú View tiene todas las opciones para revisar los resultados.

ANEXO 4 - Parte 4. Ejemplo guía para el uso y aplicación del HEC GEO RAS Paso 1. Activar: Customize, 3D analyst y HEC –GEO RAS. Abrir el Archivo Tin a la tabla de contenidos.

Ilustración A8. Añadir datos

Paso 2. Guardar el proyecto. Generar los contornos. En 3D Analyst – Surface analyst - Contour (colocar en el intervalo de tiempo: 10 pies).

Paso 3. Generar las Geometría del rio: Ras Geometry – Stream Center Line. Aceptar el nombre por defecto.

Paso 4. Digitalizar los cursos de rios - Editor – comenzar edición – Marcar river y empezar a digitalizar el río en la dirección aguas arriba a aguas abajo.

Ilustración A9a. Digitalización del río

Ilustración A9b. Unir los rios con snapping que se encuentra en editor. Luego stop editing

Paso 5. Colocar nombres a los rios . Con el ícono nombres a los tres ríos.

nombrar los ríos (hacer click en el rio). Poner

Ilustración A10. Nombrar los ríos

Paso 6. Colocar los margenes: RAS Geometry / Create Bank Lines. OK. Luego Editor y digitalizar los margenes del rio.

Ilustración A11. Digitalización de las bancas

Paso 7. Dibujar los “flowpaths” o centroides de las zonas por donde circulará el flujo: Aceptar.

Ilustración A12. Flowpaths

Paso 8. Digitalizar el borde del flow PAth. En EDITOR – comenzar la edición. Definir la situación del cauce . Hacer click en el flowpath . Aparecera un mensaje: colocar Left.

Paso 9. Dibujar secciones transversales. Ras geometry – Create RAS Layers – XS Cut lines. Digitalizar: en editor – comenzar edicion – y trazar los ejes de izquierda a derecha a lo largo del rio Ilustración A13a. Secciones transversales

Ilustración A13b. Secciones transversales

Paso 10. Topología. RAS geometry --> Stream centerline attributes --> Topology.

Paso 11. Ver secciones transversales. Con el símbolo río (Hacer click en cada linea de interseccion.

se puede ver las secciones preliminares del

Paso 12. Colocar atributos: Calcular cada atributo en RAS geometry --> XS cutline attributes, desde river/reach names hasta Downstream Reach length. Extraer elevaciones: RAS Geometry –> XS Cut line attribute. Elevations.

Paso 13. Extraer datos para exportar a HEC RAS. Ilustración A14. Exportación de los datos

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