2 Canal Prismatico Con Flujo Subcritico

TALLER DE HEC RAS V4.0 MODELO DE FLUJO SUPERFICIAL UNIDIMENSIONAL MECANICA DE FLUIDOS II ING. CIVIL UNCP

ING. JHON F. GAMION FABIAN (INSTRUCTOR DEL CURSO) SIG/TELEDETECCION

AREA: RECURSOS HIDRICOS/FIC UNCP HYO -2016

CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES Se tiene un tramo de un canal como se muestra en la figura E1.1 revestido de concreto, con un coeficiente de rugosidad de 0.014, y esta trazado con una pendiente de 0.4 ‰, y que conduce un caudal de 40 m3/s, el cual

corresponde a un periodo periodo de retorno de 20 años , cada punto de la figura, figura, indica el cadenamiento del canal en m. En la sección 2500, las distancias y cotas que definen la sección transversal de canal es como 3500 se indica en la figura E1.2 Q=40 m3/s 106

S=0.0004 n=0.014

2500

Figura E1.1 Perfil Longitudinal Del Canal 100 0 0.5

9.5

13.5

22.5 23

CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES Se tiene un tramo de un canal como se muestra en la figura E1.1 revestido de concreto, con un coeficiente de rugosidad de 0.014, y esta trazado con una pendiente de 0.4 ‰, y que conduce un caudal de 40 m3/s, el cual

corresponde a un periodo periodo de retorno de 20 años , cada punto de la figura, figura, indica el cadenamiento del canal en m. En la sección 2500, las distancias y cotas que definen la sección transversal de canal es como 3500 se indica en la figura E1.2 Q=40 m3/s 106

S=0.0004 n=0.014

2500

Figura E1.1 Perfil Longitudinal Del Canal 100 0 0.5

9.5

13.5

22.5 23

CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES

Editor datos régimen no permanente Editor de datos régimen casi no permanente Editor de dato régimen permanente Editor de geometría Salvar proyecto Abrir proyecto existente

Análisis de Transporte de Sedimentos

PALETA DE DE DA DATOS TOS

Análisis de Temperatura de Agua Calculo régimen permanente Calculo régimen no permanente

Calculo Trans Transporte porte Sedimentos

Diseño Hidráulico Calculo Calidad De Agua

INGRESO INGRES O

Y ANALISIS

CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES PALETA DE

Grafica Caudal-Elevación

RESULTADOS Grafica Parámetros

Grafica Secciones Transversal

Tabla de Salida De Secciones

Grafica Perfil Longitudinal

Tabla de Resultados Del Perfil Tabla Mensajes y Errores “Warning”

Grafica 3D

Vista Tabla Propiedades Hidráulicas Hidrograma De Flujo

Vista Información Guardada en DSS


SOLUCION: Crear un nuevo proyecto  Ingresar datos geométricos (SIG)  Ingresar datos de caudales y condiciones de contorno (HEC-HMS)  Crear plan de realizar los cálculos  Observar los resultados obtenidos 


UNIDADES DEL PROYECTO:


CREAR LA CARPETA DEL PROYECTO : 1

3

5

4

2

EJEMPLO02_2ED

OK y aceptar las demás notificaciones =D


CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES 

INGRESAR DATOS GEOMÉTRICOS Icono de ingreso de datos geométricos

AGUAS ARRIBA

Para insertar las secciones transversales, se tiene que crear el archivo secciones para realizar esto en la ventana Geometric Data, ejecutar la orden File / Save Geometry Data e ingresar el nombre de archivo “secciones transversales”

AGUAS ABAJO


INGRESAR LOS DATOS GEOMÉTRICOS ingreso de datos de las secciones transversales y nombrar las secciones en Options/Add a new Cross sección este paso se hace para todas las secciones que se deseen ingresar

1.- Forma Transversal Del Cauce (Distancias Y Cotas) De La Sección. 2.-La Distancia De Esta Sección A La Sección Que Esta Aguas Abajo 3.-coeficiente De Rugosidad 4.-Los Coeficientes De Contracción Y Expansión 6.-En Forma Opcional Se Puede Introducir Una Descripción De La Sección 7.-Dibujo De La Sección Transversal

6 2 3 1 4

5

7


INGRESAR LOS DATOS GEOMÉTRICOS Ingreso de la 1ra sección del canal con progresiva 2+500


INGRESAR LOS DATOS GEOMÉTRICOS Posición de la sección con respecto al eje principal la sección se encuentra en el Lado Derecho = 0+152.4 Centro = 0+167.0 Lado Izquierdo = 0+179.2 Coeficientes de Manning Definición de las zonas inundación y canal principal canal principal zona inundación

zona inundación

de


INGRESAR LOS DATOS GEOMÉTRICOS

INGRESAR NUEVA SECCIÓN TRANSVERSAL DE SECCIÓN DEL CANAL

Para Hec Ras se necesita como mínimo Dos secciones transversales de cauce. Como el canal es prismático y esta trazado con una pendiente del 0.4‰, como la sección inicial es 2+500 y la final es 3+500 de estos datos

Dv=S . Dh

------------> Dv=0.004x(3500-2500)=

0.40m

Para introducir la sección ubicada a los 3+500, se puede copiar la sección ubicada a 2+500 m y cambiar las cotas en +0.4m



SECCION FINAL EN LA PROGRESIVA 3+500



GUARDAR DATOS GEOMETRICOS DE SECCIONES TRANSVERSALES

EL PROYECTO DE SECCIONES GEOMETRICAS ESTA GUARDADO



INTRODUCIR DATOS HIDRAULICOS (PARA FLUJO PERMAMENTE): ingreso de datos hidráulicos (Steady Flow Data) – para flujo permanente

Corresponde a los periodos de retorno al cual se simulara el modelo, en este caso (TR=100 años / Q=210 m3/s) Steady Flow Data / Options / Ed it Profile Names….

Tiempo de retorno Caudal


INTRODUCIR DATOS HIDRAULICOS (PARA FLUJO PERMAMENTE):

HEC-RAS necesita información de las condiciones de contorno , para establecer el nivel de agua inicial en ambos extremos del tramo del rio; aguas Arriba (Upstream) y/o aguas abajo (Downstream) En régimen Subcritico, las condiciones de contorno solo se necesita en el extremo de aguas abajo (Downstream) en régimen supercrítico, solo es necesario el de aguas arriba (Upstream) y si se va a calcular en un régimen mixto , se necesita en ambos extremos del tramo. Para este modelo:  Como la pendiente es pequeña (0.4 ‰), se espera un régimen subcritico por lo que las condiciones de contorno solo se necesita en el extremo aguas abajo  Se ha indicado el caudal para la sección 3+500 que es la sección que esta situada aguas arriba, así que Hec Ras supondrá que por la sección 2+500 (aguas abajo ) pasa el mismo caudal

Condiciones de contorno para el modelo hidráulicos


INTRODUCIR DATOS HIDRAULICOS (PARA FLUJO PERMAMENTE): NIVEL DE AGUA CONOCIDO: Adecuado si se conoce un nivel de agua en alguna sección transversal. Es importante destacar que HEC-RAS exige nivel, por lo que hay que introducir el tirante mas la cota mas baja de la sección TIRANTE CRITICO : Adecuado si existe alguna sección de control. Para esta opción no se exige ningún dato adicional. El programa calcula la profundidad critica para cada uno de los perfiles y la utiliza como condición de contorno. TIRANTE NORMAL : Adecuado para situaciones donde el flujo se aproxima al uniforme. Hay que introducir la pendiente del tramo de influencia en decimales CURVA DE CAUDAL: Adecuado si existe alguna sección de control. Con una relación entre el tirante y el caudal


INTRODUCIR DATOS HIDRAULICOS (PARA FLUJO PERMAMENTE): ingresar los valores de la pendiente aguas abajo en la condición de (Normal Depth) =D


GUARDAR DATOS HIDRAULICOS (PARA FLUJO PERMAMENTE):

Una vez introducido los datos indicados, retornar ala ventana de steady flow data , para hacer esto hacer click en ok!! De la ventana steady flow boundary, Guardar los cambios


CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES Para realizar una simulación hidráulica del cauce, es necesario crear un plan, para Hec Ras un plan es el conjunto de condiciones elegidas para efectuar los cálculos, como son la geometría ( tramos y secciones, archivos previamente creado) y tipo de régimen ( lo que debe estar de acuerdo con las condiciones de contorno especificadas). Calculo régimen permanente Calculo régimen no permanente Calculo Transporte Sedimentos

Diseño Hidráulico Calculo Calidad De Agua Topografía con el cual trabajara Hec-Ras

Hacer click al icono mostrado, como esto se muestra la ventana Steady flow Analysis Si se hubiera introducido varios archivos de geometrías ( tramos y secciones ) y varios archivos de caudales, en esta ventana se puede elegir con cuales de ellos se van ejecutar los cálculos. Para este caso Hec Ras nos muestra por defecto

Datos Hidráulicos con el cual trabajara Hec-Ras

De acuerdo con

las condiciones

de contorno

CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES CREAR EL PLAN: Con los archivos de geometría y caudal, y el tipo de régimen elegidos, se crea un plan, para esto, ejecutar la orden File/Save Plan.

El archivo nuevo se llamara “ PLAN_RESULTADO” – OK!! Una vez realizada todo esto presionar COMPUTE!!!

CLASE 02: CANAL PRISMATICO CON FLUJO SUBCRITICO INTERPOLACION SECCIONES TRANSVERSALES EJECUTAR LA SIMULACION: Para elegir la simulación , hacer clic en el botón COMPUTE con el cual se muestra la ventana de la figura adjunta

Si no se obtiene mensajes de error, ya esta en la disposición de ver los resultados. Hacer click en el botón para cerrar la ventana



OBSERVAR RESULTADOS

Una vez ejecutada la simulación correctamente, para observar los resultados se puede hacer clic a los iconos PALETA DE

Grafica Caudal-Elevación

RESULTADOS Grafica Parámetros

Grafica Secciones Transversal

Tabla de Salida De Secciones

Grafica Perfil Longitudinal

Tabla de Resultados Del Perfil Tabla Mensajes y Errores “Warning”

Grafica 3D

Vista Tabla Propiedades Hidráulicas Hidrograma

Vista Información Guardada en DSS


OBSERVAR SECCIONES TRANSVERSALES

SECCION INICIAL

SECCION FINAL


OBSERVAR PERFIL LONGITUDINAL: Para hacer esto presionar icono


OBSERVAR RESULTADOS: Para hacer esto presionar icono


OBSERVAR RESULTADOS: Para hacer esto presionar icono

Yc = Crit W.S. - Min Ch El Yc = 101.73m - 100.00m Yc = 1.73m (Tirante Critico) TIRANTES

HEC-RAS

HCANALES

Yn

2.63 m

2.6308 m

Yc

1.73 m

1.7344 m


OBSERVAR DIBUJO EN PERSPECTIVA O 3D: Para hacer esto presionar icono

La perdida de carga de energía fue mayor que 0.3m entre las secciones transversales actual y anterior, lo que puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales. Este aviso se debe a que el tramo que se ha considerado es de 1000 m. lo cual se corrige, colocando secciones intermedias mediante interpolación



INTERPOLACION DE SECCIONES TRNASVERSALES

Para obtener las SECCIONES INTERMEDIAS , la cual se encuentra entre la progresiva 2+500 y 3+500, se realizara la interpolación 1

3 2

Estación aguas arriba Estación aguas abajo Distancia de la estación 3+500 al 2+500 a interpolar aguas abajo Sección interpolada

4


DATOS GEOMÉTRICOS CORREGIDOS POR INTERPOLACION

Las secciones que tienen (*) son las secciones interpoladas en todo le tramo GUARDAR LA NUEVA GEOMETRÍA DEL CANAL

AGUAS ARRIBA

AGUAS ABAJO


1

DATOS GEOMÉTRICOS CORREGIDOS POR INTERPOLACION

2

v

3

4


CONFIGURACION DE VELOCIDADES


2 Canal Prismatico Con Flujo Subcritico

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