˜ DE LA INVERSION ´ PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA” ”ANO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA ´ ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIER´IA CIVIL - HUANCAVELICA
TEMA:
PROGRAMA HEC-4
´ CATEDRA
: PRESAS Y OBRAS DE EMBALSE
´ CATEDRATICO
´ ARTURO AYALA BIZARRO : ING. IVAN
CICLO
: VIII
ESTUDIANTE
: MULATO CCOYLLAR, Erick Josef
´ HUANCAVELICA - PERU 2013
´ INTRODUCCION En lo siguiente hablaremos de un programan analizar´a precipitaciones mensuales en un n´ umero de estaciones interrelacionados para determinar sus caracter´ısticas estad´ısticas y en generar´a una secuencia de caudales hipot´eticas de cualquier longitud deseada que tiene esas caracter´ısticas. El programa reconstruye los caudales perdidos sobre la base de flujos concurrentes, los flujos observados reconstituidos y generados. Hec-4 tambi´en se u el modelo de simulaci´on generalizada para la generaci´on de caudales mensual en lugares basado en estudios regionales. Hay muchas opciones para el uso del programa para varios fines conexos, y el programa puede haber otras variables tales como la precipitaci´on, evaporaci´on, y los requisitos de agua, solos o en combinaci´on.
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HEC-4 MONTHLY STREAMFLOW SIMULATION Este Programa permite la Completacion y extensi´on de series de tiempo mediante la correlaci´on m´ ultiple. Programa desarrollado por Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos USA
HISTORIA DEL HEC: Ej´ercito de los EE.UU. Cuerpo de Ingenieros (USACE) Centro de Ingenier´ıa Hidrol´ogica (HEC) se form´o en 1964 para institucionalizar la experiencia t´ecnica que m´as tarde se conocer´ıa como la ingenier´ıa hidrol´ogica. El grupo de ingenieros que hab´ıan llegado a la USACE tras la Segunda Guerra Mundial se acerca a la edad de jubilaci´on, y exist´ıa la preocupaci´on de que su experiencia que hab´ıa evolucionado a partir de las actividades en curso de agua sin precedentes del Cuerpo de desarrollo de los recursos se disipar´ıa y ser dif´ıcil de restaurar. HEC se estableci´o en el Distrito USACE Sacramento dentro de la Divisi´on de Ingenier´ıa. Los directores involucrados fueron: Albert Cochran, Hidrolog´ıa e Hidr´aulica HQUSACE Jefe, quien form´o y vendi´o la idea de un CEH, Emilio G´omez, del Distrito de Sacramento Jefe de la Divisi´on de Ingenier´ıa y Beard Roy, el embalse de Jefe de Distrito de Control y posteriormente Director HEC fundaci´on. HEC inmediatamente se puso a trabajar la organizaci´on y presentaci´on de cursos de capacitaci´on, el primero de este tipo en el Cuerpo de la iniciaci´on y el desarrollo de lo que m´as tarde se convirti´o en ser la conocida familia de software HEC. Los primeros paquetes de software fueron HEC-1 (hidrolog´ıa de cuencas), HEC-2 (hidr´aulica fluvial), HEC-3 (an´alisis de yacimientos para la conservaci´on), y HEC-4 (programa estoc´astico generaci´on de caudales). Dentro de diez a˜ nos despu´es de su establecimiento, el campo t´ecnico de la planificaci´on de an´alisis, la aplicaci´on de m´etodos anal´ıticos para las actividades de planificaci´on hidrol´ogica estrechamente relacionados con la ingenier´ıa, se a˜ nadi´o a la misi´on HEC. En ese momento, el personal fijo se elev´o a cerca de 30 ingenieros y especialistas en inform´atica. HEC personal es de aproximadamente del mismo tama˜ no que en la actualidad.
QUIENES SON HEC?: El objetivo principal de HEC es apoyar al pa´ıs en sus responsabilidades de gesti´on de los recursos h´ıdricos mediante el aumento de la capacidad del Cuerpo t´ecnico en ingenier´ıa hidrol´ogica y planificaci´on de recursos h´ıdricos y la gesti´on. Un objetivo adicional es proporcionar liderazgo en la mejora del estado de la t´ecnica en ingenier´ıa hidrol´ogica y los m´etodos anal´ıticos para la planificaci´on de recursos h´ıdricos. 2
Por medio de programas de investigaci´on, capacitaci´on, an´alisis, planificaci´on y asistencia t´ecnica, se hacen esfuerzos para estar al tanto de los problemas y necesidades del Cuerpo y de la naci´on. El compromiso tambi´en se hace para mantenerse al tanto de las u ´ltimas novedades a trav´es de la profesi´on, y para hacer uso de esta informaci´on de una manera m´as adecuada a las necesidades del Cuerpo. HEC aumenta la eficacia del Cuerpo y de la profesi´on de tender un puente entre la comunidad acad´emica, los ingenieros hidrol´ogicos y la planificaci´on de los profesionales. Las actividades de investigaci´on o de formaci´on que pueden ser mejor logradas por las universidades no se emprende. HEC incorpora el estado de la t´ecnica de procedimientos y t´ecnicas en los manuales y programas integrales de inform´atica. Los procedimientos se pondr´an a disposici´on del Cuerpo, Estados Unidos y los profesionales internacionales a trav´es de un sistema de transferencia de tecnolog´ıa eficaz de asistencia t´ecnica, publicaciones, cintas de v´ıdeo, y la formaci´on.
´ DEL HEC EQUIPO ELECTRONICO: ´ DESCRIPCION 1. Se trata de una computadora electr´onica digital introducido por los brit´anicos Tabulating Machine Company Ltd. HEC es un prop´osito general de procesamiento de datos m´aquina, dise˜ nada principalmente para la computaci´on comercial por medios electr´onicos en combinaci´on con los m´etodos est´andar electro-mec´anico perforadas Hollerith carta de equipo. El equipo electr´onico utiliza HEC ochenta y columna Hollerith tarjetas perforadas para la recepci´on de datos e instrucciones. Ser´a registrar, analizar, recordar, calcular, comparar y tabular la multitud de transacciones individuales que constituyen, en el m´as amplio sentido, la contabilidad de cualquier organizaci´on. Se trata de una m´aquina-herramienta de versatilidad, adecuado para la contabilidad diversa y exigencias estad´ısticas de gobierno, el comercio y la industria, y para las diversas necesidades de la contable, el actuario y el estad´ıstico. La disposici´on general es se muestra en la figura. l.
2. De entrada. Esto es de un est´andar de ochenta y columna de tarjeta a trav´es de la alimentaci´on de tarjetas unidad. Estas tarjetas pueden ser perforadas en cualquier notaci´on decimal por ejemplo, la libra esterlina, galones y Firkins. Simult´aneamente con la transferencia de datos num´ericos a la unidad electr´onica de las unidades de salida puede recibir alfab´etico o num´erico informaci´on directamente de las tarjetas de entrada. Lectura de la tarjeta de datos num´ericos es a raz´on de 125 tarjetas / min si hay hay transferencias directas desde la entrada a la salida. Si hay tal transferencias, la tasa es de 80 tarjetas / min para leer a´lfa-num´erico ”, o 100 tarjetas / min si la salida de la unidad de impresi´on es s´olo n´ umeros. 3. Salida. Esto puede ser impreso o perforado. Cuando se imprime, la salida est´a dirigida a la unidad de impresi´on de la tabulaci´on de entrada, y cuando perforada para la 3
mecanismo de la banda de salida. Una o ambas formas de salida puede ser especificado. Cuando se imprime y la perforaci´on de la unidad electr´onica son ambos incluidas en el mismo programa, las instrucciones est´an disponibles por separado para cada uno. 4. Tambor de almacenamiento. Esto le da a la computadora electr´onica su capacidad para llevar Salida de largas secuencias de operaciones aritm´eticas sin intervenci´on humana. En el tambor se almacenan tanto las instrucciones y los n´ umeros, en forma de magn´etica manchas. Una instrucci´on es una serie de tres partes definiendo: El componente de Hec que va a operar, y si es la aritm´etica unidad cuyo funcionamiento es a programar. El n´ umero en el tambor, en su caso, para ser procesado. La posici´on en el tambor donde el controlador de programa encontrar´a su siguiente instrucci´on. 5. Programa controlador. Este consiste en una v´alvula de registro de palabra longitud, que lee las instrucciones desde el tambor, y hace que los otros componentes de la unidad electr´onica, la entrada y las salidas para llevar a cabo las instrucciones. 6. Aritm´ etica unidad. Este se compone de cuatro registros de cada v´alvula de una sola longitud de la palabra, sino que se llama A (acumulador), M, Q y B registra. 7. Tarjeta de preparaci´ on. Tarjetas, que pueden ser perforadas por cualquier m´etodo normal de Preparaci´on de la tarjeta, se utilizan tanto para alimentar a la m´aquina las instrucciones que le permiten llevar a cabo un programa, y tambi´en los datos sobre los que la programa es para operar. En el trabajo matem´atico seguro de que los datos en los que la programa es para operar puede ser incluido en el programa en s´ı. Doce instrucciones se perforan en cada tarjeta.
´ DE CAUDALES MENSUALES HEC-4 SIMULACION ´ CENTRO DE INGENIER´IA HIDROLOGICA 1. ORIGEN DE PROGRAMA. Este programa fue elaborado en el Centro Hidrol´ogico Ingenier´ıa, Cuerpo de Ingenieros. Hasta al d´ıa la informaci´on y copias de las tarjetas de declaraci´on de origen de los distintos tipos de equipos se puede obtener desde el centro a pedido por el gobierno y son aceptados y utilizados por el beneficiario a la expresa o impl´ıcita, en cuanto a la exactitud, 4
integridad, confiabilidad, facilidad de uso o idoneidad para cualquier prop´osito particular de la informaci´on y los datos contenidos en los Programas o proporcionada en relaci´on con la misma, y los Estados Unidos no tendr´a ning´ un tipo de responsabilidad a cualquier perdon por raz´on de cualquier uso que se haga de los mismos. Los programas pertenecen al Gobierno. Hay tanto, el Beneficiario se compromete a no hacer valer ning´ un derecho monetarias propri mismo o para representar a los programas como a cualquiera que no sea un programa de Gobierno. ´ 2. PROPOSITO DEL PROGRAMA. Este programa analiza los caudales en un n´ umero de estaciones interrelacionados para determinar sus caracter´ısticas estad´ısticas y generar´a una secuencia de caudales hipot´eticas de cualquier longitud deseada que tiene esas caracter´ısticas. Se reconstituir´a falta caudales sobre la base de flujos simult´aneos observadas en otros lugares y obtener m´aximo y las cantidades m´ınimas de cada mes y para duraciones especificadas en los flujos grabados, reconstituidos y generado. Asimismo, utilizar´a el modelo de simulaci´on generalizada para la generaci´on de caudales mensuales en lugares basado en estudios regionales. Hay muchas opciones de usar el programa para varios prop´ositos relacionados, y que puede ser utilizado para otras variables tales como precipitaci´on, evaporaci´on, y los requisitos de agua, solos o en combinaci´on. ´ DEL EQUIPO. 3. DESCRIPCION Este programa requiere un compilador Fortran IV, un generador aleatorio de n´ umeros (funci´on RNGEN incluido), y una memoria bastante grande (64 K en la CDC 6600). Provisi´on es para uso de tres cintas reutilizables, 7 (para la salida con los pu˜ nos). ´ ´ 4. LOS METODOS DE CALCULO.
a. En la parte de an´alisis estad´ıstico de este programa, los flujos para cada mes calendario en cada estaci´on se incrementa en 1 por ciento de su calendario-meses promedio con el fin de evitar infinitos logaritmos negativos. Este incremento es m´as tarde restan. La media, desviaci´on est´andar y los coeficientes de sesgo para cada mes calendario y estaci´on son la calculada. Esto implica las siguientes ecuaciones:
En los que: X = Logaritmo del flujo se incrementa mensualmente Q = caudal mensual registrada q = peque˜ no incremento del flujo se usa para prevenir los logaritmos infinitas meses de flujo cero X = logaritmo de la media incrementados flujos mensuales N = Total de a˜ nos de registro 5
S = imparcial estimaci´on de la desviaci´on est´andar de la poblaci´on g = imparcial estimaci´on del coeficiente de poblaci´on sesgar i = mes n´ umero m = n´ umero de a˜ nos b. Para cada uno de las estaciones y los meses con registro incompletos, se realiza una b´ usqueda por largos registros entre las estaciones utilizadas, para encontrar aquello que m´as contribuyen a aumentar la Fiabilidad de las estad´ısticas calculadas a partir de los registros incompletos.
Los n´ umeros primos indican los valores de per´ıodo largo y los que no tienen n´ umeros primos se basan en el mismo per´ıodo corto de ambas estaciones 1 y 2 c. Cada flujo individual se convierte entonces en un normaized variate est´andar, utilizando la aproximaci´on siguiente de la distribuci´on de Pearson Tipo III
d. Despu´es de la de todos los meses y las estaciones a la normalidad, el bruto (simple) coeficiente correlaci´on R entre todos los pares de estaciones por cada mes calendario actual y procede a calcular utilizando la f´ormula.
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e. Si no hay suficientes observaciones simult´aneas de cualquier par de variables para calcular un coeficiente de correlaci´on requerida.
f. Caudal mensual desaparecido de los registros de las distintas estaciones se calculan todas las estaciones de cada mes en turno. En consecuencia, siempre que un flujo faltante est´a siendo reconstituido, siempre existe un valor v´alido para la estaci´on est´a ya presente al examinar ese mes y para todas las estaciones restantes en el mes actual o anterior.
g. Se ha encontrado que el uso v´alido de la t´ecnica de regresi´on requiere que todos los coeficientes de correlaci´on de acuerdo con los datos que se sustituyen en las ecuaciones y que los coeficientes de correlaci´on hace que la variable dependiente se define sobre-y se evidencia por un coeficiente de determinaci´on mayor que 1,0.
h. Normales se desv´ıa est´andar se convierten a continuaci´on flujos mediante el uso de las siguientes ecuaciones:
i. Generaci´on de caudales hipot´eticos se logra calculando una ecuaci´on regresi´on, por el m´etodo Crout (descrito en la figura 1) para cada estaci´on y mes y luego calcular los caudales de cada estaci´on, a su vez durante un mes a la vez usando la siguiente ecuaci´on.
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En los que: k’= flujo mensual,expresado como una desviaci´on normal est´andar logaritmo B = Beta coeficiente de correlaci´on calculado matriz i = mes n´ umero j = N´ umero de estaci´on n = N´ umero de estaciones relacionadas entre s´ı R = coeficiente de correlaci´on m´ ultiple Z = n´ umero aleatorio de la poblaci´on normal est´andar
j. M´aximo, caudales m´ınimos y promedio se obtienen para todo el per´ıodo de flujos de como se registra y durante per´ıodos espec´ıficos de los flujos generados por reconstituidas y t´ecnica de b´ usqueda de rutina.
5. ENTRADA Entrada se resume en unas exposiciones 7 y 8. Los datos se ingresaron consecutivamente en cada tarjeta utilizando una simple variedad de formatos para simplificar la perforaci´on y manejar la tarjeta utilizando una simple variedad de formatos para simplificar la perforaci´on y manejo de tarjetas. los flujos calculados y generado no puede ser 1.000.000 unidades o grandes, y por lo tanto deben expresarse en unidades que no pueden superar esta magnitud. Unidades deben indicarse en una de las 3 cartas de cabecera. Columna 1 de cada tarjeta est´a reservada para la tarjeta indicada en una de las 3 tarjetas de encabezado. Columna 1 de cada tarjeta esta reservada para la identificaci´on de la tarjeta. Estos son ignorados por el ordenador, excepto el A en la columna 1 de la tarjeta de cabecera primero, que se utiliza para identificar la tarjeta de datos primero. Un ejemplo de entrada se da en la figura 3. Ciertas deficiencias de datos se interrumpen el trabajo de todos y tarjetas de residuos de entrada hasta la siguiente carta con A en la columna 1 se alcanza. Una tarjeta con una columna 1 seguido de 4 tarjetas en blanco hace que el equipo se detenga. 6. SALIDA La salida impresa incluye informaci´on clave de entrada por identificaci´on de trabajo y todos los resultados de los c´alculos. Flujos generados se colocan en la cinta magn´etica, y estad´ısticas calculadas se perforan en tarjetas con el formato utilizable m´as tarde por el programa. 7. INSTRUCCIONES DE USO Est´andar FORTRAN IV instrucciones y generador de n´ umeros aleatorios son requeridos. No hay interruptores sentido se utilizan.
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´ 8. DEFINICIONES DE TERMINOS Los t´erminos utilizados en el programa se definen en el Anexo 9. DESARROLLO FUTURO DE PROPUESTO All´ı es donde el modelo utilizado en este documento no reproduce las sequ´ıas hist´oricas con frecuencia razonables. En consecuencia, el modelo est´a en continuo estudio y desarrollo. Se solicita que cualquier usuario que encuentre una insuficiencia o la adici´on.
CONCLUSIONES .El programa ha sido creado con la finalidad de llenar con datos espacios vac´ıos faltantes en una cierta cantidad de datos hidrol´ogicos, para determinar los versiones futuras. .El prototipo a resuelto m´as varios problemas que act´ ua como una plataforma en la que no pudieron ser registradas por razones cruciales. siguiente instrucci´on.
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BIBLIOGRAF´IA ”http://www.hec.usace.army.mil/publications/ComputerProgramDocumentation/HEC4-UsersManual-(CPD-4).pdf ”http://www.hec.usace.army.mil/whoweare/orgchart.html ”http://www.vk2bv.org/sb/hec4.htmH3
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