Modelación HEC-RAS (Edgar O. Ladino M.)
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Maestra en Ingeniera Civil Recursos Hidrulicos y Medio Ambiente
Hidrulica e Hidrologa Computacional
HIDRULICA E HIDROLOGA COMPUTACIONAL Anlisis de un tramo de ro en el municipio de Villapinzn
Docente: Ph.D Germn Ricardo Santos Granados
Taller N 1
Edgar O. Ladino Moreno
Cdigo: 2106865
Para un tramo del ro Bogot, el cual tiene una longitud de 60 m en sus ejes se disponen las siguientes
secciones, para las cuales la distancia entre ejes es de 20m:
1. Estructuracin de la informacin y generacin del archivo xlsx:
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
2. Exportacin archivo CVS:
3. Creacin de un nuevo proyecto en HEC-RAS:
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4. Creacin del tramo:
5. Importacin a HEC RAS archivo CVS:
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
6. Longitudes entre secciones:
Ro Bogot:
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7. Bancos de las secciones:
Ro Bogot:
8. Coeficiente de Manning:
9. Bancos de las secciones:
Seccin N 1
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
Seccin N 2
Seccin N 3
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Maestra en Ingeniera Civil Recursos Hidrulicos y Medio Ambiente
Hidrulica e Hidrologa Computacional
Taller N 1: Anlisis de un tramo de ro en el municipio de Villapinzn
1. Calcular la profundidad normal, para una descarga correspondiente a un periodo de retorno de
2.33 aos y 50 aos, con una pendiente de 0.001m/m.
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
SECCIN N 1
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
SECCIN N 2
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
SECCIN N 3
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
2. Si la condicin a la salida es la profundidad normal, con una pendiente de 0.001 m/m,
correr el modelo para todos los periodos de retorno. Habilite la opcin de clculo de
profundidad crtica.
4. Visualice los perfiles para cada periodo de retorno.
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
5. Para cada seccin transversal y para cada periodo de retorno de las tablas de cada
seccin:
- Cul es la elevacin de la superficie libre del agua (Water Surface W.S)?
- Cul es la superficie crtica?
- Cul es el ancho en la superficie?
- Cul es el transporte (conveyance = K)
- Cul es la velocidad media en la seccin?.
HEC-RAS Variables de salida
Variable Significado
E.G. Elev Energa para rasante calculada WS Elev
Vel Head Cabeza de velocidad.
W.S. Elev Calculado superficie del agua a partir de la ecuacin de la energa
Crit W.S. Elevacin de la superficie del agua Crtica. La superficie del agua
correspondiente a la energa mnima de la energa frente a la curva de
profundidad
E.G. Slope Pendiente de la lnea de energa.
Q Total Flujo total en seccin transversal.
Top Width Top anchura de la seccin transversal mojada.
Vel Total Velocidad media de flujo en la seccin transversal total.
Max Chl Dpth
Profundidad del canal principal mxima.
Conv. Total Transporte de la seccin transversal total.
Length Wtd. Ponderado longitud de la seccin transversal alcance, basado en el flujo
Min Ch El Elevacin principal canal mnimo.
Alpha Alfa - energa coeficiente de ponderacin.
Frctn Loss Prdida de friccin entre dos secciones transversales.
C & E Loss La contraccin o prdida de expansin entre dos secciones transversales.
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
Seccin transversal
Perodo de retorno
Water Surface
Superficie crtica
Ancho en la superficie
Transporte (conveyance = K)
Velocidad media
Aos W.S. Elev (m) Crit W.S.
(m) Top Width (m) Conv. Total (m3/s)
Vel Total
(m/s)
Seccin 1
2.33 2691.29 2691.29 5.76 2.5 1.81
5 2691.83 2691.83 8.69 10.2 2.55
50 2692.79 2692.79 38.53 41.9 2.17
100 2692.91 2692.91 48.2 50.5 0.33
Seccin 2
2.33 2692.51 - 23.53 33.3 0.24
5 2693.28 - 101.16 127.7 0.27
50 2693.98 - 115.99 374.5 0.33
100 2694.27 - 117.87 517.8 0.01
Seccin 3
2.33 2692.72 - 36.31 43.8 0.17
5 2693.51 - 89.67 169.9 0.21
50 2694.23 - 99.05 425.2 0.31
100 2694.55 - 99.86 571.1 0.36
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6. De las tablas de los perfiles
- Cules son los nmeros de Froude en el cauce principal para todos los periodos de
retorno?
- Cules son los nmeros de Froude en las secciones transversales para todos los
periodos de retorno?
Seccin transversal Seccin 1 Seccin 2 Seccin 3
Perodo de
retorno Aos 2.33 5 50 100 2.33 5 50 100 2.33 5 50 100
Froude # 0.070 0.080 0.100 0.100 0.090 0.100 0.100 0.110 1.040 1.080 0.800 0.960
- Cul es la profundidad mxima de la lmina de agua en la seccin? (Max channeldepth)
Seccin transversal
Perodo de retorno
Q total Max Ch
Dpth
Aos (m3/s) (m)
Seccin 1
2.33 4 0.99
5 16 1.53
50 45 2.49
100 64 2.61
Seccin 2
2.33 4 1.8
5 16 2.58
50 45 3.28
100 64 3.57
Seccin 3
2.33 4 1.72
5 16 2.51
50 45 3.23
100 64 3.54
Max Ch Dpth (m)
3.57
Seccin 2
Perodo de retorno 100
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- Cul es la mnima elevacin del canal? (Min Channelelevation)
Seccin
transversal Seccin 1 Seccin 2 Seccin 3
Perodo
de
retorno
Aos
2.33 5 50 100 2.33 5 50 100 2.33 5 50 100
Q total (m3/s) 4 16 45 64 4 16 45 64 4 16 45 64
Min Ch El (m) 2691.0 2691. 2691.0 2691.0 2690.7 2690.7 2690.7 2690.7 2690.30 2690.30 2690.30 2690.30
Min Ch El (m) 2690.30
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
Seccin
transversal
Perodo
de
retorno
Q total Min Ch
El
W.S.
Elev Crit W.S
E.G.
Elev E.G. Slope Vel. Chnl
Flow
Area Top Widh Froude #
Aos (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)
Seccin 1
2.33 4 2691 2692.72 2692.72 0.008337 0.2 23 36.31 0.07
5 16 2691 2693.51 2693.52 0.008871 0.33 77.07 89.67 0.08
50 45 2691 2694.23 2694.24 0.011201 0.47 146.54 99.05 0.1
100 64 2691 2694.55 2694.55 0.01256 0.54 177.53 99.86 0.1
Seccin 2
2.33 4 2690.7 2692.5 2692.51 0.014462 0.24 16.91 23.53 0.09
5 16 2690.7 2693.28 2693.28 0.015689 0.34 59.25 101.16 0.1
50 45 2690.7 2693.98 2693.99 0.014442 0.44 135.78 115.99 0.1
100 64 2690.7 2694.27 2694.28 0.015279 0.5 169.78 117.87 0.11
Seccin 3
2.33 4 2690.3 2691.29 2691.29 2691.49 2.629307 2.37 2.21 5.76 1.04
5 16 2690.3 2691.83 2691.83 2692.18 2.476592 3.03 6.27 8.69 1.08
50 45 2690.3 2692.79 2692.79 2693.04 1.155504 2.56 20.76 38.53 0.8
100 64 2690.3 2692.91 2692.91 2693.24 1.608537 3.11 25.94 48.2 0.96
7. Revise las advertencias Corra nuevamente el modelo interpolando cada 2 m, compare visualmente los
resultados.
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
SECCIN (1.5 m)
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
Seccin
transversal
Q total Min Ch
El W.S. Elev Crit W.S E.G. Elev
E.G.
Slope Vel. Chnl
Flow
Area
Top
Widh Froude #
(m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)
3 64 2691 2694.51 2694.52 0.013267 0.55 174.41 99.77 0.11
2.9 64 2690.97 2694.49 2694.5 0.013077 0.54 175.01 101.63 0.11
2.8 64 2690.94 2694.46 2694.47 0.012978 0.53 175.38 103.51 0.11
2.7 64 2690.91 2694.43 2694.44 0.012977 0.53 175.46 105.36 0.11
2.6 64 2690.88 2694.41 2694.42 0.013067 0.52 175.25 107.15 0.11
2.5 64 2690.85 2694.38 2694.39 0.013257 0.52 174.74 108.93 0.11
2.4 64 2690.82 2694.36 2694.36 0.013556 0.51 173.88 110.72 0.11
2.3 64 2690.79 2694.33 2694.34 0.013982 0.51 172.64 112.51 0.11
2.2 64 2690.76 2694.3 2694.31 0.01455 0.51 171 114.3 0.11
2.1 64 2690.73 2694.27 2694.28 0.015302 0.51 168.88 116.08 0.11
2 64 2690.7 2694.24 2694.25 0.016265 0.52 166.27 117.87 0.11
1.9 64 2690.66 2694.2 2694.21 0.016628 0.54 163.49 118.01 0.12
1.8 64 2690.62 2694.17 2694.18 0.017337 0.56 159.95 118.16 0.12
1.7 64 2690.58 2694.13 2694.14 0.018516 0.59 155.53 118.16 0.12
1.6 64 2690.54 2694.09 2694.11 0.020295 0.63 150.17 117.54 0.13
1.5 64 2690.5 2694.05 2694.06 0.023175 0.67 143.63 117.19 0.14
1.4 64 2690.46 2693.99 2694.01 0.027875 0.73 135.59 116.17 0.15
1.3 64 2690.42 2693.93 2693.95 0.035535 0.8 125.66 112.61 0.17
1.2 64 2690.38 2693.84 2693.87 0.050606 0.9 113.08 107.33 0.2
1.1 64 2690.34 2693.7 2693.73 0.090521 1.05 95.52 99.38 0.25
1 64 2690.3 2692.91 2692.91 2693.24 1.608537 3.11 25.94 48.2 0.96
8. Realice el mismo anlisis con condicin de flujo crtico a la salida.
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Hidrulica e Hidrologa Computacional
Perodo de
retorno Advertencia
Aos
2.33
1. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es inferior a 0,7
2. La carga de velocidad ha cambiado en ms de 0,15 m. Esto puede indicar la necesidad de secciones
transversales adicionales.
3. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es menor que 0,7 o
mayor que 1,4. Esto puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.
4. La prdida de energa fue mayor de 0,3 m, entre la seccin transversal actual y anterior. Esto puede indicar
la necesidad de secciones transversales adicionales.
5
1. Se dividio el flujo calculado para esta seccin transversal
2. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es menor que 0,7 o
mayor que 1,4. Esto puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.
3. La carga de velocidad ha cambiado en ms de 0,15 m. Esto puede indicar la necesidad de secciones
transversales adicionales.
4. La prdida de energa fue mayor de 0,3 m, entre la seccin transversal actual y anterior. Esto puede indicar
la necesidad de secciones transversales adicionales.
50
1. Los puntos finales de la seccin transversal deban extenderse verticalmente por la superficie del agua
calculada.
2. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es menor que 0,7 o
mayor que 1,4. Esto puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.
3. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es menor que 0,7 o
mayor que 1,4. Esto puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.
100
1. Se dividio el flujo calculado para esta seccin transversal
2. La carga de velocidad ha cambiado en ms de 0,15 m. Esto puede indicar la necesidad de secciones
transversales adicionales.
3. La relacin de transporte (transporte aguas arriba dividido por transporte aguas abajo) es menor que 0,7 o
mayor que 1,4. Esto puede indicar la necesidad de secciones transversales adicionales.
SECCIN N 1 (FLUJO CRTICO)
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Maestra en Ingeniera Civil Recursos Hidrulicos y Medio Ambiente
Hidrulica e Hidrologa Computacional
SECCIN N 2 (FLUJO CRTICO)
SECCIN N 3 (FLUJO CRTICO)
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Hidrulica e Hidrologa Computacional