INFORME

UNIVERSIDADUNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL

DEL CENTRO DEL PERUDEL CENTRO DEL PERU

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Modelo Hidráulico con HEC RAS

CATEDRA : IRRIGACIONES

CATEDRATICO : Msc. Ing. ABEL MUÑIZ PAUCARMAYTA

INTEGRANTE : CORDOVA INGA STEVE

SEMESTRE : IX

TABLA DE CONTENIDO


............................................................................................................................ 1

I. INTRODUCCION:............................................................................................3

II. OBJETIVOS ESPECIFICOS:............................................................................4

III. MARCO TEORICO:......................................................................................4

3.1. CONCEPTOS BÁSICOS...............................................................................5

3.2. EVALUACIÓN DEL CAUDAL.....................................................................5

3.3. EVALUACIÓN DEL ÁREA INUNDABLE......................................................5

3.4. GEOMETRÍA DEL CAUCE..............................................................................8

Dibujar el río...................................................................................................8

Secciones Transversales.................................................................................9

IV. METODOLOGIA:.............................................................................................11

4.1. PROCEDIMIENTOS....................................................................................12

A. CREACION DE UN NUEVO PROYECTO Y GEOMETRIA DEL RIO:..........12

B. GENERACIÓN DEL CAUDAL:..............................................................14

C. PROGRAMA DE SIMULACION:............................................................15

V. CÁLCULO Y PRESENTACION DE RESULTADOS:.............................................17

VI. CONCLUSIONES:...........................................................................................19

VII. BIBLIOGRAFIA:.............................................................................................20


I. INTRODUCCION:

Los proyectos de riego generan una serie de estructuras hidráulicas y subproyectos a

veces muy individuales por las especialidades que demandan y por la magnitud que

genera el proyecto; todas estas herramientas son planeadas con referencia a

estudios geológicos, hidráulicos, hidrológicos, sociales y ambientales que son parte

de un estudio completo en un proyecto de riego.

Si nos referimo a los estudios hidráulicos y topogrficos en la identificaion de las

aracteristicas del rio, del cual será derivada el agua para el riego, entonces, ablamos

entre muchos puntos de uno muy importante que es el de la zona de toma o boatoma

de agua para el canal de derivación, esta estructura rincipal al estar ubicada en la

intersección del anal y el rio su análisis será tanto con la avenida que preoviene del

ríos; asi como de las caacteristicas del caudal del caal a derivar.

Para muchos ingenieros que estuvieron en el rubro de riego; o es ajeno saber que

odo cauce de un canal natural(rio) es rebasado en su sección;esto quiere decir que

el rio en muchas ocaciones inunda las zoas perimétricas o marginales de este; ya

sea aguas arriba o aguas debajo de una bocatoma; que pude ser por la obtenccion

de distintos regímenes de flujo por los cambios y /o alteraciones del caudal natural.

estos estudo(loss referidos en el párrafo anterior) son muy extensos, en la actualidad

eisten software que resuelven de manera muy rápida los análisis en gabinete;es asi

que hablamos del programa HecRas versión 4.1 que simula la geometría del rio y sus

características hidralicas para obtener resultados de primer orden.


II. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Conocer el entorno del programa Hec Ras y su lógica usada para la

simulación en rios.

Obtención de perfiles longitudinales y secciones transversales de 1500

ml (1000 m aguas arriba y 500 m aguas abajo del punto de captación) y

genere un modelo hidráulico con Hec Ras que identifique zonas

vulnerables de inundación.

Anlaizar los resultados con el preoyecto de riego del trabajo semestral..

III. MARCO TEORICO:


3.1. CONCEPTOS BÁSICOS

Estudiamos un tramo determinado de un río y queremos saber hasta dónde

llegaría el agua si el caudal alcanzara un cierto valor. ¿Será suficiente el cauce

Principal? ¿Hasta qué altura? ¿O serán inundadas las áreas próximas, y en qué

extensión?

La respuesta, para un caudal determinado, dependerá de la forma del cauce, de la

pendiente y de su naturaleza (tipo de materiales, presencia de vegetación,...). El

problema se complica si existen puentes u otro tipo de obras, o si deseamos saber

qué sucedería si se construyera un puente, una canalización, etc.

En este documento se hace una introducción muy elemental: aprender lo

necesario para comenzar a utilizar el modelo en casos muy simples. La aplicación

en casos reales, siempre complejos, requerirá el estudio exhaustivo de los

manuales y, sobre todo, mucha experiencia.

El problema consta de dos partes bien diferenciadas:

3.2. EVALUACIÓN DEL CAUDAL

Normalmente queremos evaluar el efecto producido por un caudal máximo, por

ejemplo, con un periodo de retorno de 100 años. Ese dato de caudal puede

btenerse mediante un tratamiento estadístico de datos de caudales, o, si no

disponemos de ellos, calculando los caudales que se generarán a partir de unas

determinadas precipitaciones. Todo esto se trata en otros temas, aquí suponemos

que el caudal ya es un dato conocido del problema.

3.3. EVALUACIÓN DEL ÁREA INUNDABLE

Como hemos indicado, la sección que ocupará un caudal determinado y las áreas

del valle que serán inundadas dependen de la geometría del cauce, de la

pendiente y de otros factores. La sección correspondiente a un cierto caudal se

puede evaluar mediante la fórmula de Manning o similar, a partir de la sección

evaluar la altura del agua y a partir de ésta hacer una estimación de las áreas que

serán inundadas1.


Pero el método idóneo para abordar esta parte del trabajo es mediante el

programa

HEC‐RAS. Es un programa gratuito que se obtiene en Internet2. (Estamos

utilizando la versión 4.1) Para el funcionamiento de HEC‐RAS debemos aportar

dos tipos de datos: geométricos y de caudales.

Los datos geométricos fundamentales son diversas secciones transversales a lo

largo del cauce o cauces considerados. Dichas secciones se introducen mediante

la cota de varios puntos; de este modo, mediante la cota de dos secciones

contiguas, separadas por una distancia conocida, el modelo calcula la pendiente

de ese tramo.

El caudal puede ser un solo valor constante o bien un caudal variable en el tiempo.

Las fases de trabajo son las siguientes:

1. Creación de un nuevo proyecto. (File >> New Project...)

2. Datos geométricos (Edit >> Geometric Data...)

3. Datos de caudales y condiciones de contorno (Edit >Steady >Flow Data)

4. Cálculo (Run >> Steady (Unsteady) Flow Analysis...)

5. Observación de los resultados (View >> varias opciones del menú)

Comenzar a trabajar: ajustes iniciales

Vamos a realizar el ejemplo más simple posible. Consideremos un tramo de un

río, y dos secciones transversales para calcular la altura alcanzada por el agua

para un caudal dado.


Al abrir el programa aparece el cuadro principal:

Lo primero (y sólo la primera vez usemos el programa) indicamos a HEC‐RAS que

utilice unidades del Sistema Internacional (métrico), así: Menú Options, opción

Unit system (US Customary/SI); en el cuadro que aparece marcar las opciones

que aparecen aquí al lado:


3.4. GEOMETRÍA DEL CAUCE

Dibujar el río

Para abrir la ventana Geometric Data, en el Cuadro Principal picamos en el

botón geometry data y aparece la ventana que mostramos a continuación:

el cursor se convierte en un lápiz ; con sucesivos clics trazamos un esquema del

cauce.

Para terminar, doble clic: entonces aparece un cuadro para darle nombre al río y a

ese tramo (reach).

Puede considerarse un río con un único tramo, en cuyo caso darle un nombre al tr

amo único no tiene mucho sentido, pero es obligado.


Secciones Transversales

En la ventana Geometric Data (donde acabamos de dibujar el cauce), picamos

el botón , y aparece una nueva ventana: Cross Section Data. Esta

es fundamental: aquí introduciremos la forma transversal del cauce y otros datos

básicos para la calidad del resultado.

1. Crear una nueva sección transversal

En el menú Option elegimos la opción Add a new Cross Section... Aquí

debemos escribir una referencia para la sección que vamos a crear

(darle un nombre), pero sólo se pueden escribir números

y el punto o la coma. Lo más elemental es numerarlas:

1, 2, ..Siempre teniendo en cuenta que en HECRAS la numeración va

aumentandoaguas arriba, de modo que la número 1 estará al final, aguas abajo.

Si trabajamos con un río formado por varios tramos,

para los perfiles del primer tramo podemos utilizar: 1.1, 1.2,..., para el segundo: 2.

1, 2.1,... y así sucesivamente.


2. Geometría del cauce

En la misma ventana Cross Section Data, escribimos en las dos columnas de la

izquierda: en la primera columna (Station) la distancia desde la margen izquierda,

en la segunda columna (Elevation) la cota del fondo del cauce en ese punto (Ojo:

NO profundidades, sino cotas o alturas desde cualquier punto de referencia). Por

ejemplo, supongamos que disponemos de este croquis para una sección del

cauce (la línea de trazos representa el cauce principal):


IV. METODOLOGIA:

4.1. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO:

“RIO TAMBOPTA CUZCO-TAMBOPTA”

El distrito de Tambopata está ubicada en las siguientes coordenadas geodesias:

Latitud Sur : 86º 75’

Longitud Oeste : 46º 80’

Altitud: 3350 – 3365m.s.n.m.

Ubicación geográfica

REGIÓN: CUZCO

DEPARTAMENTO: CUZCO

PROVINCIA: TAMBOPATA

DISTRITO: TAMBOPATA


4.1. PROCEDIMIENTOS

A. CREACION DE UN NUEVO PROYECTO Y GEOMETRIA DEL RIO:

Doble-pulse el botón en el Icono de HEC-RAS. Veremos la Ventana

Principal del programa:

Crear un nuevo proyecto:

Generar la geometría del rio (del proyecto):


Ubicamos las coordenadas UTM de los vértices del perfil longitudinal del rio.

Secciones transversales del rio.

Sección longitudinal del rio:


B. GENERACIÓN DEL CAUDAL:

Generamos caudales para periodos de 50, 100 y 200 años:

Asignamos los caudales a cada tramo del rio, para un análisis de flujo critico:

C. PROGRAMA DE SIMULACION:


Ejecución del modelo:

Termino de la ejecución del software:


V. CÁLCULO Y PRESENTACION DE RESULTADOS:

Secciones transversales:

Perfil longitudinal:


Vista tridimensional de la sección del rio:

VI. CONCLUSIONES:

Existe intervalos en los que el valor que proporciona el correntómetro se

corrige (entre 4 º y 30º de desfase de la línea de la plomada)

el procedimiento y los datos posteriores se elaboraron y verificaron con los

trabajos de campo realizados en el valle de YANAMARCA, los cuales

marcan paso a paso el proceso de ejecución hasta la entrega del informe

final con el resultado obtenido en campo, los valores calculados pueden ser

usados como referencia para cualquier trabajo que demande el

conocimiento del caudal que fluye por el rio.

El caudal obtenido fluctúa con un valor promedio de 2.078 m3/s; que es el

caudal que emana del rio analizado;

Los datos obtenidos tiene una aceptabilidad de 80 % por ser métodos

aproximados de campo.

Se recomienda usar el método volumétrico para aforar manantes con poca

sección del flujo ya que es este el método más exacto.


VII. BIBLIOGRAFIA:

Análisis de aforo de la estación hidrométrica OBRAJILLO-periodo 2000-2001.

Vera Fernández, Luis Alberto

www.hidrologiaaraingenieros.com

Hidrología para ingenieros, MAXIMO VILLON BEJAR.

http://www.hidrologiaaraingenieros.com/

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