PROCESO

Importar Geometría desde HEC-RAS

Una vez hecha la digitalización, se procede a extraer la información topográfica de las secciones y los bancos. Hecho esto se crea un archivo compatible con HEC- RAS.

Figura 5.7: Ventana Principal de HEC-RAS 4.1.0

El proceso se realiza en HEC-RAS 4.1.0, primero se crea un proyecto, luego se abre la ventana “Geometric Data” y se importa el archivo generado anteriormente. Este archivo posee las secciones transversales y los bancos, además se muestra la dirección de flujo como se muestra en la Figura 5.8.

Figura 5.8: Geometría del río Quevedo-Vinces.

En el proceso, se realiza toda la parte correspondiente a la modelación hidráulica, primero se verificó que las secciones generadas desde el DEM correspondieran con secciones reales, las cuales se habían tomado puntos en el área en donde se digitalizaron las secciones.

Cross Section X-Y Coordinates: Esta opción contiene las cotas y distancias que

definen cada punto del fondo de la sección transversal. Es necesario tener cuidado para partir siempre de izquierda a derecha y la distancia acumulada.

Downstream Reach Lenghs: Ingresar las distancias que existen entre cada

sección o perfil. Hay tres casilleros (LOB, Channel, ROB), los cuales corresponden a la parte a la izquierda de la zona de inundación, el canal propiamente y la parte derecha de la zona de inundación. Se debe tener en cuenta que el largo del río es la suma de los “Downstream Reach Lenghs”, de todas las secciones.

Manning`s Values: Aquí se ingresan los valores del coeficiente de rugosidad de

Manning para cada área (LOB, Channel, ROB).

Main Channel Banks Stations: Ingresar la ubicación en donde termina el LOB y

Cont\Exp Coefficients: Son los coeficientes de expansión y contracción, por

defecto se usan valores de 0.1 y 0.3 respectivamente.

El ingreso de todos los parámetros anteriores se pueden observar a continuación en la Figura 5.9.

Figura 5.9: Sección 500 del río Quevedo-Vinces.

Creación de Puente

Para el cálculo hidráulico de un puente, se creará una sección especial para éste, lo ideal es tener cerca del puente algunas secciones. Una vez que se tenga la ubicación para el puente se utiliza la opción Bridge Culvert Data.

El programa pide incluir una nueva sección, el nombre de la sección debe estar entre las secciones de aguas abajo y la de aguas arriba. En este caso la sección del puente ubicado en Mocache (sección 74144.5) y está entre las secciones (74148.5 y 74135.5).

Hecho esto se debe proceder a colocar la cota de la plataforma o calzada del puente, esto se ejecuta en la opción Deck/Roadway como se muestra en la Figura 5.10:

Distance: Es la distancia entre el puente y la sección inmediatamente aguas

arriba.

Width: Ancho del puente.

Weir Coef: Coeficiente de vertedero, por defecto 1.43 Station: Distancia desde el inicio de la sección del puente.

High cord: Cota de la parte superior del puente, calzada o plataforma. Low cord: Cota de las vigas del puente.

Figura 5.10: Ingreso de los datos para crear el Puente.

Se puede poner el puente en forma distinta en la sección aguas arriba que aguas abajo (colocar una pendiente en el ancho del puente), pero generalmente aguas arriba y aguas abajo mantienen los mismos valores como se mostró en la figura anterior. Luego se deben incluir los estribos, para esto se procede “sloping abutment” y se realiza algo similar. Por último se debe ingresar los datos correspondientes a la pila del puente si este tiene. Para ello se selecciona el ícono “Pier”.

En este menú se debe incluir los datos de la pila ingresando el ancho y la altura a la cual se encuentra el ancho.

Otro punto importante en este menú es que se debe colocar la distancia a la cual irá la pila. Esto se coloca en la opción “centerline station down/Upstream”. En la Figura 5.11 se muestra el ingreso de los datos de las pilas del puente.

Datos de Flujo

Para poder ingresar los datos del caudal en flujo permanente se usará la opción “Steady Flow Data”. .

Flujo Permanente

En este caso se ingresaran los datos de caudales para los periodos de retorno de 50 y 100 años (Ver Figura 5.12)

Figura 5.12: Ingreso de los datos de Caudal para los periodos de retorno de 50 y 100 respectivamente.

Luego se debe ingresar las condiciones límites que son necesarias en la simulación, para esto se elegirá la opción “Steady Flow Boundary Conditions”. Existen dos casilleros para las condiciones límite aguas arriba y aguas abajo (upstream y downstream).

Como se usará flujo mixto se debe ingresar las condiciones en ambos casilleros y en este caso se seleccionó la condición de borde de profundidad normal (“Normal Depth”). Ver Figura 5.13.

Flujo Impermanente

Para el flujo no permanente el método es bastante similar al del flujo permanente. La diferencia es que se debe insertar como condición de borde un hidrograma que representa la forma en que el caudal varía en el tiempo (Se ingresó el Hidrograma obtenido para Quevedo en la sección 4.1.5.3). Para ello se ingresa en la opción “Unsteagy Flow Data” (Ver Figura 5.14).

Figura 5.14: Ingreso de Hidrograma para flujo no permanente.

CALIBRACIÓN DEL MODELO

La calibración del modelo se realizó con un caudal de 1000m3/s, con una curva de descarga que fue obtenida por el equipo de hidrología del PROMAS-Universidad de Cuenca, en Mocache (Ver Tabla 5.3).

Profundidad Media (msnm) Altura Media (m) Caudal (m3/s) 31.071 1.92 52 31.151 2 55 31.451 2.3 75 31.651 2.5 100 32.151 3 270 32.651 3.5 400 33.451 4.3 760 34.151 5 1000

Tabla 5.3: Curva de Descarga en Mocache.

Para la calibración además se tomaron en cuenta las condiciones de borde (valores de pendiente del río y valores del coeficiente de rugosidad de Manning), con los valores de estos parámetros se procedió a realizar varias pruebas, es decir un constante cambio de dichos valores, hasta encontrar aquellos con los que el modelo este calibrado.