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TRABAJO DE CURSO
Hidráulica
Trabajo realizado por: Castillo Palazón, Rubén Delgado Muñoz, Juan Alberto Domingo Force, Carlos
Curso: 2º de ETSECCPB Grupo: 10 Fecha de entrega: 30 de abril de 2008
Índice
1. Descripción geométrica del canal 4 1.1. Cálculos iniciales 4 1.2. Dimensionado del canal 5 1.3. Explicación caso B1 = 3.5 m. 6
2. Espaciamiento entre secciones de cálculo 10 2.1. Metodología 10 2.2. Casos estudiados 10
3. Ensanchamiento en HEC-RAS 14 3.1. Comparación del comportamiento hidráulico del canal 14
4. Comportamiento hidráulico del canal 17 4.1. Caso general 17 4.2. Caso Z4 - Z2 17 4.3. Caso Z5 - Z2 18 4.4. Caso Z4 – Z3 19 4.5. Caso Z5 – Z3 20
5. Evolución de la energía específica en el tramo 2 21 6. Caudal máximo posible 23 7. Conclusión del trabajo 32
Hidráulica Trabajo de Curso
4
1. Descripción geométrica del canal 1.1. Cálculos iniciales
Para realizar el dimensionado de los diferentes tramos del canal, en este trabajo se ofrece una serie de datos que posteriormente servirán para determinar la geometría final del canal. Estos datos son función de las fechas de nacimiento de los miembros del grupo.
Se utiliza: Juan Alberto Delgado Muñoz: 09-09-1986 (AA1=86; MM1=9; DD1=9). Rubén Castillo Palazón: 28-02-1986 (AA2=86; MM2=2; DD2=28). Carlos Domingo Force: 15-02-1986 (AA3=86; MM3=2; DD3=28).
Se obtiene utilizando las expresiones dadas: Pendientes: i1 = 0.869 %. i2 = 0.217 %. i3 = 0.862 %.
Longitudes:
L1 = 1029 m. L2 = 1496 m. L1 = 1210 m.
Cotas:
Z1 = 21 m. Z2 = 21.275 m. Z3 = 23.3 m. Z4 = 43.894 m. Z5 = 45.819 m.
Caudales:
Q1 = 10.833 m3/s. Q2 = 6.5 m3/s.
Los tramos del canal utilizados son:
Hidráulica Trabajo de Curso
5
1.2. Dimensionado del canal
Se pretende obtener el ancho de cada tramo del canal. La forma de conseguirlo consiste en:
1. Proponer un ancho (B1) para el tramo 6-4. 2. Calcular el calado normal del tramo 6-5, con la fórmula de Manning. 3. Calcular el calado normal del tramo 5-4, con la fórmula de Manning. 4. Calcular el ancho del tramo 3-2, con la fórmula de Manning. Se utiliza la
condición que el calado normal en el ensanchamiento sea el mismo que en el tramo inmediatamente aguas arriba.
5. Se trabaja con el programa HEC-RAS utilizando todas las combinaciones de cotas posibles y se comprueban las condiciones impuestas por el enunciado.
6. Si las condiciones no se cumplen, volvemos al paso 1. En el caso que la velocidad sea superior a las 4.5 m/s se debe probar con un ancho inicial mayor. En el caso que esta velocidad sea menor se debe probar con un ancho inicial menor, con la finalidad de optimizar la sección.
7. Buscar la máxima elevación de la lámina libre de agua y sumarle los 0.3 m. de resguardo.
Se han probado diferentes casos, se explican a continuación: Caso B1 = 2m. La velocidad supera con creces los 4.5 m/s. Caso B1 = 2.75 m. La velocidad supera en poco los 4.5 m/s. Caso B1 = 3.75 m. La velocidad es inferior a los 4.5 m/s. Podemos suponer un ancho B1<3.75 m para optimizar la geometría del canal. Caso B1 = 3.5 m. La velocidad en todo el canal es inferior a los 4.5 m/s. En el tramo 6-4 se acerca a la relación de canal rectangular óptimo.
Hidráulica Trabajo de Curso
6
1.3. Explicación caso B1 = 3.5 m. Anteriormente, se ha explicado el método general para proceder a encontrar la geometría del canal. A continuación, se explica en detalle el caso escogido de todos los anteriores con B1 = 3.5 m, en definitiva, este será el ancho que se utilizará en el resto de apartados del problema.
1. Ancho B1 = 3.5 m. 2. Cálculo del calado normal del tramo 6-5.
201
21
3
4
011
011
21
2
1
2yB
yB
yB
Qni
⋅⋅
+⋅
⋅=
201
234
01
01
22
5.325.3
5.3
833.10015.000869.0
yy
y ⋅⋅
+⋅
⋅=
Se obtiene: 76039.001 =y m
3. Cálculo del calado normal del tramo 5-4.
202
21
3
4
021
021
21
2
2
2yB
yB
yB
Qni
⋅⋅
+⋅
⋅=
202
23
4
02
02
22
5.325.3
5.3
833.10015.000217.0
yy
y⋅⋅
+⋅
⋅=
Se obtiene: 2358.102 =y m
4. Cálculo del ancho (B2) del tramo 3-2.
202
22
3
4
022
022
22
2
2
2yB
yB
yB
Qni
⋅⋅
+⋅
⋅=
222
3
4
22
22
22
2358.12358.12
2358.1
333.17015.000217.0
⋅⋅
⋅+⋅
⋅=
BB
B
Se obtiene: 1032.52 =B m
5. Datos extraídos del programa HEC-RAS.
El siguiente gráfico muestra la velocidad en cada punto del canal para
cada caso extremo, se observa como en el caso aguas arriba Z4 la velocidad es muy superior a los 4.5 m/s propuestos, aunque en pocos metros disminuye y no rebasa el límite. Esto es debido a que en el caso Z4 se produce un fenómeno semejante al del desagüe bajo compuerta. Si se omiten estos casos que para los datos que se tienen siempre se darán, la velocidad máxima que se alcanza a lo largo del canal es de 4.3m/s.
Hidráulica Trabajo de Curso
7
0 1000 2000 3000 40000
2
4
6
8
10
12
hec-ras1 Plan: 1) planA 23/04/2008 2) planB 23/04/2008 3) planC 23/04/2008 4) planD 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
/s),
Vel
Chn
l (m
/s),
Vel
Rig
ht (
m/s
)Legend
Vel Chnl PF 1 - planA
Vel Chnl PF 1 - planB
Vel Chnl PF 1 - planC
Vel Chnl PF 1 - planD
canal
Este gráfico muestra el calado en cada punto del canal para cada uno de los casos extremos. Se observa como el calado máximo en todo el canal se da con las condiciones de contorno aguas abajo marcadas por Z3.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
hec-ras1 Plan: 1) planA 23/04/2008 2) planB 23/04/2008 3) planC 23/04/2008 4) planD 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Hyd
r D
epth
L (
m),
Hyd
r D
epth
C (
m),
Hyd
r D
epth
R (
m)
Legend
Hydr Depth C PF 1 - planC
Hydr Depth C PF 1 - planD
Hydr Depth C PF 1 - planA
Hydr Depth C PF 1 - planB
canal
Hidráulica Trabajo de Curso
8
Por tanto, al tener que ser la altura del canal uniforme se dimensiona el canal
de la siguiente manera: Tramo 6-4: Ancho (B1) = 3.5 m. Altura (a) = 2.2 + 0.3 = 2.5 m. Tramo 3-1: Ancho (B2) = 5.1 m. Altura (a) = 2.2 + 0.3 = 2.5 m. Si la altura del canal no debiese de ser uniforme a lo largo de todo el canal se
podría suponer una sección del siguiente estilo: Tramo 6-4:
Altura máxima lámina de agua: 1.38 m. Tramo 3-1:
Caso Z2: Altura máxima lámina de agua: 1.24 m.
Caso Z3: Altura máxima lámina de agua: 2.2 m.
En el caso extremo Z3 se produce un embalse aguas abajo del tramo 2-1. Este embalse, con los datos obtenidos, llega a una distancia inferior a los 100 m. del punto 1. Por tanto, se propone dimensionar el canal con la altura no uniforme con objeto de ahorrar material. El canal tendría la siguiente geometría: Tramo 6-4:
Ancho (B1) = 3.5 m. Altura (a) = 1.38 + 0.3 = 1.78 m. Tramo 3-1': Ancho (B2) = 5.1 m. Altura (a) = 1.24 + 0.3 = 1.54 m. Tramo 1'-1: Ancho (B2) = 5.1 m. Altura (a) = 2.2 + 0.3 = 2.5 m.
Con esta geometría del canal se consigue ahorrar material en su construcción y como se ha estudiado, para los datos obtenidos, la lámina de agua no sobrepasaría en ningún momento la altura del canal.
Hidráulica Trabajo de Curso
9
En la práctica se pretende que este canal tenga una altura uniforme, por lo tanto,
en los apartados posteriores se utilizarán los siguientes datos:
Tramo 6-4: Ancho (B1) = 3.5 m. Altura (a) = 2.2 + 0.3 = 2.5 m. Tramo 3-1: Ancho (B2) = 5.1 m. Altura (a) = 2.2 + 0.3 = 2.5 m.
Hidráulica Trabajo de Curso
10
2. Espaciamiento entre secciones de cálculo
2.1. Metodología El espaciamiento entre las secciones de cálculo dependerá de la precisión de los
resultados que se pretenden obtener, ya que, cuantas más secciones tenga el canal, más información tendrá HEC-RAS para determinar las variables hidráulicas. No obstante, se escogerá aquel espaciamiento que proporcione una máxima precisión con la condición de que no exista ningún problema a la hora de simular. HEC-RAS interpola las propiedades entre sección y sección y, en consecuencia, si el espaciamiento es demasiado corto, la simulación genera demasiados fenómenos locales, produciendo inestabilidad en el régimen del canal. A continuación se detallan los casos estudiados para determinar el espaciamiento adecuado entre secciones de este problema.
2.2. Casos estudiados
La siguiente gráfica corresponde a la simulación del problema sin realizar
ningún tipo de interpolación. HEC-RAS sólo ha tenido en cuenta las 6 secciones introducidas inicialmente y, por tanto, las variables calculadas no son correctas, ya que existe mucha distancia entre sección y sección.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50
55
hec-ras1 Plan: Plan 24 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Hidráulica Trabajo de Curso
11
En el siguiente caso se ha realizado una interpolación cada 10 metros. Se puede observar en la gráfica (ampliada, para observar mejor si se produce inestabilidad) que no existe ningún problema en la simulación, ya que no se genera ningún tipo de inestabilidad.
200 250 300 350 400
23.5
24.0
24.5
25.0
hec-ras1 Plan: 1) Plan 24 16/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
En consecuencia, se pasa a estudiar el caso de interpolación cada 5 metros, en el
cual se podrá apreciar si seguimos en las mismas condiciones, pero con más precisión de resultados, o si, por lo contrario, la distancia es demasiado corta y se produce inestabilidad en la simulación.
Hidráulica Trabajo de Curso
12
Se puede apreciar en la siguiente gráfica, correspondiente a una interpolación cada 5 metros, que sigue sin producirse ningún tipo de inestabilidad en la simulación.
350 400 450 500 550
25.0
25.5
26.0
26.5
27.0
hec-ras1 Plan: 1) Plan 24 16/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Por tanto, este espaciamiento sería correcto, ya que se tiene una buena precisión de resultados sin problemas en la simulación. El siguiente caso a estudiar será el de interpolación cada 2.5 metros, para estudiar si se puede seguir aumentando la precisión de los resultados.
Hidráulica Trabajo de Curso
13
La gráfica que se muestra a continuación, correspondiente a la interpolación cada 2.5 metros, muestra cómo la simulación ha creado inestabilidad en el régimen del canal. Este espaciamiento, en consecuencia, no sería correcto para resolver el problema.
100 200 300 400 500
23
24
25
26
hec-ras1 Plan: Plan 25 16/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Así pues, finalmente, se ha escogido un espaciamiento entre sección y sección del canal de 5 metros, considerado el más adecuado para la resolución del problema, ya que proporciona una buena precisión de resultados sin producirse inestabilidad en el régimen del canal.
Hidráulica Trabajo de Curso
14
3. Ensanchamiento en HEC-RAS Al tratar un ensanchamiento en HEC-RAS se debe tener en cuenta que el cambio de secciones no puede ser brusco, por ello se deja 1 m. de espaciado entre ambas secciones, así HEC-RAS puede interpolar los valores de los anchos entre estas dos secciones. De forma orientativa, HEC-RAS actúa como en el siguiente gráfico:
3.1. Comparación del comportamiento hidráulico del canal HEC-RAS es un programa destinado principalmente a ríos utiliza por defecto unos coeficientes de contracción y expansión determinados. Experimentalmente se ha demostrado que los valores más adecuados para un río son de 0.1 y 0.3 para la contracción y expansión, respectivamente. Esto se debe a la irregularidad entre secciones contiguas del cauce del río, que con estos coeficientes se pretenden corregir.
Al ser este un canal prismático, con las secciones bien definidas y constantes a lo
largo del tramo, estos coeficientes no tienen ningún sentido, por tanto se decide escoger los valores de 0.6 y 0.8 para contracción y expansión únicamente para el cambio de sección que se produce en el ensanchamiento. El comportamiento hidráulico diferirá si consideramos unas pérdidas de carga u otras.
Al analizar los gráficos ofrecidos por el programa HEC-RAS se puede ver como
en el tramo 6-5 y el 3-1 la velocidad dada considerando las constantes por defecto es inferior a la obtenida con los coeficientes aplicados únicamente en el ensanchamiento. Al contrario pasa en el tramo 5-4 que la velocidad aplicando los valores por defecto es superior a la encontrada con los nuevos coeficientes.
Hidráulica Trabajo de Curso
15
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
hec-ras1 Plan: 1) expansionz53 23/04/2008 2) defectoz53 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Vel
Lef
t (m
/s),
Vel
Chn
l (m
/s),
Vel
Rig
ht (
m/s
)Legend
Vel Chnl PF 1 - expansionz53
Vel Chnl PF 1 - def ectoz53
canal
En el gráfico del calado en cada punto se comprueba como donde anteriormente la velocidad era superior, el calado es inferior y viceversa.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
hec-ras1 Plan: 1) exp 23/04/2008 2) def 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Hyd
r D
epth
L (
m),
Hyd
r D
epth
C (
m),
Hyd
r D
epth
R (
m)
Legend
Hy dr Depth C PF 1 - exp
Hy dr Depth C PF 1 - def
canal
Hidráulica Trabajo de Curso
16
Cuando tomamos los coeficientes iguales a 0, se supone que no hay pérdidas de energía por contracción o expansión, por lo tanto, en estos tramos la línea de energía estará por encima de la línea de energía considerando los coeficientes por defecto. Al pasar el ensanchamiento, como el coeficiente de expansión aplicado es muy superior al que viene por defecto aparecen unas pérdidas de energía que hacen disminuir la línea de energía hasta el punto en que en el tramo 3-2 esta va por debajo de la línea de energía dada con los coeficientes por defecto. En el tramo 2-1 se vuelven a intercambiar las posiciones. Como en los gráficos anteriores la traza azul corresponde al caso con los nuevos coeficientes y la traza roja al de los coeficientes por defecto. La diferencia entre ambas líneas de energía en el tramo aguas arriba del ensanchamiento es superior a la del tramo aguas abajo.
1850 1900 1950 2000 2050
34.0
34.5
35.0
hec-ras1 Plan: 1) exp 23/04/2008 2) def 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1 - exp
EG PF 1 - def
WS PF 1 - def
WS PF 1 - exp
Crit PF 1 - exp
Crit PF 1 - def
Ground
canal canal
Como el caso que se aproxima mejor al canal que se estudia es escogiendo los coeficientes de contracción y expansión únicamente en el ensanchamiento, este será el que se utilizará a partir de este momento.
Hidráulica Trabajo de Curso
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4. Comportamiento hidráulico del canal 4.1. Caso general Prosiguiendo con la nomenclatura utilizada hasta ahora y viendo la relación entre el calado normal y el calado crítico, para todos los tramos se tiene:
Tramo Tipo de Canal 6-5 S 5-2 M 2-1 S
4.2. Caso Z4 - Z2
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50
55
hec-ras1 Plan: planz4z2 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 + S3 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1 - S2
Hidráulica Trabajo de Curso
18
4.3. Caso Z5 - Z2
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50
hec-ras1 Plan: planz5z2 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 - S2 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1 - S2
Hidráulica Trabajo de Curso
19
4.4. Caso Z4-Z3
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50
55
hec-ras1 Plan: planz4z3 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
WS PF 1
Crit PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 + S3 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1' - S2 1'-1'' Resalto 1''-1 + M1
Hidráulica Trabajo de Curso
20
4.5. Caso Z5 - Z3
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50
hec-ras1 Plan: planz5z3 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
WS PF 1
Crit PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 - S2 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1' - S2 1'-1'' Resalto 1''-1 + M1
Hidráulica Trabajo de Curso
21
5. Evolución de la energía específica en el tramo 2
Se pide representar la evolución de la energía específica para el segundo tramo. Para ello HEC-RAS facilita en las tablas de resultados la altura total de energía (E.G. elevation), calculada utilizándose la expresión:
g
vyzH A
A ⋅++=
2
2
Sin embargo la energía específica no tiene en cuenta la cota, por lo que la
expresión de la energía específica viene dada por:
g
vyE
⋅+=
2
2
Por lo tanto restaremos a la energía de la altura total correspondiente a cada
sección sus respectivas cotas. De esta manera se obtienen los diferentes valores correspondientes a la energía específica de cada sección.
A continuación se muestra, en una gráfica, las energías específicas para el caso "defecto" (considerando las pérdidas de carga por defecto) y para el caso "expansión" (solo tenemos en cuenta las pérdidas en el ensanchamiento).
Comparación de energías específicas
1,45
1,5
1,55
1,6
1,65
1,7
1,75
5
4.87
333*
4.74
666*
4.62
*
4.49
333*
4.36
666*
4.24
000*
4.11
333*
2.99
333*
2.86
666*
2.74
*
2.61
333*
2.48
666*
2.36
000*
2.23
333*
2.10
666*
Sección
Ene
rgía
esp
ecífi
ca
defectoexpansión
Hidráulica Trabajo de Curso
22
Se puede observar que la energía específica en el caso "expansión" es mayor en el primer tramo. Sin embargo una vez llega al ensanchamiento podemos observar que aún siendo prácticamente iguales en el caso "defecto" la energía específica es un poco mayor que en el caso "expansión".
Estas diferencias en la primera zona hasta llegar al ensanchamiento vienen dadas por que en el caso "expansión" el calado es superior al del caso "defecto" mientras que las velocidades son muy similares. Después del ensanchamiento las diferencias son prácticamente nulas y se deben a una mayor velocidad del agua en el caso "defecto".
Hidráulica Trabajo de Curso
23
6. Caudal máximo posible
A continuación se pretende determinar el máximo caudal para los anchos y la altura del canal determinados en el primer apartado. Para ello se ha jugado con el valor del caudal de entrada inicial hasta conseguir un valor del calado lo mas cercano posible a la altura del canal (2.5 metros) pero sin pasarse ya que al sobrepasar ese valor el canal se desbordaría. 6.1. Cálculo del caudal máximo
Para un caudal inicial Q1=20.8333 m/s2 se obtiene un calado máximo de 2.2 metros.
Gráfica calado/distancia
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
hec-ras1 Plan: Plan 47 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Hyd
r D
epth
L (
m),
Hyd
r D
epth
C (
m),
Hyd
r D
epth
R (
m)
Legend
Hy dr Depth C PF 1
canal
Hidráulica Trabajo de Curso
24
Para un caudal inicial Q1=30.833 m/s2 se obtiene un calado máximo de 2.67 metros. Por lo tanto el canal se desborda.
Gráfica calado/distancia
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
hec-ras1 Plan: Plan 47 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Hyd
r D
epth
L (
m),
Hyd
r D
epth
C (
m),
Hyd
r D
epth
R (
m)
Legend
Hydr Depth C PF 1
canal
Hidráulica Trabajo de Curso
25
Con un caudal inicial de Q1=28.8333 m/s2 se obtiene un calado máximo de 2.54 metros, por lo que el canal se sigue desbordando.
Gráfica calado/distancia
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
hec-ras1 Plan: Plan 47 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Hyd
r D
epth
L (
m),
Hyd
r D
epth
C (
m),
Hyd
r D
epth
R (
m)
Legend
Hy dr Depth C PF 1
canal
Hidráulica Trabajo de Curso
26
Bajando más aún el caudal de entrada a un valor de Q1=27.83333 m/s2 se obtiene un calado máximo de 2.48 metros. Se puede observar que para este valor de Q1 el canal no se desbordará.
Gráfica calado/distancia
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
hec-ras1 Plan: Plan 47 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Hyd
r D
epth
L (
m),
Hyd
r D
epth
C (
m),
Hyd
r D
epth
R (
m)
Legend
Hy dr Depth C PF 1
canal
El caudal máximo del canal se obtendrá en la zona más ancha, ya que existe una entrada de caudal Q2=6.5m/s2.
Por lo tanto el caudal máximo que se podrá obtener en esta canal es de 34.333m/s2 y sucederá cuando el caudal inicial es de Q1=27.83333 m/s2,
Hidráulica Trabajo de Curso
27
Gráfica caudal/distancia
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400027
28
29
30
31
32
33
34
35
hec-ras1 Plan: Plan 47 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Q L
eft
(m3/
s),
Q C
hann
el (
m3/
s),
Q R
ight
(m
3/s)
, Q
Tot
al (
m3/
s)
Legend
Q Channel PF 1
Q Total PF 1
canal
Hidráulica Trabajo de Curso
28
6.2. Comportamiento hidráulico y comparación Prosiguiendo con la nomenclatura utilizada hasta ahora y viendo la relación entre el calado normal y el calado crítico, para todos los tramos se tiene:
Tramo Tipo de Canal 6-5 S 5-2 M 2-1 S
El comportamiento hidráulico del canal en esta situación será el siguiente: 6.2.1. Caso Z4 - Z2
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
30
40
50
60
70
80
90
hec-ras1 Plan: Plan 49 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 + S3 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1 - S2
Apartado anterior Tramo dy/dx Curva de Remanso
6-5 + S3 5-4 + M2 3-2 - M2 2-1 - S2
Hidráulica Trabajo de Curso
29
6.2.2. Caso Z5 - Z2
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50
hec-ras1 Plan: Plan 50 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
Crit PF 1
WS PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 - S2 5-4 - M2 3-2 - M2 2-1 - S2
Apartado anterior Tramo dy/dx Curva de Remanso
6-5 - S2 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1 - S2
Hidráulica Trabajo de Curso
30
6.2.3. Caso Z4 - Z3
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
30
40
50
60
70
80
90
hec-ras1 Plan: Plan 51 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG PF 1
WS PF 1
Crit PF 1
Ground
canal canal
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 + S3 5-4 - M2 3-2 - M2 2-1 - S2 1'-1 resalto
Apartado anterior Tramo dy/dx Curva de Remanso
6-5 + S3 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1' - S2 1'-1'' Resalto 1''-1 + M1
Hidráulica Trabajo de Curso
31
6.2.4. Caso Z5 - Z3
Tramo dy/dx Curva de Remanso 6-5 - S2 5-4 - M2 3-2 - M2 2-1' - S2 1'-1 resalto
Apartado anterior Tramo dy/dx Curva de Remanso
6-5 - S2 5-4 + M1 3-2 - M2 2-1' - S2 1'-1'' Resalto 1''-1 + M1
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400020
25
30
35
40
45
50 hec-ras1 Plan: Plan 52 23/04/2008
Main Channel Distance (m)
Elevation (m)
Legend EG PF 1 WS PF 1
Crit PF 1
Ground
canal canal
Hidráulica Trabajo de Curso
32
7. Conclusión del trabajo
Para concluir este trabajo, podríamos decir que HEC-RAS es un programa realmente útil para analizar el comportamiento de canales y ríos. Con sólo introducir unos pocos datos, el programa realiza automáticamente una serie de operaciones y analiza muy detalladamente todo lo que ocurre en el canal. Gracias a ello, podemos estudiar todas las peculiaridades y zonas críticas, así como el resultado de modificaciones en las secciones o en las condiciones de contorno. De esta manera, antes de realizar modificaciones en una canalización, podemos prever que ocurrirá en el flujo de agua gracias a HEC-RAS.
También cabe decir que las simulaciones que nos ofrece HEC-RAS están idealizadas y corresponden a unas condiciones muy determinadas, ya que el programa no tiene en cuenta otros factores circunstanciales como podrían ser lluvias, vientos, fangos y residuos en el lecho del río, etc. Estos factores son totalmente aleatorios y escapan a nuestro control, pero es importante tenerlos en cuenta.
Resumiendo, podría decirse que en este trabajo se han tratado los aspectos más analíticos y sistemáticos de una canalización y hemos llegado a hacernos una idea aproximada de su comportamiento mediante las simulaciones del programa, pero no debemos olvidar que este comportamiento puede cambiar a causa de una infinidad de parámetros que no se han tenido en cuenta en las simulaciones. Por tanto, HEC-RAS es un programa de gran utilidad para hacernos una primera idea del comportamiento de un canal, pero no es una idea totalmente realista y fiable.
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