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Indice BOSS RiverCAD Capítulo 1 Introducción 1,1 Acerca de este manual 1.2 Licencia 1.3 Responsabilidad 1.4 En caso de problemas 1.5 Mantenimiento del programa

Capítulo 2 Comienzo

2.1 Inventario 2.2 Cómo ponerse en contacto con el Apoyo técnico de BOSS 2.3 Requisitos del sistema 2.4 Disquetes del programa 2.5 Información sobre la licencia 2.6 Procedimiento de instalación 2.7 Comienzo de BOSS RCAD 2.8 Métodos alternativos de Licencia 2.9 Información técnica sobre Servidor de Red 2.10 Resolución de problemas 2.11 Consejos sobre rendimiento

Capítulo 3 Uso del programa

3.1 Cuando es necesaria la ayuda 3.2 Comienzo 3.2.1 Sobre BOSS RCAD 3.2.2 Información del modelo 3.3 Normas básicas de aplicación 3.3.1 Menúes del programa 3.3.2 Cancelación de un comando 3.3.3 Línea de comandos 3.3.4 Comandos transparentes 3.3.5 Mover, Modificar y Borrar entidades de RCAD 3.3.6 Capas de dibujo 3.3.7 Autoencuadre 3.3.8 Autozoom 3.3.9 SmarEdit 3.3.10 Bloc de Notas 3.3.11 Objeto previo o posterior

Capítulo 3 (continuación) 3.4 Aplicación de herramientas 3.4.1 Autoencuadre, Autozoom y SmartEdit 3.4.2 Calculador hidráulico de FlowCalc 3.4.3 Elección del perfil transversal activo 3.4.4 Configuración y muestra en pantalla de la vista topográfica 3.4.5 Múltiples ventanas 3.4.6 Vista e impresión de cualquier fichero de texto 3.4.7 Dibujo de curvas de nivel 3.4.8 Elevación de curvas de nivel 3.4.9 Determinación de las cotas de las curvas de nivel 3.5 Trabajos compartidos (metajobs) 3.5.1 Adición de un nuevo metajob 3.5.2 Reasignación de datos de Metajob 3.5.3 Borrado de un Metajob 3.5.4 Cambio de nombre de un identificador de Metajob 3.5.5 Ocultación del Identificador del Metajob 3.5.6 Bloqueo del Metajob en uso 3.5.7 Mover el Identificador de un Metajob 3.5.8 Selección del metajob activo 3.5.9 Vista de un Metajob y sus datos 3.6 Introducción de datos 3.6.1 Entrada de datos interactiva 3.6.2 Edición gráfica usando tenazas (grips) 3.6.3 Importación de ficheros de datos existentes de HEC-2 3.6.4 Importación de ficheros de datos existentes de HEC-RAS 3.6.5 Comprobación de Entradas de datos 3.7 Realización de un cálculo 3.7.1 Generación de un fichero de transferencia de datos 3.7.2 Ejecución del cálculo 3.8 Vista de los resultados del cálculo 3.8.1 Vista de los resultados del cálculo de HEC-2 3.8.2 Generación de los resultados del cálculo de HEC-RAS 3.8.3 Vista de los resultados del cálculo de HEC-RAS 3.9 Impresión de los resultados del cálculo 3.10 Muestra en pantalla de los resultados del cálculo 3.10.1 Muestra en pantalla de los resultados de los perfiles transversales 3.10.2 Muestra en pantalla de los resultados del perfil 3.10.3 Muestra en pantalla de los resultados topográficos 3.10.4 Resultados de la superficie del agua calculada 3.10.5 Resultados avanzados de la superficie del agua

Capítulo 3 (continuación) 3.11 Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación 3.11.1 Uso del Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación 3.11.2 Método simple de la superficie del agua 3.11.3 Método avanzado de la superficie del agua 3.11.4 Especificación de Opciones de Rayado 3.11.5 Elección de un esquema de rayado 3.11.6 Relleno de los resultados de la intersección de la Superficie del Agua 3.11.7 Rastreo de los calados y cotas de la superficie del agua 3.12 Configuración del Programa 3.12.1 Configuración de AutoPan 3.12.2 Configuración de Capa de Curvas de Nivel 3.12.3 Configuración de Fuentes 3.12.4 Configuración de la salida 3.12.5 Configuración de la cuadrícula del perfil 3.12.6 Configuración de la cuadrícula del perfil transversal 3.12.7 Configuración del mapa topográfico 3.12.8 Configuración de Unidades 3.12.9 Salvar las especificaciones de Configuración Capítulo 4 Descripción de entradas de HEC-2 4.1 Descripción del Proyecto 4.2 Opciones de Salida 4.3 Descripción de Cálculo del Perfil Longitudinal 4.4 Parámetros de trabajo 4.5 Cuadrículas de Perfil Transversal 4.5.1 Añadidura de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.2 Copia de Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.3 Borrado de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.4 Edición de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.5 Cambio de Numeración de Cuadrículas de Perfil Transversal 4.5.6 Selección de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.7 Vista de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.8 Configuración de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.9 Cambio de tamaño de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.6 Definición de la Geometría de un Perfil Transversa4 4.6.1 Identificación de Cuadrícula de Perfil Transversal 4.6.2 Método de entrada de importación de ficheros 4.6.3 Método de entrada de digitalización de mapa topográfico 4.6.4 Método de entrada de digitalización de Perfil Transversal 4.6.5 Método de entrada de en pantalla de mapa en 2D 4.6.6 Método de entrada de en pantalla de mapa en 3D 4.6.7 Método de entrada en pantalla de Perfil Transversal 4.6.8 Método de entrada de edición 4.6.9 Reducción de Punto del Terreno 4.6.10 Unión de una Cuadrícula de Perfil Transversal con un mapa topográfico 4.6.11 Ajuste gráfico de la Geometría del Terreno 4.7 Otros datos de Perfil Transversal 4.7.1 Descripción General

4.7.2 Descripción de zona de flujo efectivo 4.7.3 Descripción del ajuste del perfil longitudinal 4.7.4 Descripción de la curva de gastos 4.7.5 Descripción de la rugosidad horizontal 4.8 Definición de Puente u Obra de Desagüe 4.9 Definición de un puente normal 4.9.1 Método de entrada de edición 4.9.2 Método de entrada en pantalla de Perfil Transversal 4.9.3 Método de Entrada de digitalización de Perfil Transversal 4.9.4 Método de Entrada del tablero horizontal del Puente 4.9.5 Ajuste gráfico de la geometría de la arista inferior 4.10 Definición de puente especial 4.11 Definición de obra de desagüe especial 4.12 Definición de la Carretera 4.12.1 Método de entrada de edición directa 4.12.2 Método de entrada de la calzada en pantalla 4.12.3 Método de entrada de digitalización de la calzada 4.12.4 Método de entrada del tablero horizontal del puente 4.12.5 Ajuste de la geometría de la calzada 4.13 Mejoras del cauce 4.14 Invasión de cauce de avenidas 4.14.1 Método 1 de invasión del cauce 4.14.2 Método 2 de invasión del cauce 4.14.3 Método 3 de invasión del cauce 4.14.4 Métodos 4 y 5 de invasión del cauce 4.14.5 Método 6 de invasión del cauce 4.15 Descripción del hielo flotante 4.16 Flujos divididos 4.16.1 Método de desvío de la curva de gastos 4.16.2 Método del calado normal 4.16.3 Método de flujo por vertedero 4.16.4 Parámetros de trabajo de flujo dividido 4.17 Cuadrículas del perfil longitudinal 4.17.1 Añadidura de cuadrícula de perfil longitudinal 4.17.2 Añadidura de múltiples cuadrículas de perfil longitudinal 4.17.3 Datos geométricos del perfil longitudinal 4.17.4 Borrado de una cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.5 Edición de una cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.6 Actualización de los datos de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.7 Vista de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.8 Cambio de tamaño de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.9 Ocultación de los identificadores de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.18 Índice de referencia variable transversal Capítulo 5 Descripción de entrada de HEC-RAS 5.1 Descripción del proyecto 5.2 Descripción del cálculo del perfil 5.3 Parámetros de trabajo 5.4 Cuadrículas de perfiles transversales 5.4.1 Adición de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.2 Copia de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.3 Borrado de una cuadrícula de perfil transversal

5.4.4 Edición de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.5 Cambio de número de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.6 Selección de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.7 Vista de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.8 Configuración de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.9 Cambio de tamaño de una cuadrícula de perfil transversal 5.5 Definición de la geometría del perfil transversal 5.5.1 Identificación de la cuadrícula de perfil transversal 5.5.2 Método de entrada de importación de ficheros 5.5.3 Método de Entrada de Mapas topográficos digitalizados 5.5.4 Método de Entrada de perfiles transversales digitalizados 5.5.5 Método de Entrada en pantalla de mapas en 2D 5.5.6 Método de Entrada en pantalla de mapas en 3D 5.5.7 Método de Entrada en pantalla de perfiles transversales 5.5.8 Método de Entrada de edición directa 5.5.9 Reducción de puntos de la cuadrícula 5.5.10 Unión de Perfiles Transversales existentes a un mapa topográfico 5.5.11 Ajuste gráfico de la geometría del terreno 5.6 Otros datos de perfiles transversales 5.6.1 Descripción general 5.6.2 Descripción de las zonas de flujo efectivo 5.6.3 Descripción de las obstrucciones de la conducción 5.6.4 Descripción de los diques 5.6.5 Descripción del ajuste del perfil 5.6.6 Descripción de la rugosidad horizontal 5.7 Definición de las aberturas de puente y obra de desagüe 5.8 Definición de la geometría de puente y obra de desagüe 5.8.1 Método de Entrada de edición directa 5.8.2 Método de Entrada en pantalla de perfiles transversales 5.8.3 Método de Entrada de perfiles transversales digitalizados 5.8.4 Ajuste gráfico de la geometría de la arista inferior 5.9 Definición de obras de desagüe 5.10 Otros datos del puente 5.10.1 Descripción de la metodología de cálculo del puente 5.10.2 Descripción global de los parámetros del puente 5.10.3 Descripción de las pilas del puente 5.10.4 Descripción de los estribos del puente 5.11 Definición de la geometría de la calzada 5.11.2 Método de entrada por pantalla de la calzada 5.11.3 Método de entrada de calzada digitalizada 5.11.4 Ajuste gráfico de la geometría de la calzada 5.12 Parámetros de vertido por la calzada 5.13 Calculador de la erosión en el puente 5.13.1 Normas para creación del modelo de erosión 5.13.2 Definición de los datos de contracción por erosión 5.13.3 Definición de los datos de erosión en pilas 5.13.4 Definición de los datos de erosión en estribos 5.14 Invasiones en el cauce de avenidas 5.14.1 Método de Invasión 1 5.14.2 Método de Invasión 2 5.14.3 Método de Invasión 3 5.14.4 Método de Invasión 4 5.14.5 Método de Invasión 5 5.15 Cuadrículas de perfil longitudinal 5.15.1 Adición de una cuadrícula de perfil

5.15.2 Adición de cuadrículas de perfil múltiples 5.15.3 Datos de la geometría del perfil longitudinal 5.15.4 Definición de la cuadrícula de perfil 5.15.5 Edición de la cuadrícula de perfil 5.15.6 Regeneración de la cuadrícula de perfil 5.15.7 Vista de la de la cuadrícula de perfil 5.15.8 Cambio de tamaño de la cuadrícula de perfil 5.15.9 Ocultación de los identificadores de la cuadrícula de perfil Capítulo 6 Problemas de Ejemplo de HEC-2 Capítulo 7 Problemas de ejemplo de HEC-RAS

CAPITULO 1 Introducción

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CAPÍTULO 1 Introducción 1,1 Acerca de este manual 1.2 Licencia 1.3 Responsabilidad 1.4 En caso de problemas 1.5 Mantenimiento del programa


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CAPÍTULO 1 Introducción BOSS RiverCAD (de ahora en adelante BOSS RCAD) es una aplicación de ingeniería de creación de modelos de ríos muy avanzada. Se ha creado para automatizar las mayoría de las tareas técnicas necesarias para crear el modelo y analizar los perfiles de la superficie del agua usando HEC-2 y HEC-RAS. BOSS RCAD puede usarse para calcular los perfiles de la superficie del agua para creación de modelos de puentes, obras de fábrica, aliviaderos, diques, erosión en puentes, delineación de propagación de avenidas, mejoras de las planas de inundación, desvío de ríos y mejoras de cauces. Los retos más concretos fueron la facilidad y la rapidez de manejo durante la creación y el desarrollo de esta aplicación. Nuestro deseo es que el usuario sea capaz de definir rápidamente un modelo de HEC-2 o de HEC-RAS, analizarlo y visualizar los resultados en pantalla sin dejar el entorno de BOSS RCAD. BOSS RCAD contiene un sistema CAD totalmente compatible con AutoCAD y MicroStation, que permite al usuario crear rápidamente dibujos profesionales, fáciles de usar en 3D CAD. Además, BOSS RCAD lee directamente y escribe los ficheros de dibujos de AutoCAD con extensión DWG y los de MicroStation con extensión DGN- lo que permite una flexibilidad sin precedentes en el tratamiento de datos con otros sistemas de CAD. Las capacidades gráficas de BOSS RCAD son sumamente avanzadas, permitiendo abrir a la vez 4 dibujos en CAD, teniendo cada dibujo 4 vistas independientes. Los gráficos de perfiles transversales y longitudinales de BOSS RCAD puede reproducirse a cualquier escala. Además BOSS RCAD incluye un restituidor sofisticado de superficies en 3D, pudiendo crear gráficos en 3 dimensiones del tramo de río en estudio. BOSS RCAD es bidireccional, lo que permite usar l mismo fichero de dibujo para ejecutar un cálculo en HEC-2 o en HEC-RAS. Siempre que sea posible los datos comunes se comparten en las cajas de diálogo de datos de entrada entre HEC-2 y HEC-RAS. Esto permite al usuario cambiar rápidamente de un modelo a otro con la mínima cantidad de trabajo. Por ejemplo, toda la geometría de perfiles transversales, los coeficientes de rugosidad, los coeficientes de pérdida por contracción y expansión, las longitudes de tramo y los valores de caudales, por citar algunos temas, se comparten entre los dos modelos. Sin embargo, HEC-2 tiene algunas capacidades especiales, tales como mejoras del cauce y cálculo de flujo dividido, que no tiene aún HEC-RAS. Y HEC-RAS tiene otras capacidades, tales como el cálculo hidráulico de puentes y obras de fábrica (lo que permite crear modelos de estructuras múltiples de puentes y obras de fábrica) que no tiene HEC-2. Debido a estas características especiales, BOSS RCAD no puede compartir datos entre los dos modelos. El motor de cálculo usado por BOSS RCADson los modelos de cálculo de HEC-2 y HEC-RAS del U.S. Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center para los perfiles de la superficie del agua. Como estos motores de cálculo se han compilado como aplicaciones de 32 bits en Microsoft Windows, es mucho más rápido que las versiones estándar del Army Corps.


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1.1 Acerca de este manual Este manual está creado para proporcionar toda la información necesaria para ejecutar BOSS RCAD. El manual se divide en nueve capítulos y un índice. El Capítulo 1 consiste en una breve introducción a BOSS RCAD, sus capacidades, licencia y mantenimiento del producto. El Capitulo 2 describe los requisitos de instalación del sistema, el arranque d este software. El Capítulo 3 proporciona una vista general para ejecutar BOSS RCAD, incluyendo el uso de del Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación y El Módulo de Interfaz de DEM. El Capítulo 4 se refiere a la funcionalidad básica del Módulo de Interfaz de HEC-2 y la realización de un cálculo en HEC-2. El Capítulo 5 se refiere a la funcionalidad básica del Módulo de Interfaz de HEC-RAS y la realización de un cálculo en HEC-RAS. Los Capítulos 6 y7 son tutoriales que conducen a través del uso real de BOSS RCAD para los motores de cálculo de HEC-2 y HEC-RAS, respectivamente. Los Capítulos 8 y 9 son referencias técnicas sobre los principios básicos, la teoría y la metodología ara el cálculo de los perfiles de la superficie del agua para HEC-2 y los motores de cálculo de HEC-RAS, respectivamente. Finalmente, se proporciona un índice general como ayuda para encontrar rápidamente información. Los Discos del Programa BOSS RCAD pueden contener un fichero llamado README.DOC. Este fichero detalla las adiciones del programa y mejoras que no están incluidas en este manual debido a su plan de impresión. 1.2 Licencia BOSS Internacional tiene los derechos de BOSS RCAD , 1997. Esta documentación, o partes de ella, no pueden reproducirse de forma alguna, por ningún método, para ningún propósito sin antes obtener permiso por escrito de BOSS International. BOSS RCAD está patentado para ser usado por un solo usuario. Este software puede instalarse en un solo ordenador para ser usado por un solo usuario cada vez. Si este software se va a instalar en varios ordenadores, cada ordenador requiere una licencia individual. 1.3 Responsabilidad BOSS RCAD es un programa complejo que requiere que sea usado por un técnico competente correctamente. BOSS International no asume ninguna responsabilidad por el uso incorrecto de este programa. Todos los resultados obtenidos deben ser examinados cuidadosamente por un ingeniero profesional experimentado para determinar si son razonables y precisos. Aunque BOSS International ha intentado hacer un programa exento de errores, el programa no es ni puede certificarse como infalible. Por lo tanto, BOSS International no ofrece garantías, ni implícitas ni explícitas, del correcto funcionamiento o precisión de este software. En ningún caso BOSS International se responsabilizará de los daños especiales, colaterales o incidentales por la adquisición o uso de este software. La única y exclusiva responsabilidad de BOSS International, sin tener en cuenta la forma de la acción, es no sobrepasar del precio de adquisición del software aquí descrito.


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BOSS International se reserva el derecho de revisar y mejorar su documentación y su software en la medida de lo necesario. Esta documentación describe el estado del arte del software en el momento de su publicación. Sin embargo, puede que no refleje el estado del arte de futuras revisiones del software. 1.4 En caso de problemas Si surgen dificultades a la hora de instalar BOSS RCAD en su ordenador, lea atentamente el apartado titulado Procedimiento de Instalación del Capítulo 2. En ocasiones, los discos se dañan en el transporte. En este caso, debe ponerse en contacto con BOSS International para la inmediata sustitución. Si se instala correctamente BOSS RCAD, pero falla la ejecución del programa, léase cuidadosamente el apartado titulado Requisitos del Sistema del Capítulo 2. Su ordenador puede que no tenga suficiente memoria o que tenga algún problema de hardware. Si falla alguno de ellos, debe ponerse en contacto con BOSS Intenational para que le atiendan. BOSS RCAD es un programa técnico del estado del arte. Aunque este programa se ha ensayado ampliamente, siempre queda la posibilidad de errores del programa. Si se tiene algún problema sobre la validez de los resultados obtenidos de BOSS RCAD, se comprueba en primer lugar el fichero de transferencia de datos generado por BOSS RCAD para ver si se definió correctamente el modelo. Si se continúa teniendo problemas sobre los resultados del programa, debe ponerse en contacto con BOSS International. Es útil incluir el fichero de dibujo que contiene los datos del modelo y la salida del programa junto con una breve descripción del problema. Nuestro ingenieros técnicos analizarán su problema lo antes posible y le enviarán una respuesta detallada. La dirección del apoyo técnico es: BOSS International 6612 Minearl Point Road Madison, Wi 53705 USA Desde la 8:00 a las 17:00 CST De lunes a viernes Teléfono 608-258-9910 24 horas/7 días a la semana FAX: 608-258-9943 BBS: 608-238-5266 EMAIL: [email protected] Dirección FTP: ftp.bossintl-com Lugar WWW http://www.bossintl.com Después de 30 días después de la adquisición, se dispone de apoyo técnico con llamada gratuita al teléfono 800-488-4775. Se ruega tener el número de serie disponible cuando se emplee este número. Después de ese periodo de tiempo, el apoyo técnico se proporcionará en nuestro número de teléfono ordinario.


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1.5 Mantenimiento del producto BOSS RCAD está siendo mejorado continuamente en un esfuerzo para hacerlo más sencillo para el usuario, más rápido y más flexible. Debido a los cambios constantes necesario para mantener este software en el estado del arte, periódicamente se editan nuevas versiones del programa y del manual. Las ediciones menores actualizadas del software están disponibles generalmente libres de gastos, excepto para la venta, manejo y costes de los materiales. A menudo estas ediciones menores actualizadas están disponibles para ser descargadas en el instante de nuestra página WEB. Las versiones principales se proporcionan mediante una tasa, basada en la fecha en que se compró últimamente o se actualizó. Si se quiere hacer algún comentario o sugerencia respecto de esta documentación o software, debe ponerse en contacto con nosotros. Sus comentarios serán bien recibidos. Ayudarán a producir un mejor producto para todo el mundo.

CAPÍTULO 2 Comienzo

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CAPITULO 2 Comienzo 2.1 Inventario 2.2 Cómo ponerse en contacto con el Apoyo técnico de BOSS 2.3 Requisitos del sistema 2.4 Disquetes del programa 2.5 Información sobre la licencia 2.6 Procedimiento de instalación 2.7 Comienzo de BOSS RCAD 2.8 Métodos alternativos de Licencia 2.9 Información técnica sobre Servidor de Red 2.10 Resolución de problemas 2.11 Consejos sobre rendimiento


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CAPITULO 2 Comienzo Este capítulo describe los requisitos del sistema, la instalación y el arranque de BOSS RiverCAD (en adelante BOSS RCAD). 2.1 Inventario Deben figurar junto con la distribución de BOSS RCAD los siguientes elementos: • Discos del programa BOSS RCAD que contienen los ficheros ejecutables de

BOSS RCAD, los ficheros de recursos y los ficheros de datos de ejemplos para los distintos módulos que se hayan pedido. Estos módulos deben incluir el módulo HEC-2, el Módulo HEC-RAS, el módulo de Floodplain Mapping (Creación de mapas de planas de inundación), el módulo de DEM (Digital Elevation Model) Mapping, o cualquier combinación de ellos.

• El Manual de Usuario de BOSS RCAD • La documentación técnica de las distintas interfaces del modelo que pueden

solicitarse (opcional) Si se pierden cualquiera de estos elementos, debe ponerse en contacto con BOSS International. 2.2 Cómo ponerse en contacto con el Apoyo técnico de BOSS Si se tienen dificultades a la hora de instalar BOSS RCAD en su ordenador, deben leerse cuidadosamente los siguientes apartados titulados Procedimiento de Instalación en la página 2-***. En ocasiones, los discos se dañan durante el envío. Si este es el caso, se debe poner en contacto con BOSS International para una sustitución inmediata. Si se ha instalado correctamente BOSS RCAD, pero el programa falla al ser ejecutado, léase cuidadosamente el apartado titulado Requisitos del Sistema en la página 2-***. Su ordenador puede que no tenga suficiente memoria o que haya algún problema de hardware. Si sucede algo de esto, ponerse en contacto con BOSS Internacional. BOSS RCAD es un programa técnico del estado del arte. Aunque este programa ha sido comprobado extensamente, siempre hay la posibilidad de que haya errores en el programa. Si se tienen dudas sobre al validez de los resultados obtenidos con BOSS RCAD, debe comprobarse en primer lugar el fichero de transferencia de datos generado por BOSS RCAD para ver si el modelo se ha definido adecuadamente. Si continúan los problemas sobre los resultados del programa, se debe poner en contacto con BOSS International. Es conveniente incluir el fichero de dibujo que contiene los datos de creación del modelo y la salida del programa junto con una breve descripción del problema. Nuestros ingenieros de apoyo técnico analizarán su problema lo antes posible y le enviarán una contestación detallada.


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La dirección del apoyo técnico es: BOSS International 6612 Minearl Point Road Madison, Wi 53705 USA Desde la 8:00 a las 17:00 CST De lunes a viernes Teléfono 608-258-9910 24 horas/7 días a la semana FAX: 608-258-9943 BBS: 608-238-5266 EMAIL: [email protected] Dirección FTP: ftp.bossintl-com Lugar WWW http://www.bossintl.com Después de 40 días después de la adquisición, se dispone de apoyo técnico con llamada gratuita al teléfono 800-488-4775. Se ruega tener el número de serie disponible cuando se emplee este número. Después de ese periodo de tiempo, el apoyo técnico se proporcionará en nuestro número de teléfono ordinario. 2.3 Requisitos del sistema BOSS RCAD necesita los siguientes componentes del sistema para funcionar adecuadamente: • BOSS RCAD es una aplicación de Microsoft Windows de 32 bit y por lo tanto debe

funcionar dentro de Windows 95 o Windows NT. No puede funcionar con Microsoft Windows 3.1, Windows 3.11 o como una aplicación de DOS.

• Un mínimo de 16 MB de memoria extendida. • Aproximadamente 20 MB de espacio libre en el disco duro para instalar el

programa. Sin embargo, una vez instalado el programa, será necesario un espacio adicional de disco duro para ejecutar el programa.

• Es necesaria una pantalla de video Super VGA (800 por 600) o mayor resolución para visualizar algunas de las cajas de diálogo del programa.

BOSS RCAD imprimirá los resultados del cálculo desde dentro de Microsoft Windows a cualquier impresora local o en red. 2.4 Disquetes del programa Su paquete de BOSS RCAD contiene disquetes de 3,5”. Estos discos se adaptan a todas las versiones de Microsoft Windows. Estos discos contienen el programa de instalación, el programa de BOSS RCAD y los ficheros de ejemplos. Al usar el programa suministrado INSTALL descrito en el apartado titulado procedimiento de Instalación, que se encuentra en la página 2-***, se podrá instalar BOSS RCAD en el disco duro de su ordenador.


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2.5 Información sobre la licencia Aunque BOSS RCAD es una programa protegido para ser copiado, se puede realizar una copia de seguridad, moverlo o desinstalarlo del disco duro del ordenador una vez instalado. BOSS RCAD está autorizado para un solo usuario. Este software puede instalarse en un solo ordenador para ser usado por un solo usuario a la vez. Si el software se va a instalar en varios ordenadores, cada ordenador requiere una licencia individual. Sin embargo, BOSS RCAD pueden instalarse en un servidor de red individual, lo que permite acceder al programa mediante un ordenador conectado a la red. Para más información sobre la instalación y ejecución de BOSS RCAD en una red local, véase el apartado titulado Información Técnica de Servidor en RED en la página 2.***. BOSS International permite hacer una segunda instalación en disco duro en el caso que la primera instalación no funcione. Una vez que el programa haya sido instalado en el disco duro del ordenador, se puede hacer una copia de seguridad y restablecer los directorios, utilizar el software del cache del disco e incluso reorganizar u optimizar el disco duro. Para trasladar el programa a un directorio del disco, primero se debe desinstalar el software del directorio antiguo del disco y volverlo a instalar en el nuevo directorio del disco. 2.6 Procedimiento de instalación Este apartado trata de cómo instalar BOSS RCAD en el disco duro del ordenador. BOSS RCAD necesita Microsoft Windows para que funcione. No puede funcionar como aplicación de MS DOS. Para instalar BOSS RCAD en el disco duro del ordenador, se emplea el programa de instalación INSTALL suministrado. IInnssttaallaacciióónn ddeell PPrrooggrraammaa Para instalar el programa, debe disponerse, al menos , de 20,0 megabytes de espacio libre en el disco duro. Adviértase que el programa de instalación comprobará si hay espacio suficiente en el disco duro antes de intentar instalar BOSS RCAD. Par instalar BOSS RCAD, ha que dar todos los pasos siguientes desde Microsoft Windows: 1. Insertar el disco 1 del programa BOSS RCAD en la unidad A. 2. Seleccionar el comando Run dentro del menú del Program Manager File. 3. Ejecutar el programa de instalación INSTALL. En la caja de de la línea de

comando, se teclea A: INSTALL y se pulsa ENTER. Esto arrancará el programa de instalación de BOSS RCAD. Una vez que se está ejecutando el programa de instalación, se siguen las instrucciones presentadas por el programa de instalación para su inclusión en el disco duro.

4. El programa de instalación emitirá un mensaje para decidir el qué subdirectorio se va a instalar BOSS RCAD. La situación por defecto será C:\RCAD.

5. El programa de instalación emitirá un mensaje para el nombre del grupo de programas para instalar BOSS RCAD dentro de Windows. Se puede seleccionar el nombre por defecto, seleccionar un grupo ya existente o


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especificar un nombre distinto donde instalar los iconos del programa BOSS RCAD,

6. Cuando se hay terminado de instalar el programa, BOSS RCAD está dispuesto para ser usado.

Instalación de ficheros de datos de ejemplo El programa de instalación permite al usuario instalar opcionalmente los ficheros de datos de ejemplo que acompañan las lecciones tutoriales descritas en los Capítulos 6 y 7. Se debe estar seguro de pedir que el programa de instalación instale estos ejemplos con los que se desea trabajar a través de las lecciones tutoriales incluidas. Estos ficheros de datos de ejemplos no se instalan automáticamente con el programa de instalación. Cuando se instalan los ficheros de datos de ejemplo, se recomienda crear un subdirectorio aparte (por ejemplo, C:\RCAD\EXAMPLES) en el programa de instalación. Esto permitirá, unas fechas más adelante, borrar los ficheros de datos de ejemplo del disco duro del ordenador, si se desea hacerlo. Instalación y desinstalación manual de la autorización del Programa Pueden surgir dificultades a la hora de instalar la autorización de la licencia del programa BOSS RCAD en el ordenador usando el programa de instalación suministrado. La autorización de la licencia de BOSS RCAD puede instalarse manualmente. Se puede también desinstalar manualmente la autorización de la licencia si se desea trasladar BOSS RCAD a otro ordenador. Para instalar o desinstalar la autorización de la licencia del programa BOSS RCAD, deben darse los siguientes pasos: 1. Se debe emplear el programa de autorización suministrado EVMOVE.EXE

contenido en el disquete del programa numerado serial, para instalar la autorización de licencia del programa. Se coloca el disquete numerado serial (que contiene EVMOVE.EXE) en la unidad de disco de 3,5”.

2. Se selecciona el comando RUN en el menú de Program Manager File. 3. Se ejecuta el programa EVMOVE.EXE autorización de la licencia del programa

BOSS RCAD. En la caja de línea de comando, se teclea A:EVMOVE y se pulsa ENTER. Esto arrancará el programa de autorización de la licencia del programa BOSS RCAD. Una vez que este ejecutándose el programa, se siguen las instrucciones que presenta el programa para instalar o desinstalar la autorización de la licencia del programa.

4. Si se desinstala BOSS RCAD, el programa y los ficheros relacionados pueden borrase del disco duro del ordenador.

2.7 Comienzo de BOSS RCAD Ahora se está en disposición de usar BOSS RCAD. Desde dentro de Windows puede realizarse abriendo el grupo de programa BOSS RCAD en Windows haciendo doble clic n el icono de RiverCAD. Véase el Capítulo 3 titulado Uso del Programa y los Capítulos 6 y 7 titulados Problemas de ejemplo con HEC-2 y Problemas de ejemplo con HEC-RAS, respectivamente, para información adicional sobre el funcionamiento de BOSS RCAD.


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Imposibilidad de arrancar BOSS RCAD Véase el apartado titulado Resolución de problemas en la página 2.*** para ayuda sobre cómo acceder a BOSS RCAD y ejecutarlo. 2.8 Métodos alternativos de Licencia Este apartado trata de los métodos alternativos de instalación de la autorización de licencia del programa, en lugar del método de software de protección contra copiado descrito en el apartado anterior titulado Instalación manual del programa. Es necesario uno de estos métodos cuando se instala BOSS RCAD en un ordenador que funciona bajo el sistema de Windows NT o IBM OS/2. Método de registro manual La primera vez que se maneja BOSS RCAD, se mostrará en pantalla una caja de diálogo que indica que se está usando una Copia de valoración. Este mensaje aparecerá siempre que se ejecute BOSS RCAD en un ordenador que no ha sido registrado para ejecutar el programa. Para registrar el ordenador para ejecutar BOSS RCAD, se emplea el comando Register: 1. Se selecciona REGISTER en el menú de RCAD. Luego aparecerá la caja de

diálogo de Register. 2. Cerca de la parte superior de la caja de diálogo de Register se ve un campo de

edición, donde se introduce la palabra clave de registro. Si es la primera vez que se registra BOSS RCAD, este campo estará vacío. Si el ordenador está ya funcionando estando registrado, se mostrará la palabra clave en este campo. Además, aparecerá en la caja de diálogo una lista con el estado de cada uno de los módulos de BOSS RCAD.

3. Para registrar su ordenador con objeto de ejecutar BOSS RCAD, se debe poner en contacto con BOSS International y facilitarle la banda de seguridad listada en la parte superior de la caja de diálogo. Por favor, nótese que esta banda de seguridad es una caja sensible. Por favor, identificar que caracteres están en la caja superior y en la inferior.

Al seleccionar Details aparecerá una caja de diálogo que lista una descripción del alfabeto fonético de la NATO de la banda de seguridad. Esta descripción del alfabeto puede ser útil cuando se llama a la banda de seguridad.

4. BOSS International y su apoyo técnico le suministrarán una palabra calve para su ordenador.

5. Se introduce la palabra clave en el campo de edición previsto. 6. Se selecciona Register próximo al campo de edición para registrar la palabra

clave en su ordenador. La caja de diálogo de Register actualizará el estado que accede a los módulos de RCAD. Luego se selecciona Done.

Si se introdujo la palabra clave correctamente, el estado de acceso a los módulos de RCAD se actualizará en la caja de diálogo de Registro. Si no se actualizara el estado de acceso, una doble comprobación de que se introdujo correctamente la palabra clave o que la banda de seguridad se leyó adecuadamente.


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Método de cierre de hardware Cuando se ejecuta BOSS RCAD en ciertos sistemas operativos, es necesario usar el método de cierre de hardware de autorización del programa. Todas las versiones de BOSS RCAD se entregan con: • Una pastilla • Un disco de 3.5” de controlador de pastilla • • En muchos sistemas operativos, se debe instalar un controlador de pastilla (un

pequeño programa residente en memoria) de modo que su ordenador pueda reconocer la presencia de una pastilla. Su disco de controlador de pastilla contiene controladores de pastilla independientes para Windows 16-bit, Windows 32-bit, OS/2 y Novell NetWare. También se incluye en este disco un fichero llamado README.TXT, que contiene instrucciones completas para la instalación del controlador apropiado para el sistema operativo del usuario.

Para usar el método de pastilla del programa de autorización de licencia, se han de seguir los siguientes pasos: 1. Conectar la pastilla en el puerto LPT1 (impresora) del ordenador. 2. Cargar el controlador de pastilla apropiado en el ordenador, usando el

procedimiento específico para su sistema operativo. Para más detalles, debe acudirse al fichero de texto README.TXT.

Método de pastilla de Red La versión de pastilla de red permite instalar BOSS RCAD en un servidor de red, permitiendo así que varios usuarios usen el programa en ordenadores separados conectados a la red. Todas las versiones de pastilla de red de BOSS RCAD se entregan con: • Una pastilla • Un disco de 3,5” de controlador de pastilla • Un disco de.Seguridad del servidor de red. En muchos sistemas operativos, se debe instalar un controlador de pastilla (un pequeño programa residente en memoria) de modo que su ordenador pueda reconocer la presencia de una pastiila. Su disco de controlador de pastilla contiene controladores de pastilla y se incluye en este disco un fichero llamado README.TXT, que contiene instrucciones completas para la instalación del controlador apropiado para el sistema operativo del usuario. El disco de Seguridad del servidor de red contiene Security Server para los siguientes entornos de red: Windows 95, Windows NT, OS/2 y Novell NetWare. Además incluye este disco un fichero llamado README.TXT, que contiene instrucciones completas para la instalación del apropiado Security Server en su sistema operativo de red. El Security Server es responsable de mantener la vía de acceso del número de usuarios concurrentes de BOSS RCAD en cualquier ocasión. Para usar el método de pastilla de la autorización de licencia del programa deben seguirse los siguientes pasos en su Administrados del Sistema:


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1. Conectar la pastilla en el puerto LPT1 (impresora) del ordenador 2. Cargar el apropiado controlador de pastilla en el servidor de red, usando el

procedimiento específico de sus sistema operativo. Véase para más información el fichero README.TXT en el disco de Controlador de pastilla Instalar el adecuado Security Server en el servidor de red, usando el procedimiento específico de su sistema operativo. Véase para más información el fichero README.TXT en el disco de Controlador de pastilla.

Nota Aunque la pastilla de red de BOSS RCAD puede instalarse en cualquier ordenador de la red, se sugiere encarecidamente que sea instalado en el servidor de la red. Consejos sobre eliminación de problemas Si se presentan dificultades, puede ser necesario ejecutar el programa de diagnóstico FINDER.EXE, que está situado en el subdirectorio \TOOLS del disco de controlador de pastilla. Este programa comprobará si se ha localizado el puerto de la impresora correctamente y si está trabajando correctamente la pastilla.. Cuando se ejecuta esta utilidad, se responde Y (sí) a todas las preguntas. La pastilla está funcionando adecuadamente si el programa responde con el mensaje: 1 SentinelSuperPro key detected Si después de ejecutar el programa FINDER.EXE se sigue tendiendo dificultades, por favor póngase en contacto con el equipo de Apoyo Técnico. 2.9 Información técnica sobre Servidor de Red La versión del Servidor de Red (Network Server) permite instalar el software en un servidor de red, haciendo posible que cualquier persona se conecte al servidor para acceder al software sin tener que instalar el software en su ordenador personal. La versión del Servidor de Red (Network Server) (por defecto) permite que un solo usuario de red utilice el software. Pueden adquirirse licencias adicionales de usuarios de red en BOSS International, lo que permite que varios usuarios accedan al software simultáneamente desde el servidor. Para evitar sobreescribir accidentalmente un fichero en BOSS RCAD, debe cargarse un programa de fichero de reparto o de fichero-lock (es decir, SHARE.EXE cuando se usa DOS o VSHARE.366 cuando se usa Windows para equipos de trabajo) tanto en el servidor como en la estación de trabajo individual. Para más información sobre estos programas, consulte los Manuales del Usuario de DOS o de Windows. BOSS RCAD necesita usar un directorio de aplicación de control de red. Este directorio se crea automáticamente en el directorio raíz del servidor de red en el que se haya instalado la aplicación durante la instalación del programa, y se llama BOSS-LAN. Los derechos de lectura y escritura deben garantizarse para los usuarios de la red de la aplicación en este directorio, y el directorio en el que se instaló la aplicación.


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Si no se prevé e acceso a lectura y escritura, la aplicación reportará el problema y luego se apagará. Acceso solo a lectura Muchas veces el directorio en que se ha instalado BOSS RCAD se ha especificado con derechos de acceso a red con solo lectura. BOSS RCAD puede funcionar sin ningún problema en este tipo de entorno de red. Generalmente, el usuario almacena el fichero de dibujo con el que ha estado trabajando en su disco duro local. Sin embargo, en ciertas circunstancias, el fichero de dibujo se almacena en el servidor en un directorio que solo es de lectura. Este tipo de especificación de red puede causar problemas con BOSS RCAD ya que los ficheros temporales del programa, por defecto, se escriben en el mismo subdirectorio en que se almacena el dibujo. Por ejemplo, si el nombre del fichero de dibujo es WASBASH.DWG, BOSS RCAD generará los siguientes ficheros temporales cuando se ejecuta un cálculo con HEC-2 o con HEC-RAS: DFT.LOG WABASH. DAT WABASH. LOG WABASH. OUT WABASH. R00 WABASH. RDT WABASH. T00 Para acudir al lugar en que están escritos estos ficheros temporales, puede usarse una variable de entorno. Esta variable de entorno, llamada RCADTEMP, se usa para indicar el camino del subdirectorio donde se han almacenado estos ficheros temporales, Cuando BOSS RCAD detecta esta variable de entorno, escribirá todos los ficheros temporales en el directorio especificado. El ejemplo puede ser: SET RCADTEMP=C:\TEMP 2.10 Resolución de problemas A continuación se expone una lista de los errores más corrientes que pueden encontrarse después de la instalación y ejecución de BOSS RCAD No hay bastante memoria para la Aplicación


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BOSS RCAD requiere un mínimo de 16 megabytes de RAM para funcionar adecuadamente. Se puede necesitar una memoria adicional sobre esta cantidad mínima, dependiendo del tamaño de los modelos de red que se intenten crear. Con objeto de liberar espacio adicional de memoria, hay unas cuantas cosas que deben hacerse: 1 Salir de cualquier otro programa que se esté ejecutando. 2 Desde el panel de control de Windows, se selecciona la opción de memoria virtual

y se aumenta el tamaño de la memoria virtual. Algunas cajas de diálogo aparecen ocupar toda la pantalla Compruébese que el monitor está funcionando en modo Super VGA. BOSS necesita una resolución mínima de 800 x 600. Debe usarse el programa Setup de Windows para cambiar la resolución de la pantalla. Información adicional sobre el cambio de la resolución de pantalla está disponible en la documentación de Microsoft Windows- BOSS RCAD arranca en modo evaluación Compruébese que la información del registro de licencia está contenida en la caja de diálogo de Registro de BOSS RCAD. Se puede no haber autorizado adecuadamente la licencia de su software, o su licencia de software era temporal, y puede haber expirado. BOSS RCAD se cierra inmediatamente después de arrancar Asegúrese que se está funcionando dentro de Microsoft Windows 95, Windows NT, sistemas operativos más modernos. BOSS RCAD es una aplicación de 32-bit, y como tal debe funcionar dentro de un sistema operativo de 32-bit. Puede que no funcione dentro de Microsoft Windows 3.1 o Windows 3.11. BOSS RCAD en el arranque totalmente (Solo Windows 95) Si falla al arrancar BOSS RCAD adecuadamente mientras se ejecuta Windows 95, asegúrese de que se ha instalado el controlador AZMEMORY.DRV (situado en el directorio \RCAD de su ordenador), para reservar una pequeña cantidad de memoria convencional DOS cuando se ejecuta Windows. Para instalar el controlador AZMEMORY.DRV, deben seguirse los siguientes pasos: 1. Se copia el fichero AZMEMORY.DRV en el directorio \RCAD en el que se ha

instalado BOSS RCAD al subdirectorio \WINDOWS\SYSTEM. 2. Se edita el fichero SYSTEM.INI (situado en el directorio \WINDOWS) para

añadir las siguientes entradas: a. En la sección [carga inicial] del fichero SUSTEM.INI, se edita la línea de

controladores para incluir AZMEMORY.DRV. Si hay otras entradas de controladores en esta línea, el controlador AZMEMORY.DRV debe ser el primer controlador especificado. Esto asegurará que el controlador está cargado en primer lugar. Después de editar la línea, debe aparecer algo parecido a:

drivers=azmemory.drv mmsystem.dll b. En la sección [controladores] de SYSTEM.INI, añadir la línea:

AzMemory=azmemory.drv


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3. Se salva el fichero SYSTEM.INI después de haber hecho los cambios. Se debe reiniciar Windows para cargar el controlador AZMEMORY.DRV.

El programa de cálculo HEC-RAS SNET no puede ejecutarse BOSS RCAD cuenta con un fichero de información SNET.PIF para indicar a Microsoft Windows en que subdirectorio está el programa de cálculo HEC-RAS SNET.EXE. Si no está representado el fichero SNET.PIF donde existe este fichero, el programa de cálculo SNET.EXE no podrá ejecutarse. Para corregir este problema, debe ejecutarse el programa del Editor PIF de Windows, cargarse el fichero SNET.PIF y luego modificar la vía de acceso del subdirectorio para representar donde está SNET.EXE. 2.11 Consejos sobre rendimiento BOSS RCAD requiere un ordenador equipado con una memoria física de por lo menos 16 megabytes (memoria de acceso, RAM). Cuando se usa toda la memoria disponible, RCAD comenzará a intercambiar el código ejecutable no usado y los datos al disco. La memoria adicional mejorará el comportamiento para reducir la necesidad de que RCAD tenga que intercambiarse al disco. Con muchos ficheros de dibujo muy grandes (gran número de curvas de nivel, de perfiles transversales, etc.) la cantidad de memoria disponible puede llegar a ser un factor importante. Si es malo el comportamiento de RCAD, debe considerarse los siguiente:

• El uso de ficheros de dibujo grandes y múltiples puede retardar el programa BOSS RCAD. Se recomienda que solo se use un dibujo cuando se trata de dibujos grandes.

• Eliminar cualquier información innecesaria del dibujo (exceso de líneas de curvas de nivel, información de fondo, etc.).

• Usar el comando LAYER para desactivar las capas que contienen detalles irrelevantes para el trabajo de edición en uso. Cuando se regenera un dibujo, RCAD omite los objetos de las capas heladas. Esto puede acelerar bastante la regeneración de la visualización.

Capítulo 3 Uso del Programa

3 1

CAPITULO 3 Uso del programa BOSS RiverCAD (en adelante BOSS RCAD) es una aplicación técnica muy avanzada de ayuda por ordenador. Se ha creado para automatizar las tediosas tareas necesarias para crear modelos y analizar los perfiles de la superficie del agua usando HEC-2 o HEC-RAS. BOSS RCAD contiene un sistema CAD compatible con AutoCAD y MicroStation, que permite al usuario crear rápidamente dibujos profesionales en 3D. Además, BOSS RCAD lee directamente y escribe los dibujos de AutoCAD con extensión DWG y los dibujos de MicroStation con extensión DGN - permitiendo una flexibilidad sin precedentes en el tratamiento de datos con otros sistemas de CAD. Todos los datos de HEC-2 y HEC-RAS se almacenan directamente en el fichero d dibujo de BOSS RCAD como datos de entidad extendida; no hay ficheros externos para conservar. Un modelo se crea así: • Se define la situación de los perfiles transversales y la correspondiente geometría

del terreno usando una combinación de mapas de curvas digitalizados en 3D, mapas de curvas de nivel en 2D, modelos digitales del terreno en 3D, TINs en 3D, datos con coordenadas XYZ, mapas de curva de nivel del USGS DEM (Digital Elevation Map), mapas de curvas de nivel de copias impresas, gráficos de perfiles transversales de copias impresas, digitalizando en pantalla, entrada de datos manualmente, importación de conjuntos de datos completos o parciales de HEC-RAS.

• Definición de las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua (es decir, el caudal, la cota inicial, etc.) y otros parámetros necesarios.

• Definición de las limitaciones de la trayectoria de avenidas, mejoras del cauce, estructuras de puentes y obras de fábrica, condiciones de flujo dividido, y hielo flotante que el modelo tiene que incluir en sus cálculos.

Después de que se haya definido adecuadamente el modelo, puede realizarse el cálculo de la superficie del agua. Después de realizado el cálculo, BOSS RCAD puede superponer el perfil de la superficie del agua en la parte superior del mapa de curvas de nivel, mostrando la extensión de la superficie del agua con vistas a delimitarla topoítulo 3.mente en el terreno. Puede visualizarse la superficie del agua calculada, la superficie crítica del agua y las cotas de la línea de energía en las cuadrículas de perfiles transversales. Además, pueden crearse cuadrículas del perfil. Como en el fichero de dibujo de BOSS RCAD están contenidas varias cuadrículas, que pueden anotarse con notas descriptivas y detalles de dibujo. BOSS RCAD usa las capas de dibujo como AutoCAD, almacenando varias entidades en sus propias capas. Estas capas de dibujo pueden ser usadas como superposiciones . BOSS RCAD permite un número ilimitado de capas de dibujo. La organización del dibujo usando capas, permite activar o desactivar varios elementos y componentes de un dibujo (por ejemplo, las longitudes de tramo de perfiles transversales), permitiendo ver y mostrar en gráficos por separado o conjuntamente. El programa BOSS RCAD contiene cuatro módulos que pueden usarse independientemente, o conjuntamente, para crear rápidamente modelos de cuencas, calcular los perfiles de la superficie del agua y proporcionar salidas de los resultados.


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Estos módulos se refieren a la Interfaz de HEC-2, a la Interfaz de HEC-RAS, a la Creación de mapas de planas de inundación, y la Interfaz de DEM. Este capítulo proporcionará al usuario una comprensión fundamental del funcionamiento básico de BOSS RCAD. El Capítulo 4 se refiere a los fundamentos básicos de la Interfaz de HEC-2 y la ejecución del cálculo en HEC-2. El Capítulo 5 cubre la Interfaz de HEC-RAS y la realización del su cálculo. Los Capítulos 6 y 7 contienen tutoriales que, paso a paso, informan sobre el uso real de los Módulos de Interfaz de HEC-2 y HEC-RAS, respectivamente. Los Capítulos 8 y 9 son referencias técnicas sobre la teoría de fondo, y la teoría y la metodología para calcular los perfiles de la superficie del agua para los motores de cálculo de HEC-2 y HEC-RAS, respectivamente. Finalmente, se incluye un índice general como ayuda para encontrar rápidamente la información necesaria. Módulo de Interfaz de HEC-2 El Módulo de Interfaz de HEC-2 proporciona una interfaz a modo de AutoCAD para uso del motor de cálculo de perfiles de la superficie del agua del U.S. Army Corps of Engineers. El Módulo de Interfaz de HEC-2 incluye un motor de cálculo de HEC-2 y suministra todas las herramientas para crear el modelo del perfil de la superficie del agua de HEC-2. BOSS CAD permite al usuario cambiar entre HEC-2 y HEC-RAS, o viceversa, rápidamente. El motor de cálculo de HEC-2 es un modelo bidimensional, para estado de flujo gradualmente variado y constante. Pueden calcularse por separado los perfiles subcríticos y supercríticos. El modelo puede tener en cuenta el remanso creado por puentes, obras de fábrica, azudes y otras estructuras. El modelo puede usarse para valorar las limitaciones de los cauces de avenida, identificar las zonas de riesgo en avenidas, el tratamiento de planas de inundación, el proyecto y valoración de las mejoras del cauce, y determinar los flujos divididos. Módulo de Interfaz de HEC-RAS El Módulo de Interfaz de HEC-RAS es una Interfaz gráfica a modo de AutoCAD recientemente creada por el U.S. Army Corps of Engineers para el cálculo de perfiles de la superficie del agua. El Módulo de Interfaz de HEC-RAS incluye el motor de cálculo de HEC-RAS y proporciona todas las herramientas para realizar la creación de un modelo de perfiles de la superficie del agua. Cuando se adquiere el Módulo de Interfaz, BOSS RCAD permite al usuario cambiar entre HEC-RAS Y HEC-2 y viceversa. El motor de cálculo de HEC-RAS es casi idéntico al motor de cálculo de HEC-2. Sin embargo, HEC-RAS tiene capacidades adicionales que HEC-2 no tiene. En primer lugar, HEC-RAS proporciona una creación más sofisticada de puentes y obras de fábrica. Por ejemplo, HEC-RAS puede crear modelos de puentes múltiples y/ o aperturas de obras de fábrica en un simple cruce de carreteras. HEC-RAS emplea la geometría real del puente en su cálculo, incluyendo el tablero del puente, las pilas y los estribos - no una aproximación trapezoidal del vano del puente como se realiza al usar HEC-2. Las obras de fábrica pueden tener forma de cajón, circular, en arco, en tubo arqueado o elíptica, las obras de fábrica múltiples - de diferente forma y tamaño - puede introducirse en el modelo en una simple cruce. Además, en el caso de flujo por vertedero en carreteras, el efecto de sumersión se tiene en cuenta en las condiciones de altos niveles aguas abajo. En segundo lugar, HEC-RAS puede crearse el modelo de regímenes de flujo subcrítico y supercrítico, así como las transiciones entre estos


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regímenes. En tercer lugar, se utiliza la ecuación del momento en situaciones en las que el perfil de la superficie del agua varía rápidamente. Estas situaciones incluyen el régimen de flujo mixto, (es decir, resalto hidráulico,), la hidráulica de puentes, y las confluencias de ríos (es decir, uniones de ríos). Finalmente, HEC-RAS proporciona unas capacidades adicionales, que incluyen una metodología alternativa de conducción en sub-áreas y una rutina de calibrado automático de la rugosidad de Manning. Módulo de Creación de mapas de planas de inundación El Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación incluye un creador de modelo de terreno digital para interpolar el borde del agua entre perfiles transversales. Esto permite al usuario ver con el detalle preciso qué áreas del mapa topográfico se inundan. También se puede visualizar las áreas de inundación de poca profundidad, usando el valor de calado definido por el usuario. Esto permite al usuario identificar rápidamente posibles flujos inefectivos y zonas de avenidas por encima de la capa freática. El relleno de color y el rayado de las zonas inundadas puede realizarse automáticamente. Para realizar la creación de mapas de planas de inundación, debe adquirirse el módulo de interfaz de HEC-2 o HEC-RAS. Para lograr una mejor visualización de los resultados de la creación del modelo del perfil de la superficie del agua, el Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación puede generar curvas de nivel del calado del flujo con cualquier calado o intervalo de cota deseados. Las curvas de nivel pueden acotarse con etiquetas de calado o cota, coloreadas o rellenas de color en relación con el calado o la cota, e iluminadas para indicar intervalos específicos de curvas de nivel .El Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación ofrece también varios métodos automatizados de cortar y resaltar datos de perfiles transversales, mejorando así las capacidades de cortar perfiles transversales de BOSS RCAD. Esto proporciona al usuario una flexibilidad ilimitada, permitiéndole introducir cualquier tipo de datos del terreno en el programa. Módulo de interfaz de DEM El Módulo de Interfaz de DEM (Digital Elevation Model) permite al usuario importar directamente datos del DEM del USGS - mapas a escala 1:24.000 o 1:250.000. El Módulo de Interfaz de DEM es sensible a lo tipos de datos del DEM al importarlos, y pueden importarse múltiples mapas y mostrarlos automáticamente. Los perfiles transversales pueden generarse a partir de los datos importados del DEM. Los datos del DEM del USGS están disponibles en una gran cantidad de fuentes, incluyendo BOSS International. 3.1 Cuándo es necesaria la Ayuda La ayuda de aplicación específica en BOSS International está disponible de varias maneras:


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Figura 3.1.1 Ejemplo de caja de diálogo con la ayuda siempre disponible Cada una de las cajas de diálogo visualizadas en BOSS RCAD, como la muestra de la caja de diálogo de la Figura 3.1.1, proporciona la ayuda sensible del contexto. Al elegir HELP, aparecerá la ayuda sensible del contexto, tal como se ve en la Figura 3.1.2 para la caja de diálogo actual.

Figura 3.1.2 Todas las cajas de diálogo mostradas por BOSS RCAD dan ayuda Pinchando HELP en el menú de BOSS RCAD, como se ve en la Figura 3.1.3, se mostrará la ayuda. Además de la ayuda relativa a las cajas de diálogo de HEC-2 y HEC-RAS, la ayuda muestra las capacidades de dibujo de CAD de BOSS RCAD.


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Figura 3.1.3 Al pinchar HELP en el menú de BOSS RCAD se obtiene la ayuda 3.2 COMIENZO Antes de usar BOSS RCAD, debe estarse seguro de que se ha instalado correctamente. El programa no funcionará adecuadamente si no se ha instalado perfectamente. Véase el apartado titulado Procedimiento de Instalación del Capítulo 2 para obtener información sobre la instalación del programa en su ordenador. El estar familiarizado con AutoCAD, MicroStation, HEC-2 y/o HEC-RAS puede acelerar el aprendizaje de esta aplicación, pero no es totalmente necesario. BOSS RCAD es muy fácil de aprender y manejarlo. Los tutoriales se incluyen en los Capítulos 5 y 6, que permiten acceder con garantía al manejo de BOSS RCAD. Si aún no se ha arrancado el programa, debe revisarse el apartado titulado Inicio de BOSS RCAD en el Capítulo 2, que describe como iniiciar el programa. Desde el menú de Módulos, como se ve en el Figura 3.2.1, se selecciona el módulo que quiere usarse (por ejemplo, el módulo de Interfaz de HEC-2 o HEC-RAS, el Módulo de Creación de Mapas de Planas de inundación o el Módulo de Interfaz de DEM). BOSS RCAD cambiará el menú principal para reflejar el módulo que se haya seleccionado. Entonces puede elegirse el tema que se desea realizar (por ejemplo, INPUT, ANALIZE, etc.). Obsérvese que el inicio de BOSS RCAD contiene, por defecto, los comandos del menú de dibujo parecidos a los de AutoCAD. Para volver a este menú de dibujo por defecto de CAD, se selecciona CAD Drafting (Dibujo de CAD) en el menú de Módulos.


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Figura 3.2.1 Los Módulos de RCAD están disponibles en el Menú de Módulos 3.2.1 Sobre BOSS RCAD Al seleccionar ABOUT RIVERCAD en el menú de Ayuda, aparecerá la caja de diálogo de About RiverCAD, como se ve en la Figura 3.2.1.1. Esta caja de diálogo muestra información referente al número de la versión de BOSS RCAD, qué módulos están disponibles, etc.

Figura 3.2.1.1 Caja de diálogo sobre RiverCAD El número de la versión de BOSS RCAD también aparece siempre que se carga por primera vez la aplicación, o se visualiza tecleando RCAD en la línea de comando de BOSS RCAD.


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3.2.2 Información del Modelo La información relativa al modelo de cálculo actual está disponible en la caja de diálogo de Model Information, como se ve en la Figura 3.2.2.1. Para ver esta caja de diálogo, se selecciona INFORMATION en el menú Metajob.Trabajos compartidos).

Figura 3.2.2.1 Caja de diálogo del Módulo de Información La caja de diálogo de Model Information muestra información que detalla el modelo de HEC-2 o HEC-RAS asignado al metajob (trabajo compartido)actual. Se refiere al número de perfiles transversales definidos, a los perfiles transversales inicial y final, y otra información relativa al modelo. 3.3 Normas básicas de la aplicación Los siguientes apartados discuten de las normas básicas de la aplicación de BOSS RCAD. 3.3.1 Menúes del Programa El Menú Principal de BOSS RCAD se muestra en la Figura 3.3.1.1. Desde este menú, el usuario puede seleccionar los Módulos de Interfaz de HEC-2 o HEC-RAS, el Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación, o el Módulo de Interfaz de DEM. Además, este menú permite al usuario volver a los comandos del menú de dibujo parecido a AutoCAD.


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Figura 3.3.1.1 Menú Principal de BOSS RCAD Las Figuras 3.3.1.2 y 3.3.1.3 muestran cómo se dividen en tareas los menúes principales de HEC-2 o HEC-RAS. Al seleccionar cualquiera de estos comandos de menú aparecerán en pantalla unos submenúes, que permiten seleccionar la realización de una tarea específica.

Figura 3.3.1.2 El menú Principal de HEC-2 se divide en varios subtareas


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Figura 3.3.1.3 El Menú Principal de HEC-RAS se divide en varios subtareas Los siguientes apartados describen en general las subtareas comprendidas en HEC-2 y los comandos de menú de HEC-RAS mostradas en las Figuras 3.3.1.2 y 3.3.1.3. Adviértase que aunque las figuras siguientes muestran los comandos del módulo de HEC-2, los comandos del módulo de interfaz de HEC-RAS los comandos del menú para el módulo de interfaz de HEC-RAS son idénticos funcionalmente. Menú de Metajob (Trabajos compartidos) El Menú de Metajob (Trabajo compartido), como se ve en la Figura 3.3.1.4, permite el acceso a los comandos de menú relativos al proyecto de HEC-2 y HEC-RAS. Los comandos del Menú de Metajob (Trabajo compartido)permiten definir la descripción del proyecto, los parámetros iniciales del perfil de la superficie del agua, las opciones de salida, los parámetros del trabajo, etc. Además, este menú permite administrar varios modelos distintos de Hec-2 y HEC-RAS dentro de un solo fichero de dibujo de BOSS RCAD.


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Figura 3.3.1.4 Menú de Metajob Menú de Entrada El Menú de Entrada , como se ve en la Figura 3.3.1.5, permite el acceso a todos los comandos de menú de HEC-2 y HEC-RAS. Los comandos del menú de entrada permiten situar y cortar perfiles transversales, definir las restricciones de la plana de inundación, especificar las mejoras del cauce, etc.

Figura 3.3.1.5 Menú de Entrada Menú de Cálculo El Menú de Cálculo, como se ve en la Figura 3.3.1.6, permite analizar el modelo definido de HEC-2 o HEC-RAS.


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Figura 3.3.1.6 Menú de Cálculo Menú de Salida El Menú de Salida, como se ve en la Figura 3.3.1.7, permite ver e imprimir los resultados de la salida del cálculo y mostrar en pantalla los resultados gráficos del cálculo.

Figura 3.3.1.7 Menú de salida Menú de Herramientas El Menú de Herramientas, como se ve en la Figura 3.3.1.8, proporciona un fácil acceso a todas las herramientas dispuestas en BOSS RCAD.


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Figura 3.3.1.8 Menú de Herramientas 3.3.2 Cancelación de un Comando Para cancelar un comando de BOSS RCAD, se pulsa la tecla Esc. Esto cancelará el comando actualmente en uso. 3.3.3 Línea de Comando Los comandos de BOSS RCAD pueden seleccionarse en los menúes desplegables. Sin embargo, BOSS RCAD soporta muchos de los comandos usados en AutoCAD, tales como zoom, pan, etc. directamente desde la línea de comandos. Sin embargo, los comandos de BOSS RCAD están también disponibles en los menúes desplegables, no en la línea de comandos. 3.3.4 Comandos Transparentes Los comandos de dibujo de BOSS RCAD puede usarse mientras se emplean otros comandos de BOSS RCAD. Para hacer esto, se precede el nombre del comando con un apóstrofe (*). Esto se conoce como uso transparente de un comando. Cuando está completo el comando transparente, BOSS RCAD resume la ejecución del comando subrayado. Como se ve en la Figura 3.3.6.1, se puede hacer un zoom mientras aparece el mensaje de HEC-2 "pick left bank station" introduciendo ZOOM.

Figura 3.3.4.1 Ejemplo de uso de comando transparente


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Limitaciones Los comandos transparentes no pueden usarse mientras se están ejecutando otros comandos transparentes. 3.3.5 Mover, Modificar y Borrar entidades de RCAD BOSS RCAD emplea herramientas de entidades, datos ampliados, datos existentes y datos de entidades para almacenar y manipular los datos de HEC-2 y HEC-RAS dentro del dibujo. Por lo tanto, es de suma importancia no trasladar manualmente, o modificar (por ejemplo, explotar, agrupar, escalar, etc.) copiar, o borrar cualquier cuadrícula de perfil transversal, cuadrículas de perfil, Identificadores de metajobs (Trabajos compartidos) u otras entidades de dibujo relacionadas con BOSS RCAD. Mientas se ejecuta BOSS RCAD, la aplicación comprueba los distintos comandos de edición manual e intervendrá cuando sea necesario. Por ejemplo, cuando el usuario trate de borrar manualmente una cuadrícula de perfil transversal existente, BOSS RCAD mostrará la caja de diálogo Delete Cross-Section Grid. Sin embargo, si BOSS RCAD no está cargado, el usuario puede borrar fácilmente (y equivocarse) ua cuadrícula de perfil transversal. Luego, la vez siguiente que BOSS RCAD trate de construir una lista de las cuadrículas de perfiles transversales, hallará un error al tratar de acceder a la cuadrícula de perfil transversal borrada. BOSS RCAD contiene comandos en su interfaz de menú para el traslado, cambio de escala, copiado y borrado de datos de entidad. Estos comandos deberían usarse siempre, en lugar de usar los comandos de dibujo de CAD. 3.3.6 Capas de Dibujo Las capas de dibujo usadas en BOSS RCAD pueden considerarse como capas de dibujo transparentes. BOSS RCAD permite un número ilimitado de capas de dibujo. BOSS RCAD emplea capas de dibujo ampliamente, almacenando varias entidades en sus propias capas. La organización del dibujo usando capas permite que distintos elementos y componentes del dibujo (por ejemplo, longitudes de tramo de perfil transversal) sean colocadas en ON o en OFF, lo que permite verlas e imprimirlas por separado o juntas. Esto permite también al usuario un control total de la visualización de los objetos y entidades, incluyendo s color y su tipo de línea. La caja de diálogo de Layer Manager (Administrador de Capas) de RCAD, como se ve en la Figura 3.3.6.1, permite la selección de colores y tipos de línea específicos. La caja de diálogo de Layer Manager (Administrador de Capas) se muestra seleccionando el Icono de Capa (Layer Icon) de la Paleta de Herramientas de RCAD. Figura 3.3.6.1 Caja de diálogo del Administrador de Capas de RCAD que permite la selección de capa, visualización, color y tipo de línea.


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3.3.7 Autoencuadre Según se usa BOSS RCAD, AutoPan (Autoencuadre) advierte que se necesita encuadrar dentro del puerto de vista actual. AutoPan enviará la vista de dibujo actual a medida que se dirige al borde de un puerto de vista, permitiendo que se siga con el trabajo sin tener que para manualmente el encuadre. AutopPan funciona automáticamente con la mayoría de los comandos de entrada de BOSS RCAD, y puede usarse por sí mismo. Para arrancar AutoPan, se selecciona SMARTEDIT en el menú de Herramientas.

Figura 3.3.7.1 AutoPan es sensible cuando se necesita hacer una panorámica del dibujo actual Cuando está activo, AutoPan muestra en pantalla pequeñas flechas en todos los lados y esquinas del puerto de vista (véase Figura 3.3.7.1). Estas flechas indican el lado del borde del encuadre activo. Moviendo el cursor dentro del borde y permitiendo que permanezca fijo durante un tiempo da lugar a que el software encuadre la pantalla en esa dirección. El encuadre continuará hasta que el cursor se mueve fuera del borde del encuadre. Configuración del Autoencuadre La caja de diálogo del programa de Configuración de Autoencuadre, como se ve en la Figura 3.3.7.2, permite configurar el Autoencuadre o incluso desactivarlo completamente. Se accede a la caja de diálogo del programa de Configuración de Autoencuadre seleccionando CONFIGURE en el menú de Ficheros.


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Figura 3.3.7.2 Caja de diálogo de Configuración de AutoPan que permite el encuadre A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Configuración de Autoencuadre de la Figura 3.3.7.2, con una breve descripción de cada entrada. ACTIVACIÓN DE AUTOENCUADRE Esta caja de comprobación permite activar o desactivar Autoencuadrre. Cuando Autoencuadre está desactivado, las cuatro siguintes entradas de datos de la caja de diálogo del programa de Configuración de Autoencuadre aparecerán en color gris hasta que se vuelva a activar Autoencuadre. TAMAÑO DE BORDE Esta entrada permite especificar el tamaño del borde de Autoencuadre a lo largo de extremo del puerto de vista. El tamaño del borde puede estar entre 5 y 50 pixels. El tamaño de 5 pixels puede resultar demasiado pequeño para activar Autoencuadre mientras que 50 pixels puede dar lugar a que los bordes se superpongan en las vistas pequeñas. Un tamaño de borde entre 10 y 20 pixels es el más recomendado. DISTANCIA DE ENCUADRE Esta entrada especifica la distancia de encuadre como porcentaje del tamaño del puerto de vista actual. Este valor puede oscilar entre el 0% (sin encuadre) a 150% (donde las medias partes del tamaño del puerto de vista se sobrepasan). Una distancia de encuadre del 15 % es la más recomendada. TIEMPO DE RETARDO Esta entrada permite especificar la cantidad de tiempo, en segundos, que debe permanecer fija la cruz del cursor dentro del borde del Autoencuadre antes de que comience el encuadre. Este valor puede variar entre 0 y 3 segundos. Un valor de 0


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segundos permite que el encuadre comience inmediatamente cuando el cursor se introduce en el borde de Autoencuadre. TIEMPO DE REPETICIÓN Esta entrada permite especificar la cantidad de tiempo, en segundos, entre encuadres sucesivos una vez comenzado éste. Un tiempo de repetición de 0 segundos permite el encuadre más suave. Sin embargo, moviendo la cruz del cursor fuera del borde del Autoencuadre puede interrumpir el proceso de encuadre tan rápidamente cuanto es máyor el tiempo de repetición. FACTOR DE ZOOM Esta barra deslizante permite especificar el factor de zoom que se aplica cuando se activa o desactiva el AutoZoom. 3.3.8 AutoZoom AutoZoom permite hacer o deshacer zoom dinámicamente durante los comandos de BOSS RCAD con una simple presión de tecla. Por ejemplo, durante el corte de un perfil transversal en un mapa topográfico situado en pantalla, puede ser necesario hacer un zoom para distinguir las curvas de nivel que definen el fondo del cauce del río. Después, cuando se corta el perfil transversal en el camino dl río, puede ser necesario deshacer el zoom para determinar la dirección del flujo en las márgenes.. La caraceterística de AutoZoom de BOSS RCAD permite al usuario hacer o deshacer el zoom mientras se relaiza el corte del perfil transversal. Pulsando PgUp durante la mayoría de los comandos de BOSS RCAD dará lugar a que RCAD haga un zoom sobre la zona en que aparece la cruz del cursor. Pulsando PgDn dará lugar a que RCAD haga un zoom inverso. AutoZoom se desactiva siempre que el cursor se traslada fuera del puerto de vista activo. Configuración de AutZoom La caja de diálogo de Configuración de AutoZoom del programa, como se muestra en la Figura 3.3.7.2, permite especificar el factor de zoom que se aplicará cuando se hace zoom dentro o fuera usando AutoZoom. Por ejemplo, el zoom dentro o fuera con un factor de 2, fija el deslizador de ZOOM FACTOR en 200%. 3.3.9 SmartEdit SmartEdit permite que RCAD sepa qué comando se desea realizar sin tener que invocarlo . permitiendo así seguir con su trabajo dejando el trabajo. SmartEdit permite al usuario editar cualquier dato de RCAD interactivamente, sin tener que usar comandos de menú específicos para seleccionar objetos o datos. Para arrancar SmartEdit, se selecciona SMARTEDIT desde HEC-2 o HEC-RAS. Ciando se inicia, el mensaje de Autopan de SmartEdit aparecerá en lugar del mensaje del comando de RCAD. Se usa AutoPan y AutoZoom para visualizar los datos deseados, luego se hace clic en esos datos con el botón izquierdo del ratón para editarlos.


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Por ejemplo, mientras se usa SmartEdit, seleccionando cualquier estación de la orilla de perfil transversal mostrará la caja de diálogo de Cross-Section y Floodplain, permitiendo al usuario ajustar las orillas y las longitudes de tramo en cada perfil transversal. Al seleccionar cualquier Identificador de la cuadrícula del perfil aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Edit Profile Grid (Edición de cuadrícula del Perfil), permitiendo al usuario editar el Identificador de la cuadrícula, la descripción o el tamaño. Al seleccionar cualquier línea de terreno de un mapa topográfico aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Edit Cross-Section Geometry, que permite al usuario modificar la geometría del terreno del perfil transversal y los datos asociados. La mayoría de los datos de RCAD están vinculados en la caja de diálogo adecuada durante SmartEdit. Si el usuario hace clic sobre un objeto no vinculado a una caja de diálogo, no sucederá nada. Cuando se termina de usar SmartEdit, se pulsa ENTER para volver al mensaje de comando estándar. 3.3.10 Bloc de notas En algunas cajas de diálogo se muestra un botón de EDIT. Al seleccionar este botón aparecerá la caja de diálogo de Bloc de Notas (Notepad) , como se ve en la Figura 3.3.10.1. Hay cinco líneas de edición en la caja de diálogo de Bloc de Notas para la entrada de texto descriptivo. Cada línea puede contener 72 caracteres, El texto descriptivo introducido se almacenará cmo referencia posterior. Al elegir INSERT o DELETE en la caja de diálogo de Bloc de Notas, el usuario puede insertar una línea vacía antes de la línea actual de texto o borrar la línea actual.

Figura 3.3.10.1 Al seleccionar EDIT se accede a la caja de diálogo de bloc de notas 3.3.11 Objeto previo o posterior Los comandos de botón < y > se muestran en pantalla justo debajo de la ventana de comando cerca de la parte superior de la pantalla de RCAD. Estos botones permiten al usuario ver el objeto previo o posterior del tipo seleccionado actualmente.


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Cuando se trabaja con perfiles transversales, metajobs(Trabajo compartido), páginas de gráficos y cuadrículas de perfiles, se muestra el Identificador ID en un botón. Eligiendo este botón se visualizará una caja de diálogo que permite al usuario elegir y ver cualquier objeto del tipo actual. Al seleccionar el botón < y > se mostrará el objeto previo o posterior del tipo corriente en el puerto de ventana (si existen los objetos previos o siguientes). Para cambiar el tipo de objeto actual, se activa simplemente el menú de pantalla para este objeto (es decir, Metajob Manager, Input Croos-Section, Input Profile Plots, o Plot Page). 3.4 Aplicación de Herramientas BOSS RCAD incluye muchas herramientas útiles de cálculo, visualización, dibujo y edición. Estas herramientas se discuten en los apartados siguientes. Todas estas herramientas están disponibles en el Menú de Herramientas de RCAD, como se ve en la Figura 3.4.1.

Figura 3.4.1 Menú de Herramientas de RCAD 3.4.1 AutoPan, Autozoom y SmartEdit Al seleccionar SMARTEDIT en el Menú de Herramientas se accede a AutoPan, AutoZoom y SmartEdit. Como se dijo anteriormente en este capítulo, estas características permiten al usuario hacer zoom y panorámicas sin esfuerzos en el dibujo y editar fácil y rápidamente las entidades gráficas de HEC-2 y HEC-RAS del dibujo. Para más información, véanse los apartados titulados AutoPan, AutoZoom y SmartEdit de este capítulo. 3.4.2 Calculador hidráulico de FlowCalc A menudo resulta útil calcular el calado normal en un perfil transversal para un caudal dado. El Calculador hidráulico de FlowCalc, como se ve en la Figura 3.4.2.1, puede


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calcular rápida y fácilmente las siguientes propiedades hidráulicas del perfil transversal seleccionado: • Calado normal y la cota correspondiente para un caudal dado. • El caudal de flujo para una cota o calado dados. • El calado crítico y la cota correspondiente para un caudal dado. • El caudal de flujo para un calado crítico o cota. Para ver el Calculador hidráulico de FlowCalc, se selecciona FLOWCALC en el Menú de Herramientas.

Figura 3.4.2.1 Calculador hidráulico de FlowCalc para determinar las propiedades hidráulicas del perfil transversal en uso Una lista de los datos de entrada de Calculador hidráulico de FlowCalc figura a continuación, con una breve descripción de cada entrada. CÁLCULO DE PROPIEDAD De las cuatro posiciones de los botones, se selecciona la propiedad a calcular (por ejemplo, calado normal, caudal normal, calado crítico, o caudal crítico). CALADO O COTA Puede usarse el calado o la cota para especificar la superficie del agua cuando se calcula el caudal normal o el crítico para la cuadrícula de perfil transversal seleccionado. Al elegir PICK permite al usuario seleccionar una cota de la superficie del agua en la cuadrícula del perfil transversal. GRADIENTE (opcional) Esta entrada especifica eel gradiente de energía que debe usarse en los cálculos de conducción. Cuando se muestra por primera vez Calculador hidráulico de FlowCalc, el programa determinará automáticamente la pendiente del lecho del tramo aguas arriba y presentará este valor como el gradiente de energía por defecto. Al especificar un


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valor en esta entrada de datos permite al usuario sobreescribir el valor del gradiente de energía determinado. CAUDAL Esta entrada se usa para especificar el caudal de flujo cuando se calcula el calado normal o el crítico para la cuadrícula del perfil transversal seleccionado. PRECISIÓN (opcional) Esta entrada especifica la precisión deseada cuando se calcula el calado normal o el crítico. Esta entrada especifica la precisión en pies (o metros) y la precisión por defecto es 0,01 pies (o 0,01 metros). Esta entrada no es necesaria y no se tendrá en cuenta cuando se calcula el caudal normal o crítico. Al elegir ERASE da lugar a que el programa borre cualquier resultado de FlowCalc de la cuadrícula de perfil transversal actual. Propiedades Hidráulicas adicionales El Calculador hidráulico de FlowCalc informará sobre las siguientes propiedades hidráulicas adicionales después de realizar los cálculos: • Gradiente de energía usado. • Número de Froude. • Régimen de flujo (es decir, subcrítico, crítico o supercrítico). • Superficie de flujo. • Anchura de la parte superior mojada. • Velocidad media. • Velocidad máxima. • Rugosidad compuesta. • Pendiente crítica (para cálculos de calado normal y caudal normal solamente) • Radio hidráulico • Perímetro mojado. Flow Calc mostrará los resultados del cálculo en la caja de diálogo de Resultados de Cálculo de FlowCalc, como se ve en la Figura 3.4.2.2. En esta caja de diálogo, puede colocarse los resultados del cálculo en el dibujo adyacente al perfil transversal o imprimirlos.


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Figura 3.4.2.2 Caja de diálogo de Resultados de Cálculo con FlowCalc Al elegir PLACE en la caja de diálogo de Resultados del Cálculo de FlowCalc permite al usuario colocar los resultados de FlowCalc junto al perfil transversal y sobreimponer automáticamente la superficie del agua calculada sobre la geometría del perfil transversal. Las cajas de diálogo junto a cada propiedad calculada puede usarse para seleccionar qué resultados deberán incluirse. El usuario puede usar repetidamente usar el Calculador hidráulico de FlowCalc para situar lso resultados de varios resultados de cálculo de FlowCalc en una cuadrícula de perfil transversal. Base numérica El Calculador hidráulico de FlowCalc emplea la fórmula de Manning para calcular la conducción de cada subzona de rugosidad par el perfil transversal actual. Si luego se suman todas las conducciones de las subáreas para determinar la conducción total para el perfil transversal. Calado del flujo Al calcular el calado de flujo normal o crítico para un caudal dado, se emplea un proceso iterativo para calcular el caldo del flujo con la precisión especificada. Sin embargo, si el calado de flujo calculado no coincide con la precisión especificada después de 100 iteraciones, FlowCalc informará que no es posible coincidir con la solución satisfactoria. Si esto ocurriera, trátese de emplear un valor de precisión mayor. Velocidad del flujo Al calcular la velocidad media del flujo, FlowCalc supone que hay una distribución de velocidad uniforme en todo el perfil transversal. Este valor se determina diviendo el caudal por la superficie total del flujo. Se determina también la velocidad de cada subzona de rugosidad. Sin embargo, solo se informa al usuario de la velocidad máxima.


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Gradiente de energía El programa determinará automáticamente un valor del gradiente de energía que se usa cuando la caja de diálogo de Calculador hidráulico de FlowCalc se muestra por vez primera. El programa usa la cota mínima de los perfiles transversales actual y el adyacente aguas arriba y la longitud del tramo para calcular el gradiente de energía aproximado. Sin embargo, este valor calculado no puede ser representativo del gradiente de energía real y podría influir negativamente los cálculos de conducción. Por lo tanto, el gradiente de energía calculado debe comprobarse para determinar si es un valor razonable, y si no lo fuera, debe ser modificado por el usuario. Pendiente crítica Cuando se calcula el calado normal o el caudal normal, la pendiente crítica reportada es la pendiente del lecho del cauce que podría dar lugar a que tenga lugar un calado crítico para el valor de caudal especificado (calculado). Superficie de flujo disponible FlowCalc considera que toda las geometría del perfil transversal está disponible para que circule el flujo en los cálculos. Poco se sabe sobre las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las limitaciones de la plana de inundación, los tramos de flujo dividido. Las zonas de márgenes en las que se divide el flujo has ido limitado. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se aplica Flow Calc a estas situaciones especiales. Si las estaciones inicial y final de un perfil transversal están por debajo de la cota de la superficie del agua calculada (o especificada), FlowCalc creará automáticamente unos muros verticales para contener el flujo calculado. Sin embargo, no se ha intentado ajustar el perímetro mojado para tener en cuenta la adición de estos muros verticales. 3.4.3 Selección del Perfil Transversal actual El seleccionar PICK CROSS-SECTION en el Menú de Herramientas permite al usuario seleccionar rápidamente la cuadrícula actual activa del perfil transversal situándose simplemente sobre él y haciendo clic. Para más información, véase el apartado titulado Selección de una Cuadrícula del perfil transversal en el Capítulo 4. 3.4.4 Configuración y Visualización de la vista del mapa topográfico Cuando está presente en el dibujo un mapa topográfico en 2-D o 3_d, se puede querer almacenar una vista del mapa que pueda recuperarse más tarde. Al seleccionar SET TOPO VIEW en el Menú De Herramientas se define la vista topográfica.. Una vez que se ha definido, se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas para recuperar la vista salvada. 3.4.5 Múltiples Vistas BOSS RCAD permite disponer hasta de 4 vistas separadas en pantalla de un solo dibujo y hasta u dibujos distintos abiertos simultáneamente. Para abrir otra vista o ventana para el dibujo actual, se selecciona OPEN NEW VIEWPORT en el Menú de Ventana, como se ve en la Figura 3.4.5.1. BOSS RCAD abrirá otra ventana.


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Figura 3.4.5.1 BOSS RCAD permite abrir cuatro ventanas diferentes para el mismo dibujo 3.4.6 Vista e Impresión de cualquier fichero de texto Muchas veces puede ser útil ver o imprimir un fichero de texto en ASCII. Al seleccionar VIEW TEXT FILE o PRINT TEXT FILE en el Menú de Herramientas aparecerá una caja de diálogo que permite al usuario seleccionar un fichero de texto en ASCII para verlo o imprimirlo. Para más información sobre ver o imprimir ficheros de texto en ASCII, véase el apartado titulado Vista e Impresión de los Resultados del Cálculo contenido en este Capítulo. 3.4.7 Dibujo de curvas de nivel Muchas veces, un programa de trazado automático de curvas de nivel calcula erróneamente las curvas de nivel en las zonas de rápidos cambios de cota, tales como estribos de puentes y cruces de carreteras. En tales situaciones, es importante corregir las curvas de nivel, ya que estas curvas de nivel imprecisas pueden afectar a los resultados calculados del perfil de la superficie del agua. Por lo tanto, puede ser necesario redibujar manualmente las líneas de las curvas de nivel de cotas. El comando de dibujo de curvas de nivel de BOSS RCAD puede usarse para dibujar manualmente las curvas de nivel de cotas. Se selecciona DRAW CONTOURS en el Menú de Herramientas de Curvas de Nivel para comenzar este comando. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Dibujo de Curvas de Nivel, como se ve en la Figura 3.4.7.1


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Figura 3.4.7.1 Caja de diálogo para Configuración de Dibujo de Curvas de Nivel Una lista de las entradas de datos de Configuración De Dibujo de Curvas de Nivel de la Figura 3.4.7.1 se muestra a continuación, con una breve descripción para cada entrada. ENTRADA DE COTA Esta entrada especifica la cota en que la curva de nivel ha de dibujarse. Para cambiar esta cota mientras se dibujan curvas de nivel, se usan las teclas ↑ y ↓ . INTERVALO DE CURVAS DE NIVEL Esta entrada especifica el paso de cota mediante el que se cambiará la línea de curva de nivel se usan las teclas ↑ y ↓ . Para cambiar el intervalo de cotas mientras se dibujan las curvas de nivel, se usan las teclas ← y →. CAPA DE CURVA DE NIVEL Debe especificarse el nombre de la capa en que RCAD coloca las líneas de curva de nivel del dibujo. Si no se especifica el nombre de la capa, entonces las curvas de nivel se dibujarán en la capa en uso. COLOR DE LA CURVA DE NIVEL Si las curvas de nivel se dibujan en un color distinto que el color de la entidad por defecto, se especifica el color en la entrada de datos. TIPO DE LÍNEA DE CURVA DE NIVEL Si las líneas de las curvas de novel han de dibujarse con un tipo de línea distinto del tipo de línea por defecto, se especifica el tipo de línea en la entrada de datos. Dibujo de líneas de curvas de nivel


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Cuando se haya terminado de especificar la configuración de las curvas de nivel y se está listo para empezar a dibujar las curvas de nivel, se elige OK. Para abortar el comando de dibujo de curvas de nivel, se elige CANCEL. Cuando se comienza con el comando de dibujo de curvas de nivel, BOSS RCAD preguntará cual es el punto de inicio. Se pincha en un lugar del mapa topográfico para comenzar a dibujar la curva de nivel actual. Después de seleccionar el primer punto, el programa preguntará por el punto siguiente. Se pincha en la situación para marcar el siguiente punto a lo largo de la curva de nivel. Se continúa pinchando puntos hasta que la curva de nivel está completa. Cuando se termina la curva de nivel actual, se pulsa ENTER. BOSS RCAD preguntará por el punto inicial de la siguiente curva de nivel que ha de dibujarse. Mientras está activo este comando, se muestra la cota actual en la línea de estado. Para cambiar la cota actual (mostrada en pantalla) a un nuevo valor, se teclea la nueva cota y se plsa ENTER. Para cambiar la cota actual por un intervalo de curvas de nivel, se usan las teclas ↑ y ↓ . Para cambiar el intervalo (o tamaño de paso) se usan las teclas ← y →. Para deshacer el último segmento de curva de nivel que se empieza a dibujar, se pulsa U. Se continúa pulsando U para eliminar posteriores segmentos de la curva de nivel en uso. 3.4.8 Elevación de las curvas de nivel Las líneas de curva de nivel empleadas en un dibujo de RCAD son polilíneas en 2-D con una cota relacionada, o polilíneas en 3-D. El comando de cota de curva de nivel con BOSS RCAD puede usarse para cambiar la cota de una curva de nivel en 2-D o 3-D. Se selecciona ELEVATE CONTOURS en el menú de Herramientas para iniciar este comando. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Elevación de Curvas de Nivel, como se ve en la Figura 3.4.8.1.

Figura 3.4.8.1 Caja de diálogo de Configuración de Eleción de Curvas de Nivel


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Una lista de las entradas de datos de Configuración De Cota de Curvas de Nivel de la Figura 3.4.8.1 se muestra a continuación, con una breve descripción para cada entrada. ENTRADA DE COTA Esta entrada especifica la cota en que la curva de nivel ha de elevarse. Para cambiar esta cota mientras se elevan curvas de nivel, se usan las teclas ↑ y ↓ . INTERVALO DE CURVAS DE NIVEL Esta entrada especifica el paso de cota mediante el que se cambiará la línea de curva de nivel, se usan las teclas ↑ y ↓ . Para cambiar el intervalo de cotas mientras se dibujan las curvas de nivel, se usan las teclas ← y →. CURVAS APLANADAS Si esta caja de comprobación está en ON, todos los puntos de la curva de nivel se situarán en la cota actual, incluso si los puntos de la curva de nivel tienen una cota distinta. Esto hace el efecto de aplanar la curva de nivel. Cambiando esta caja de comprobación a OFF, da lugar a que el punto inicial de la curva de nivel elevada se fije en la cota de curva de nivel actual, pero los puntos restantes se elevan en relación con el punto inicial, de modo que las se mantiene las diferencias de cota. CAMBIO DE COLOR DE CURVA DE NIVEL Si las curvas de nivel que se elevan han de cambiarse de color, se cambia la caja de comprobación a ON y se especifica el color en la entrada de datos. CAMBIO DE CAPA DE CURVA DE NIVEL Si las líneas de curva de nivel que se elevan han de trasladarse a una capa de dibujo distinta, se cambia esta caja de comprobación a ON y se especifica el nombre de la capa en la entrada de datos. CAMBIO DE TIPO DE LÍNEA DE CURVA DE NIVEL Si las líneas de las curvas de nivel que se elevan han de cambiarse de tipo de línea, se cambia esta caja de comprobación a ON y se especifica el tipo de línea en la entrada de datos. Actualización de líneas de curvas de nivel Cuando se ha terminado de especificar la configuración de cota de curvas de nivel y se está listo para elevar las curvas de nivel, se elige OK. Para abortar ste comando de elevación de curva de nivel, se elige CANCEL. Cuando está activo este comando, se muestra en pantalla la cota actual en la línea de estado. Para elevar una línea de curva de nivel a esta cota, se pincha simplemente en la curva de nivel. Para conocer que cota de curva de nivel es la actual, se pulsa la letra I.


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Para cambiar la cota actual (en pantalla) a una nueva cota, se teclea la nueva cota y se pulsa ENTER. Para cambiar la cota actual por un intervalo de curva de nivel, se usan las teclas ↑ y ↓ . Para cambiar el intervalo de cotas mientras se dibujan las curvas de nivel, se usan las teclas ← y →. Cuando se termina de elevar las líneas de curva de nivel, se pulsa ENTER. Polilíneas, Líneas y Puntos También puede usarse el comando de elevación de curvas de nivel para cambiar la cota de ua polilínea, línea o punto. Se selecciona simplemente la entidad que se desea elevar, como se haría con una línea de curva de nivel. Adviértase que las entidades dentro de los bloques no pueden modificarse al usar este comando. 3.4.9 Determinación de las cotas de las curvas de nivel Puede usar el comando de pregunta de curva de nivel en BOSS RCAD para determinar las cotas de las líneas o puntos de curvas de nivel en un mapa topográfico en 3-D. Se selecciona INQUIRE ELEVATIONS en el Menú de Herramientas para arrancar este comando. BOSS RCAD mostrará en pantalla una línea que preguntará al usuario que se sitúe sobre una curva de nivel. Cuando el usuario pincha una curva de nivel (o punto), su cota aparecerá en la línea de comando. Para ampliar o reducir, se pulsa PgUp o PgDn. Cuando se termina, se pulsa ENTER para deactivar este comando. La cota que da este comando será la coordenada real Z de la curva de nivel a menos que el factor de escala Z del mapa topográfico se haya cambiado del valor por defecto de 1. Véase el apartado titulado Configuración del Mapa Topográfico de este Capítulo para más información sobre la fijación del factor de escala Z. Líneas de Curvas de nivel con distintas cotas Si se usa GRIPS de BOSS RCAD para ajustar los vértices de líneas de curvas de nivel, los vértices ajustados cambiarán de cota para estar de acuerdo con el valor de cota ELEV de RCAD. Esto puede dar lugar a que la línea de curva de nivel varíe de cota si el valor de cota ELEV y la cota de la línea de curva de nivel no son la misma. El comando de pregunta de curva de nivel inspecciona todos lso vértices de la línea de curva de nivel seleccionada y si los vértices tienen distintas cotas, este comando informará sobre las cotas mínima y máxima de la línea de curva de nivel. 3.5 Trabajos compartidos (Metajobs) BOSS RCAD es capaz de administrar varios modelos distintos de HEC-2 y/o HEC-RAS dentro de un único fichero de dibujo, permitiendo al usuario realizar cálculos individuales del perfil de la superficie del agua dentro del mismo dibujo. Cada modelo por separado contenido en un dibujo se llama metajob (Trabajo compartido). Un metajob consiste en un conjunto de cuadrículas de perfiles transversales, cuadrículas de perfiles y datos relativos que definen este modelo. Cada metajob tiene su propio identificador en el dibujo. Un identificador de metajob del modelo se sitúa en el primer perfil transversal insertado para definir el modelo, y puede


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borrase o esconderse en el dibujo , como se ve en la Figura 3.5.1, el metajob actual se determina fácilmente ya que su identificador está rodeado por un círculo en el dibujo.

Figura 3.5.1 El identificador del metajob (que aparece en la parte inferior izquierda) refiere el perfil transversal a un solo modelo, permitiendo trabajar por separado con modelo de HEC-2 o HEC-RAS con el mismo dibujo Adviértase que cada cuadrícula de perfil transversal debe pertenecer a un metajob individual; puede pertenecer a varios metajobs. Por lo tanto, en modelos grandes, en los que los tramos de ríos largos tiene que dividirse en dos o más modelos por separado, es necesario insertar dos perfiles transversales adyacentes en cada uno- uno al final de un metajob t otro al principio del siguiente. Eso permite crera un modelo continuo del perfil de la superficie del agua entre dos metajobs específicos. Al elegir INFORMATION en el Menú de Metajob se mostrará en pantalla la caja de diálogo de Información del Modelo que describe el metajob actual, como se eve en la Figura 3.5.2. Esta información incluye los identificadores de los perfiles aguas arriba y aguas abajo, así como las extensiones de la geometría del terreno de todos los perfiles transversales del metajob.


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Figura 3.5.2 Caja de diálogo de Información del Modelo de RCAD Los metajobs puede ser un concepto difícil de comprender al principio, pero son extremadamente potentes y proporcionan una gran flexibilidad en la creación de modelos. Sin embargo, en pequeños proyectos que incluyen un solo metajob, no se requiere la interacción del usuario para fijar o administrar el metajob. De hecho, el usuario puede que no sepa que aún existen metajobs ya que BOSS RCAD administra automáticamente todos los aspectos del metajob inicial. Pero, a medida que aumenta la práctica del usuario y se crean modelos más complejos en los que se necesita un dibujo, los metajobs demuestran ser impreescindibles a la hora de administrar modelos por separado dentro del mismo dibujo. 3.5.1 Adición de un Nuevo Metajob BOSS RCAD obliga internamente a que todos los datos de entidades de HEC-2 y/o HEC-RAS sean asignados a un identificador de metajob. Cuando se inicia con un dibujo nuevo o ya exisente, BOSS RCAD asigna automáticamente un identificador de metajob al dibujo. Todos los datos del modelo introducidos en el dibujo se ligan a este identificador. Cuando se define el primer perfil transversal en el modelo, BOSS RCAD situará el identificador junto al perfil transversal. Este identificador puede eliminarse u ocultarse, si fuese necesario. Si solo ha de haber un solo metajob en el dibujo,, no es necesario que el usuario intervenga para definir o administrar el metajob ya que BOSS RCAD lo administrará automáticamente. Sin embargo, cuando coexisten dos do más metajobs dentro del mismo dibujo, el usuario debería conocer los metajobs y asegurarse de cual está activo. Como se dijo anteriormente, la primera vez que se carga un dibujo cuando BOSS RCAD está activo, el programa asignará un metajob al dibujo. Todos los datos del modelo introducidos en el dibujo serán asignados a este metajob. Sin embargo, si es necesario definir otro modelo en el mismo dibujo, entonces se le asignará un nuevo metajob. Para asignar un nuevo metajob al dibujo, se selecciona ADD METAJOB en el menú del Administrador de Metajobs. Esto mostrará en pantalla la caja de diálogo de Add


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Metajob, como se ve en la Figura 3.5.1.1. Eta caja de diálogo permite asignar un solo número positivo al metajob que se va a crear. Este número debe ser un número entero entre 1 y 100. La caja de diálogo de Add Metajob presentara´un solo número de identificador para el nuevo trabajo. El usuario puede elegir entre aceptar este número o cambiarlo.

Figura 3.5.1.1 La caja de diálogo de Add Metajob permite asignar un solo número al metajob que se añade Después de asignar un número único de metajob y elegir OK, BOSS RCAD añadirá un identificador numerado al metajob para el dibujo que se constituye en activo. Cualquier dato nuevo del modelo que se introduzca será asignado a este metajob. Tan pronto como se añade el primer perfil transversal al nuevo metajob, el identificador de éste se mostrará en pantalla cerca del perfil transversal. Si el perfil transversal se da en un mapa topográfico, el identificador del metajob se situará junto al perfil transversal del mapa topográfico. Por el contrario, el identificador del metajob se situará cerca de la cuadrícula del perfil transversal. Si se añaden nuevos perfiles transversales aguas debajo de este perfil transversal, el identificador del metajob se volverá a situar automáticamente cerca del perfil más aguas abajo. Sin embargo, si el identificador del metajob se vuelve a situar manualmente (véase el comando MOVE ID), no se situará automáticamente más veces. 3.5.2 Reasignación de datos de Metajob Puede ser necesario combinar los datos de perfiles transversales de dos o más metajobs en un metajob grande, o tomar los datos de perfiles transversales de un metajob grande y dividirlos en dos o más metajobs más pequeños. Para hacer esto, se selecciona ASSIGN DATA en el menú del Administrador de Metajobs. La caja de diálogo de Assign Metajob Data aparecerá en pantalla, como se muestra en la Figura 3.5.2.1. Esta caja de diálogo permite al usuario reasignar datos de la cuadrícula del perfil transversal desde el metajob en uso a otro metajob distinto.


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Figura 3.5.2.1 La caja de diálogo de Assign Metajob Data permite reasignar datos de perfiles transversales a otro metajob El comando ASSIGN DATA no transferirá ningún perfil transversal en el que ya exista un Identificador ID idéntico de perfil transversal en el metajob de destino. Para volver a asignar estos perfiles transversales, se deben borrar los perfiles transversales coincidentes del metajob de destino o emplear el comando EDIT GRID desde el Menú de Input Cross-Section para dar un nuevo identificador ID en el metajob de destino y en el activo. 3.5.3 Borrado de un Metajob Para borrar un Metajob y los datos correspondientes a un dibujo, se selecciona DELETE METAJOB en el Menú de Administrador de Metajobs. Este comando mostrará en pantalla la caja de diálogo de Delete Metajob, como se ve en la Figura 3.5.3.1. Esta caja de diálogo se usa para seleccionar el metajob adecuado que se quiere borrar.


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Figura 3.5.3.1 La caja de diálogo de Delete metajob se emplea para seleccionar el metajob que se quiere borrar Después de seleccionar un metajob par ser borrado, el programa mostrará en pantalla una caja de diálogo de confirmación e iluminará el metajob seleccionado para asegurarse de que es el metajob que se quiere borra. Precaución Es importante que el identificador del metajob no se borre accidentalmente de un dibujo. Si así fuese, BOSS RCAD será incapaz de será incapaz de relacionar de nuevo las cuadrículas de perfiles transversales y otros datos relacionados que antes estaban unidos al identificador del metajob borrado. 3.5.4 Cambio de nombre del Identificador de n Metajob Algunas veces puede ser necesario asignar un nuevo número de identificador para un metajob existente. Por ejemplo, a mitad de un proyecto las especificaciones del informe pueden cambiar que obligan a renombrar el metajob con un identificador distinto. Para asignar un nuevo número de identificador a un metajob existente, se selecciona EDIT ID en el Menú del Administrador de Metajobs. Esto mostrará la caja de diálogo de Edit Metajob, como se ve en la Figura 3.5.4.1.


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Figura 3.5.4.1 La caja de diálogo de Edit Metajob sirve para asignar un nuevo identificador a uno ya existente Después de introducir un nuevo número único de identificador para el metajob, el software sustituirá el identificador existente por el nuevo identificador. 3.5.5 Ocultación del Identificador del Metajob Muchas veces puede desearse ocultar todos los identificadores de metajob que aparecen en el dibujo, tal como cuando se imprimen los resultados de la salida del modelo. Para ocultar o volver a colocar los identificadores del metajob de un dibujo, se selecciona HIDE IDs en el Menú del Administrador de Metajobs. Usando repetidamente el comando HIDE IDs se cambiará la opción de mostrar (ON) u ocultar (OFF) los identificadores. 3.5.6 Bloqueo del Metajob en uso El usuario puede querer bloquear el metajob en uso de modo que BOSS RCAD no cambiará automáticamente entre metajobs. Esto evita al usuario seleccionar accidentalmente un perfil transversal que no pertenece al metajob seleccionado y en uso y le permite editar solo datos asociados al metajob en uso Para bloquear o desbloquear el metajob en uso, se selecciona LOCK CURRENT en el Menú del Administrador de Metajobs. Usando repetidamente el comando LOCK CURRENT se cambiará la opción de bloquear (ON) desbloquear (OFF) los metajobs en uso. Nótese que el usuario puede añadir un nuevo metajob o seleccionar un metajob diferente y transformarlo en uso empleando los comandos ADD METAJOB y SELECT. Sin embargo, una vez bloqueado el metajob, BOSS RCAD no cambiará automáticamente entre metajobs. Por lo tanto, el usuario no permitirá editar los datos asociados al modelo con un metajob distinto. Por ejemplo, una vez que el usuario haya bloqueado el metajob en uso, no se le permitirá editar las estaciones de las orillas de un perfil transversal que pertenezca a un metajob distinto mientras está activo SmartEdit.


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3.5.7 Mover el Identificador de un Metajob Cuando se añade por primera vez un perfil transversal a un metajob, BOSS RCAD situará el identificador del metajob cerca del perfil transversal. Si se corta el perfil transversal en un mapa topográfico, el identificador del metajob se situará junto al perfil transversal del mapa topográfico. Por el contrario, se situará cerca de la cuadrícula del perfil transversal. Si se añaden perfiles transversales adicionales aguas debajo de este perfil transversal, el identificador del metajob se volverá automáticamente a colocar en el perfil transversal más aguas abajo. Sin embargo, si se desea, el identificador del metajob puede moverse manualmente en el dibujo. Una vez que el identificador del metajob se ha movido manualmente, la posición del identificador del metajob no se actualizará más automáticamente. Para mover el identificador del metajob en uso, se selecciona MOVE ID en el Menú del Administrador de Metajobs. El identificador del metajob en uso se mostrará en el cursor en cruz, permitiendo la colocación del identificador en cualquier lugar del dibujo

Figura 3.5.7.1 El comando MOVE ID permite desplazar el identificador del metajob activo Para volver al identificador del metajob a su posición por defecto, se pulsa simplemente ENTER en el mensaje de colocación de MOVE ID. Entonces, BOSS RCAD actualizará otra vez la posición del identificador del metajob. Recomendación Se recomienda que el identificador del metajob se coloque junto al perfil transversal más aguas abajo, aunque pueda colocarse en cualquier sitio del dibujo. Como la mayoría de los modelos del perfil de la superficie del agua son subcríticos, parece sensato colocarlo junto al perfil transversal más aguas abajo, donde se definen las condiciones de contorno de la superficie del agua (es decir, la cota de la superficie inicial del agua, el caudal, etc.).


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3.5.8 Selección del Metajob en uso BOSS RCAD ayuda al usuario, siempre que es posible, a seleccionar automáticamente el metajob en uso. Por ejemplo, si el usuario selecciona un perfil transversal que ha sido asignado a un metajob distinto que el que está en uso, BOSS RCAD lo advierte y convierte al otro metajob en el metajob en uso. Para seleccionar directamente un metajob y hacerlo activo, se elige SELECT en el Menú del Adminstrador de Matajobs. Este comando mostrará en pantalla la caja de diálogo de Select Metajob, como se ve en la Figura 3.5.8.1, que permite al usuario seleccioar qué metajob hay que activar. El metajob puede seleccionarse en la lista que aparece en pantalla.

Figura 3.5.8.1 La caja de diálogo de Select Metajob permite seleccionar el metajob en uso 3.5.9 Vista de un Metajob y sus Datos Algunas veces, en un dibujo grande y complejo, es difícil determinar en el dibujo la extensión de los datos relacionados con el metajob, o incluso donde un metajob concreto está situado en el dibujo. Al seleccionar VIEW en el menú del Administrador de Metajobs aparecerá en pantalla la caja de diálogo, como se ve en la Figura 3.5.9.1.


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Figura 3.5.9.1 La caja de diálogo de View Metajob permite identificar qué datos están relacionados con el metajob en uso La caja de diálogo de View Metajob permite seleccionar pinchando en la lista del metajob que se desea identificar en el dibujo. Al elegir OK aparecerá en pantalla el perfil transversal más aguas abajo del metajob seleccionado. O, si se ha cortado el perfil transversal en un mapa topográfico, eligiendo TOPO en el menú del Administrador de Metajob dará luar a que BOSS RCAD muestre en pantalla todos los datos del mapa topográfico relacionados con el metajob seleccionado en la ventana actual. 3.6 Introducción de datos BOSS RCAD es sumamente flexible en el sentido de cómo puede crearse el modelo del perfil de la superficie del agua. El usuario crea un modelo a partir de un punto de partida usando una variedad de métodos de entrada, que incluyen la importación de ficheros de datos parciales de HEC-2 o HEC-RAS y fichero de datos de coordenadas XYZ. O, el usuario puede crear un modelo importando en primer lugar un fichero de datos existentes de HEC-2 o HEC-RAS y luego creando el modelo usando BOSS RCAD. 3.6.1 Entrada de datos interactivos BOSS RCAD ha sido proyectado para crear un modelo de perfil de la superficie del agua fácil y flexible proporcionando una variedad de métodos de entrada de datos. Por ejemplo, hay siete métodos distintos para definir la geometría del terreno del perfil transversal. Y Cualquiera de estos métodos puede usarse junto con cualquier otro, permitiendo una flexibilidad total mientras de define la geometría del terreno. Esto se traduce en una mayor productividad para el usuario. La mayor parte de los datos usados para describir el modelo de HEC-2 o HEC-RAS se define usando cajas de diálogo interactiva, un ejemplo del cual se muestra en la Figura


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3.6.1.1. Estas cajas de diálogo permite al usuario comprender totalmente qué requisitos de entrada de datos son necesarios para definir el modelo.

Figura 3.6.6.1 Caja de diálogo interactiva que muestra cómo se introducen los datos para crear un modelo de HEC-2 Los requisitos de entrada de datos de HEC-2, los métodos disponibles para describir estos datos y las cajas de diálogo usadas para introducir estos datos se discuten con detalle en el Capítulo 4. Los requisitos de entrada de datos de HEC-RAS, los métodos y las cajas de diálogo asociadas se exponen en el Capítulo 6. 3.6.2 Edición gráfica usando tenazas (grips) BOSS RCAD permite editar los objetos seleccionados manejando tenazas (grips) que se muestran en pantalla en puntos que definen el objeto. Una mordaza es un pequeño cuadrado que aparece en pantalla en situaciones específicas de un objeto, tales como los vértices que definen una polilínea. Cuando están disponibles las tenazas, aparece una caja de selección en el centro del cursor en cruz, que permite seleccionar inmediatamente y editar un objeto. Por ejemplo, al usar tenazas se puede realizar ajustes de la geometría del terreno gráficamente seleccionando simplemente puntos del terreno y arrastrándolos a su nueva posición. Del mismo modo, los ajustes de mejoras del cauce pueden realizarse simplemente seleccionando la polilínea que describe la mejora del cauce y ajustarla. 3.6.3 Importación de Ficheros de datos existentes de HEC-2 BOSS RCAD almacena su información de HEC-2 en un fichero de dibujo como datos de entrada extendidos. No se usa un fichero externo para almacenar esta información. A medida que el usuario crea el modelo de perfiles transversales y datos relacionados, el programa almacena esta información directamente en un fichero de dibujo. Cuando el usuario genera un fichero de transferencia de datos de HEC-2 (véase el apartado titulado Generación de un Fichero de Transferencia), el programa escribe el fichero de datos de Hec-2 (también llamado card file). Este fichero describe el modelo de Hec-2 definido. El calculador de HEC-2 usa este fichero para realizar el cálculo del perfil de la superficie del agua.


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Sin embargo, algunas veces el usuario necesita usar o modificar un fichero de datos de HEC-2 existente que se creó sin BOSS RCAD. El programa puede importar directamente estos ficheros. Para importar ficheros de datos de HEC-2 preexistentes, se refiere al usuario al apartado de páginas siguientes.

Figura 3.6.3.1 Menú de Matajob Import usado para importar ficheros de datos de HEC-2 Para importar un fichero de datos de HEC-2, se selecciona IMPORT HEC-2 DATA FILE del menú Metajob Import, como se ve en la Figura 3.6.3.1. Si los datos de HEC-2 ya existen en el metajob en uso, el programa mostrará una caja de diálogo de HEC-2 Data Import Metajob, como se muestra en la Figura 3.6.3.2. Esta caja de diálogo permite al usuario importar los datos externos al metajob en uso, asignar un nuevo metajob a los datos que se importan o cancelar la importación solicitada. Si el usuario pide que los datos sean importados en el metajob en uso, el programa permitirá que los datos importados se sobreescriban en cualquier dato coincidente que ya se haya especificado en el metajob. Por ejemplo, si se encuentra un identificador de sección transversal idéntico en el fichero externo como el especificado en el metajob en uso, el programa sustituirá la geometría del perfil transversal existente por la nueva geometría.


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Figura 3.6.3.2 Caja de diálogo de Importación de datos de HEC-2 a un metajob A continuación, BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de selección de Importación de ficheros de datos de HEC-2, como se ve en la Figura 3.6.3.3. Esta caja de diálogo permite al usuario seleccionar el fichero de entrada de HEC-2 que se quiere importar.

Figura 3.6.3.3 Caja de diálogo de selección de Ficheros de Datos de HEC-2 a importar Después de que el usuario elija el fichero de HEC-2, el programa importará los datos del fichero de HEC-2 al dibujo. A medida que el programa importa el fichero, se informa de su estado en la línea de comando. Los errores en la importación de datos y los avisos también se mostrarán, permitiendo al usuario corregir más tarde los datos importados.


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Fichero lógico de importación de datos BOSS RCAD también crea un fichero lógico de los errores al importar datos y de los mensajes de precaución. Este fichero lógico puede verse seleccionando VIEW IMPORT LOG en el menú de Metajob Import. Un ejemplo del fichero lógico de importación de datos se muestra en la Figura 3.6.3.4.

Figura 3.6.3.4 Caja de diálogo que muestra el fichero lógico de importación de datos, listando los errores y advertencias advertidos Al imprimir el fichero lógico de importación de datos, el usuario tendrá una copia de los errores cometidos durante la importación y de los mensajes de advertencia. Luego el usuario puede referirse a esta copia cuando trate de corregir el modelo de HEC-2. El fichero lógico puede imprimirse seleccionando PRINT IMPORT LOG en el menú de Metajob Import. Numeración de perfiles transversales Cuando se importa un fichero de datos subcríticos de HEC-2, deben definirse los números de identificación de los perfiles transversales en el fichero de datos en orden ascendente (véase la variable X1-SECNO) en el apartado titulado Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal del Capítulo 4. Del mismo modo, cuando se importa un fichero de datos supercríticos de HEC-2, deben definirse los números de identificación de los perfiles transversales en el fichero de datos en orden descendente. Si se encuentra un número de identificación de perfil transversal fuera de ese orden, BOSS RCAD informará de ese error. Antes de importar un fichero de datos de HEC-2, es importante configurar el Generación de Cuadrícula de Perfil Transversal el método de generación de cuadrícula de perfil transversal para permitir que BOSS RCAD genera automáticamente un bloque de cuadrículas de perfil transversal si no se puede acoplar a un perfil transversal que se está importando. Esto se hace seleccionando la opción GENERATE NEW GRID en la caja de diálogo de Cross-


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Section Grid Configuration (como se ve en la Figura 3.6.3.5). Este es el método por defecto.

Figura 3.6.3.5 Caja de diálogo de Configuración de cuadrícula de perfil transversal Para más información sobre la generación de cuadrícula de perfil transversal, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal. Enlace con un Mapa Topográfico BOSS RCAD permite unir los perfiles transversales importados y la información asociada a un mapa topográfico, si existiera. Véase el apartado titulado Enlace de Cuadrículas de Perfiles Transversales Existentes del Capítulo 4. Ejemplo de Importación de un fichero de datos de HEC-2 Como ejemplo de importación de un fichero de datos de HEC-2 dentro de BOSS RCAD, véase el ejemplo titulado Importación de Ficheros de datos existentes de HEC-2 del Capítulo 6. 3.6.4 Importación de Ficheros existentes de HEC-RAS BOSS RCAD almacena su información de HEC-RAS en un fichero de dibujo como datos de entidad extendidos. No se emplea un fichero externo paera almacenar esta información. A medida que el usuario crea el modelo de perfiles transversales y datos relacionados, el programa almacena esta información directamente en un fichero de dibujo. Sin embargo, muchas veces el usuario necesita usa y modificar un fichero de datos de HEC-2 existente que se creó sin BOSS RCAD. El programa puede importar directamente estos modelos. De forma distinta a como se hace en HEC-2, que solo usa un fichero que define el modelo de cálculo, HEC-RAS emplea varios ficheros para definir el modelo. Sin


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embargo, solo tiene que seleccionarse el fichero de proyecto de HEC-RAS (PRJ) para importar. RCAD usará el nombre del fichero para determinar el nombre de todos los ficheros relacionados con los demás ficheros de HEC-RAS.

Figura 3.6.4.1 Menú de Importación de Metajob de HEC-RAS usado para importar un modelo existente de HEC-RAS. Para importar un modelo de HEC-RAS, se selecciona IMPORT HEC-RAS DATA FILE en el menú de Importación de Metajob de HEC.RAS, como se ve en la Figura 3.6.4.1. Si ya existen los datos de HEC-RAS en el metajob en uso, el programa mostrará la caja de diálogo de Importación de Metajob de HEC.RA, como se ve en la Figura 3.6.4.2. Esta caja de diálogo permite al usuario elegir la importación de datos externos en el metajob en uso, asignar un nuevo metajob a los datos que se importan y cancelar la importación.

Figura 3.6.4.2 Caja de diálogo de Metajob de Importación de Datos de HEC-RAS


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A continuación, BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de selección de Ficheros de Datos de HEC-RAS, como se ve en la Figura 3.6.4.3. Esta caja de diálogo permite al usuario seleccionar los ficheros de proyecto de HEC-RAS que hay que importar. (Nótese que el fichero principal del modelo de HEC-RAS es el fichero de proyecto, que tiene la extensión PRJ).

Figura 3.6.4.3 Caja de diálogo de selección de Importación de Ficheros de HEC-RAS Después de que el usuario hay elegido un fichero de proyecto de HEC-RAS, el programa importará los datos del modelo de HEC-RAS en el dibujo. A medida que el programa importa el proyecto, informará sobre su estado en la línea de conado. Los errores y alarmas de la importación de datos se mostrarán en pantalla permitiendo al usuario corregir más tarde los datos importados. Fichero de registro de Importación de Datos BOSS RCAD también crea un fichero de registro de los errores de la importación de datos y mensajes de aviso. Este fichero de registro puede verse seleccionando VIEW IMPORT LOG en el menú de Importación de Metajob. Un ejemplo del fichero de registro de importación de datos se muestra en la Figura 3.6.4.4


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Figura 3.6.4.4 Visor del fichero de la caja de diálogo que muestra el fichero de registro de importación de datos, listando los errores y alarmas advertidos. Al imprimir el fichero de registro de importación de datos, el usuario tendrá una copia en papel de los errores de importación y de los mensajes de aviso. Entonces el usuario puede referirse a esta copia de impresión cuando trate de corregir el modelo de HEC-RAS. Este fichero de registro puede imprimirse seleccionando PRINT IMPORT LOG en el menú de Importación de Metajob. Generación de cuadrícula de perfil transversal Antes de importar un fichero de proyecto de HEC-RAS , es importante configurar el método de generación de cuadrícula del perfil transversal para permitir que BOSS RCAD genere automáticamente un nuevo bloque de cuadrícula de perfil transversal si no se ha encontrado una cuadrícula para importar el perfil transversal. Esto se lleva a cabo seleccionando la opción GENERATE NEW GRID en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal (véase Figura 3.6.4.5). Este es el método por defecto.


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Figura 3.6.4.5 Caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal Para más información sobre la generación de la cuadrícula de perfil transversal, véase el apartado titulado Configuración de Cuadrícula de Perfil Transversal de ser Capítulo. Unión con un Mapa Topográfico BOSS RCAD permite unir los perfiles transversales importados y su información aneja a un mapa topográfico, si este existe. Véase el apartado titulado Unión de Cuadrículas de perfiles transversales existentes a un Mapa Topográfico del Capítulo 5. Ejemplo de Importación de Fichero de Datos de HEC-RAS Como muestra de importación de un fichero de proyecto existente de HEC-RAS n BOSS RCAD, véase el ejemplo titulado Importación de Proyectos Existentes de HEC-RAS contenido en el Capítulo 7. 3.6.5 Comprobación de Entrada de datos La comprobación de entrada de datos se realiza mediante un comprobador del modelo que está integrado en BOSS RCAD. La comprobación de datos se realiza tanto durante la entrada de datos reales como durante la preparación del fichero de transferencia de datos. Se descubren bastantes errores de entrada de datos inmediatamente. La comprobación de errores adicionales se lleva a cabo durante el cálculo del programa. Si de detecta un error durante la entrada de datos dentro de la caja de diálogo, el comprobador del modelo describirá el error en la parte inferior de la caja de diálogo, permitiendo por lo tanto corregir los datos equivocados inmediatamente. Adviértase que algunos entradas de la caja de diálogo, solo el mensaje de pantalla es una advertencia o sugestión. El comprobador del modelo permitirá usar el valor, en oposición a los errores, que deben corregirse antes de elegir OK.


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Si se detecta un error durante la preparación de un fichero de transferencia de datos, el comprobador del modelo describirá el error detalladamente y permitirá volver a los datos de entrada del perfil de la superficie del agua para corregir el error. Además, si se detecta un error durante el cálculo de programa, el error se describirá en la salida del cálculo, permitiendo así volver a los datos de entrada para hacer las correcciones. 3.7 Realización de un cálculo Una vez definida el modelo del perfil de la superficie del agua dentro de BOSS RCAD, se está en disposición de realizar un cálculo. Son necesarias dos cosas para realizar el cálculo. En primer lugar, es necesario tener el software que genera uno o más ficheros de transferencia de datos - HEC-2 tiene un fichero; HEC-RAS tiene varios ficheros - (también conocidos como fichero de tarjeta de entrada de HEC-2, fichero de tarjeta o conjunto de datos de entrada de HEC-RAS) antes de realizar el cálculo del perfil de la superficie del agua. Un fichero de transferencia de datos contiene los datos de entrada que se han preparado, y transformados de tal forma que puedan ser leídos por parte del cálculo del programa. El fichero de transferencia de datos son idénticos a los ficheros de datos de entrada usados por los programas Hec-2 o HEC-RAS del U.S. Army. En segundo lugar, después de que el programa haya generado un fichero de transferencia de datos, se puede ejecutar el cálculo de la superficie del agua. El programa de cálculo leerá el fichero de transferencia de datos preparados y después calculará el correspondiente perfil de la superficie del agua. Los siguientes apartados discuten los dos temas con detalle. 3.7.1 Generación de un fichero de transferencia de datos Para generar un fichero de transferencia de datos al metajob en uso, se selecciona GENERATE DATA en el menú de Cálculo, como se ve en la Figura 3.7.1.1.

Figura 3.7.1.1 Menú de cálculo usado para seleccionar GENERATE DATA y crear el fichero de transferencia de datos


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A medida que el programa genera el fichero de transferencia de datos desde el modelo de entrada, se informará sobre el estado en la línea de comando. Los errores del modelo y las alarmas se mostrarán en pantalla, permitiendo corregir posteriormente los datos de entrada. Errores y alarmas Si se informa sobre un error durante la creación del fichero de transferencia de datos, será necesario corregir el modelo del perfil de la superficie del agua antes de permitir la realización del cálculo. Si aparece una alarma, se puede continuar y realizar el cálculo. El programa informa sobre una alarma cuando detecte que puede haber alguna dificultad para realizar un cálculo del perfil de la superficie del agua con el modelo que se haya definido. Se sugiere que antes de ejecutar el cálculo, se corrija el modelo de modo que no aparezcan alarmas durante la generación del fichero de transferencia de datos. Fichero de registro de transferencia de datos BOSS RCAD también crea un fichero de registro de errores y alarmas de la transferencia de datos. Este fichero de registro puede verse seleccionando VIEW DFT LOG en el menú de Cálculo. Un ejemplo del fichero de registro de transferencia de datos para el cálculo de HEC-2 se muestra en la Figura 3.7.1.2.

Figura 3.7.1.2 Visor del fichero de caja de diálogo que muestra el fichero de registro de transferencia de datos para el cálculo de HEC-2, junto con una lista de errores y alarmas detectados. Imprimiendo el fichero de registro de transferencia de datos, el usuario puede disponer de un copia en papel de los mensajes de errores y alarmas de la transferencia de datos. El usuario puede usar también esta salida por impresora para corregir los datos de entrada. El fichero de registro puede imprimirse también seleccionando PRINT DFT LOG en el menú del Fichero de Registro de Cálculo.


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Falta de datos de entrada Mientras se genera el fichero de transferencia de datos, si BOSS RCAD determina que se ha olvidado definir algún dato de entrada necesario, mostrará una caja de diálogo de Alerta (como se ve en la Figura 3.7.1.3) que describe la omisión e identifica que el comando de menú de BOSS RCAD debería usarse para insertar los datos de entrada omitidos.

Figura 3.7.1.3 Una caja de diálogo de alarma que muestra la omisión de entrada de datos. Acceso al fichero de transferencia de datos En ocasiones es necesario acceder al fichero(s) de transferencia de datos que genera BOSS RCAD. Por ejemplo, las agencias reguladoras requieren a menudo un fichero de registro de entrada de HEC-2 o ficheros de conjuntos de datos de entrada de HEC-RAS, cuando se somete a revisión un estudio de limitaciones del cauce de avenidas. El fichero de transferencia de datos generado por BOSS RCAD puede copiarse a un disquete para enviarse junto con el estudio realizado. Para ver el fichero de transferencia de datos de HEC-2, se selecciona VIEW HEC-2 DATA en el menú de Cálculo de HEC-2. Si se determinó en BOSS RCAD que había una omisión de datos de entrada, el software insertará una descripción al final del fichero de transferencia de datos que describe qué datos faltan y el comando de menú necesario para insertar el dato que falta. Para imprimir el fichero de transferencia de datos generado, se selecciona ORINT HEC-2 DATA en el menú de Cálculo de HEC-2. Ficheros de Transferencia de datos de HEC-RAS A diferencia de HEC-2, que solo emplea un fichero para definir su modelo de cálculo, HEC-RAS emplea varios ficheros para definir un modelo. Y al contrario que en HEC-2, cuyo formato de fichero de datos puede comprobarse a mano por el usuario, el formato de fichero de HEC-RAS no puede leerse. Los siguientes ficheros (y sus correspondientes extensiones de fichero se usan en el programa HEC-RAS del Army Corps):ç


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PRJ Fichero de Proyecto de HEC-RAS PLN Fichero de Planta GEO Fichero de Geometría FLW Fichero de Flujo OUT Fichero de salida DAT Fichero de Datos de Cálculo Vista e Impresión de Datos de Entrada de HEC-RAS Para comprobar los datos de entrada de HEC-RAS, es necesario que el usuario genere un informe que contenga los datos de entrada del modelo, Este procedimiento se describe en el apartado titulado Generación de Resultados de Cálculo de HEC-RAS. Una vez que se haya generado el informe, puede verse e imprimirse. Exportación de Fichero de datos para HEC-RAS de Army Corps Adviértase que RCAS solo crea el fichero de datos de cálculo DAT cuando el fichero de transferencia de datos se genera. El programa HEC-RAS de Army Corps, sin embargo, no utiliza este fichero para definir los datos de entrada para el modelo, Aunque el programa HEC-RAS de Army Corps genera este fichero de datos DAT cuando realiza el cálculo del perfil de la superficie del agua, emplea otros ficheros de datos (por ejemplo, PRJ, PLN, GEO y FLW) para definir y almacenar la entrada del modelo. Por lo tanto, para exportar los ficheros de datos que han de usarse con el programa HEC-RAS de Army Corps. Se selecciona EXPORT HEC-RAS PROJECT en el menú de Metajob de HEC-RAS. RCAD creará después estos ficheros de datos que pueden usarse después con el programa HEC-RAS de Army Corps. Sugerencia Para tener el software que genera los ficheros de transferencia de datos y luego ejecutar el cálculo de l perfil de la superficie del agua, se selecciona DO BOTH en el menú de Cálculo. Sin embargo, si se usa el comando y se advierte un error durante la creación de los ficheros de transferencia de datos, el programa no realizará el cálculo. Precauciones cuando se cambia entre Metajobs El usuario no debería cambiar entre metajobs después de generar los ficheros de transferencia de datos y antes de ejecutar el cálculo. El cambio entre metajobs invalidará los ficheros de transferencia de datos generados, ya que los ficheros no corresponderán al metajob últimamente seleccionado. Después de ejecutar el cálculo,. Los resultados se unen inmediatamente a los perfiles transversales del metajob en uso y el usuario está libre para cambiar de metajob. Antes de generar los ficheros de transferencia de datos y de ejecutar el cálculo, se recomienda al usuario que bloquee el programa para el metajob corriente. Para más información sobre el bloqueo del metajob en uso, véase el apartado titulado Bloqueo del Metajob en uso.


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3.7.2 Ejecución del Cálculo Una vez que el programa haya generado satisfactoriamente los ficheros de transferencia de datos para el metajob en uso, se puede ejecutar el cálculo del perfil de la superficie del agua. Para realizar el cálculo, se selecciona PERFORM ANALYSIS en el menú de Cálculo, como se ve en la Figura 3.7.2.1.

Figura 3.7.2.1 El menú de cálculo se usa para seleccionar ANALYZE para ejecutar el cálculo del perfil de la superficie del agua. Después de terminado el cálculo, el programa informará sobre el número total de alarmas generadas durante el cálculo y si el cálculo terminó sin errores. Se pueden ver los resultados del cálculo. Si el cálculo terminó con un error o si las alarmas son graves, deben hacerse las correcciones precisas de los datos de entrada. Interrupción del cálculo Par interrumpir la ejecución de un cálculo, se pulsa ESC. Entonces el software parará la ejecución del cálculo actual. 3.8 Vista de los Resultados del Cálculo Después de que BOSS RCAD haya terminado el cálculo del metajob en uso, pueden versen los resultados de la salida del cálculo. 3.8.1 Vista de los Resultados del Cálculo de HEC-2 Para ver los resultados de HEC-2, se selecciona VIEW ANALYSIS RESULTS en el Menú de Salida de HEC-2, como se ve en la Figura 3.8.1.1.


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Figura 3.8.1.1 Menú de salida de HEC-2 usado para seleccionar VIEW ANALYSIS RESULTS para ver el cálculo. Visor de Fichero en Modo Texto BOSS RCAD mostrará inicialmente por defecto los resultados del cálculo en el visor de ficheros en modo texto, como se ve en la Figura 3,8.1.2. Como se dirá más adelante en este apartado, BOSS RCAD puede configurarse para mostrar en pantalla los resultados del cálculo en un visor de fichero de caja de diálogo( como se ve en la Figura 3.8.1.4) o en un visor de fichero especificado por el usuario.

Figura 3.8.1.2 Visor del fichero de modo texto. El visor de ficheros en modo texto permite moverse a lo largo de la salida usando las teclas del cursor. Para ir a la derecha, se usa la tecla →, para ir hacia abajo, la tecla ↓ . Se usan las teclas PgDn y PgUp para moverse rápidamente a lo largo de la salida.


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Para llegar al final de la salida, se pulsa la tecla FIN y para volver al principio de la ssalida, se pulsa la tecla INICIO. Se puede ir a una línea específica de la salida pilsando la tecla G (para Goto). Para realizar una busca sensible, se pulsa la tecla F (por Find). Para realizar un búsqueda sensible, se pulsa S (por Scan). Para repetir la búsqueda, se pulsa N (por Next). Para salir de la búsqueda, se pulsa ESC. Cuando se acaba de ver los resultados del cálculo, se pulsa ESC. Errores y Alarmas Si termina el cálculo de HEC-2 debido a un error, se rastrea la salida para determinar donde se produjo el error. El programa incluye mensajes de error en su salida para ayudar en la determinación de dónde está el error dentro del cálculo. Luego puede ser necesario hacer los cambios necesarios en el modelo de entrada, regenerar el fichero de transferencia de datos y volver a realizar el cálculo. Para encontrar rápidamente el error y los mensajes de alarma en la salida del programa, se usa el visor de ficheros y se busca el error y la alarma. (ERROR y WARNING). Configuración del visor de ficheros Con se dijo anteriormente, BOSS RCAD puede configurarse para usar el visor de ficheros en modo texto, el visor de ficheros de la caja de diálogo, o el visor de ficheros especificado por el usuario. La caja de diálogo de Configuración de la Salida, como se muestra en la Figura 3.8.1.3, se usa para seleccionar qué visor de ficheros quiere usarse. Se accede la la caja de diálogo de Configuración de la Salida seleccionando CONFIGURE OUTPUT OPTIONS en el Menú de Salida o seleccionando OUTPUT OPTIONS en el Menú De Configuración de Ficheros.

Figura 3.8.1.3 Caja de diálogo de Configuración de salida usada para seleccionar que visor de fichero quiere usarse.


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Si la copia de Windows está configurada para usar el controlador de pantalla Standard VGA (640 x 480 pixels de resolución), la zona de pantalla no será lo bastante grande para mostrar los resultados del cálculo en el visor de ficheros de la caja de diálogo, debe usarse el visor de ficheros de modo texto (o el visor de ficheros especificado por el usuario). Visor de Fichero de la Caja de Diálogo El visor de ficheros de la caja de diálogo se muestra en la Figura 3.8.1.4. Este visor de ficheros permite ver, buscar e imprimir los resultados del cálculo de HEC-2.

Figura 3.8.1.4 Visor del fichero de caja de diálogo La barra de desplazamiento en el lado derecho de la ventana del visor puede usarse para desplazarse a lo largo de los resultados del cálculo. Además de la barra de desplazamiento, las teclas ↑ , ↓ , PgUp , PgDn, Inicio y Fin pueden usarse si se activa la ventana del visor haciendo clic en su interior. Una lista de los comandos del visor de la caja de diálogo se exponen a continuación, junto con una breve descripción de cada comando. BÚSQUEDA DE TEXTO Para buscar una línea de texto en los resultados del cálculo, se teclea en la línea y se pulsa ENTER. Las repetidas pulsaciones de ENTER mostrarán las siguientes apariciones del texto buscado hasta que no se encuentran más resultados. BÚSQUEDA El botón SEARCH funciona del mismo modo que el pulsado de ENTER mientras se procede a la búsqueda de un texto. Las repetidas pulsaciones de este comando mostrarán las siguientes apariciones del texto buscado hasta que no se encuentran más resultados.


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IGNORAR EL CASO Si se activa esta caja de comprobación (en ON, no se realizará una búsqueda sensible específica. Por ejemplo, si se busca "Warning" se encontrará "WARNING" y "warning". Sin embargo, si esta caja de comprobación está desactivada (en OFF), solo se encontrará cuando coincida exactamente. BÚSQUEDA HACIA ATRÁS Si la caja de comprobación está en ON, el visor de ficheros buscará hacia atrás desde si actual posición en los resultados del cálculo. Si la caja de comprobación está en OFF, entonces la búsqueda se hará hacia delante. Si esta caja de comprobación está en ON y la banda de búsqueda no puede encontrar los resultados, esta caja de comprobación se volverá a su posición por defecto de OFF. IMPRESIÓN Este botón llama a la caja de diálogo de Impresión de Fichero que permite imprimir todo o parte del los resultados del cálculo que se están visualizando. La caja de diálogo de Impresión de Ficheros está documentada en el apartado titulado Impresión de los Resultados del Cálculo. Cuando se termina de ver los resultados del cálculo, se pulsa OK. Vista de otros ficheros Muchas veces es útil ver un fichero ASCII distinto de los resultados del cálculo. Seleccionando VIEW REXT FILE en el menú de Herramientas se puede ver cualquier fichero. RCAD lanzará un mensaje para ver el nombre del fichero de texto. RCAD mostrará después el fichero de texto en la ventana de visualización. Para ver el fichero de transferencia de datos generado (es decir, el fichero de registro de entrada de HEC-2) se selecciona VIEW HEC-2 DATA en el menú de Cálculo de HEC-2. Si existe el fichero de transferencia de datos, RCAD lo mostrará en pantalla. 3.8.2 Generación de Resultados del cálculo de HEC-RAS HEC-RAS, a diferencia de HEC-2, no produce un fichero de salida de cálculo que pueda ver el usuario. Después de realizar el cálculo con HEC-RAS para el metajob en uso, el usuario puede generar un informe de la salida del cálculo. Aunque no es automático como en HEC-2, una ventaja de este procedimiento consiste en que el usuario puede generar también un informe de los datos de entrada, antes de realizar el cálculo, permitiendo realizar una comprobación de la entrada del modelo. La caja de diálogo de Define HEC-RAS Report del programa, como se ve en la Figura 3.8.2.1, permite al usuario definir que ha de incluirse en el informe de HEC-RAS. Esta caja de diálogo proporciona al usuario un control total sobre qué datos de entrada y resultados de la salida del cálculo deben incluirse en el informe. Esta caja de diálogo se encuentra seleccionando DEFINE REPORT en el menú de Generación de Informe de Salida de HEC-RAS.


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Figura 3.8.2.1 Caja de diálogo que define el informe de HEC-RAS Adviértase que al seleccionar OK en la caja de diálogo de Define HEC-RAS Report no se genera este informe. Esto se hace usando el comando separado discutido más adelante en este apartado. Una lista de las entradas de datos de la Figura 3.8.2.1 figura a continuación, con una breve descripción de cada tema. NOMBRE DEL FICHERO DEL INFORME Esta entrada de datos permite al usuario especificar el nombre del fichero que debe usarse cuando se genera el informe de HEC-RAS. Si se deje en blanco, el nombre del fichero será el mismo que el nombre del fichero del dibujo, con la extensión RPT. Haciendo clic el BROWSE (Buscador) permite al usuario desplazarse por el disco duro del ordenador para usar el nombre del fichero existente. ENTRADA DE DATOS Esta caja de comprobación permite al usuario especificar si los datos de entrada de HEC-RAS deben incluirse en el informe. Al desactivar esta caja de comprobación da lugar a que no se incluya ningún dato de entrada de HEC-RAS en el informe generado. Seleccionando OPTIONS se mostrará en pantalla la caja de diálogo de Input Data Options, que permite especificar exactamente qué datos de entrada deben incluirse en el informe de HEC-RAS. SALIDA DE DATOS Esta caja de comprobación permite al usuario especificar si los resultados del cálculo de HEC-RAS han de incluirse en el informe. Al desactivar esta caja de comprobación se da lugar a que ninguno de los resultados del cálculo de HEC-RAS sea incluido en el informe general. Esta caja de comprobación debe desactivarse cuando el usuario esté interesado en comprobar únicamente los datos de entrada del modelo de HEC-RAS. Al seleccionar OPTIONS aparecerá


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la caja de diálogo de Output Data Options, que permite especificar exactamente qué datos de salida se van a incluir en el informe de HEC-RAS. CARÁCTER DE BORDE Esta entrada de datos permite al usuario especificar un solo carácter que se usará para los bordes del informe de HEC-RAS. Por defecto, se usa el carácter "*". PERFILES ANALIZADOS Esta lista de perfiles permite al usuario seleccionar que perfiles analizados van a incluirse en los resultados de la salida del cálculo del informe. El botón Tag puede usarse para seleccionar perfiles individuales que se han de incluir en el informe. El botón UnTag se usa para quitar perfiles de la selección. El botón TagAll selecciona todos los perfiles y el botón UnTagAll quita la selección de todos los perfiles. Si no se selecciona ninguno de los perfiles listados, BOSS RCAD incluirá todos los perfiles en el informe. Generación del Fichero de Informe Al seleccionar GENERATE REPORT en el menú de Generador de Informe de salida de HEC-RAS, se generará el informe definido de HEC-RAS. Este informe se escribe como un fichero ASCII, que puede después importarse en cualquier procasaoor de texto para reformatearlo, si se desease. Si no se ha especificado ningún nombre de fichero. el nombre del fichero será el mismo que el nombre de fichero del dibujo, con la extensión RPT. 3.8.3 Vista de los resultados del cálculo de HEC-RAS Una vez generado el fichero de salida del cálculo usando el Generador de Informe de HEC-RAS, puede verse este fichero. Para ver los resultados de HEC-RAS, se selecciona VIEW ANALYSIS RESULTS en el menú de Generador de Informe de salida de HEC-RAS. Para una descripción completa de las capacidades de RCAD para visión del fichero, véase el apartado titulado Visión de los Resultados del Ca´lculo de HEC-2. 3.9 Impresión de los Resultados del Cálculo Una vez que se está conforme con los resultados de la salida del cálculo para el metajob en uso, puede ser preciso imprimir los resultados. Para hacerlo, se selecciona PRINT ANALYSIS RESULTS en el menú de Salida de HEC-" o en el menú de Generador de Informe de Salida de HEC-RAS. Con esta opción se accederá a la caja de diálogo de Impresión de Fichero, como se muestra en la Figura 3.9.1.


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Figura 3.9.1 Caja de diálogo de impresión de ficheros Selección de la impresión Si se desea, se puede imprimir solo las páginas específicas de los resultados del cálculo. Usando la caja de diálogo del Impresión de Fichero, se puede especificar una página inicial y una final de la salida del cálculo para ser impresas. El software imprimirá selectivamente solo aquellas páginas que se hayan especificado. El programa por defecto imprimirá todas las páginas de los resultados del cálculo. Para limitar el rango, se teclea el número de la primera página que se quiere imprimir en la entrada de datos de STARTING PAGE (Página Inicial) y el número de la última página que se desea imprimir en la entrada de datos EBDING PAGR ( Página Final). Para imprimir sólo una página, se teclea el mismo número de la página en ambas entradas. Vista de la Salida Para ayudar a seleccionar las páginas de salida a imprimir, se elige VIEW. El software mostrará los resultados del cálculo en la caja de diálogo del visor de ficheros. Para más información sobre el visor de ficheros, véase el apartado titulado Vista de los Resultados del Cálculo. Configuración de la Impresora Para configurar BOSS RCAD para su impresora, se elige CONFIG en la caja de diálogo de Print File. Entonces el software mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Salida, como se ve en la Figura 3.9.2. Puede accederse también a la caja de diálogo de Configuración de la Salida seleccionando OUTPUT OPTIONS en el menú de File Configure.


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Figura 3.9.2 Caja de diálogo de Configuración de la salida para configurar la impresora Una lista de las entrada de la Figura 3.9.2 en relación con la configuración de la impresora figura a continuación: LÍNEAS POR PÁGINA Especifica el número máximo de líneas que deben colocarse en cada página de la salida del cálculo. Esta entrada permite colocar entre 50 y 150 líneas en cada página de salida. Al dejar esta entrada en blanco, se da lugar a que el programa coloque por defecto 58 líneas por página, permitiendo por lo tanto que la salida de fije en una hoja de papel de impresión láser de 8,5' por 11,5' (en que las líneas de salida por impresora son de 6 líneas por pulgada. Nótese que si se especifica un valor para esta entrada de configuración, es necesario configurar la impresora del usuario para permitir que cada página de salida coincida con la hoja de papel. Esta entrada de configuración especifica simplemente el número máximo de líneas permitidas en la salida del cálculo antes de que se genere la interrupción de página. Para configurar la impresora del usuario, se usa la entrada de configuración INITIALIZATION CODES. CÓDIGOS DE INICIALIZACIÓN Y RESTABLECIMIENTO Especifica los códigos apropiados de control de configuración de la impresora que deben enviarse a la misma. Los códigos de inicialización se envían a la impresora antes de comenzar la impresión. Los códigos de restablecimiento se envían a la impresora después de que se termine la impresión. Véanse las Tablas 3.9.1 y 3.9.2 que contienen los códigos más corrientes de control de impresora. Los códigos de control pueden especificarse como una combinación de códigos de texto y de caracteres decimales en ASCII. Esto quiere decir que con objeto de enviar


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un texto numérico en los códigos de inicialización y restablecimiento, debe especificarse los dígitos ASCII si el número está entre 0 y 255; por ejemplo, * 49 50* para el número "12". Por el contrario, el carácter ASCII 12 (avance de página) enviará a la impresora. Los valores ASCII de los dígitos 0 a 9 se listan en la Tabla 3.9.4. Tabla 3.9.1 Códigos de Control de impresoras IBM, EPSON & Impresoras Matriciales

Código de Control Descripción 15 Impresión comprimida ACTIVADA 18 Impresión comprimida DESACTIVADA

27 E Impresión realzada ACTIVADA 27 F Impresión realzada DESACTIVADA 27 52 Impresión en Itálica ACTIVADA 27 53 Impresión en Itálica DESACTIVADA 27 G Impresión inclinada ACTIVADA 27 H Impresión inclinada DESACTIVADA 27 M Caracteres selectos ACTIVADOS 27 P Caracteres selectos DESACTIVADOS 27 50 Espaciado de líneas a 6 por pulgada 27 48 Espaciado de líneas a 8 por pulgada

27 108 12 Margen izquierdo en columna 12 27 108 24 Margen izquierdo en columna 24

Los códigos de control de impresora pueden agruparse. Por ejemplo, para establecer impresión comprimida con margen izquierdo en columna 18: 15 27 108 18.

Tabla 3.9.2 Códigos de control de impresora HP Laser JET & compatibles Códigos de Control Descripción

27 38 108 48 [79] (111) Orientación vertical (por defecto) 27 38 108 49 [79] (111) Orientación apaisada 27 38 108 54 [68] (100) Espaciado de líneas a 6 por pulgada 27 38 108 56 [68] (100) Espaciado de líneas a 8 por pulgada

27 38 108 49 50 [68] (100) Espaciado de líneas a 12 por pulgada 27 38 108 49 54 [68] (100) Espaciado de líneas a 16 por pulgada

27 38 107 50 [83] (115) Letra comprimida (16 cpi) 27 38 107 52 [83] (115) Letra comprimida (12 cpi) 27 38 107 48 [83] (115) Letra descomprimida (10 cpi)

27 38 97 ## ## [76] (108) Margen Izquierdo (véase nota inferior) 27 38 108 ## ## [68] (101) Margen superior(véase nota inferior)

27 69 Restablecimiento de valores por defecto

Los valores entre paréntesis deben usarse en lugar de los valores entre corchetes si el comando de impresora está seguido por otros comandos. Ni los corchetes ni los paréntesis deben introducirse en la línea de códigos de control. Para fijar los márgenes Izquierdo y Superior, se sustituye "##" por dígitos en ASCII de la columna o fila necesarias. Por ejemplo:

Tabla 3.9.3 Ejemplos de codificación de control de Márgenes de Impresora

Ejemplo Código de control Margen izquierdo en columna 10 ("49 48") y margen superior en fila 6 ("54")

27 38 97 49 48 108 27 38 108 54 69

Margen izquierdo en columna 8 (256") 27 38 97 56 76 Margen superior en fila 12 ("49 50") 27 38 108 49 50 69 Espacio de línea de 8 lpi y 160 cpi de fuente comprimida 27 38 108 56 100 27 38 107 50 83


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Tabla 3.9.4 Valores ASCII de dígitos de 0 a 9

Dígito Valor ASCII Dígito Valor ASCII 0 48 5 53 1 49 6 54 2 50 7 55 3 51 8 56 4 52 9 57

Impresión de otros ficheros Muchas veces es útil imprimir u n fichero de texto en ASCII distinto del de los resultados del cálculo. Seleccionando PRINT TEXT FILE en el menú de Herramientas se puede imprimir cualquier fichero. RCAD mostrará un mensaje para el nombre del fichero de texto a imprimir. RCAD entonces presentará una caja de diálogo, que permite especificar las páginas inicial y final del fichero que se quiere imprimir. Para imprimir el fichero de transferencia de datos generado (es decir, el fichero de registro de HEC-2), se selecciona PRINT HEC-2 DATA en el menú de Cálculo de HEC-2. Si existe el fichero de transferencia de datos, RCAD lo imprimirá. 3.10 Muestra en pantalla de los Resultados Gráficos Después de ejecutar el cálculo del perfil de la superficie del agua para el metajob en uso, se pueden mostrar en pantalla los resultados gráficos de las cuadrículas de perfiles transversales, las cuadrículas del perfil longitudinal, y el mapa topográfico. Los siguientes apartados describen con detalle cómo mostrar en pantalla lso resultados gráficos. 3.10.1 Muestra en pantalla de los resultados de los Perfiles Transversales Para mostrar en pantalla los resultados gráficos de las cuadrículas de perfiles transversales del metajob actual, se selecciona CROSS-SECTION RESULTS en el menú Output. Esto mostrará en pantalla la caja de diálogo de Resultados Gráficos de Perfiles Transversales, como se ve en la Figura 3.10.1.1.


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Figura 3.10.1.1 Caja de diálogo de resultados gráficos de perfiles transversales La caja de diálogo de Resultados Gráficos de Perfiles Transversales permite al usuario especificar exactamente qué resultados aparecerán en pantalla en las cuadrículas de perfiles transversales. Si las cajas de comprobación están en ON (activadas),aparecerán en pantalla los siguientes resultados en las cuadrículas de perfil transversal para el metajob en uso: • Caudal de flujo • Superficie del agua conocida • Superficie del agua calculada • Superficie crítica del agua • Línea de energía Estos resultados se añaden a las cuadrículas de perfil transversal perfil a perfil. Si se quiere mostrar más de un resultado de perfil, el usuario debe señalar más de un perfil en la caja de la lista de perfiles. Además, cada uno de estos resultados gráficos de los perfiles transversales tiene us correspondiente botón, que permite al usuario especificar el color, el tipo de línea y el texto de leyenda para los resultados.. Adviértase que estas opciones solo se aplican al perfil realzado actualmente en la caja de la lista. Las diferentes opciones de muestra en pantalla pueden fijarse para cada perfil. Eliminación de los resultados gráficos Eligiendo ERASE se accede a eliminar los resultados gráficos de las cuadrículas de perfiles transversales del metajob en uso. 3.10.2 Muestra en pantalla de los resultados del perfil longitudinal Para mostrar en pantalla los resultados gráficos de las cuadrículas del perfil longitudinal del metajob en uso, se selecciona WATER SURFACE PROFILE en el


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menú de Salida. Esto hará que aparezca en pantalla una caja de diálogo de Resultados Gráficos, como la que se muestra en la Figura 3.10.2.1.

Figura 3.10.2.1 Caja de diálogo de resultados gráficos del perfil longitudinal Nótese que las cuadrículas del perfil longitudinal deben especificarse antes de mostrar en pantalla los resultados gráficos. Las cuadrículas de perfil longitudinal pueden añadirse al dibujo antes o después del cálculo. Para información sobre cómo especificar las cuadrículas del perfil longitudinal, véase el apartado titulado Cuadrículas del perfil longitudinal en los Capítulos 4 y 5. La caja de diálogo de los Resultados Gráficos del Perfil Longitudinal permite especificar exactamente qué resultados se sesean mostrar en pantalla sobre las cuadrícula de perfil longitudinal. Si las cajas de comprobación están en ON (activadas), se mostrarán en pantalla los siguientes resultados sobre las cuadrículas del perfil longitudinal para el metajob en uso: • Superficie del agua calculada • Superficie crítica del agua • Línea de pendiente de energía • Solera de mejora del cauce Estos resultados se añaden a las cuadrículas del perfil longitudinal perfil a perfil. Si hay más de un resultado de perfil longitudinal a mostrar en pantalla, el usuario debe seleccionar más de un perfil longitudinal en la caja de la lista de perfiles longitudinales. Además, cada uno de estos resultados de cuadrícula del perfil longitudinal tiene su correspondiente botón de OPTIONS, lo que permite al usuario especificar el color, el tipo de línea, el texto de la leyenda y el símbolo del punto de datos para los resultados. Adviértase que estas opciones solo se aplican al del perfil longitudinal actualmente seleccionado en la caja de la lista. Las diferentes opciones de muestra en pantalla pueden fijarse para cada del perfil longitudinal.


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Eliminación de los resultados gráficos Eligiendo ERASE se accede a eliminar los resultados gráficos de las cuadrículas de perfiles transversales del metajob en uso. 3.10.3 Muestra en pantalla de los resultados topográficos Para mostrar el perfil longitudinal de la superficie del agua sobre un mapa topográfico en el metajob en uso, se selecciona TOPO MAP WATER SURFACE en el menú de Salida. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Resultados Gráficos del mapa topográfico, como se ve en la Figura 3.10.3.1.

Figura 3.10.3.1 Caja de diálogo de Resultados Gráficos del Mapa Topográfico La Caja de diálogo de Resultados Gráficos del Mapa Topográfico permite al usuario mostrar en pantalla el perfil longitudinal de la superficie del agua sobre el mapa topográfico perfil a perfil. Si hay más de un resultado de perfil longitudinal a mostrar en pantalla, el usuario debe seleccionar más de un perfil longitudinal en la caja de la lista de perfiles longitudinales. Si no hay perfiles longitudinales seleccionados en la lista cuando se elige OK, los datos se dibujarán para el perfil longitudinal actualmente en uso. Pueden generarse los siguientes resultados en el mapa topográfico para el perfil longitudinal seleccionado en la caja de la lista. Nótese que estos resultados se fijan individualmente para cada perfil longitudinal, de modo que situándolos en ON en un solo perfil longitudinal no cambia a ON en cualquier otro perfil longitudinal. Seleccionando otro perfil longitudinal en la lista de la caja se muestra en pantalla las especificaciones actuales para ese único perfil longitudinal. SUPERFICIE DEL AGUA CALCULADA La superficie del agua calculada puede dibujarse sobre el mapa topográfico si esta opción se cambia a ON. La superficie del agua calculada se dibujará usando segmentos de líneas rectas entre perfiles transversales (es decir, el borde al agua no


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se interpola entre perfiles transversales. Eligiendo OPTIONS aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Resultados del Cálculo de la Superficie del Agua, que presenta distintas opciones de muestra en pantalla. SUPERFICIE DEL AGUA AVANZADA Un borde interpolado del agua se dibujará sobre el mapa topográfico si esta opción está en ON. (Esta opción sólo está disponible si se ha instalado el Módulo de Creación de Mapa de Planas de Inundación). El software interpolará el borde del agua entre perfiles transversales. Se logra esto construyendo un modelo digital del terreno (DTM) de la topografía del terreno y la cota de la superficie del agua calculada, y cortando después estas dos superficies entre sí para determinar un borde preciso del agua. Eligiendo OPTIONS aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Opciones Avanzadas de la superficie del agua, que presenta varias opciones de muestra en pantalla. LEYENDA Aparecerá una leyenda sobre el mapa topográfico si esta opción está en ON, que identifica el significado de cada color y tipo de línea. La posición de la leyenda en el mapa topográfico se determina por entradas de coordenadas X e Y. Eligiendo PICK el usuario puede pinchar la posición de la leyenda directamente desde el mapa topográfico. Para especificar una altura de texto para la leyenda, se introduce un valor en la entrada de datos de ALTURA DE TEXTO ( TEXT HEIGHT). Si esta entrada se deja en blanco, el software usará la altura de texto especificada en la caja de diálogo de Configuración del Mapa Topográfico. Incluso si esta opción está en ON, las leyendas individuales pueden desactivarse (posición OFF) limpiando la entrada del texto de leyenda en cada caja de diálogo de Opciones de Datos. Eliminación de los resultados gráficos Eligiendo ERASE se accede a eliminar del mapa topográfico todos los gráficos de perfil longitudinal del metajob en uso. 3.10.4 Resultados de la Superficie del Agua Calculada Un borde de línea recta puede dibujarse sobre el mapa topográfico seleccionando que se muestre en pantalla la Superficie del Agua Calculada. La superficie del agua calculada puede mostrarse en pantalla de una de varias formas usando las especificaciones dispuestas en la caja de diálogo de las Opciones de Superficie del Agua Calculada, como se ve en la Figura 3.10.4.1. Esta caja de diálogo aparece eligiendo el botón OPTIONS en el Método de Superficie del Agua Calculada en la caja de diálogo de Resultados Gráficos del Mapa Topográfico.


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Figura 3.10.4.1 Caja de diálogo de Opciones de la Superficie del Agua Calculada Se dispone de las siguientes opciones para dibujar un borde de línea recta del agua sobre un mapa topográfico: MALLA EN 3D Se dibuja una malla de varias caras en 3D usando el tamaño de segmento y color especificados. MALLA OCULTA La malla en 3D ocultará las líneas eliminadas usando el comando HIDE de RCAD. Se usan el tamaño de segmento y el color especificados. MALLA SOMBREADA La malla en 3D se sombreará usando el comando SHADE de RCAD. Se usan el tamaño de segmento y el color especificados. POLILÍNEA EN 3D Se dibuja una polilínea en 3D alrededor de los bordes de la superficie del agua entre perfiles transversales con el color especificado. POLILINEA EN 2D Se dibuja una polilínea en 2D alrededor de los bordes de la superficie del agua entre perfiles transversales con el color especificado. OPCIONES Este botón sirve apara acceder a la caja de diálogo de Opciones para establecer la superficie del agua calculada, que permite especificar el color, la leyenda y el tipo de


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línea para la superficie del agua calculada. Adviértase que estas opciones se aplican solamente al perfil longitudinal en uso. TAMAÑO DEL SEGMENTO Esta entrada de datos especifica la distancia en el mapa topográfico entre segmentos de la malla de varias caras en 3D generado al usar las opciones antes descritas. Cuanto menor sea el tamaño, más detallada será la malla (y más tardará en generarse). Si esta entrada de datos se deja en blanco, o si es mayor que la distancia en el mapa topográfico de un perfil transversal al siguiente, sólo se generará un segmento de malla entra cada perfil transversal. 3.10.5 Resultados Avanzados de la Superficie del Agua Un borde del agua interpolado entre perfiles transversales puede dibujarse directamente sobre el mapa topográfico seleccionando Advanced Water Surface (Superficie del Agua Avanzada). Sin embargo, este método solo está incluido en el Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación que se describe en el siguiente apartado. Para una descripción completa de esta opción, véase el apartado titulado Método avanzado de la Superficie del Agua, que se expone más adelante. 3.11 Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación El Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación emplea un modelador digital del terreno para interpolar el borde del agua entre perfiles transversales. Esto permite al usuario ver – con el detalle preciso – qué zonas del mapa topográfico se inundan. También pueden mostrarse en pantalla las zonas de inundación poco profundas, usando un valor de calado especificado por el usuario. Esto permite al usuario identificar rápidamente posibles zonas de flujo inefectivo y zonas de límite de avenidas. Puede realizarse automáticamente el relleno de color y el rayado de las zonas inundadas.. Para realizar la creación de mapas de planas de inundación, debe adquirirse también el Módulo de Interfaz de HEC-2 o HEC-RAS. Para lograr una mejor visualización de los resultados del modelo del perfil de la superficie del agua, el Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación puede generar curvas de nivel de calado de flujo con cualquier profundidad o cota de intervalo deseado. El Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación también ofrece varios métodos automáticos de cortar y mezclar datos de perfiles transversales, mejorando así la ya potente capacidad de corte de perfiles transversales de BOSS RCAD. Esto da al usuario una flexibilidad ilimitada - permitiendo introducir cualquier tipo de datos del terreno en el programa. 3.11.1 Uso del Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación Para utilizar el Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación, se selecciona FLOODPLAIN MAPPING en el Menú de Módulo. La Figura 3.11.1.1 muestra el Menú de Plana de Inundación.


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Figura 3.11.1.1 Menú de Plana de Inundación Se selecciona DEFINE FLOODPLAIN DATA en el menú de Floodplain (Plana de Inundación) para acceder a la caja de diálogo de Superficie del Agua en el Mapa Topográfico, como se ve en la Figura 3.11.1.2. Esta caja de diálogo presenta al usuario una variedad de distintas opciones para definir el perfil longitudinal de la superficie del agua, así como mostrar en pantalla y visualizar estos perfiles longitudinales sobre el mapa topográfico.

Figura 3.11.1.2 Caja de diálogo de Superficie del agua en un mapa topográfico La caja de diálogo del de Superficie del Agua en el Mapa Topográfico tiene dos secciones. La sección DISPLAY permite al usuario especificar exactamente qué resultados tiene que mostrarse en pantalla sobre el mapa topográfico. La sección


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WATER SURFACE DATA permite al usuario definir, importar y modificar los datos de la superficie del agua del perfil transversal que han de dibujarse. Los siguientes resultados del mapa topográfico pueden generarse usando selecciones dentro de esta caja de diálogo en la sección DISPLAY: SUPERFICIE DEL AGUA SIMPLE Un borde simple del agua se dibujará en el mapa topográfico si esta opción está en ON. El borde simple del agua se dibujará usando una línea recta entre perfiles transversales (es decir, el borde del agua no se interpola entre perfiles transversales). Eligiendo OPTIONS aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Opciones de La Superficie del Agua (véase Figura 3.11.2. 1 más adelante), que presenta varias opciones de visualización. SUPERFICIE DEL AGUA AVANZADA Un borde interpolado del agua se dibujará en el mapa topográfico si esta opción está en ON. El software interpolará el borde del agua entre perfiles transversales. Se hace esto construyendo un modelo digital del terreno (DTM) de la topografía del terreno y las cotas de la superficie del agua calculada, y después se cortan estas dos superficies entre sí para determinar un borde exacto del agua. Eligiendo OPTIONS aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Opciones de Superficie del Agua (véase Figura 3.11.3.1 más adelante), que presenta distintas opciones de visualización. LEYENDA Aparecerá una leyenda en el mapa topográfico si esta opción está en ON, que identifica el significado de cada color y tipo de línea. La posición de la leyenda en el mapa topográfico se determina por las coordenadas X e Y. Eligiendo PICK el usuario puede pinchar la posición de la leyenda directamente en el mapa topográfico. Para especificar una altura de texto, se introduce un valor en la entrada de datos de TEXT HEIGHT. Si esta entrada se deja en blanco, el software usará la altura de texto especificada en la caja de diálogo de Configuración del Mapa Topográfico. Incluso si esta opción está en ON, las leyendas individuales pueden cambiarse a OFF limpiando la entrada del texto de LEGEND (LEYENDA) en la caja de diálogo de Opciones de Datos en cada entidad que se dibuja. La sección de WATER SURFACE DATA permite al usuario importar y modificar los datos de la superficie del agua en un perfil transversal. Estos datos incluyen el Identificador ID del perfil transversal, la cota de la superficie del agua, el borde izquierdo de la estación del agua y el borde derecho de la estación del agua. Siempre que la caja de diálogo de Superficie del Agua en el Mapa Topográfico se muestra en pantalla, los identificadores ID de los perfiles transversales para el metajob en uso se muestran en la caja de la lista. El usuario dispone de tres métodos para especificar los datos del perfil longitudinal de la superficie del agua para estos perfiles transversales. Estos incluyen la importación de un fichero, la introducción manual de los valores y el pinchado de puntos en el dibujo. Importación de Datos Eligiendo IMPORT en la caja de diálogo de Superficie del Agua en el Mapa Topográfico, pueden importarse los datos transversales del perfil longitudinal de la


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superficie del agua a partir de un fichero de texto. Una caja de diálogo de selección estándar de ficheros aparecerá en pantalla, permitiendo al usuario seleccionar el fichero a importar. Nótese que el fichero a importar debe ser un fichero de texto y debe tener uno de los siguientes formatos.

Formato #1

Descripción (ID del perfil transversal) (cota de la superficie del agua)

Ejemplo 100 1241,7 O 100, 1241,7

Formato #2

Descripción (ID del perfil transversal) (Borde izquierdo del agua)(borde derecho del agua)

Ejemplo 100 1067,99 1160,12 o 100, 1067,99 1160,12

Formato #3

Descripción (ID del perfil transversal) (cota de la superficie del agua) (LEW) (REW)

Ejemplo 100 1241,7 1067,99 1160,12 o 100, 1241,7, 1067,99 1160,12

Adviértase que BOSS RCAD puede detectar automáticamente el formato usado para definir los datos transversales del perfil longitudinal de la superficie del agua, así como las reglas siguientes: • Cada línea del fichero solo contiene datos para un solo perfil transversal (es decir,

los perfiles longitudinales de la superficie del agua en un solo perfil transversal no están contemplados).

• Los campos de datos dentro de cada línea están separados por espacios y/o por una simple coma.

Entrada manual de Datos Los datos transversales del perfil longitudinal de la superficie del agua pueden introducirse manualmente tecleando en los campos de edición de la caja de diálogo. Para definir datos en un perfil transversal, el usuario debe, en primer lugar, seleccionar el Identificador ID del perfil transversal en la lista para definir los datos y después teclear los valores en los campos de edición. Una vez definidos los datos para el perfil transversal, el usuario debe seleccionar Update (Actualizar) para almacenar los datos. Pinchar en el Dibujo Cada campo de edición de datos tiene un botón PICK cerca de él. Eligiendo PICK (PINCHAR) se puede pinchar los datos transversales del perfil longitudinal de la superficie del agua directamente en el dibujo. Nótese que el usuario solo pincha el valor de la cota en el perfil transversal o longitudinal. Los bordes derecho e izquierdo de los valores de las estaciones del agua pueden pincharse en el mapa topográfico o en la cuadrícula del perfil transversal. Una vez definidos los datos para este perfil transversal, el usuario debe seleccionar Update (Actualizar) para almacenar los datos. Si el usuario no está satisfecho con los valores de los datos del perfil transversal en uso, puede cambiar el valor en cualquier momento tecleando directamente en los campos de edición o eligiendo PICK. Al seleccionar CLEAR el usuario puede borra los


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datos del perfil transversal seleccionado y al seleccionar CLEAR ALL se borrarán los datos de todos los perfiles transversales. 3.11.2 Método simple de Superficie del Agua Con el Módulo de Creación de Mapa de Plana de Inundación, puede dibujarse una línea recta de borde del agua entre perfiles transversales sobre un mapa topográfico seleccionando el método simple de superficie del agua. La superficie del agua puede mostrarse en pantalla de varias formas usando las especificaciones dispuestas en la caja de diálogo de Opciones de Superficie del Agua simple, como se ve en la Figura 3.11.2.1. Esta caja de diálogo aparece eligiendo el botón OPTIONS junto al método simple de superficie del agua desde la caja de diálogo de Superficie del Agua en un Mapa Topográfico.

Figura 3.11.2.1 Caja de diálogo de Opciones de Superficie del Agua simple Se dispone de las siguientes opciones para dibujar un borde de línea recta del agua en un mapa topográfico: MALLA EN 3D Se dibuja una malla de varias caras en 3D usando el tamaño de segmento y color especificados. MALLA OCULTA La malla en 3D ocultará las líneas eliminadas usando el comando HIDE de RCAD. Se usan el tamaño de segmento y el color especificados. MALLA SOMBREADA La malla en 3D se sombreará usando el comando SHADE de RCAD. Se usan el tamaño de segmento y el color especificados. POLILÍNEA EN 3D


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Se dibuja una polilínea en 3D alrededor de los bordes de la superficie del agua entre perfiles transversales con el color especificado. POLILINEA EN 2D Se dibuja una polilínea en 2D alrededor de los bordes de la superficie del agua entre perfiles transversales con el color especificado. OPCIONES Este botón sirve apara acceder a la caja de diálogo de Opciones para establecer la superficie del agua calculada, que permite especificar el color, la leyenda y el tipo de línea para la superficie del agua calculada. Adviértase que estas opciones se aplican solamente al perfil longitudinal en uso. TAMAÑO DEL SEGMENTO Esta entrada de datos especifica la distancia en el mapa topográfico entre segmentos de la malla de varias caras en 3D generado al usar las opciones antes descritas. Cuanto menor sea el tamaño, más detallada será la malla (y más tardará en generarse). Si esta entrada de datos se deja en blanco, o si es mayor que la distancia en el mapa topográfico de un perfil transversal al siguiente, sólo se generará un segmento de malla entra cada perfil transversal. 3.11.3 Método Avanzado de la Superficie del Agua Con el Módulo de Creación de Mapas de Planas de inundación , puede dibujarse directamente un borde del agua interpolado entre perfiles transversales sobre el mapa topográfico seleccionando Advanced Water Surface (Superficie del Agua Avanzada). La caja de diálogo de Opciones de la superficie del agua avanzada, como se ve en la Figura 3.11.3.1, se muestra en pantalla seleccionando el botón OPTIONS junto al método avanzadode superficie del agua desde la caja de diálogo de Superficie del Agua en un Mapa Topográfico.


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Figura 3.11.3.1 Caja de diálogo de Superficie del Agua avanzada Con objeto de realizar la intersección de la superficie del agua, el usuario de definir qué capas contienen la información sobre la geometría del terreno. Esto se lleva a cabo desde el Menú de Configuración de Ficheros seleccionando CONTOUR LAYERS o eligiendo CONFIGURE LAYERS en la caja de diálogo de Opciones de Superficie del Agua avanzada. (véase el apartado titulado Configuración de Capa de Curvas de Nivel más adelante para más información). Si la información de la geometría del terreno no se ha definido, BOSS RCAD no podrá generar el borde interpolado de los resultados del agua. Los siguientes resultados pueden generarse usando las selecciones en la caja de diálogo de Opciones de Superficie del Agua avanzada. Limitación de Curvas de nivel dentro de los resultados del Modelo Poniendo en ON esta opción, el software restringirá (o limitará) el borde interpolado del agua a los bordes izquierdo y derecho calculados (o definidos) de los valores de la estación del agua. Por lo tanto, las depresiones fuera del cauce principal del río no serán rellenadas por el programa cuando se dibuje la trayectoria de la avenida. Cuando está opción está en ON, el Módulo de Creación de Mapa de Planas de Inundación limitará la zona en que los resultados de la plana de inundación se mostrarán en pantalla creando un polígono de límites. Este polígono de límites se genera conectando todos los bordes izquierdos y derechos de las estaciones del agua mediante una polilínea, y luego cerrando estas dos polilíneas con otra que emplea una línea recta. Las zonas inundadas que se extienden más allá de este polígono de límites serán eliminadas, y aparecerá truncada con un borde escalonado. Este borde escalonado corresponderá al tamaño del escalón especificado. Nótese que esta opción puede dar lugar a problemas cuando se genera el borde interpolado del agua en recodos abruptos del río. En estos casos, serán necesarios perfiles transversales adicionales o poner en OFF esta opción.


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Borde del agua Un borde interpolado del agua será generado si se selecciona uno de los siguientes métodos: ABIERTO Por defecto, el borde interpolado del agua se muestra en pantalla usando polilíneas sin relleno. Este es el método más rápido. RELLENO TEMPORAL Si se selecciona este botón, el borde interpolado de las polilíneas del agua se rellenará con el color de la polilínea. Este relleno es temporal, y puede borrarse la siguiente vez que se vuelva a dibujar el puerto de vista. Sin embargo, las polilíneas pueden rellenarse en cualquier momento posterior eligiendo FILL WATER SURFACE en el menú de Planas de Inundación o en el Menú de Opciones. RAYADO Si se selecciona este botón, la superficie del agua interpolada se rellenará con una rayado, que no se borrará cuando se actualice la ventana de vista. Dependiendo de la opción de rayado seleccionada, la generación del rayado puede llevar mucho tiempo y espacio de dibujo. Si se desactiva esta opción, presionando ESC se cancelará la generación del rayado. Especificación y Opciones de Borde del Agua Las siguientes especificaciones y opciones están disponibles cuando se dibuja el borde interpolado del agua: TAMAÑO DEL PASO Especifica el detalle, en unidades de dibujo, con que todos los resultados de intersección de la superficie del agua serán generados. Por ejemplo, para calcular el borde del agua cada pie (o metro) , se fija esta entrada en 1. Los tamaños de paso pequeños (1 o inferiores) generarán unas curvas de nivel muy complejas, que pueden llevar excesiva cantidad de tiempo y espacio cuando se generan. En la mayoría de os mapas topográficos, un tamaño de paso de 10 o 20 unidades de dibujo ofrecerá un detalle suficiente para calcular el tiempo o espacio de almacenamiento. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Borde del Agua, permitiendo especificar el color, la leyenda y el tipo de línea para el borde del agua. OPCIONES DE RAYADO Al elegir este botón se accede a la caja de diálogo de Opciones de Rayado, que permite la selección del esquema de rayado, la escala y el ángulo.


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Inundación de poco calado Las zonas de inundación de poco calado pueden dibujarse en el mapa topográfico si esta opción está en ON. Están disponibles los siguientes métodos: ABIERTO Por defecto, las zonas de inundación de poco calado se muestran en el mapa topográfico si esta opción está en ON. Este es el método más rápido. RELLENO TEMPORAL Si se selecciona este botón, las polilíneas de la zona de inundación con poco calado se rellenará con el color de la polilínea. Este relleno es temporal, y puede borrarse la siguiente vez que se vuelva a dibujar el puerto de vista. Sin embargo, las polilíneas pueden rellenarse en cualquier momento posterior eligiendo FILL WATER SURFACE en el menú de Planas de Inundación o en el Menú de Opciones. RAYADO Si se selecciona este botón, la superficie de la inundación con poco calado se rellenará con una rayado, que no se borrará cuando se actualice la ventana de vista. Dependiendo de la opción de rayado seleccionada, la generación del rayado puede llevar mucho tiempo y espacio de dibujo. Si se desactiva esta opción, presionando ESC se cancelará la generación del rayado. Especificaciones y Opciones de Inundación con poco calado Las siguientes especificaciones y opciones están disponibles cuando se dibujan lasa zonas de inundación con poco calado: CALADO Especifica el calado con el que se mostrará la zona inundada con poco calado. Por ejemplo, un valor de 1 mostrará todas las zonas de superficie de agua en las que el calado es inferior o igual a 1. Un valor negativo de calado mostrará las zonas fuera de la superficie del agua que serán inundadas cuando se eleve la cota de la superficie del agua en esta cantidad. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Inundación con poco calado, permitiendo especificar el color, la leyenda y las opciones de tipo de línea para la zona inundada de poco calado con el calado especificado. OPCIONES DE RAYADO Al elegir este botón se accede a la caja de diálogo de Opciones de Rayado, que permite la selección del esquema de rayado, la escala y el ángulo.


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Curvas de nivel del calado La curvas de nivel del calado del flujo aparecerán en pantalla en la superficie del agua del mapa topográfico si esta opción está en ON. Se dispone de las siguientes especificaciones y opciones: INTERVALO Esta entrada especifica el intervalo con que se generarán las curvas de nivel del calado del flujo. Por ejemplo, un valor de 1 generará curvas de nivel cada pie (o metro). OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Curvas de Nivel de Calado, que permite especificar el color, la leyenda y el tipo de línea para las curvas de nivel del calado. Curvas de nivel de cotas Las curvas de nivel de las cotas de la superficie del agua se mostrarán en pantalla sobre el mapa topográfico si esta opción está en ON. pantalla en la superficie del agua del mapa topográfico si esta opción está en ON. Se dispone de las siguientes especificaciones y opciones: INTERVALO Esta entrada especifica el intervalo con que se generarán las curvas de nivel de cotas. Por ejemplo, un valor de 1 generará curvas de nivel cada pie (o metro). OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Curvas de Nivel de Cotas, que permite especificar el color, la leyenda y el tipo de línea para las curvas de nivel de cotas. 3.11.4 Especificación de Opciones de Rayado Al seleccionar HATH OPTIONS en la caja de diálogo de Opciones de Superficie de Agua avanzada, se mostrará en pantalla la caja de diálogo, como se ve en la Figura 3.11.4.1.


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Figura 3.11.4.1 Caja de diálogo de Opciones de Rayado Pueden especificarse tres opciones de rayado en esta caja de diálogo: ESQUEMA Se introduce el nombre del esquema de rayado predefinido en este campo, o se elige el botón PATTERN para seleccionarlo en el menú de esquema. Si se deja en blanco este campo, se supone que el esquema de rayado será, por defecto, el ANS131. ESCALA Se introduce la escala del esquema de rayado. Si esta escala es demasiado pequeña, puede emplearse demasiado tiempo para generar el rayado, y el esquema puede aparecer tupido con escalas de visualización normales. Si la escala es demasiado grande, el esquema puede que no se genere con bastante detalle. ÁNGULO Se introduce el ángulo del esquema de rayado en grados. Cuando se genera, el esquema de rayado se girará con el ángulo especificado. Este valor puede ser negativo. 3.11.5 Elección del Esquema de Rayado Seleccionando PATTERN en la caja de diálogo de Opciones de Rayado aparecerá en pantalla la caja de diálogo, que se muestra en la Figura 3.11.5.1.


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Figura 3.11.5.1 Caja de diálogo de Elección de Esquema de Rayado Deben usarse los botones PREVIOUS y NEXT para ver todos los esquemas de rayado disponibles. Para seleccionar uno, se hace clic sobre él y se elige OK o se hace doble clic en el esquema de rayado deseado. 3.11.6 Relleno de los resultados de la intersección de la Superficie del Agua El Módulo de Creación de Mapa de Planas de Inundación permite que los bordes interpolados del agua y los resultados de la inundación poco profundos se rellenen seleccionando FILL WATER SURFACE en el Menú de Planas de Inundación o en el Menú de Salida. Si no está visible el mapa topográfico en ninguna ventana, o no se han generado los bordes interpolados del agua para el perfil longitudinal seleccionado, no es posible rellenar los resultados. 3.11.7 Rastreo de los calados y cotas de la superficie del agua Con el Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación, pueden rastrearse los caldos y las cotas de la superficie del agua seleccionando TRACK SURFACE en el menú de Planas de Inundación o en el menú de Salida. Este comando del menú mostrará en pantalla la caja de diálogo de Select Surface, como se ve en la Figura 3.11.7.1, en la que e usuario puede seleccionar la superficie específica en 3D por la que rastrear. Después de elegida la superficie en 3D, moviendo el cursor sobre la zona del mapa topográfico aparecerá en pantalla el calado seleccionado o la cota en la línea de estado.


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Figura 3.11.7.1 Caja de diálogo de selección de superficie Solo están disponibles las superficies a rastrear después de que se hayan generado sus correspondientes resultados y mostrados en pantalla sobre un mapa topográfico. Las superficies disponibles son las siguientes: • La cota de la superficie del terreno natural, leída en los datos de las cpas

configuradas del mapa topográfico. • La cota de la superficie del agua para el metajob n y perfil longitudinal m. • El calado del agua para el metajob n y perfil longitudinal m. Los calados negativos

indican zonas fuera del borde del agua, encima de la superficie del agua calculada (llamada comúnmente resguardo).

3.12 Configuración del Programa La mayoría de las configuraciones específicas (generales) sin dibujo de BOSS RCAD están almacenadas en un fichero de configuración llamado RCAD.CFG, contenido en el directorio del programa BOSS RCAD. Si se borra este fichero u si se recibe una nueva versión de BOSS RCAD, el programa volverá a sus valores por defecto. Las configuraciones específicas de dibujo se almacenan en una capa oculta y helada dentro del dibujo. Esta capa solo se usa para almacenar los datos de configuración para BOSS RCAD. Siempre que se carga BOSS RCAD, los datos de configuración se está capa se borran. Las especificaciones de configuración del programa están disponibles en las elecciones de menú presentadas en el menú de Configuración de Ficheros, como se ve en la Figura 3.12.1. Los siguientes apartados describen las especificaciones de configuración del programa.


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Figura 3.12.1 Menú de Configuración 3.12.1 Configuración de AutoPan Al seleccionar AUTOPAN en el menú de Configuración de Ficheros aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Configuración de AutoPan. Esta caja de diálogo y AutoPan se describieron en el apartado titulado AutoPan. 3.12.2 Configuración de Capa de Curvas de Nivel Cuando se introduce la geometría del terreno de los perfiles transversales usando métodos de creación de Mapas en 2D o 3D, BOSS RCAD buscará cualquier curva de nivel en el mapa topográfico que corte la línea de perfil transversal introducida. Cualquier punto, línea, polilínea o policaras en 3D intersectadas se examinarán con vistas a las cotas de las posibles curvas de nivel, pero solo en las capas que se hayan configurado como capas de curvas de nivel válidas. Si se encuentra una entidad en una capa cuyo estado no se haya definido previamente, el usuario será avisado para que configure el estado de la capa.


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Figura 3.12.2.1 Caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de nivel Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel, se selecciona CONTOUR LAYERS en el menú de Configurar Ficheros. La caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas, como se ve en la Figura 3.12.2.1, lista todas las capas definidas para el dibujo en uso (excepto las capas usadas por BOSS RCAD), así como cada estado de curvas de nivel de la capa, que puede ser de uno de los tres tipos siguientes: VERIFICACIÓN Esta capa no está aún configurada. Si se encuentra una

posible información de la geometría del terreno en esta capa, el usuario será aviado para que configure el estado de esta capa.

USO La capa contiene información sobre la geometría del terreno.

cualquier punto, línea, polilínea o policaras encontradas en esta capa se leerán para las cotas de las curvas de nivel cuando se introduce la geometría del terreno desde un mapa topográfico.

IGNORAR La capa no contiene ninguna información sobre la geometría

del terreno. Cualquier entidad encontrada en esta capa se ignorará cuando se introduce la geometría del terreno desde un mapa topográfico.

Borde del agua interpolado El módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación usará las capas identificadas como USE para calcular el borde interpolado del agua. Cualquier punto, línea, polilínea y policaras encontradas en estas capas se usarán para construir un modelo del terreno 3D para calcular la intersección de la superficie del agua. 3.12.3 Configuración de la Fuente Al seleccionar GRID FONT en el Menú de Configuración de Ficheros aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Selección de Fichero de Fuentes, como se ve en la


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Figura 3.12.3.1. Esta caja de diálogo permite al usuario el fichero de fuentes que se usarán para los textos insertados por BOSS RCAD.

Figura 3.12.3.1 Cada de diálogo para selección de fichero de fuentes que permite seleccionar el fichero de fuentes para ser usado en todos los textos de cuadrícula Generalmente, las fuentes estándar tipo AutoCAD pueden encontrarse en el directorio FONTS. Si el usuario selecciona una nueva fuente para usar, todos los textos previamente insertados en el dibujo por BOSS RCAD cambiarán a esta nueva fuente, dando lugar a que se regenere el dibujo. 3.12.4 Configuración de la Salida Al seleccionar OUTPUT OPTIONS en el Menú de Configuración de Ficheros aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Salida. Esta caja de diálogo se describe con detalle en los apartados titulados Vista de los Resultados del Cálculo e Impresión de los Resultados del Cálculo, 3.12.5 Configuración de a Cuadrícula del Perfil Longitudinal La caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Longitudinal, como se ve en la Figura 3.12.5.1, puede llamarse al seleccionar CONFIGURE en el Menú de Gráficos de Entrada del Perfil Longitudinal o seleccionando PROFILE GRIDS en el Menú de Configuración de Ficheros.


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Figura 3.12.5.1 Caja de diálogo de Configuración de Cuadrícula de Perfil longitudinal La caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Longitudinal se usa para especificar cómo ha de construirse un nuevo perfil longitudinal. Una descripción de las entradas de datos de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Longitudinal en la Figura 3.12.5.1 es la siguiente: Ejes de la Cuadrícula Las entradas siguientes se usan para especificar cómo tiene que dimensionarse los ejes de las estaciones del perfil longitudinal y de las cotas y la escala cuando se crea un nuevo perfil longitudinal, o cómo se vuelve a dimensionar una cuadrícula de perfil longitudinal. Al cambiar cualquiera de estos valores se da lugar a que se regeneren todas las cuadrículas del perfil longitudinal del dibujo. ESCALA DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada de datos se usa para definir cuantos pies por pulgada (o metros por metro) han de representarse por el eje horizontal de la cuadrícula del perfil longitudinal escalado. INTERVALO DE MARCAS DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada de datos se usa para definir el intervalo (en pies o metros) en que las marcas y las líneas de la cuadrícula de dibujarán en sentido perpendicular para el eje horizontal de la cuadrícula del perfil longitudinal. Por ejemplo, un intervalo de marcas de 200 significa que una marca y una línea de cuadrícula se dibujarán cada 200 pies (o metros) a lo largo del eje de estaciones del río. El programa etiquetará automáticamente el número máximo de marcas de estaciones como sea posible, pero las etiquetas cuyo texto aparezca en la parte superior de una etiqueta próxima se eliminará.


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REDONDEO DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada de datos se usa para determinar en qué estación comienzan y terminan los valores de la estación en un nuevo perfil longitudinal creado. Por ejemplo, si este valor de redondeo fuera 100, se generaría una cuadrícula con una estación inicial especificada de 140 y una estación de longitud del eje de 200 se generaría desde la estación 100 hasta la estación 400 para incluir la longitud desde las estaciones 140 a 340. ESCALA DEL EJE DE COTAS Esta entrada de datos se usa para definir cuantos pies por pulgada (o metros por metro) han de representarse por el eje vertical de la cuadrícula del perfil longitudinal escalado. INTERVALO DE MARCAS DEL EJE DE COTAS Esta entrada de datos se usa para definir el intervalo (en pies o metros) en que las marcas y las líneas de cuadrícula se dibujarán en sentido perpendicular al eje vertical de la cuadrícula del perfil longitudinal. Por ejemplo, un intervalo de marcas de 10 significa que una marca y una línea de cuadrícula se dibujarán cada 10 pies (o metros) a lo largo del eje de cotas. REDONDEO DEL EJE DE COTAS Esta entrada de datos se usa para determinar en qué valores de cotas comenzará y terminará en un nuevo perfil longitudinal. Esquema de formación Estas entradas definen la posición y el esquema de formación usados para mostrar las cuadrícula de perfiles transversales. Las cuadrículas de perfiles transversales se sitúan en una formación uniformemente espaciadas. Dependiendo del tamaño de la cuadrícula de perfil más grande y del número total de cuadrículas de perfil, esta formación ocupa una gran cantidad de espacio de dibujo. Por lo tanto, se recomienda que se sitúe el orden de las cuadrículas de perfiles en una zona dentro del dibujo que no se use normalmente. Si se ve que el esquema de formación de cuadrículas de perfil necesita ajustarse o colocarse en otro lugar, simplemente se vuelve a especificar l esquema de formación y su situación. BOSS RCAD regenerará la formación de la cuadrícula del perfil. POSICIÓN DEL PUNTO X POSICIÓN DEL PUNTO Y Estas entradas especifican las coordenadas X e Y de la esquina izquierda inferior de la formación de la cuadrícula del perfil. Si se coloca la formación de la cuadrícula del perfil demasiado cerca de la formación de la cuadrícula del perfil transversal, o del mapa topográfico, algunas de estas formaciones quedará oculta por otra. Se elige PICK para seleccionar la disposición de la formación en la pantalla del dibujo de RCAD. SEPARACIÓN X


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SEPARACIÓN Y Estas entradas especifican en la formación de la cuadrícula, el número de unidades de dibujo entre cada fila y columna para las situaciones de inserción del bloque de cuadrículas del perfil. Si las cuadrículas del perfil se separan muy poco, las cuadrículas próximas pueden quedar tapadas. COLUMNAS Esta entrada especifica el número de columnas que han de usarse en la formación de cuadrículas generadas. Cuando una fila de la formación contiene muchas cuadrículas de perfil, se comenzará una nueva fila. Opciones de Cambio de Tamaño Esta entrada con botón se usa para especificar como tiene que cambiarse el tamaño una cuadrícula del perfil cuando se usan los comandos del menú de Gráfico de Perfil de Entrada RESIZE GRID y RESIZE ALL. Por defecto, ambos ejes se cambian de tamaño. Selección de los valores de redondeo BOSS RCAD usa inserciones de bloques para representar las cuadrículas de perfil. Cuando dos o más cuadrículas de perfil se refieren al mismo bloque de dibujo, se conserva la memoria del dibujo. BOSS RCAD comprueba automáticamente las definiciones del bloque de cuadrículas de perfil cada vez que es necesario añadir una cuadrícula de perfil para ver si puede usarse un bloque existente. Si no se encuentra, BOSS RCAD se referirá al bloque existente con una inserción del bloque, en lugar de generar una nueva definición de un nuevo bloque. Al especificar los valores de un redondeo mayor de estaciones y cotas, se permite BOSS RCAD más libertad para encontrar un bloque de cuadrícula de perfil longitudinal existente que satisfaga los requisitos de una nueva cuadrícula de perfil longitudinal. Por lo tanto, los valores de redondeo mayores permiten que la definición de la misma cuadrícula de perfil longitudinal sea usada para muchas geometrías del terreno distintas con valores de coordenadas mínima y máxima similares, usando así la memoria del dibujo. Por el contrario, al especificar unas valores de redondeo de estaciones y cotas menores, lo más probable será que BOSS RCAD tenga que crear un nuevo bloque de cuadrícula de perfil longitudinal para satisfacer los valores mínimo y máximo de las coordenadas de la geometría del terreno. Esto dará lugar a que se emplee más memoria de dibujo. 3.12.6 Configuración de la Cuadrícula de Perfiles Transversales La caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfiles Transversales, como se ve en la Figura 3.12.6.1, puede llamarse seleccionando CONFIGURE en el Menú de Entrada de Perfiles Transversales o SECTION GRIDS en el Menú de Configuración de Ficheros.


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Figura 3.12.6.1 Caja de diálogo de Configuración de Cuadrícula de Perfiles Transversales La Caja de diálogo de Configuración de Cuadrícula de Perfiles Transversales se usa para especificar cómo debe construirse una nueva cuadrícula de perfil transversal. Una descripción de las entradas de datos de Configuración de Cuadrícula de Perfiles Transversales sigue a continuación. Ejes de la Cuadrícula Las entradas siguientes se usan para especificar cómo tiene que dimensionarse los ejes de las estaciones del perfil longitudinal y de las cotas y la escala cuando se crea un nuevo perfil transversal, o cómo se vuelve a dimensionar una cuadrícula de perfil transversal. Al cambiar cualquiera de estos valores se da lugar a que se regeneren todas las cuadrículas del perfil transversal del dibujo. ESCALA DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada de datos se usa para definir cuantos pies por pulgada (o metros por metro) han de representarse por el eje horizontal de la cuadrícula del perfil ltransversal escalado. INTERVALO DE MARCAS DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada de datos se usa para definir el intervalo (en pies o metros) en que las marcas y las líneas de la cuadrícula de dibujarán en sentido perpendicular para el eje horizontal de la cuadrícula del perfil transversal. Por ejemplo, un intervalo de marcas de 50 significa que una marca y una línea de cuadrícula se dibujarán cada 50 pies (o metros) a lo largo del eje de estaciones del río. El programa etiquetará automáticamente el número máximo de marcas de estaciones como sea posible, pero las etiquetas cuyo texto aparezca en la parte superior de una etiqueta próxima se eliminará.


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REDONDEO DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada de datos se usa para determinar en qué estación comienzan y terminan los valores de la estación en un nuevo perfil transversal creado. Por ejemplo, si este valor de redondeo fuera 100, se generaría una cuadrícula con una estación inicial especificada de 140 y una estación de longitud del eje de 200 se generaría desde la estación 100 hasta la estación 400 para incluir la longitud desde las estaciones 140 a 340. ESCALA DEL EJE DE COTAS Esta entrada de datos se usa para definir cuantos pies por pulgada (o metros por metro) han de representarse por el eje vertical de la cuadrícula del perfil transversal escalado. INTERVALO DE MARCAS DEL EJE DE COTAS Esta entrada de datos se usa para definir el intervalo (en pies o metros) en que las marcas y las líneas de cuadrícula se dibujarán en sentido perpendicular al eje vertical de la cuadrícula del perfil transversal. Por ejemplo, un intervalo de marcas de 10 significa que una marca y una línea de cuadrícula se dibujarán cada 10 pies (o metros) a lo largo del eje de cotas. REDONDEO DEL EJE DE COTAS Esta entrada de usa cuando se elige generar una nueva cuadrícula como método de generación de cuadrícula. Esta entrada de datos se usa para determinar en qué valores de cotas comenzará y terminará en un nuevo perfil transversal. Esquema de formación Estas entradas definen la posición y el esquema de formación usados para mostrar las cuadrícula de perfiles transversales. Las cuadrículas de perfiles transversales se sitúan en una formación uniformemente espaciadas. Dependiendo del tamaño de la cuadrícula de perfil más grande y del número total de cuadrículas de perfil, esta formación ocupa una gran cantidad de espacio de dibujo. Por lo tanto, se recomienda que se sitúe el orden de las cuadrículas de perfiles en una zona dentro del dibujo que no se use normalmente. Si se ve que el esquema de formación de cuadrículas de perfil necesita ajustarse o colocarse en otro lugar, simplemente se vuelve a especificar l esquema de formación y su situación. BOSS RCAD regenerará la formación de la cuadrícula del perfil. POSICIÓN DEL PUNTO X POSICIÓN DEL PUNTO Y Estas entradas especifican las coordenadas X e Y de la esquina izquierda inferior de la formación de la cuadrícula del perfil transversal. Si se coloca la formación de la cuadrícula del perfil transversal demasiado cerca de la formación de la cuadrícula del perfil transversal, o del mapa topográfico, algunas de estas formaciones quedará oculta por otra. Se elige PICK para seleccionar la disposición de la formación en la pantalla del dibujo de RCAD.


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SEPARACIÓN X SEPARACIÓN Y Estas entradas especifican en la formación de la cuadrícula, el número de unidades de dibujo entre cada fila y columna para las situaciones de inserción del bloque de cuadrículas del perfil transversal. Si las cuadrículas del perfil transversal se separan muy poco, las cuadrículas próximas pueden quedar tapadas. COLUMNAS Esta entrada especifica el número de columnas que han de usarse en la formación de cuadrículas generadas. Cuando una fila de la formación contiene muchas cuadrículas de perfil, se comenzará una nueva fila. Generación de Cuadrícula Esta entrada de botón se usa para especificar cómo debe dimensionarse una nueva cuadrícula de perfil transversal cuando se define la nueva geometría del terreno. Estas opciones de generación se describen a continuación: GENERACIÓN DE UNA NUEVA CUADRÍCULA Al seleccionar esta opción se da lugar a que el software intente primero encontrar una definición de bloque de cuadrícula que encaje con la geometría del terreno introducida. Si no se puede encontrar, esta opción añadirá automáticamente una nueva cuadrícula de perfil transversal adecuadamente dimensionada para la geometría del terreno introducida. Los valores de redondeo especificados se usan para determinar en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la cuadrícula de perfil transversal. COPIA DE LA CUADRÍCULA EN USO Si ya se ha creado por lo menos una cuadrícula de perfil transversal, entonces esta opción puede seleccionarse para duplicar automáticamente la cuadrícula activa para una nueva cuadrícula de perfil transversal cuando se introduce la geometría del terreno. Esta opción asegura que las cuadrículas de perfil transversal son idénticas, ya que todos los perfiles transversales especificados con esta opción tienen como referencia el mismo bloque de inserción. EDICIÓN DE LA CUADRÍCULA EN USO Si se selecciona esta opción, se puede usar el comando ADD para crear una nueva cuadrícula de perfil transversal antes de especificar cualquier dato de geometría del terreno para este perfil transversal. Adviértase que BOSS RCAD permite sobreescribir las especificaciones de configuración de generación de cuadrícula cuando se define una nueva geometría del terreno. Véase el apartado titulado Identificación de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 4 para más información. Opciones de Cambio de Tamaño Esta entrada con botón se usa para especificar como tiene que cambiarse el tamaño una cuadrícula del perfil transversal cuando se usan los comandos del menú de


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Gráfico de Perfil de Entrada RESIZE GRID y RESIZE ALL. Por defecto, ambos ejes se cambian de tamaño. Selección de los valores de redondeo BOSS RCAD usa inserciones de bloques para representar las cuadrículas de perfil transversal. Cuando dos o más cuadrículas de perfil transversal se refieren al mismo bloque de dibujo, se conserva la memoria del dibujo. BOSS RCAD comprueba automáticamente las definiciones del bloque de cuadrículas de perfil transversal cada vez que es necesario añadir una cuadrícula de perfil para ver si puede usarse un bloque existente. Si no se encuentra, BOSS RCAD se referirá al bloque existente con una inserción del bloque, en lugar de generar una nueva definición de un nuevo bloque. Al especificar los valores de un redondeo mayor de estaciones y cotas, se permite BOSS RCAD más libertad para encontrar un bloque de cuadrícula de perfil transversal existente que satisfaga los requisitos de una nueva cuadrícula de perfil transversal. Por lo tanto, los valores de redondeo mayores permiten que la definición de la misma cuadrícula de perfil transversal sea usada para muchas geometrías del terreno distintas con valores de coordenadas mínima y máxima similares, usando así la memoria del dibujo. Por el contrario, al especificar unas valores de redondeo de estaciones y cotas menores, lo más probable será que BOSS RCAD tenga que crear un nuevo bloque de cuadrícula de perfil transversal para satisfacer los valores mínimo y máximo de las coordenadas de la geometría del terreno. Esto dará lugar a que se emplee más memoria de dibujo. Importación de Ficheros de datos existentes de Hec-2 o HEC-RAS Se recomienda seleccionar la opción GENERATE NEW GRID si se va a importar un fichero de entrada de datos de HEC-2 o HEC-RAS. Esta opción permite que BOSS RCAD genere automáticamente la definición de un bloque de cuadrícula de perfiles transversales durante la importación. La definición de un bloque de cuadrícula de perfiles transversales construida se dimensionará para acoplarla a la geometría del terreno del perfil transversal contenida e HEC-2 o HEC-RAS. Sin embargo, todas los perfiles transversales siguientes se colocarán en el mismo bloque de definición de cuadrícula de perfil transversal. Si varía la geometría del terreno en cuanto a estaciones o cotas (incluso ligeramente), es probable que la geometría de perfil transversal importada no coincida con la cuadrícula de perfil transversal. 3.12.7 Configuración del Mapa Topográfico La caja de diálogo de Configuración del Mapa Topográfico, como se ve en la Figura 3.12.7., permite configurar BOSS RCAD para digitalizar perfiles transversales desde mapas topográficos en 2D o 3D. La cada de diálogo de Configuración del Mapa Topográfico se muestra al seleccionar TOPO MAP en el menú de Configuración de Ficheros.


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Figura 3.12.7.1 Caja de diálogo de Configuración de Mapa Topográfico A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Configuración del Mapa Topográfico de la Figura 3.12.7.1, con una breve descripción de cada entrada. Advíértase que esta caja de diálogo necesita completarse solo cuando se especifica por primera vez un dibujo que emplea un mapa topográfico. ESCALA DEL MAPA EN 2D/3D Esta entrada especifica el factor de escala de las coordenadas X e Y cuando se usa en pantalla un mapa topográfico en 2D o 3D. Este factor de escala por defecto es de 1 pie (o metro) por unidad de dibujo, y debería cambiarse si el mapa topográfico está dibujado a una escala distinta. ESCALA DE COTAS EN 3D Esta entrada especifica el factor de escala de cotas que se usa cuando se digitalizan perfiles transversales en 3D a partir de un mapa topográfico. Este factor de escala es, por defecto, de 1 pie (o metro) por unidad de dibujo, debería cambiarse si el factor de escala del mapa topográfico es distinto. Esta entrada no se aplica cuando se digitaliza desde un mapa topográfico en 2D. INTERVALO DE CURVAS DE NIVEL Esta entra se usa para especificar el intervalo inicial de curvas de nivel de cotas para ser usado cuando se digitaliza un perfil transversal a partir de un mapa topográfico en 3D. Esta entrada debería coincidir con el paso de cotas de curvas de nivel representadas en el mapa topográfico que se está usando. Una vez comenzada la digitalización, este intervalo de curvas de nivel de cotas puede ajustarse usando las teclas ↑ y ↓ . Esta entrada no se aplica cuando se digitaliza a partir de un mapa topográfico en 2D. ALTURA DEL TEXTO DEL MAPA


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Esta entrada especifica el tamaño de altura de texto (en unidades de dibujo) de las etiquetas del identificador ID del perfil transversal que se sitúa, junto con el perfil digitalizado, en los mapas topográficos en 2D y 3D. CURVAS DE NIVEL INTERSECTADAS Esta entrada con botón determina cómo se leerán los puntos intermedios de la geometría del terreno (es decir, cortados por las curvas de nivel) entre puntos señalados sobre el mapa topográfico. Si esta entrada está en OFF, las cotas sólo se llene en las curvas de nivel intersectadas. Si se selecciona FENCE, las cotas se leen en todas las curvas de nivel que cortan la línea del mapa topográfico. Esta es la forma más rápida de digitalizar desde un mapa topográfico, y es la opción por defecto. Al seleccionar CROSSING da lugar a que BOSS RCAD lea las cotas de todas las curvas de nivel que se cruzan con la línea del mapa topográfico. Esta opción es más lenta que FENCE ya que la mayoría de las entidades debe ser procesadas, pero puede ser necesario en los casos en que FENCE omita curvas de nivel con tipo sde línea no continua. Al elegir CONFIG se abre la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel, que permite al usuario especificar el estado de cualquiera o todas las capas de dibujo. Véase el apartado titulado Configuración de las Capas de Curvas de Nivel para una descripción más completa. 3.12.8 Configuración de Unidades Al seleccionar UNITS en el Menú de Configuración de Ficheros aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Unidades, como se ve en la Figura 3.12.8.1.

Figura 3.12.8.1 Caja de diálogo de Configuración de Unidades


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UNIDADES DE MEDIDA Esta entrada con botón especifica la base de unidad que ha de usar el programa para definir la entrada del modelo. Las unidades métricas son las mismas que las unidades SI. PRECISIÓN DECIMAL DE LAS ENTRADAS Esta entrada con botón especifica la precisión decimal deseada para ser usada con todos los datos digitalizados en pantalla o tableta digitalizadora. Esta precisión se usará también cuando se muestre en pantalla cualquiera de los valores de estos datos en las cajas de diálogo. Nota Una vez introducidos los datos en una base de unidad concreta y con la precisión deseada, debería cambiarse a otra base de unidad o precisión, ya que podrían resultar unos valores sin significado y problemas de comparación durante la comprobación de errores de datos de entrada. Cambio de la precisión del dibujo Al seleccionar UPDATE, BOSS RCAD procederá a actualizar la precisión de estaciones y cotas en todo el dibujo. Adviértase que la precisión del dibujo cortará los dígitos decimales de los valores de datos de estaciones y cotas 3.12.9 Salvar las especificaciones de Configuración BOSS RCAD almacena muchas especificaciones junto con el dibujo que son específicos de los modelos de HEC-2 u HEC-RAS que se están analizando. Por lo tanto, el salvar el dibujo automáticamente da lugar a que se salven estas especificaciones también. Sin embargo, hay muchas especificaciones que no se sale con el dibujo, pero en su lugar se salvan en el fichero de configuración de RCAD, y que se salvan automáticamente cuando se salva el dibujo. Es posible salvar las especificaciones generales de configuración hechas durante una sesión de dibujo sin salvar el dibujo. Para hacer esto, se selecciona SAVE CONFIGURATION en el Menú de Configuración de Ficheros antes de salir del dibujo. Para volver a almacenar las especificaciones generales a sus valores por defecto, se borra el fichero RCAD.CFG que se encuentra en el directorio del programa de BOSS RCAD.

Capítulo 4 Descripciones de Entrada de HEC-2

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CAPÍTULO 4 Descripciones de Entrada de HEC-2 4.1 Descripción del Proyecto 4.2 Opciones de Salida 4.3 Descripción de Cálculo del Perfil Longitudinal 4.4 Parámetros de trabajo 4.5 Cuadrículas de Perfil Transversal 4.5.1 Añadidura de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.2 Copia de Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.3 Borrado de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.4 Edición de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.5 Cambio de Numeración de Cuadrículas de Perfil Transversal 4.5.6 Selección de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.7 Vista de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.8 Configuración de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.5.9 Cambio de tamaño de una Cuadrícula de Perfil Transversal 4.6 Definición de la Geometría de un Perfil Transversa4 4.6.1 Identificación de Cuadrícula de Perfil Transversal 4.6.2 Método de entrada de importación de ficheros 4.6.3 Método de entrada de digitalización de mapa topográfico 4.6.4 Método de entrada de digitalización de Perfil Transversal 4.6.5 Método de entrada de en pantalla de mapa en 2D 4.6.6 Método de entrada de en pantalla de mapa en 3D 4.6.7 Método de entrada en pantalla de Perfil Transversal 4.6.8 Método de entrada de edición 4.6.9 Reducción de Punto del Terreno 4.6.10 Unión de una Cuadrícula de Perfil Transversal con un mapa topográfico 4.6.11 Ajuste gráfico de la Geometría del Terreno 4.7 Otros datos de Perfil Transversal 4.7.1 Descripción General 4.7.2 Descripción de zona de flujo efectivo 4.7.3 Descripción del ajuste del perfil longitudinal 4.7.4 Descripción de la curva de gastos 4.7.5 Descripción de la rugosidad horizontal 4.8 Definición de Puente u Obra de Desagüe 4.9 Definición de un puente normal 4.9.1 Método de entrada de edición 4.9.2 Método de entrada en pantalla de Perfil Transversal 4.9.3 Método de Entrada de digitalización de Perfil Transversal 4.9.4 Método de Entrada del tablero horizontal del Puente 4.9.5 Ajuste gráfico de la geometría de la arista inferior 4.10 Definición de puente especial 4.11 Definición de obra de desagüe especial 4.12 Definición de la Carretera 4.12.1 Método de entrada de edición directa 4.12.2 Método de entrada de la calzada en pantalla 4.12.3 Método de entrada de digitalización de la calzada 4.12.4 Método de entrada del tablero horizontal del puente 4.12.5 Ajuste de la geometría de la calzada 4.13 Mejoras del cauce 4.14 Invasión de cauce de avenidas


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4.14.1 Método 1 de invasión del cauce 4.14.2 Método 2 de invasión del cauce 4.14.3 Método 3 de invasión del cauce 4.14.4 Métodos 4 y 5 de invasión del cauce 4.14.5 Método 6 de invasión del cauce 4.15 Descripción del hielo flotante 4.16 Flujos divididos 4.16.1 Método de desvío de la curva de gastos 4.16.2 Método del calado normal 4.16.3 Método de flujo por vertedero 4.16.4 Parámetros de trabajo de flujo dividido 4.17 Cuadrículas del perfil longitudinal 4.17.1 Añadidura de cuadrícula de perfil longitudinal 4.17.2 Añadidura de múltiples cuadrículas de perfil longitudinal 4.17.3 Datos geométricos del perfil longitudinal 4.17.4 Borrado de una cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.5 Edición de una cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.6 Actualización de los datos de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.7 Vista de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.8 Cambio de tamaño de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.17.9 Ocultación de los identificadores de la cuadrícula del perfil longitudinal 4.18 Índice de referencia variable transversal


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CAPÍTULO 4 Descripciones de Entrada de HEC-2 Este capítulo ofrece unas descripciones completas de BOSS RiverCAD (en relación con los comandos de entrada de datos de HEC-2 en BOSS RCAD). Debido a que las cajas de diálogo de entrada de datos del programa usadas se definen por sí mismas y se dispone de ayuda en línea, este capítulo se incluye solo como tema de referencia. Se han listado cada uno de los mensajes de entrada de datos con el identificador de registro equivalente y la variable para el fichero de registro de entrada de HEC-2 del U.S.Army Corps of Engineers. Al final de este capítulo hay un apartado que contiene un índice de referencias cruzadas que ofrece una lista de cada variable estándar de HEC-2 y el número de página de este capítulo donde puede encontrarse. Para una exposición detallada del uso de este programa, véase el Capítulo 3. Cambio al Módulo de HEC-2 En el Menú de Módulos de BOSS RCAD, se selecciona el menú HEC.2 de BOSS RCAD que cambiará el módulo para proporcionar el acceso a los comandos del menú de HEC-2. Para volver a cambiar los comandos al dibujo de CAD, se selecciona CAD DRAFTING en el Menú de Módulos. 4.1 Descripción del Proyecto La caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-2 se expone en la Figura 4.1.1. Esta pantalla de entrada se usa para definir la información general para el proyecto de HEC-2 que se está analizando. Cada metajob contiene su propia información del proyecto de HEC-2. A la caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-2 se accede seleccionando PROJECT DESCRIPTION en el Menú de Metajob. Véase el apartado titulado Metajobs del Capítulo 3 para la descripción de los metajobs.


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Figura 4.1.1 Caja de diálogo de Descripción del proyecto en HEC-2 A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Descripción del Proyecto de HEC-2 de la Figura 4.1.1, con una breve descripción de cada entrada. NÚMERO DE PROYECTO (opcional) Esta entrada puede usarse para especificar el número del proyecto, que puede contener hasta 40 caracteres. El número de proyecto se incluirá en la página de título de la salida del cálculo y en el encabezamiento de las páginas siguientes. TÍTULO DEL PROYECTO Esta entrada puede usarse para especificar el nombre del proyecto, que puede tener hasta 40 caracteres. El título del proyecto se incluirá en la página de título de la salida del cálculo. DESCRIPCIÓN (opcional) Esta entrada puede usarse para describir el proyecto, que pude tener hasta 40 caracteres. La descripción se incluye en la página del título de la salida. INGENIERO (opcional) Esta entrada puede usarse para especificar el nombre del ingeniero que analiza el proyecto, que puede tener hasta 40 caracteres. El nombre del ingeniero se incluye en la página del título de la salida. EXPLICACIÓN (opcional) Al elegir EDIT el software muestra en pantalla una caja de subdiálogo de edición que permite introducir un texto explicativo que describe el proyecto introducido. Pueden introducirse hasta 5 líneas de 72 caracteres. El texto explicativo se incluirá el los resultados del cálculo.


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INVASIÓN DEL CAUCE DE INUNDACIÓN Se emplea este botón de dos vías para especificar que sean tenidas las invasiones del cauce de inundación en el cálculo del perfil del agua. Este botón de dos vías está inicialmente en ON, por defecto. Esta entrada se ignora si se sitúa en ON y no se especifican las invasiones del cauce de inundación en el modelo. En caso contrario, se calcularán las invasiones del cauce de inundación. Al fijar esta entrada en OFF, el usuario puede sobreescribir el programa analizando los datos de invasión del cauce de inundación MEJORAS DEL CAUCE Se emplea este botón de 3 vías para especificar el tipo de cálculo de mejora del cauce a realizar. Este botón de 3 vías está inicialmente en ON por defecto. Esta entrada se ignora si se fija en ON y no se especifican las mejoras del cauce en el modelo. En caso contrario, se realizará el cálculo de las mejoras del cauce en todos los perfiles de la superficie del agua especificados. Al fijar esta entrada en OFF, el usuario puede sobreescribir el programa el programa analizando los datos de mejora del cauce. Al fijar esta entrada en COMPARE, se obliga al programa a realizar la mejora del cauce para los perfiles de flujo segundo y siguientes (pero no para el primer perfil del flujo). Esto permite al usuario realizar una comparación del perfil entre el estado existente del cauce (natural) y el cauce mejorado. FLUJOS DIVIDIDOS Se usa este botón de 2 vías para especificar si han de tenerse en cuenta los flujos divididos en el cálculo del perfil del agua. Este botón de 2 vías está inicialmente en ON por defecto. Esta entrada se ignora si se fija en ON y no se especifican los flujos divididos en el modelo. En caso contrario, se analizarán los flujos divididos. Fijando esta entrada en OFF, el usuario puede sobreescribir el programa el programa analizando los datos de flujo dividido introducidos. 4.2 Opciones de salida La caja de diálogo de Opciones de Salida y Tablas Resumen del programa, coo se muestra en la Figura 4.2.1, permite al usuario especificar las tablas de resumen, las tablas resumen predefinidas y las opciones de salida general que el programa proporciona a la salida de HEC-2. Esta caja de diálogo es accesible seleccionando USER SUMMARY TABLES en el Menú de Metajob.


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Figura 4.2.1 Caja de diálogo de Tablas Resumen y Opciones de Salida A continuación se expone una lista de entradas de datos, con una breve descripción de cada entrada. NÚMERO DE TABLA Y CÓDIGO VARIABLE Cada número de tabla permite especificar una tabla resumen definida por el usuario o una tabla resumen predefinida. Si se especifica una tabla resumen definida por el usuario, pueden introducirse hasta 13 códigos numéricos (variables) (véase Tabla 4.2.1). Si se especifica una tabla resumen predefinida, solo puede introducirse un código numérico (véase Tabla 4.2.2). El usuario puede definir un máximo de cinco tablas resumen. Cada tabla puede contener un máximo de 13 variables. Cada variable para una tabla resumen definida por el usuario se identifica mediante un código numérico, como se ve en la Tabla 4.2.1. El usuario puede pedir que se proporcione una tabla resumen predefinida. Estas tablas resumen predefinidas también se identifican mediante un código numérico, como se ve en la Tabla 4.2.2. Un número de tabla individual debe seleccionarse para cada tabla resumen predifinida para ser generada por el programa. Las tablas resumen se imprimen en el orden especificado. Las tablas resumen predefinidas se imprimen en orden numérico después de cualquier tabla resumen especial. (J3-IVAR) SALIDA DETALLADA EN TODOS LOS PERFILES TRANSVERSALES Se usa este botón de 3 vías para especificar si se quiere una salida detallada o no en todos los perfiles transversales. Este botón de 3 vías está fijado inicialmente, por defecto, en INDIVIDUAL. Dejando esta entrada en INDIVIDUAL, el usuario puede usar la opción de solicitar los perfiles transversales individuales que serán detallados en la salida generada. (Véase


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la caja de diálogo Descripción del Perfil Transversal, descrita en el apartado titulado Descripción general más adelante). Si no se seleccionan perfiles transversales en este entrada y se deja en INDIVIDUAL, se generará una salida detallada de todos los perfiles transversales. Si esta entrada se fija en ON, entonces la salida detallada se generará en todos los perfiles transversales, sin tener en cuenta qué perfiles transversales se seleccionan. Del mismo modo, si esta entrada se fija en OFF, entonces no se generará ninguna salida detallada para ningún perfil transversal, sin tener en cuenta los perfiles transversales seleccionados. (J5) DISTRIBUCIÓN DEL FLUJO EN TODOS LOS PERFILES TRANSVERSALES Se usa este botón de 3 vías para especificar si ha de calcularse o no la distribución del flujo en todos los perfiles transversales. Este botón de 3 vías se fija, por defecto, en INDIVIDUAL. Dejando esta entrada en INDIVIDUAL, el usuario puede usar la opción de solicitar los perfiles transversales individuales en los que se calculará la distribución del flujo. (Véase la caja de diálogo Descripción del Perfil Transversal, descrita en el apartado titulado Descripción general más adelante). Si no se seleccionan perfiles transversales en este entrada y se deja en INDIVIDUAL, no se calculará ninguna distribución del flujo. Si esta entrada se fija en ON, entonces se calculará la distribución del flujo en todos los perfiles transversales, sin tener en cuenta qué perfiles transversales se seleccionan. Del mismo modo, si esta entrada se fija en OFF, entonces no se calculará ninguna distribución del flujo en ningún perfil transversal, sin tener en cuenta los perfiles transversales seleccionados. (J2-ITRACE) IMPRESIÓN DE LOS REGISTROS DE LOS DATOS DE HEC-2 EN LA SALIDA Si este botón de fija en ON, los registros de datos de HEC-2 NC-EJ se imprimirán en la salida de HEC-2 antes del primer perfil. Este botón está fijado, por defecto, en OFF.


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Tabla 4.2.1 Tabla resumen de las variables definidas por el usuario (y códigos numéricos corerspondientes)

Código Variable Descripción 1 CWSEL Cota calculada de la superficie del agua 2 CR/WS Cota crítica de la superficie del agua 3 EG Cota de la línea de energía para el perfil transversal que es igual a la corta de la

superficie del agua calculada, CWSEL, más la altura debida a la velocidad media del caudal. HV.

4 TOPWID Anchura del perfil transversal a la cota de la superficie del agua calculada 5 SLOPE (10K*S) Pendiente de la línea de energía para el perfil actual (multiplicada por 1000) 6 TIME Tiempo de recorrido desde el primer perfil transversal al perfil actual en horas 7 VOL Volumen acumulado de agua en el río desde el perfil transversal (en acres-pie en

unidades inglesas o en miles de metros cúbicos en unidades métricas) 8 DEPTH Calado del flujo 9 WSELK Cota conocida de la superficie del agua

10 HV Altura debida a la velocidad media en todo el perfil transversal 11 HL Pérdida de energía debida al rozamiento 12 OLOSS Pérdida de energía debida a expansión o contracción 13 QLOB Cantidad de flujo en la margen izquierda 14 QCH Cantidad de flujo en el cauce 15 QROB Cantidad de flujo en la margen derecha 16 XNL (K*XNL) Coeficiente n de Manning para la zona de margen izquierda ( por 1000) 17 XNCH (K*XNCH) Coeficiente n de Manning para la zona del cauce( por 1000) 18 XNR (K*XNR) Coeficiente n de Manning para la zona de margen derecha ( por 1000) 19 WTN (K*WTN) Valor compensado del coeficiente n de Manning para el cauce basándose

en la distancia entre perfiles transversales y el flujo del cauce desde el primer perfil transversal. Se usa cuando se calcula el coeficiente n de Manning a partir de las marcas de aguas altas (por 1000)

20 CASE Variable que indica cómo se calcula la cota de a superficie del agua. Los valores de 1-2-3 y 0 indican las hipótesis de calado, diferencia mínima, un cambio fijo (registro X5) o un equilibrio entre las cotas de la superficie del agua calculada y supuesta.

21 STCHL Estación de la orilla izquierda 22 STCHR Estación de la orilla derecha 23 XLBEL Cota de la orilla izquierda 24 RBEL Cota de la orilla derecha 25 AREA Superficie del perfil transversal 26 VCH Velocidad media en el cauce 27 STENCL Estación de la invasión izquierda 28 STENCR Estación de la invasión derecha 29 CLSTA Estación del eje de la excavación trapecial 30 BW Anchura del fondo de la excavación trapecial 31 ELENCL Cota de la invasión izquierda 32 ELENCR Cota de la invasión derecha 33 CHSLOP (K*CHSL) Pendiente del cauce (por 1000) 34 .O1K El total (índice Q) transportado con S0.5 = 0,01 (equivalente a 0,01 veces la

conducción) 35 QLOBP Tanto por ciento del flujo en la margen izquierda 36 PERENC La marca de la invasión necesaria en el registro ET 37 TWA Superficie acumulada a la anchura superior ( en acres o miles de metros cuadrados) 38 SECNO Número de identificación del perfil transversal 39 XLCH Longitud del tramo de cauce 40 ELTRO Cota mínima de calzada 41 ELLC Cota máxima de la arista inferior 42 ELWIN Cota mínima del perfil transversal 43 Q Caudal 44 EGPRS Cota de la línea de energía suponiendo flujo a presión 45 EGWLC Cota de la línea de energía suponiendo flujo bajo 46 QWEIR Flojo total por vertedero en el puente 47 QPR Presión total o flujo bajo en el puente 48 H3 Cambio de la cota de la superficie del agua según la ecuación de Yarnell 49 CLASS Tipo de flujo controlado para la solución de puente 50 DIFWSP Diferencia entre cotas de la superficie del agua en cada perfil longitudinal 51 DIFWSK Diferencia entre cotas de la superficie del agua entre perfiles transversales 52 DIFKWS Diferencia entre cotas de la superficie del agua conocida y calculada 53 SSTA Estación inicial donde la cota del agua corta al terreno (en el lado izquierdo del perfil

transversal) 54 ENDST Estación final donde la cota del agua corta al terreno (en el lado derecho del perfil

transversal) 55 VLOB Velocidad media en la zona de la margen izquierda 56 VROB Velocidad media en la zona de la margen derecha 57 ALPHA Coeficiente de carga debida a la velocidad


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Tabla 4.2.1 (Continuación)

58 KRATIO Relación entre la conducción aguas arriba y aguas abajo 59 QROBP Porcentaje de flujo en la margen izquierda 60 QCHP Porcentaje de flujo en el cauce 61 DIFEG Porcentaje de flujo en la margen derecha 62 IHLEQ Indice de la ecuación de pérdida por rozamiento 63 TELMX Cota de la parte inferior de dos de los puntos del perfil transversal 64 VEXR Volumen de excavación a alcanzar 65 VEXT Volumen de excavación total 66 CUMDS Distancia acumulada del cauce desde el perfil transversal aguas abajo y el modelo 67 SHEAR Tensión de corte del contorno dentro del cauce (libras/pie o N/m2) 68 FIRCH Número de Froude para condiciones no uniformes 69 POWER Potencia d arroyo del cauce (libras/pie2 o N/m2 ) 70 TH1 Valor de T/H basándose con un H igual al calado máximo en el cauce 71 XICE1 Factor de estabilidad calculado basándose en TH1 72 XSTAB1 Factor de estabilidad basado en la Curva de Pariset en TH1 73 XFCH1 Número de Froude para el cauce basado en un H igual al calado mínimo en el cauce74 ZINCH Valor N del cauce basado en la Fórmula de Belckon-Sabneev 75 TVOLI Volumen acumulado de hielo en yardas cúbicas o metros cúbicos 76 VOLIL Volumen acumulado de hielo en la margen izquierda 77 VOUR Volumen acumulado de hielo en la margen derecha 78 VOLICH Volumen acumulado de hielo en el cauce 79 NICE Valor n de Manning para el hielo 80 ZITL Espesor del hielo para la margen izquierda 81 ZITR Espesor del hielo en la margen derecha 82 ZITCH Espesor del hielo en el cauce 83 EGOC Cota calculada de la pendiente de energía para el control de salida 84 EGIC Cota calculada de la pendiente de energía para el control de entrada 85 H4 Diferencia de cota de la superficie del agua desde aguas arriba a aguas abajo en el

cauce 86 QCULV Flujo a través de la obra de fábrica

Tabla 4.2.2 Tablas Resumen predefinidas (y sus correspondientes números de código)

Código Descripción 100 Salida de perfil transversal en el puente (solo puente especial) 101 Salida de perfil transversal en obra de desagüe (solo obra de desagüe especial) 105 Salida de cuatro perfiles transversales en puentes (solo en puente especial) 110 Datos de invasión 115 Tabla de anchura de invasión del cauce de avenidas 120 Datos de mejora del cauce 150 Resumen estándar (se producen dos tablas) 200 Datos del cauce de avenidas (FIA Tabla 1) 201 Datos de la zona de aseguración de la avenida (FIA Tabla 2)

4.3 Descripción del Cálculo del Perfil Longitudinal La caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Longitudinal, como se ve en la Figura 4.3.1, permite especificar hasta catorce diferentes perfiles de flujo a los que el programa da solución. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando PROFILE DESCRPTION en el menú Metajob.


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Figura 4.3.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil TIPO DE PERFIL Esta entrada de datos permite especificar si el modelo ha de calcular perfiles SUBCRÍTICOS o SUPERCRÍTICOS. Por lo general, debería seleccionarse el cálculo subcrítico. Esta entrada de datos permite al usuario cambiar de condiciones de perfil subcrítico a supercrítico, sin tener que dejar los datos definidos previamente. Un perfil supercrítico no puede calcularse si las obras de desagüe se han especificado en el modelo. Para más información sobre la creación de modelos de perfiles supercríticos con obras de desagüe, véase el apartado titulado Obras de Desagüe no estándar en el Capítulo 8. (J1-1DIR) MÉTODO DE CÁLCULO Especifica el método de cálculo del perfil longitudinal que ha de usarse en los cálculos iniciales. Cuando se selecciona el método de cálculo WATER SURFACE ELEVATION, el cálculo del perfil comienza con una cota de la superficie del agua conocida. Esta cota de la superficie del agua debe ser especificada. Cuando se selecciona el método de cálculo CRITICAL DEPTH (CALADO CRÍTICO), el cálculo del perfil comienza con un calado crítico. Debe especificarse una cota de la superficie del agua aproximada para los cálculos iniciales. Cuando se selecciona el método de cálculo SLOPE - AREA, HEC-2 calcula la cota de la superficie del agua inicial. Debe especificarse una pendiente de línea de energía. Puede introducirse la pendiente del lecho del cauce para aproximar la pendiente de la línea de energía. También debe especificarse una cota de la superficie del agua para los cálculos iniciales.


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Para más información sobre la selección del método de cálculo, véase el apartado titulado Cota Inicial de la Superficie del Agua en el Capítulo 8. (J1-STRT). CAUDAL DEL FLUJO Esta entrada especifica el caudal del cauce para cada perfil de la superficie del agua a calcular. Pueden especificarse hasta 14 caudales distintos en el cauce. Esta entrada de datos es necesaria en cada perfil que ha de calcularse. Por favor, téngase en cuenta que el valor introducido en esta entrada de datos no puede almacenarse en la caja de la lista del perfil hasta que se elija UPDATE o INSERT. (J1-Q) COTA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA Este entrada especifica la cota de la superficie del agua en el extremo aguas abajo del cauce cuando se realiza un cálculo subcrítico. En un cálculo de perfil supercrítico, esta entrada representa la cota de la superficie del agua en el extremo aguas arriba del cauce. Esta entrada de datos es necesaria en todos los métodos de cálculo. Por favor, téngase en cuenta que el valor introducido en esta entrada de datos no puede almacenarse en la caja de la lista del perfil hasta que se elija UPDATE o INSERT. (J1-WSEL) GRADIENTE DE ENERGÍA Esta entrada especifica el gradiente de energía (o pendiente) para calcular la cota inicial de la superficie del agua por conducción en pendiente. En un cálculo de perfil subcrítico, este gradiente de energía corresponde al extremo aguas abajo del cauce. Por el contrario, en un cálculo de perfil supercrítico, este gradiente de energía corresponde al extremo aguas arriba del cauce. Se fuese necesario, puede introducirse la pendiente del lecho del cauce para representar el gradiente de energía. Esta entrada de datos es necesaria cuando se solicita el método de cálculo del perfil SLOPE-AREA. Esta entrada se ignora si se solicitan los métodos de cálculo SURFACE ELEVATION o CRITICAL DEPTH. Por favor, téngase en cuenta que el valor introducido en esta entrada de datos no puede almacenarse en la caja de la lista del perfil hasta que se elija UPDATE o INSERT. (J1-STRT) MULTIPLICADOR DE RUGOSIDAD Esta entrada se usa para ajustar globalmente los coeficientes de rugosidad de Manning especificados en el modelo. Este factor multiplicador se aplica como base del


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perfil individual, permitiendo así al ingeniero realizar rápidamente el estudio de sensibilidad usando los datos de rugosidad existentes. Si se especifica un factor multiplicador positivo (+), entonces este factor se aplicará a todos los datos de rugosidad de Manning (Datos NC y NH). Si se especifica un factor multiplicador negativo (-), entonces solo se ajusta la entrada de datos de n de Manning del Cauce en la caja de diálogo (NC-XNCH). Las entradas de datos n de Manning en las Márgenes Izquierda y Derecha no se ajustan (NC-XNL, NC-XNR). Sin embargo, cualquier otro dato de rugosidad especificado se ajustará (datos NH). Si esta entrad se deja en blanco, entonces se emplea un factor multiplicador, por defecto, de 1,0. Por favor, téngase en cuenta que el valor introducido en esta entrada de datos no puede almacenarse en la caja de la lista del perfil hasta que se elija UPDATE o INSERT. (J1-FN) Selección de los perfiles a calcular BOSS RCAD permite al usuario seleccionar los perfiles específicos que han de calcularse. Esto permite al usuario especificar hasta 14 perfiles por separado en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil y calcular después cualesquiera perfiles seleccionados. En la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil, el botón TAG se usa para seleccionar los perfiles individuales para el cálculo. El botón UnTag se emplea para eliminar la selección de perfiles. El botón TagAll selecciona todos los perfiles y el botón UnTagAll elimina la selección de los perfiles. Si no se selecciona ninguno de los perfiles de la lista, BOSS RCAD analizará, por defecto, todos los perfiles especificados. Estudios de Invasiones del cauce de avenidas Si se especifican invasiones del cauce de avenidas, HEC-2 calcula primero el perfil de la superficie del agua para el cauce natural (sin ninguna invasión) usando el primer caudal especificado y luego calcula los perfiles usando la invasión especificada para los siguientes caudales. Por lo tanto, el cálculo de la invasión requiere que por lo menos se especifiquen dos perfiles. El prime perfil será el perfil natural (sin invasión) y todos los perfiles siguientes se calcularán con invasiones. Nótese que el método de cálculo del perfil SLOPE-AREA no puede usarse junto con los métodos de invasión 3, 4 , 5 y 6 en el perfil transversal aguas abajo (cuando se calcula un perfil de flujo subcrñitico) o el perfil transversal aguas arriba (cuando se calcula un perfil de flujo supercrítico). Elección del tipo de Perfil Cuando se define inicialmente un modelo de perfil de la superficie del agua en HEC-2, el usuario debe seleccionar un tipo de perfil (es decir, subcrítico o supercrítico). Generalmente, debería seleccionarse un tipo de perfil subcrítico. Sin embargo, en zonas de tramos con mucha pendiente, el cálculo del perfil subcrítico fallará y deberá realizarse de perfil supercrítico. Por lo general, las pendientes del lecho del cauce


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mayores del 1% (es decir, un pie cada 100 pies) será supercríticas y las pendientes del lecho con pendiente menor del 1% serán subcríticas. Esta regla puede usarse como ayuda para el usuario al seleccionar el tipo de perfil adecuado cuando se define un modelo de HEC-2. Cambio de tipo de Perfil Cuando se especifica un perfil subcrítico, los cálculos se inician en el perfil transversal aguas abajo del cauce y luego se sigue hacia aguas arriba. Cuando se especifica un perfil supercrítico, los cálculos se inician en el perfil transversal aguas arriba y siguen en dirección aguas abajo. Adviértase que tanto los cálculos subcríticos como los supercríticos no pueden realizarse en la misma pasada de cálculo. Sin embargo, BOSS RCAD permite al usuario definir distintas condiciones iniciales de perfiles tanto sean subcríticos como supercríticos. Al seleccionar la entrada de datos subcríticos o supercríticos en PROFILE TYPE el usuario puede definir totalmente condiciones iniciales de perfil diferentes. Esto permite que se realicen tanto cálculoc subcríticos y supercríticos en el mismo modelo. Cambiando entre tipos de perfil no se perderán los datos previamente definidos. Estimación de la cota de la superficie del agua El Calculador Hidráulico de FlowCalc, como se dijo en el Capítulo 3, permite al usuario calcular rápida y fácilmente la cota del calado normal correspondiente a un caudal concreto en el perfil transversal seleccionado. El usuario puede emplear el calculador para calcular la cota del calado normal en el perfil transversal más aguas abajo (si se calcula un perfil subcrítico) o el perfil transversal más aguas arriba (si se calcula un perfil supercrítico). Luego puede introducirse este valor como cota inicial de la superficie del agua en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil. El Calculador Hidráulico de FlowCalc está disponible en el Menú Herramientas. Para más información, véase el apartado titulado Calculador Hdráulico de FlowCalc en el Capítulo 3. 4.4 Parámetros de Trabajo La caja de diálogo Parámetros de Trabajo del programa, como se muestra en la Figura 4.4.1, permite especificar los parámetros de trabajo de cálculo que debe usar el programa. Se accede a la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo seleccionando JOB PARAMETERS en el Menú Metajob. Las entradas de datos de los parámetros de trabajo, mostrados en la Figura 4.4.1, pueden dejarse generalmente en blanco. Entonces el programa usará los valores predefinidos por defecto para estas entradas.


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Figura 4.4.1 Caja de diálogo de Parámetros de Trabajo A continuación se expone una lista de las entradas de datos de parámetros de trabajo de la Figura 4.4.1, junto con una breve descripción de cada una de ellas. CÁLCULO DEL COEFICIENTE n DE MANNING A PARTIR DE LAS COTAS DE AGUA ALTAS Los coeficientes de rugosidad de Manning puede recalcularse por el programa si el caudal y la cota de la superficie del agua (indicadas a través de las marcas de aguas altas)son especificadas. Las estimaciones de las rugosidades de la margen izquierda, cauce y margen derecha deben especificarse en la caja de diálogo de las orillas y planas de inundación de Perfiles Transversales en el perfil más aguas abajo (cuando se calculan perfiles subcríticos) o en el perfil más aguas arriba (cuando se calculan perfiles supercríticos). Usando esta caja de comprobación, e elige si han de calcularse o no los valores n de Manning a partir de las marcas de aguas altas especificadas. Si se fija en ON, entonces debe especificarse la cota de la superficie del agua en cada perfil transversal en la caja de diálogo de Descripción de Perfiles Transversales. (J1-NINV) CALADO CRÍTICO CALCULADO Usando esta caja de comprobación, se elige si se ha de calcular o no el calado crítico en todos los perfiles transversales. Si se fija en OFF, entonces no se calculará el calado crítico a menos que el calado real sea próximo al calado crítico (excepto cuando tiene lugar el flujo bajo en perfiles transversales de puente especial o cuando se calculan perfiles de flujo supercríticos). (J2-ALLDC) ERROR PERMISIBLE DEL CALADO CRÍTICO Esta entrad especifica la tolerancia permitida del error en tanto por ciento del calado (es decir, 2.0 es el 2 por ciento del calado) que ha de usarse en el cálculo del calado


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crítico. Si se deja en blanco esta entrada, se usa por defecto un porcentaje de eroor del 2,5. (J2-ALLDC) MÁXIMO CAMBIO PERMITIDO DE CARGA DEBIDA A LA VELOCIDAD Se introduce el máximo cambio permitido de altura debida a la velocidad entre perfiles transversales adyacentes. Si se excede este valor, se insertarán automáticamente perfiles transversales por el cálculo del programa. Se insertarán has tres perfiles transversales durante el cálculo por el programa entre perfiles transversales adyacentes especificados pro el usuario. Si se deje en blanco esta entrada o se si introduce un valor de 0,0, entonces no se generarán en el programa perfiles transversales interpolados. Cuando se realiza el cálculo en unidades métricas, esta entrada debería especificarse para tener en cuenta la diferencia de tolerancia. Por favor, véase la nota al final de este apartado para una descripción adicional. El uso de esta opción del programa es, por lo general, descorazonador. Los perfiles transversales interpolados sólo se intercalan cuando el cambio de carga debida a la velocidad entre perfiles transversales sobrepasa el valor especificado. Esto significa que puede haber perfiles transversales interpolados en una cálculo de perfil y no en el siguiente. Se recomienda que los perfiles transversales interpolados sean insertados por el usuario. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales Interpolados en el Capítulo 8 para más información sobre perfiles transversales interpolados. (J1-HVINS) SUBDIVISIÓN DEL CAUCE POR TALUD LATERAL Esta entrada especifica el valor usado al definir el criterio de elevación del talud lateral (es decir, cuanto se eleva por unidas de cálculo) para subdividir la conducción dentro del cauce cuando se calcula la distribución del flujo. Si se deja en blanco esta entrada, se usa un valor por defecto de cinco (5). Por lo tanto, la subdivisión tendrá lugar cuando ambos taludes de la orilla sean inferiores a 5:1 (horizontal a vertical). El talud se calcula desde la estación de la oriilla haste el punto de cambio de la rugosidad n de Manning. Si se emplea un valor de -1,0 y se cambia la rugosidad n de Manning en el perfil transversal del cauce, el programa subdividirá el cauce en estos puntos de cambio de rugosidad (sin tener en cuenta el talud lateral del cauce). Véase el apartado titulado Distribución del Flujo en el Capítulo 8 para más información. (J6-SUBDIV) MÉTODO DE CÁLCULO DE LA PÉRDIDA POR ROZAMIENTO Se selecciona el método de cálculo a usar para calcular las pérdidas por rozamiento. Se recomienda la ECUACIÓN DE CONDUCCIÓN MEDIA (AVERAGE CONVEYANCE EQUATION) para aplicaciones generales, que es la elección por defecto.


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Si se especifica AUTOMATIC SELECTION, el programa seleccionará, en base a una opción de paso a paso, uno de los cuatro métodos de cálculo. Este selección se basa en las condiciones de flujo. Algunas veces, cuando el proceso de cálculo del programa no puede hallar un equilibrio entre las cotas del agua supuesta y calculada, esta opción proporcionará una solución equilibrada. Véase el apartado titulado Valoración de la Pérdida por Rozamiento del Capítulo 8 para más información sobre selección del método de cálculo de pérdida por rozamiento. (J6-IHLEQ) Tolerancias métricas Si se emplean unidades de medida métricas (SI), pueden ocurrir en el cálculo algunas diferencias mínimas en los resultados. Las tolerancias usadas en la decisión lógica del programa están expresadas en pies. Cuando se usan unidades métricas, estas tolerancias llegan a expresarse en metros, aproximadamente en 3 veces más de tiempo. Deben hacerse ajustes a estas tolerancias - tales como la entrada de datos de Máximo Cambio Permitido en la Carga debida a la Velocidad previamente descrita - para obtener la precisión deseada en los resultados del cálculo. 4.5 Cuadrículas de Perfil Transversal Antes de especificar cualquier dato de perfil transversal, debe crearse primero la cuadrícula de perfil transversal para almacenar los datos. En la Figura 4.5.1 se muestra una cuadrícula típica de perfil transversal.

Figura 4.5.1 Cuadrícula típica de perfil transversal, usada para almacenar los datos relacionados con el perfil transversal Se usa la entidad de cuadrícula de perfil transversal para almacenar toda la información relacionada con el perfil transversal, tal como su geometría, los valores de rugosidad, los coeficientes de expansión y contracción, etc. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se borra una cuadrícula de perfil transversal ya que todos sus datos de entidad relacionada también serán borrados. Sin embargo, las cuadrículas de perfil transversal pueden moverse dentro del dibujo en cualquier momento sin que ello afecte a la información de la entidad almacenada.


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Se han dispuesto comandos para añadir, seleccionar, ver, borrar, editar y configurar las cuadrículas de perfil transversal. Estos comandos se discuten en los siguientes apartados. 4.5.1 Adición de cuadrícula de perfil transversal Antes de describir la situación de un perfil transversal, su geometría y la información relacionada, es necesario asignar un Identificador ID de perfil transversal usando la caja de diálogo de Adición de Cuadrícula de Perfil Transversal seleccionando ADD CROSS SECTION en el menú de Entrada de Perfiles Transversales.

Figura 4.5.1.1 Caja de diálogo de Adición de Cuadrícula de Perfil Transversal A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Cuadrícula de Perfiles Transversales de la Figura 4.5.1.1, con una breve descripción de cada entrada. ID ÚNICO Esta entrada de datos se usa para especificar un ID que identifica únicamente el perfil transversal. No hay dos perfiles transversales dentro del mismo metajob que tengan el mismo ID de perfil transversal. Esta entrada de datos es la única información necesaria en esta caja de diálogo para añadir una nueva cuadrícula de perfil transversal; todas las demás entrada de datos se referirán, por defecto, a los valores de la cuadrícula del perfil transversal. Esta entrada de datos debe tener eun valor positivo y no tener más de 6 caracteres de longitud. La caja de diálogo de Adición de Cuadrícula de Perfil Transversal presentará inicialmente un número de identificador único para la nueva cuadrícula de perfil transversal. El usuario puede elegir entre aceptar este número o cambiarlo. Nótese que el ID del de perfil transversal debe tener un valor ascendente, desde aguas abajo a aguas arriba. Así es como BOSS RCAD es capaz de mantener la


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colocación numérica del actual de perfil transversal en relación de otros de perfiles transversales especificados. (X1-SECNO) DESCRIPCIÓN (opcional) Al elegir EDIT da lugar a que el software muestre en pantalla la caja de diálogo Notepad que permite introducir una nota que describa la cuadrícula actual de perfil transversal que va a introducirse. Pueden escribirse hasta 5 líneas de 72 caracteres. (C_) ESTACIÓN MÁS A LA IZQUIERDA DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada se usa para definir la estación inicial (en pies o metros) del eje horizontal de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. El eje de la cuadrícula de perfil transversal (es decir, el eje X o eje de la estación) comenzará en este valor de estación. LONGITUD DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada se usa para definir la longitud (en pies o metros) del eje de estaciones de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. Esta longitud se añadirá a la estación inicial (más a la izquierda) para determinar la estación final (más a la derecha) del eje horizontal de la cuadrícula de perfil transversal. COTA INICIAL DEL EJE DE COTAS Esta entrada se usa para definir la cota inicial (más baja) (en pies o metros) del eje vertical de cotas de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. El eje vertical de la cuadrícula de perfil transversal (es decir, el eje Y o eje de cotas) comenzará en este valor de cota. LONGITUD DEL EJE DE COTAS Esta entrada se usa para definir la longitud (en pies o metros) del eje vertical de cotas de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. Esta longitud se añadirá a la cota inicial para determinar la cota final (más alta) del eje vertical de la cuadrícula de perfil transversal. Precauciones al añadir una Cuadrícula de perfil transversal Todos los métodos dispuestos para extraer la geometría del terreno a partir de un mapa topográfico y los métodos previstos para importar la geometría del terreno se muestran automáticamente en la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal. Por lo tanto, no debe usarse a menudo este comando. Factores de escala de la Cuadrícula de Perfil Transversal Todas las cuadrículas de perfil transversal generadas por BOSS RCAD usan el mismo factor de escala de cuadrícula para los ejes de cotas y de estaciones. Sin embargo, el usuario puede, en cualquier momento, revisar estos factores de escala de cuadrícula.


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BOSS RCAD regenerará las cuadrículas de perfil transversal con los factores de escala revisados. Para más información de cómo ajustar los factores de escala, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3. 4.5.2 Copia de la Cuadrícula de Perfil Transversal Muchas veces es útil copiar simplemente una cuadrícula de perfil transversal y su geometría del terreno relacionada a otra situación de perfil transversal. Por ejemplo, cuando se define un puente normal, se usan cuatro perfiles transversales muy parecidos para describir la cara de aguas abajo, las caras interiores, y la cara de aguas arriba de la estructura del puente. En lugar de definir cada uno de los perfiles transversales por separado, se puede definir uno sola cuadrícula de perfil transversal en la cara de aguas abajo del puente y luego copiar esta cuadrícula de perfil transversal a las otras situaciones de perfiles transversales necesarios. Para copiar la cuadrícula en uso de perfil transversal y todos sus datos relacionados a una nueva situación de perfil transversal, se selecciona COPY CROSS SECTION en el menú de Entrada de Perfiles Transversal. Este comando mostrará en pantalla la caja de diálogo de Copiar Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 4.5.2.1. Esta caja de diálogo se usa para especificar el ID de la nueva cuadrícula de perfil transversal para la actual cuadrícula de perfil transversal y los datos relacionados que han de copiarse.

Figura 4.5.2.1 Caja de diálogo de Copia de Cuadrícula de Perfil Transversal que se usa para especificar el ID de la nueva cuadrícula de perfil transversal para el perfil transversal actual y los datos relacionados que han de copiarse en él Precauciones al copiar una Cuadrícula de perfil transversal Cuando se copia una cuadrícula existente de perfil transversal a una nueva situación de perfil transversal, los datos relacionados con la cuadrícula de perfil transversal también se copiarán. Los datos relacionados incluyen las estaciones de las orillas, las


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longitudes de flujo, las mejoras del cauce, las descripciones de puente y obras de desagüe, invasiones del cauce de avenidas, ajustes del perfil, descripción de flujo dividido, etc. Sin embargo, algunos de estos datos relacionados deben cambiarse después de ser copiados. Por ejemplo, las longitudes de flujo y de márgenes deben volverse a definir tanto para el perfil transversal inicial y las cuadrículas de perfil transversal para tener en cuenta su longitudes de flujo reales. Ajuste de las cotas de la geometría del terreno Muchas veces, cuando se copia un perfil transversal a un situación adyacente, la geometría del terreno del perfil transversal debe elevarse o bajarse en una cantidad fija. Usando el comando MOVE de RCAD, es fácil seleccionar la geometría del terreno del perfil transversal y las estaciones de las orillas y luego desplazar las entidades seleccionadas arriba o abajo en la cantidad necesaria. 4.5.4 Edición de la Cuadrícula de Perfil Transversal

Figura 4.5.4.1 Caja de diálogo de Edición de Cuadrícula de perfil transversal La caja de diálogo de la Cuadrícula de Perfil Transversal, como se muestra en la Figura 4.5.4.1, permite editar los atributos de la cuadrícula de perfil transversal. Esta caja de diálogo se muestra en pantalla seleccionando EDIT GRID en el menú de Entrada de perfil transversal. La caja de diálogo de la Cuadrícula de Perfil Transversal se usa a menudo para volver a dimensionar la Cuadrícula de Perfil Transversal para fijar las extensiones de los datos relativos al perfil transversal (tales como geometría del terreno, geometría de la calzada, y zonas de flujo efectivo). Además, el usuario puede solicitar que todas las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren sean dimensionadas de nuevo. Las entradas de datos de la caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula de perfil transversal de la Figura 4.5.4.1 son idénticas a las descritas en el apartado titulado


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Adición de la Cuadrícula de Perfil Transversal. Sin embargo, se presenta una entrada de datos adicional, cuya descripción se expone a continuación. CAMBIO DE TODAS LAS CUADRÍCULAS QUE SE ENCUENTREN Se emplea este botón de 3 vías para especificar si las cuadrículas de perfiles transversales que se encuentren (es decir, las inserciones de bloques que se encuentren) deben cambiarse para que coincidan con las especificaciones de las cuadrículas de perfil transversal revisadas. Esta opción está siempre, por defecto, en OFF. Si esta opción está en OFF, solo se cambiará la cuadrícula de perfil transversal en uso. Si se selecciona CURRENT METAJOB, todas las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren dentro del metajob en uso se cambiarán con las nuevas especificaciones de la cuadrícula revisada. Las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren en otros metajobs permanecerán inalteradas. Fijando esta entrada en ALL METAJOBS dará lugar a que cambien todas las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren en el dibujo, sin tener en cuenta el metajob al que están asignadas. 4.5.5 Cambio de numeración de las cuadrículas de perfil transversal Si fuese necesario volver a numerar todas las cuadrículas de perfil transversal en el metajob en uso, se selecciona RENUMBER en el menú de Entrada de Perfiles Transversales. Esto mostrará en pantalla la caja de diálogo de Cambio de Numeración de Cuadrículas de Perfil transversal, como se ve en la Figura 4.5.5.1.

Figura 4.5.5.1 Caja de diálogo de cambio de numeración de las cuadrículas de perfil transversal Se introduce un nuevo ID inicial para el perfil transversal más aguas abajo, y se introduce un incremento, o se deja en blanco el incremento. RCAD volverá a numerar


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todos los perfiles transversales del matajob en uso, comenzando con el ID especificado. Si se especifica un incremento, se añadirá repetitivamente el incremento al ID actual para determinar el ID de cada perfil transversal siguiente. Por el contrario, si se deja en blanco el incremento, el programa mantendrá la longitud de tramo de cauce actual entre cada perfil transversal. Recuérdese que si se define la longitud de tramo de cauce para un perfil transversal, la longitud se supone que es la diferencia entre el ID de este perfil transversal y el ID del perfil transversal más aguas abajo. 4.5.6 Selección de una Cuadrícula de Perfil Transversal Con objeto de definir la información específica sobre un perfil transversal – tal como los valores de los coeficientes de expansión y contracción – el perfil transversal debe estar activo. Solo puede estar activo un perfil transversal cada vez. Para seleccionar un perfil transversal como perfil transversal activo, se elige PICK en el menú de Entrada de perfil transversal. RCAD mostrará un mensaje que pregunta que se seleccione un perfil transversal. Se selecciona el perfil transversal que se desee que esté activo y se hace clic sobre cualquiera de sus datos – esto es especialmente útil cuando se trabaja con una vista de un mapa topográfico. Véase la Figura 4.5.6.1 para ilustrar este comando.

Figura 4.5.6.1 Comando PICK que se usa para seleccionar un perfil transversal Nótese que para seleccionar un perfil transversal pinchando sobre él, deben estar visibles los datos (o hacerlos visibles mediante AutoPanning). Sin embargo, se puede teclear simplemente el ID del perfil transversal para hacerlo activo, incluso si no está visible en pantalla. Después de hacer que un perfil transversal esté activo, aparecerá en pantalla su ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos. 4.5.7 Vista de la Cuadrícula del Perfil Transversal La caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 4.5.7.1, permite al usuario seleccionar y ver una cuadrícula de perfil transversal. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando VIEW en el menú de Entrada de


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perfiles transversales. Además, si se muestra el ID del perfil transversal en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos, pinchando el ID aparecerá en esta caja de diálogo.

Figura 4.5.7.1 Caja de diálogo de Vista de Cuadrícula de Perfil Transversal Al seleccionar una cuadrícula de perfil transversal en la caja de diálogo de Vista de Cuadrícula de perfil transversal aparecerá en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionada en el puerto de vista en uso y hará que la cuadrícula de perfil transversal esté activa. Vista de los resultados del cálculo del perfil transversal La cuadrícula del perfil transversal puede mostrar en pantalla la superficie del agua calculada, la superficie crítica del agua y la línea de pendiente de energía. Véase el apartado titulado Vista de los resultados del perfil transversal en el capítulo 3 para informarse de cómo especificar qué resultados del cálculo tienen que mostrarse en pantalla sobre las cuadrículas de perfil transversal. Vista de otras cuadrículas de perfil transversal Haciendo clic en <or>, que se encuentra en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos, se podrá seleccionar y ver cualquier perfil transversal del metajob en uso en orden ascendente o descendente, respectivamente. 4.5.8 Configuración de las Cuadrículas de Perfil Transversal Al seleccionar CONFIGURE en el menú de Entrada de perfiles transversales aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Cuadrículas de perfiles transversales. Esta caja de diálogo se describe detalladamente en el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de perfil transversal del Capítulo 3. 4.5.9 Cambio de tamaño de la Cuadrícula de Perfil Transversal Después de añadir, editar o borrar la geometría del terreno, la geometría de la calzada o los datos de flujo efectivo de un perfil transversal, puede desearse cambiar de


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tamaño la cuadrícula del perfil transversal para fijarlo de acuerdo con la extensión de estos datos. En lugar de cambiar de tamaño manualmente la cuadrícula del perfil transversal activo usando la caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula de Perfil Transversal, BOSS RCAD puede cambiar de tamaño automáticamente la cuadrícula para adaptarse a las dimensiones de los datos relacionados con ella. Esto se lleva a cabo seleccionando RESIZE GRID en el menú de Entrada de perfil transversal. BOSS RCAD cambiará después automáticamente la cuadrícula del perfil transversal activo. Al seleccionar RESIZE ALL en el menú de Entra de perfiles transversales dará lugar a que se cambien de tamaño todas las cuadrículas de perfil transversal en el metajob en uso para adaptarse a las dimensiones de los datos de la cuadrícula. La caja de diálogo de Configuración de Cuadrícula de perfil transversal proporciona una opción que controla cómo debe cambiarse de tamaño la cuadrícula. Véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3 para más información. 4.6 Definición de la geometría del perfil transversal Al seleccionar GROUND GEOMETRY en el menú de Entrada (como se ve en la Figura 4.6.1) se puede seleccionar una variedad de métodos de entrada de la geometría del perfil transversal. • Importación de geometría del terreno a partir de un fichero de registro de HEC-2,

un fichero de puntos de estaciones/cotas, o un fichero de datos de coordenadas XYZ.

• Digitalización desde un mapa topográfico en papel. • Digitalización a partir de un gráfico de perfil transversal en papel. • Corte de un perfil transversal a partir de un mapa topográfico en 2D. • Corte de un perfil transversal a partir de un modelo de curvas de nivel en 3D o

modelo digital del terreno en 3D. • Dibujo de la geometría del terreno directamente en la pantalla. • Introducción y edición de los puntos de coordenadas de la geometría del perfil

transversal directamente en la caja de diálogo.


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Figura 4.6.1 Variedad de métodos de entrada de la geometría del terreno del perfil transversal Los métodos de entrada de la geometría del perfil transversal disponibles en BOSS RCAD se describen en los siguientes apartados. Véase el Capítulo 6 que contiene ejercicios tutoriales o sobre cómo usar estos distintos métodos de entrada de la geometría del terreno. 4.6.1 Identificación de la Cuadrícula del Perfil Transversal Después de seleccionar un método de entrada de la geometría del perfil transversal en el menú de Entrada de la Geometría del Terreno, se presenta la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 4.6.1.1. Esta caja de diálogo se usa para definir el ID del perfil transversal en el que se va a definir la geometría del terreno para un nuevo perfil transversal o para volver a definir la geometría del terreno para un perfil transversal existente.


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Figura 4.6.1.1 Caja de diálogo de nueva cuadrícula de perfil transversal A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Nueva Cuadrícula de perfil transversal de la Figura 4.6.1.1, con una breve descripción de cada entrada. ID ÚNICO Esta entrada de datos se usa para especificar un ID que identifica solamente al perfil transversal. No hay dos perfiles transversales con el mismo ID. Esta entrada de datos es la única información necesaria en esta caja de diálogo para añadir una nueva cuadrícula de perfil transversal; todos los demás datos fijarán, por defecto, los valores de la cuadrícula del perfil transversal. Esta entrada de datos debe tener un valor positivo y no debe tener más de 6 caracteres de longitud. La caja de diálogo de la Nueva Cuadrícula de perfil transversal presentará inicialmente un único identificador para la nueva cuadrícula de perfil transversal. El usuario puede elegir para aceptar este número. Nótese que el ID debe tener un valor ascendente, desde aguas abajo hacia aguas arriba. Así es como BOSS RCAD es capaz de mantener la colocación numérica del perfil transversal en uso en relación con todos los demás perfiles transversales especificados. (X1-SECNO) DESCRIPCIÓN (opcional) Al elegir EDIT da lugar a que el programa muestre en pantalla una caja de diálogo auxiliar que permite introducir una nota descriptiva de la cuadrícula de perfil transversal. Pueden introducirse hasta 5 líneas de 72 caracteres cada una. (C_) ESTACIÓN INICIAL MÁS A LA IZQUIERDA Cuando se digitaliza desde un mapa topográfico en papel o desde un mapa topográfico en 2D o 3D, puede introducirse una valor positivo aproximado para usarlo como estación inicial más al izquierda. Toas las estaciones siguientes del terreno se contarán a partir de ese valor. COTA INICIAL DE CURVA DE NIVEL E INTERVALO Cuando se digitaliza desde un mapa topográfico en papel o desde un mapa topográfico en 2D o 3D, debe especificarse una cota de curva de nivel inicial y el intervalo de curvas de nivel para las curvas de nivel en 2D. Mientras se digitaliza, la cota digitalizada actual se muestra en pantalla en la línea de estado y puede cambiarse pulsando las teclas ↑ y ↓ . Anulación de la generación de cuadrícula Esta entrada de botón introducirá por defecto la opción de generación de cuadrícula especificada en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de perfil transversal (véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del perfil transversal en el Capítulo 3). Si se cambia la configuración de esta opción, solo afecta a la generación de la cuadrícula durante el comando actual. Estas opciones de generación de cuadrículas se describen a continuación:


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GENERACIÓN DE UNA NUEVA CUADRÍCULA Al seleccionar esta opción se da lugar a que el programa intente primero encontrar la definición de un bloque de cuadrícula de perfil transversal que encaje con la geometría del terreno. Si no lo encuentra, esta opción añadirá automáticamente una nueva cuadrícula de perfil transversal adecuadamente dimensionada para la geometría del terreno introducida. Los valores de redondeo especificados en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de perfil transversal se usará para determinar en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la nueva cuadrícula de perfil transversal. COPIA DE LA CUADRÍCULA EN USO Si, por lo menos, se ha creado un perfil transversal, entonces esta opción puede seleccionarse para duplicar automáticamente la cuadrícula en uso para la nueva cuadrícula de perfil transversal cuando se introduce la geometría del terreno. Esta opción asegura que las cuadrículas de perfil transversal sean idénticas, ya que todos los perfiles transversales especificados con esta opción se corresponden en el mismo bloque de inserción. EDICIÖN DE LA CUADRÍCULA EN USO Si se selecciona esta opción, se puede volver a definir la geometría del terreno para el perfil transversal activo, sustituyendo cualquier geometría del terreno existente ya definida. No se creará una nueva cuadrícula de perfil transversal. Cuando se usa esta opción, cualquier nuevo ID de perfil transversal o descripción introducida para el perfil transversal actualmente en uso serán ignorados. El programa mantendrá los valores especificados para la cuadrícula de perfil transversal actualmente en uso. Si fuese necesario, el comando de menú EDIT GRID puede usarse a última hora para editar el identificador ID del perfil transversal o su descripción. 4.6.2 Método de Entrada de Importación de Ficheros Este método de entrada de la geometría del terreno permite importar todo o parte de la geometría del terreno de un perfil transversal desde un fichero de registro de entrada de HEC-2, un fichero de datos de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de estaciones y cotas. Este método también proporciona una gran precisión al especificar la geometría del terreno de un perfil transversal permitiendo al usuario insertar directamente en el modelo los datos de topografía. Como otros métodos de entrada del terreno, este método permite al usuario insertar los datos de la geometría del terreno importados en el perfil transversal actualmente en uso, crear un perfil transversal sustitutivo o crear un perfil transversal totalmente nuevo.


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Para iniciar este método de entrada, se selecciona IMPORT FROM FILE en el menú de Entrada de la Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará primero la caja de diálogo de Cuadrícula de Nuevo perfil transversal (véase Figura 4.6.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal cuya geometría se quiere definir, luego este método de entrada mostrará la caja de diálogo de selección del fichero de Importación de Geometría del Terreno, como se ve en la Figura 4.6.2.1.

Figura 4.6.2.1 Caja de diálogo de selección de fichero de importación de la geometría del terreno Esta caja de diálogo permite al usuario seleccionar un fichero de registro de entrada de HEC-2, un fichero de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de estaciones y cotas desde el que importar los datos de la geometría del terreno. Después de seleccionar el fichero de datos que hay que importar, el programa determinará automáticamente si el fichero es un fichero de registro de HEC-2, un fichero de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de estaciones y cotas. Luego el programa mostrará en pantalla la caja de diálogo de Seleccionar Datos a Importar, como se ve en la Figura 4.6.2.2.


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Figura 4.6.2.2 Caja de diálogo de selección de datos a importar Si el fichero seleccionado es un fichero de registro de entrada de HEC-2, esta caja de diálogo permite al usuario especificar el perfil transversal cuya geometría del terreno a de importarse. También puede especificar el usuario las restricciones para limitar qué estaciones del terreno han de importarse. Formato del Fichero de Datos de Coordenadas XYZ Con objeto de que BOSS RCAD sea capaz de identificar que el fichero que se importa es un fichero de datos de coordenadas XYZ, el fichero debe formatearse adecuadamente. La primera línea del fichero de datos de coordenadas XYZ debe contener la palabra XYZ. La segunda línea del fichero define el valor de la estación horizontal inicial. El valor de la estación horizontal inicial no puede ser negativo. Si se deja en blanco esta línea, se supone un valor de 0,0 para la estación horizontal inicial. La tercera línea del fichero se usa para definir un valor de ajuste de los datos de cotas. Este valor de ajuste permite ajustar la cota de los datos de las coordenadas XYZ. Si se dejan blanco esta línea, se supone un valor de ajuste de 0,0. La Figura 4.6.2.3 ilustra un fichero de datos de coordenadas XYX como ejemplo.

Figura 4.6.2.3 Ejemplo de fichero de datos de coordenadas XYZ


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Comenzando por la cuarta línea, cada fila restante del fichero corresponde a las coordenadas X, Y , Z de un solo punto del terreno en 3D. Los espacios y/o las comas pueden usarse para separar los valores de las coordenadas de un punto. Los valores negativos o positivos de coordenadas no están permitidos. El programa usará el Teorema de Pitágoras para determinar las distancia absoluta entre estaciones de puntos del terreno adyacentes usando los valores de las coordenadas X e Y. Esta distancia se acumula añadiéndose al valor de la estación horizontal inicial especificado para determinar cada valor de la estación resultante del punto del terreno. La Figura 4.6.2.4 ilustra que los puntos topográficos del terreno no necesitan estar en línea recta. Sin embargo, estos puntos topográficos deben formar una línea perpendicular al flujo del río. Cada valor Z de coordenada de punto se añade al valor de ajuste de datos de cotas especificado para determinar la cota resultante.

Figura 4.6.2.4 Puntos del terreno levantados topográficamente que no necesitan estar en línea recta pero que deben formar una perpendicular al flujo del río Formato del Fichero de Puntos con Estaciones/Cotas Como el fichero de datos de coordenadas XYZ, el fichero debe formatearse adecuadamente con objeto de que BOSS RCAD sea capaz de identificar el fichero que se va a importar como fichero de puntos con estaciones/cotas. El formato del fichero del fichero de puntos con estaciones/cotas e muy parecido al fichero de coordenadas XYZ. La primera línea del fichero de puntos con estaciones/cotas debe contener la palabra XY. La segunda línea del fichero define el valor de la estación horizontal inicial. El valor de la estación horizontal inicial no puede ser negativo. . Si se deja en blanco esta línea, se supone un valor de 0,0 para la estación horizontal inicial. La tercera línea del fichero se usa para definir un valor de ajuste de los datos de cotas. Este valor de ajuste permite ajustar la cota de los datos de las coordenadas XYZ. Si se dejan blanco esta línea, se supone un valor de ajuste de 0,0. La Figura 4.6.2.5 ilustra un fichero de puntos de estaciones/cotas como ejemplo.


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Figura 4.6.2.5 Ejemplo de fichero de puntos con estaciones/cotas Comenzando por la cuarta línea, cada fila restante del fichero corresponde a la estación y cota de un solo punto del terreno Los espacios y/o las comas pueden usarse para separar los valores de las coordenadas de un punto. Los valores negativos o positivos de coordenadas no están permitidos. Cada valor de estación se añade al valor de estación horizontal inicial para determinar cada valor de estación del punto del terreno resultante. Cada valor de cota de punto del terreno se añade al valor especificado de ajuste de datos de cotas para determinar la cota resultante. 4.6.3 Método de Entrada de digitalización de un mapa topográfico Este método de entrada de la geometría del perfil transversal permite digitalizar directamente la geometría del perfil transversal a partir de un mapa topográfico, tal como un mapa cuadriculado del U.S.G.S. Si no se tiene previamente configurada la tableta digitalizadora desde BOOS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibración de la tableta de BOSS RCAD. Para iniciar este método de entrada, se selecciona DIGITIZE TOPO en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en primer lugar la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 4.6.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal del que ha de definirse la geometría del terreno, esta método de entrada mostrará un mensaje para especificar la estación más a la izquierda (inicial) y su cota correspondiente. La estación inicial puede tener un valor positivo arbitrario. Después de introducir estos valores, este método mostrará un mensaje para calibrar la tableta digitalizadora para digitalizar el mapa topográfico. Se sujeta el mapa a la tableta y se digitalizan tres nuevos puntos del papel, introduciendo la coordenadas exactas X e Y de cada uno. Para una mayor precisión al digitalizar, se usan puntos en las esquinas opuestas del la tableta. Si se han digitalizado datos desde el mismo mapa topográfico anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el mapa de su sitio, debe pulsarse L para usar la información de la última calibración. Una vez calibrada la tableta digitalizadora, el programa mostrará un mensaje para que se pinchen las estaciones de perfil transversal en el mapa topográfico, Se pincha cada estación en un orden (estación más a la izquierda a la estación más ala derecha) o se teclean las coordenadas X e Y de la estación (como 7410,420, sin ningún espacio).


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En la línea de estado aparece la cota digitalizada actualmente y puede cambiarse mientras de digitalizan las estaciones del terreno del perfil transversal mediante uno de los métodos siguientes: • Pulsando las teclas ↑ y ↓ se aumentará o disminuirá la cota digitalizada según el

valor de paso actual. El paso del valor del incremento se muestra cerca de la cota y puede cambiarse usando las teclas ← y →.

• Pulsando los botones de la tableta digitalizadora 2 y 3 se aumentará o disminuirá la cota digitalizada según el valor de paso actual.

• Tecleando una nueva cota (un simple número, tal como 1650) • Tecleando la nueva cota como la tercera coordenada después de haber

introducido las coordenadas X e Y del terreno del perfil transversal (tal como 7410,420,1650, sin ningún espacio).

Grandes mapas topográficos Aunque el mapa topográfico tenga unas dimensiones mayores que los de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar el perfil transversal a modo de trozos. Primero se digitaliza lo más posible a partir de una parte, luego se mueve el mapa topográfico, se fija el mapa de nuevo a la tableta digitalizadora, se pulsa R para recalibrar la tableta digitalizadora para la nueva posición y se continúa digitalizando. 4.6.4 Método de digitalización de entrada de perfil transversal Este método de entrada de la geometría del perfil transversal permite digitalizar la geometría del perfil transversal desde un dibujo de perfil transversal en papel. Si no se tiene previamente configurada la tableta digitalizadora desde BOOS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibración de la tableta de BOSS RCAD Para iniciar este método de entrada, se selecciona DIGITIZE SECTION en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en primer lugar la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 4.6.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal del que ha de definirse la geometría del terreno, este método de entrada mostrará un mensaje para calibrar la tableta digitalizadora para digitalizar el dibujo del perfil transversal. Se sujeta el mapa a la tableta y se digitalizan tres nuevos puntos del papel, introduciendo la coordenadas exactas X e Y de cada uno. Para una mayor precisión al digitalizar, se usan puntos en las esquinas opuestas del la tableta. Si se han digitalizado datos desde el mismo mapa topográfico anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el mapa de su sitio, debe pulsarse L para usar la información de la última calibración. Una vez calibrada la tableta digitalizadora, se pueden pinchar los puntos del gráfico del perfil transversal. Estos puntos deben corresponder ahora con los puntos del perfil transversal de pantalla (si se introducen los datos desde una cuadrícula existente). Si se desea, se puede teclear las coordenadas de la estación y de la cota de los puntos del perfil transversal (como 7410,420, sin ningún espacio). Grandes gráficos de perfil transversal


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Aunque el gráfico de perfil transversal en papel tenga unas dimensiones mayores que los de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar el perfil transversal a modo de trozos. Primero se digitaliza lo más posible a partir de una parte, luego se mueve el mapa topográfico, se fija el mapa de nuevo a la tableta digitalizadora, se pulsa R para recalibrar la tableta digitalizadora para la nueva posición y se continúa digitalizando. 4.6.5 Método de Entrada de Mapa en pantalla en 2D Este método de entrada de la geometría del perfil transversal permite cortar un perfil transversal en un mapa topográfico en pantalla de 2D. Un mapa topográfico en 2D no tiene datos de cotas asociadas a las curvas de nivel mostradas en pantalla. Para iniciar este método de entrada, se selecciona SCREEN 2D MAP en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en primer lugar la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 4.6.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal del que ha de definirse la geometría del terreno, este método de entrada mostrará un mensaje para especificar la estación más al izquierda (inicial) y su cota correspondiente. La estación inicial puede tener cualquier valor arbitrario. A continuación, se corta un perfil transversal en el mapa topográfico pinchando los puntos de la estación del terreno del perfil transversal que corresponde a las curvas de nivel, en un orden determinado (desde la estación más a la izquierda a la más a la derecha) en el mapa topográfico de pantalla. No es necesario pinchar cada curva de nivel en un perfil transversal, ya que BOSS RCAD puede interpolar cotas (usando el intervalo de curvas del mapa topográfico a partir de cualquier curva de nivel que cruza la línea de corte. Esto permite que el usuario seleccione las curvas de nivel máxima y mínima a medida que se empieza a cortar la sección, o donde el perfil transversal corta los cambios de dirección. Los usuarios pueden desear que no se lean curvas de nivel de unas capas de dibujo concretas - la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel con este objetivo. Véase el apartado titulado Configuración de Capas de Curvas de Nivel en el Capítulo 3 para más información. La cota digitalizada en uso se muestra en pantalla en la línea de estado y puede cambiarse mientras se digitalizan las estaciones del terreno del perfil transversal mediante uno de los métodos siguientes: • Pulsando las teclas ↑ y ↓ se aumentará o disminuirá la cota digitalizada según el

valor de paso actual. El paso del valor del incremento se muestra cerca de la cota y puede cambiarse usando las teclas ← y →. Para hacer zoom dentro o fuera, se pulsa las teclas PgUp y PgDn.




Aunque es mejor mostrar en pantalla la vista deseada del mapa topográfico antes de comenzar este método, se puede usar AutoPan y AutoZoom para moverse rápidamente por el mapa topográfico durante el proceso de digitalización. Para más


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información sobre la selección de la vista topográfica, véanse los comandos SET TOPO VIEW y VIEW TOPO MAP expuestos en el apartado titulado Configuración y Muestra en pantalla del la Vista Topográfica en el Capítulo 3. 4.6.6 Método de entrada de Mapa en 3D en pantalla El método de entrada de la geometría del perfil transversal es el más rápido y más potente de los métodos de digitalización de un perfil transversal. Este método permite cortar un perfil transversal directamente desde un mapa topográfico en 3D, Un mapa topográfico en 3D difiere de un mapa topográfico en 2D, en que tiene los datos relativos a cotas con las líneas de curvas de nivel o puntos que se muestran en pantalla. Para iniciar este método de entrada, se selecciona SCRREN 3D MAP en el emenú de la Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará primero la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 4.6.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal para el que ha de definirse la geometría del terreno, este método de entrada lanzará un mensaje para que se especifique la estación más a la izquierda (inicial) y su cota correspondiente. La estación inicial puede ser un número positivo arbitrario. A continuación, se corta un perfil transversal en el mapa topográfico pinchando los puntos de estación del terreno del perfil transversal que corresponden a las curvas de nivel, en un orden (de la estación más a la izquierda a la estación más a ala derecha) en el mapa topográfico de pantalla. Debe escogerse un perfil transversal representativo que mejor describa las características del flujo en el tramo . Debido a que BOSS RCAD leerá las cotas de cualquier curva de nivel que corte la línea del perfil transversal, no es necesario pinchar cada curva de nivel del perfil transversal. Esto permite al usuario seleccionar solo las curvas de nivel donde corta el perfil transversal a los cambios de dirección de la línea de corte del perfil transversal. El usuario puede requerir que no se lean todas las curvas de nivel de unas capas de dibujo determinadas - la caja de diálogo de Capas de Curvas de Nivel está dispuesta para este fin. Véase el apartado titulado Configuración de las Capas de Curva de Nivel en el Capítulo 3 para más información. El usuario puede especificar explícitamente las coordenadas XY de las estaciones del terreno del perfil transversal sobre el mapa topográfico. Sin embargo, hay que prever que la cota se tome siempre de la curva de nivel en 3D más próxima, sin tener en cuenta cómo se introducen los puntos del terreno. El usuario no puede definir directamente la cota de un punto del terreno digitalizado, pero más tarde puede volver a definir la cota (o estación) usando el método de entrada del perfil transversal en pantalla, como se expone en el siguiente apartado. Aunque es preferible mostrar en pantalla la vista deseada del mapa topográfico antes de comenzar este método, se puede usar AutoPan o AutoZoom para moverse más rápidamente por el mapa topográfico durante el proceso de digitalización. Para más información sobre la selección de una vista del mapa topográfico, véanse los comandos SET TOPO VIEW y VIEW TOPO MAP en el apartado titulado Configuración y Muestra en pantalla del Mapa Topográfico del Capítulo 3. Uso de Puntos en 3D


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Si lo desea, el usuario puede usar puntos en 3D cuando se corta un perfil transversal. En lugar de seleccionar un punto sobre una curva de nivel, el usuario simplemente pincha sobre el punto en 3D. Un problema relacionado con el uso de puntos en 3D cuando se corta un perfil transversal es que los puntos no pueden coincidir con una traza en que el usuario puede cortar un perfil transversal. En esta situación, el usuario puede querer conectar líneas entre puntos en 3D. Usando el comando LINE de RCAD o 3DPOLY junto con la opción NODE OSNAP, el usuario puede conectar una línea en 3D entre puntos existentes en 3D. Esta técnica ayudará al usuario cuando se corta un perfil transversal usando puntos en 3D. Comprobación de las Capas de curvas de Nivel Cuando se introduce la geometría del terreno del perfil transversal usando métodos con Mapas en 2D o 3D, BOSS RCAD buscará cualquier curva de nivel sobre el mapa topográfico que corte la línea marcada de perfil transversal. Cualquier punto, línea o polilínea cortada será examinada por si contiene cotas de curva de nivel, pero las capas que se hayan configurado como capas de curva de nivel. Si se encuentra una entrada en una capa cuyo estado no se haya definido previamente, el usuario verá u mensaje para configurar el estado de la capa.

Figura 4.6.6.1 Caja de diálogo para comprobación de la capa de curvas de nivel La caja de diálogo de Comprobación de Capa de Curva de Nivel, que se muestra en la Figura 4.6.6.1, ofrece las siguientes opciones: YES Cualquier punto, línea o polilínea o polifaceta encontrada en esta

capa se leerá como cota de curva de nivel cuando se introduce la geometría del terreno a partir de un mapa topográfico.

NO Se ignorará cualquier entidad de esta capa cuando se introduce

la geometría del terreno desde un mapa topográfico. CONFIG Se abre la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas


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de Nivel que permite al usuario especificar el estado de la curva de nivel de cualquier o todas las capa s de dibujo.

4.6.7 Método de entrada de perfil transversal en pantalla Este método de entrada de la geometría del terreno del perfil transversal permite definir en pantalla la nueva geometría del terreno para la cuadrícula activa del perfil transversal en uso. Este método requiere que ya se haya definido una cuadrícula de perfil transversal. El comando de menú ADD CROSS SECTION puede usarse para crear una nueva cuadrícula de perfil transversal. Para iniciar este método de entrada, se selecciona SCREEN CROSS SECTION en el menú de Entrad de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula actual del perfil transversal, lo que permite introducir nuevos puntos del terreno haciendo clic sobre cualquier punto de la cuadrícula o tecleando las coordenadas de la estación y cota (tal como 100, 1320, sin espacios). Para más precisión, se puede hacer un zoom con las teclas PgUp y PgDn para hacer automáticamente el zoom dentro y fuera. Cuando se usa AutoPan para moverse, se puede obtener una mejor precisión al definir la geometría del terreno del perfil transversal. Cuando se termina de introducir las coordenadas, se pulsa ENTER en TO POINT, mensaje para salvar los datos del perfil transversal- 4.6.8 Método de Entrada de Edición Directa Muchas veces es conveniente editar directamente los valores de estación y cota de la geometría del perfil transversal una vez que se haya entrado mediante uno de los métodos de entrada descritos anteriormente. La caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal, como se muestra en la Figura 4.6.8.1, puede usarse para insertar, añadir, editar y borrar puntos individuales del terreno (datos GR) de la cuadrícula del perfil transversal. Desde esta caja de diálogo se puede también importar puntos del terreno del perfil transversal a partir de un fichero de registro de entrada de HEC-2 existente., un fichero de puntos de estación/cota o un fichero de datos de coordenadas XYZ. Además, se puede insertar, editar y borrar la rugosidad horizontal, la cota de la cota baja y los valores de las cotas de la calzada. (Estas capacidades se discuten en sus apartados correspondientes, más adelante en este Capítulo). Se accede a esta caja de diálogo seleccionando GROUND GEOMETRY DIALOG en el Menú de Entrada de Geometría del Terreno.


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Figura 4.6.8.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal que se usa para añadir, borrar, editar e importar datos de puntos de la geometría del terreno Para añadir un nuevo punto del terreno, se introduce su estación y cota del terreno en las entradas de datos correspondientes y se elige INSERT. Entonces el nuevo punto del terreno será colocado en la caja de la lista de datos del perfil transversal. Nótese que los nuevos puntos del terreno solo se introducen en la caja de la lista cuando se elige INSERT. Se elige NEW para digitalizar nuevos puntos del terreno desde el mapa topográfico o la cuadrícula actual de perfil transversal. Los nuevos valores de estación y cota del terreno se insertarán automáticamente en la caja de la lista de datos del perfil transversal. Para editar un punto de terreno existente, se selecciona un punto de terreno de la caja de la lista o se elige PICK para seleccionarlo en la cuadrícula activa de perfil transversal o en el mapa (si está visible en pantalla). Cuando se introducen valores revisados de un punto del terreno existente, se elige UPDATE. RCAD actualizará los datos de puntos del terreno mostrados en pantalla en la caja de la alista de datos de perfil transversal. Haciendo doble clic sobre una fila de datos mostrados en la caja de la lista se trasladará inmediatamente el cursor de entrada de datos ala entrada de datos de cotas del terreno, permitiendo por lo tanto alterar rápidamente la cota de una estación del terreno existente. Para borrar un fila de datos de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se elige DELETE. Para importar la geometría del terreno desde un fichero de registro de datos de HEC-2, un fichero de puntos de estación/cota de HEC-2 o desde un fichero de datos de coordenadas XYZ, se elige IMPORT. Entonces l programa mostrará en pantalla la caja de diálogo de Importación de La Geometría del Terreno, como se ve en la Figura 4.6.2.1. Esta caja de diálogo permite al usuario seleccionar el nombre de un fichero


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que haya que importar. Después de seleccionar el fichero de datos a importar, el programa determinará automáticamente si el fichero es un fichero de registro de HEC-2, un fichero de datos de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de situación/cotas. Si el fichero es un fichero de registro de entrada de HEC-2, BOSS RCAD pide que se seleccione un perfil transversal del fichero para importar la geometría del terreno. Para más información sobre la importación de geometría del terreno, véase el apartado titulado Método de Entrada de Importación de Ficheros. 4.6.9 Reducción de Puntos del Terreno BOSS RCAD permite especificar hasta 500 puntos del terreno por perfil transversal usando cualquiera de los métodos descritos anteriormente. Sin embargo, incluso cuando se utiliza el dispositivo de cálculo de HEC-2 que se suministra junto con BOOS RCAD puede manejarse este número de puntos del terreno por perfil transversal, la versión estándar del Army Corps de HEC-2 puede manejar hasta 100 puntos del terreno por perfil transversal. Por lo tanto, si el fichero de entrada de datos de HEC-2 se utiliza como parte del estudio completo de HEC-2, entonces el número de puntos del terreno debe reducirse a menos de 100. Cuando se genera un fichero de transferencia de datos (véase el apartado titulado Generación de Fichero de Transferencia de Datos del Capítulo 3). BOSS RCAD le advertirá si el número de puntos del terreno especificado son más del límite de 100 puntos del terreno. Si así es, puede ser necesario reducir el número del número de puntos del terreno a este límite. Como ayuda para hacer esto, BOSS RCAD puede realizar automáticamente la reducción de puntos del terreno. Desde el menú de Entrada de Geometría del Terreno se selecciona REDUCE GROUND POINTS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Reducción de Puntos del Terreno, como se ve en la Figura 4.6.9.1.

Figura 4.6.9.1 Caja de diálogo de Reducción de puntos del terreno Cuando aparece en pantalla la caja de diálogo de Reducción de Puntos del Terreno, aparecerá la geometría del terreno existente y el número total de puntos del terreno definidos n el actual perfil transversal. Al especificar el número de puntos del terreno permitidos, el programa eliminará automáticamente aquellos puntos que añaden la resolución menor a la geometría del terreno existente.


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Después de especificar que reducción debe aplicarse y el número total de puntos del terreno permitidos, se elige PREVIEW, BOSS RCAD mostrará en pantalla la geometría del terreno revisado junto con la geometría del terreno original, permitiendo comprobar la reducción de puntos del terreno calculados por el programa. Cuando se está conforme con la geometría revisada, se elige OK. BOSS RCAD sustituirá a la geometría existente del terreno por la geometría revisada. BOSS RCAD emplea un algoritmo de comparación de superficie triangular para determinar cada grado de punto de la resolución del perfil transversal. Se permite que los puntos que definen cambios importantes en la geometría permanezcan. El programa realiza esta labor mirando cada punto y sus dos puntos adyacentes. Luego calcula la superficie triangular formada por estos tres puntos y almacena esta superficie con el punto. Aquellos puntos con la menor superficie que caen dentro de la reducción especificada se eliminan para cumplir con el número de puntos del terreno permitidos. Sin embargo, los puntos del terreno que definen las estaciones inicial y final, las estaciones de la geometría de a arista inferior del puente y las estaciones de la geometría de calzada no se eliminan. Reglas de Reducción BOSS RCAD permite seleccionar las reglas FEMA (Federal Emergency Management Agency) que se usan para reducir el número de puntos del terreno en un perfil transversal. Estas reglas incluyen los siguiente: • Permite un máximo de 90 puntos del terreno. • Permite una separación máxima horizontal del 5% de la anchura del perfil

transversal entre puntos del terreno de la plana de inundación (es decir, puntos fuera de las estaciones de las orillas).

• Permite una separación máxima horizontal del 10% de la anchura del perfil transversal entre puntos del terreno del cauce (es decir, puntos dentro de las estaciones de las orillas).

• Permite una máxima separación vertical del 20% de toda la altura del perfil transversal entre puntos del terreno.

Al elegir FEMA Rules se seleccionan todas las reglas de reducción anteriores. Al elegir No Rules se quita la selección de las reglas anteriores. También se pueden seleccionar reglas de reducción individuales que hayan de aplicarse. Nótese que BOSS RCAD sólo aplica las reglas de requisito de separación máxima ara reducir el número total de puntos del terreno. El programa no añadirá puntos del terreno si la geometría original viola estas reglas 4.6.10 Unión de un Perfil Transversal Existente a un Mapa Topográfico Cuando se emplean métodos de entrada de la geometría del perfil transversal en 2D o 3D presentados anteriormente, BOSS RCAD une automáticamente la cuadrícula del perfil transversal y la información aneja (es decir, geometría del terreno, estaciones de las orillas, et.) a una línea de corte de perfil transversal a un mapa topográfico. Esto permite al usuario, junto con SmartEdit, editar la información relativa al perfil transversal desde la cuadrícula del perfil transversal o el mapa topográfico haciendo simplemente clic en la entidad del gráfico representativo (véase el apartado titulado


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SmartEdit en el Capítulo 3). Esto permite también que se muestre en pantalla el perfil calculado de la superficie del agua sobre el mapa topográfico. Sin embargo, puede ser necesario unir las cuadrículas de perfil transversal ( y la información aneja) al mapa topográfico en aquellas situaciones en que no existe la unión. Por ejemplo, el usuario puede importar un fichero de registro de HEC-2 en un nuevo dibujo que contenga un mapa topográfico de la zona que se está estudiando. Una vez que los datos han sido importados, no se ha establecido una unión entre la geometría del terreno del perfil transversal importado y la geometría del mapa topográfico. Sin embargo, BOSS RCAD permite al usuario asignar uniones entre la geometría del terreno importado (cuadrículas de perfil transversal) y las líneas de corte dibujadas en el mapa topográfico. Para asignar una unión entre la cuadrícula del perfil transversal existente y el mapa topográfico, primero se selecciona una cuadrícula de perfil transversal que ha de unirse al mapa topográfico (véase el apartado titulado Selección de la Cuadrícula de un perfil transversal). A continuación, se selecciona TOPO LINK en el menú de Entrada de geometría del Terreno. BOSS RCAD lanzará un mensaje para que se dibuje en el mapa topográfico una línea de corte de perfil transversal que represente donde debe colocarse la cuadrícula del perfil transversal seleccionado. Se comienza con la estación más ala izquierda, incluyendo las situaciones de las estaciones en que el perfil transversal corta a los cambios de dirección, y finalmente se termina con la estación más a la derecha. No es necesario identificar ningún punto del terreno - sólo se identifican los puntos inicial y final y aquellos puntos en que hay un cambio de dirección. Después de dibujar la línea de corte sobre el mapa topográfico, BOSS RCAD sustituirá esta línea por una nueva línea que contiene todos los puntos que describen la geometría del terreno para la cuadrícula del perfil transversal. Este procedimiento puede repetirse con cada cuadrícula de perfil transversal que debe ser unida al mapa topográfico. Según se ven uniendo las cuadrículas de perfil transversal al mapa topográfico, BOSS RCAD dibujará automáticamente los identificadores de perfil transversal y los datos relacionados, tales como estaciones de orilla, en el mapa topográfico. 4.6.11 Ajuste gráfico de la geometría del terreno BOSS RCAD permite realizar ajustes de la geometría del terreno gráficamente usando las cuadrículas. Por ejemplo, en la línea de comando de RCAD, se pincha simplemente la línea del terreno con el cursor en forma de cruz para trasladar un punto individual del terreno mostrado en la cuadrícula del perfil transversal o del mapa topográfico. RCAD iluminará automáticamente todos los puntos del terreno. Se pincha el punto del terreno que se quiere mover y se arrastra a su nueva posición. Para limpiar uniones de la línea de terreno seleccionada, se pulsa dos veces CANCEL. Para cambiar la cota de una línea entera del terreno en una cuadrícula de perfil transversal, se pincha la línea del terreno, se selecciona cualquier punto de la línea, y se pulsa ENTER (o el botón derecho del ratón) para cambiar al modo MOVE. Luego se arrastra toda la línea del terreno a la cota deseada sobre la cuadrícula. Este método puede usarse también para ajustar la posición de una línea de corte de perfil transversal dibujada sobre el mapa topográfico.


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Debe tenerse en cuanta unas cuantas cosas al usar uniones para editar la geometría del terreno: 1. Al cambiar la situación de un punto del terreno en una cuadrícula de perfil

transversal no se afecta al punto del terreno correspondiente en el mapa topográfico (o viceversa). Y, dada que BSS RCAD emplea la geometría mostrada en la cuadrícula del perfil transversal cuando se realiza el cálculo del perfil de la superficie del agua, la superficie del agua del mapa topográfico podrá ser poco precisa.

2. Al trasladar una línea de corte de perfil transversal sobre el mapa topográfico no se moverán las estaciones de las orillas ni las líneas de unión. Sin embargo, BOSS RCAD corregirá automáticamente y volverá a dibujar las estaciones de las orillas y las líneas de conexión en la línea de corte del perfil transversal del mapa topográfico si se muestra en pantalla a caja de diálogo de Descripción del perfil transversal y luego se elige OK.

3. Al editar una línea de corte de perfil transversal del mapa topográfico usando tenazas se mueven todos los puntos modificados con el valor actual de cota ELEV. Como RCAD emplea en sus cálculos la geometría del terreno mostrada en la cuadrícula del perfil transversal (y no la línea de corte del mapa topográfico), eso no supone ningún problema.

Sin embargo, si se usan vistas en 3D del mapa topográfico en el dibujo, esto podría afectar a que se muestren los resultados. En esta situación, puede usarse el comando del menú TOPO LINK de entrada de geometría del terreno (véase el apartado previo titulado Unión de perfiles transversales existentes a un mapa topográfico). Para más información sobre las tenazas de RCAD, véase el apartado titulado Edición gráfica usando tenazas(grips) del Capítulo 3. 4.7 Otros datos del perfil transversal Después de definir la cuadrícula del perfil transversal y su correspondiente geometría del terreno, pueden especificarse otros datos que describen el perfil transversal. Los siguientes apartados describen con detalle cómo se definen otras propiedades de datos para un perfil transversal, tales como los coeficientes de pérdida por expansión y contracción, las estaciones de las orillas, la rugosidad, las longitudes de flujo, etc. 4.7.1 Descripción general La caja de diálogo de Descripción del perfil transversal del programa, como se muestra en la Figura 4.7.1.1, permite especificar las situaciones de las márgenes, la rugosidad en el cauce y en las planas de inundación, las longitudes de tramo, los coeficientes de pérdida y otras informaciones sobre la cuadrícula activa del perfil transversal. Se accede a la caja de diálogo de Descripción del perfil transversal seleccionando SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada.


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Figura 4.7.1.1 Caja de diálogo de Descripción del perfil transversal A continuación figura una lista de las entradas de datos de Descripción del perfil transversal de la Figura 4.7.1.1, con una breve descripción de cada entrada. LONGITUD DE FLUJO DE LA PLANA DE INUNDACIÓN IZQUIERDA Esta entrada especifica la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda (mirando hacia aguas abajo) entre el perfil transversal actual y el perfil transversal adyacente aguas abajo que se usará como flujo de la plana de inundación izquierda (véase Figura 4.7.1.2). Las distancia se medirá automáticamente en el mapa topográfico (si está visible en pantalla). Se elige PICK y el programa permitirá definir la longitud de flujo pinchando el camino del flujo sobre el mapa topográfico. Si se deja en blanco esta entrada, la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda será igual a la longitud de flujo en el cauce. Esta entrada se ignorará en el perfil transversal más aguas abajo. El modelo emplea esta distancia al calcular la conducción del flujo. Esta entrada debe especificarse si las situaciones del perfil transversal no se corresponden con la estación del río. Para más información sobre cómo especificar las longitudes de flujo, véase el apartado titulado Longitudes de Tramo del Capítulo 8. (X1-XLOBL) ESTACIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DE LA PLANA DE INUNDACIÓN Esta entrada especifica la estación de la margen izquierda de la plana de inundación (mirando hacia aguas abajo) que define la región de flujo del perfil transversal que corresponde a la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda (véase Figura 4.7.1.2). Nótese que esta entrada debe coincidir con una de las estaciones de la geometría introducida del perfil transversal. BOSS RCAD asegurará esto automáticamente yendo rápidamente a la estación del terreno más próxima a donde se pincha la estación de la margen en el gráfico del perfil transversal o mapa topográfico.


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Esta estación puede seleccionarse en el gráfico de perfil transversal o en el mapa topográfico (si está visible en pantalla) eligiendo PICK. Para más información sobre el uso de esta entrada para especificar la zona de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zona de flujo efectivo en el Capítulo 8. (X1-SRCHL) COTA DE LA MARGEN IZQUIERDA DE LA PLANA DE INUNDACIÓN Esta entrada especifica la cota de la estación de la margen izquierda de la plana de inundación (mirando hacia aguas abajo). Esta entrada permite situar un dique artificial en la estación de la orilla izquierda que limita el flujo dentro de las orillas del cauce. Se elige PICK para seleccionar gráficamente la cota de la margen en la cuadrícula del perfil transversal. Generalmente, esta entrada se deja en blanco y la cota correspondiente a la geometría del perfil transversal introducida se usa automáticamente. Esta entrada se ignorará a menos que no se permita el flujo por la margen de la plana de inundación (véase la variable X3-IEARA más adelante). Para más información sobre el uso de esta entrada para especificar la zona de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zona de flujo efectivo en el Capítulo 8. (X3-ELLEA) COEFICIENTE n DE MANNING DE LA MARGEN DE LA PLANA DE INUNDACIÓN IZQUIERDA Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente a la plana de inundación izquierda (mirando hacia aguas abajo). Si se deja en blanco esta entrada, entonces el último valor introducido para el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal adyacente aguas arriba (si se emplea un cálculo del perfil supercrítico). Esta entrada es necesaria para el perfil más aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o para el perfil más aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico) cuando no se especifican las zonas de rugosidad de Manning. Nótese que un coeficiente de Manning de 0,0 no está permitido. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. (NC-XNL) LONGITUD DE FLUJO EN EL CAUCE Esta entrada especifica la longitud de flujo en el cauce entre el perfil transversal actual y el adyacente aguas abajo (véase la Figura 4.7.1.2). Esta distancia puede medirse automáticamente en el mapa topográfico (si está visible en pantalla). Se elige PICK y el programa permitirá definir la longitud de flujo pinchando el camino del flujo sobre el mapa topográfico.


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Si se deja en blanco esta entrada, la longitud de flujo en el cauce será igual a la longitud de flujo calculada entre la situación del perfil transversal aguas abajo y la situación del perfil transversal activo. Esta entrada se ignorará en el perfil transversal más aguas abajo. El modelo emplea esta distancia al calcular la conducción del flujo. Esta entrada debe especificarse si las situaciones del perfil transversal no se corresponden con la estación del río. Para más información sobre cómo especificar las longitudes de flujo, véase el apartado titulado Longitudes de Tramo del Capítulo 8. (X1-XLLCH) COEFICIENTE DE MANNING n DEL CAUCE Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente al cauce. Si se deja en blanco esta entrada, el último valor introducido para perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza el cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba (cuando se realiza el cálculo del perfil supercrítico) Esta entrada es necesaria en el perfil transversal más aguas abajo cuando se realiza el cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba (cuando se realiza el cálculo del perfil supercrítico cuando no se especifican las zonas de rugosidad horizontal de Manning. Nótese que un coeficiente de Manning de 0,0 no está permitido. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. (NC-XNCH) LONGITUD DE FLUJO DE LA PLANA DE INUNDACIÓN DERECHA Esta entrada especifica la longitud de flujo de la plana de inundación derecha (mirando hacia aguas abajo) entre el perfil transversal actual y el perfil transversal adyacente aguas abajo que se usará como flujo de la plana de inundación derecha (véase Figura 4.7.1.2). Las distancia se medirá automáticamente en el mapa topográfico (si está visible en pantalla). Se elige PICK y el programa permitirá definir la longitud de flujo pinchando el camino del flujo sobre el mapa topográfico. Si se deja en blanco esta entrada, la longitud de flujo de la plana de inundación derecha será igual a la longitud de flujo en el cauce. Esta entrada se ignorará en el perfil transversal más aguas abajo. El modelo emplea esta distancia al calcular la conducción del flujo. Esta entrada debe especificarse si las situaciones del perfil transversal no se corresponden con la estación del río. Para más información sobre cómo especificar las longitudes de flujo, véase el apartado titulado Longitudes de Tramo del Capítulo 8. (X1-XLOBR) ESTACIÓN DE LA MARGEN DERECHA DE LA PLANA DE INUNDACIÓN Esta entrada especifica la estación de la margen derecha de la plana de inundación (mirando hacia aguas abajo) que define la región de flujo del perfil transversal que


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corresponde a la longitud de flujo de la plana de inundación iderecha (véase Figura 4.7.1.2). Nótese que esta entrada debe coincidir con una de las estaciones de la geometría introducida del perfil transversal. BOSS RCAD asegurará esto automáticamente yendo rápidamente a la estación del terreno más próxima a donde se pincha la estación de la margen en el gráfico del perfil transversal o mapa topográfico. Esta estación puede seleccionarse en el gráfico de perfil transversal o en el mapa topográfico (si está visible en pantalla) eligiendo PICK. Para más información sobre el uso de esta entrada para especificar la zona de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zona de flujo efectivo en el Capítulo 8. (X1-STCHR) COEFICIENTE n DE MANNING DE LA MARGEN DE LA PLANA DE INUNDACIÓN DERECHA Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente a la plana de inundación derecha (mirando hacia aguas abajo). Si se deja en blanco esta entrada, entonces el último valor introducido para el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal adyacente aguas arriba (si se emplea un cálculo del perfil supercrítico). Esta entrada es necesaria para el perfil más aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o para el perfil más aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico) cuando no se especifican las zonas de rugosidad de Manning. Nótese que un coeficiente de Manning de 0,0 no está permitido. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. (NC-XNR) COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR EXPANSIÓN COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR CONTRACCIÓN Estos coeficientes se usan para calcular los componentes de las pérdidas de la ecuación de energía. El coeficiente de pérdida por defecto de expansión y contracción es 0,0 o el último valor introducido para el perfil transversal aguas abajo (cuando se realiza un cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal adyacente aguas arriba (si se emplea un cálculo del perfil supercrítico). Nótese que ambos coeficientes de expansión y contracción se especifican en el perfil transversal. Sin embargo, generalmente solo se usa el valor en un tramo concreto del perfil transversal. No obstante, el programa propaga estos coeficientes desde perfil transversal a perfil transversal con objeto de que puedan definirse solo una vez (a menos que cambien los valores). El programa usará automáticamente el coeficiente adecuado, basándose en si encuentra una tramo de expansión o un tramo de contracción. El valor máximo para el coeficiente de expansión es 1,00. Puede usarse los siguientes coeficientes de pérdida por expansión:


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Pérdida calculada sin transición................................................................... 0,0 Transición gradual ......................................................................................... 0,3 Puentes (u obras de desagüe con muros en ala) .................................... 0,5 Transiciones bruscas (y la mayoría de las obras de desagüe) ................. 0,8 Pueden usarse los siguientes coeficientes de contracción: Pérdida calculada sin transición................................................................... 0,0 Transición gradual ......................................................................................... 0,1 Puentes (u obras de desagüe con muros en ala) .................................... 0,3 Transiciones bruscas (y la mayoría de las obras de desagüe) ................. 0,6 Para más información, véase el apartado titulado Coeficientes de expansión y contracción del Capítulo 8. (NC-CEHV, NC-CCHV) COTA CONOCIDA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA Esta cota corresponde a una cota conocida de la superficie del agua (es decir, marcas de aguas altas) en este perfil transversal. Este valor se usa para recalcular el coeficiente de rugosidad n de Manning estándar y compensado en longitud usando la ecuación de pendiente media de rozamiento. Esta entrada debe especificarse si se ha de calcular el coeficiente de rugosidad n de Manning en cada perfil transversal (véase el apartado titulado Parámetros de Cálculo). Nótese que puede ser necesario un método de tanteos para determinar los coeficientes de rugosidad debido a la incertidumbre relacionada, algunas veces, con las marcas de aguas altas. Los coeficientes de rugosidad recalculados pueden usarse con otra ecuación de pérdida por rozamiento para calcular nuevas cotas de la superficie del agua. La validez de los valores de rugosidad calculados pueden comprobarse después comparando las cotas de la superficie del agua calculadas con las marcas de aguas altas originalmente especificadas. Para más información, sobre el recálculo de los coeficientes de rugosidad de Manning, véase el apartado titulado Calibración de n de Manning en el capítulo 8. (X2-WSELK) FLUJO PERMITIDO EN LA MARGEN DE LA PLANA DE INUNDACIÓN Esta caja de comprobación especifica si está permitido o no el flujo por la margen de la plana de inundación. Si esta caja de comprobación se fija en ON, la superficie total del perfil transversal por debajo de la cota de la superficie del agua calculada se usará en los cálculos. Se esta caja de comprobación se fija en OFF, solo la superficie definida entre las estaciones de las márgenes se usará en los cálculos, a menos que la cota de la superficie del agua sobrepasa las cotas de las estaciones de las orillas. Puede tener lugar una inundación en algún lado del cauce ya que las cotas de las estaciones de las orillas izquierda y derecha se comprueban independientemente. Las cotas de las estaciones de las orillas también puede elevarse al tener en cuenta los diques artificiales – (véase las variables X3-ELLEA y X3-ELREA anteriores) – en la creación de modelos de puentes y obras de desagüe.


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Puede utilizarse la opción de zona de flujo efectivo para contener el flujo dentro de una zona, si se han especificado estaciones de invasión del flujo en la caja de diálogo de Descripción de Zonas de Flujo Efectivo. Para más información, véase el apartado titulado Superficie de Flujo Efectivo en el Capítulo 8. (X3-IEARA) DISTRIBUCIÓN DEL FLUJO EN UN PERFIL TRANSVERSAL Esta caja de comprobación permite seleccionar si debe imprimirse la distribución del flujo generada para el perfil transversal en uso. Fijando esta caja de comprobación en OFF, se da lugar a que el programa no produzca por defecto una salida detallada para el perfil transversal en uso si en otro perfil transversal se ha fijado esta opción en ON para crear una salida detallada. Por el contrario, si esta caja de comprobación se fija en OFF en todos los perfiles transversales da lugar a que el programa produzca una salida detallada en cada perfil transversal. Si en algún perfil transversal se ha fijado en ON la caja de comprobación para una salida detallada y se desea generar una salida detallada en toso los perfiles transversales, entonces la caja de comprobación de Salida Detallada en todos los perfiles transversales de las Tablas resumen y las Opciones de salida debe fijarse en ON. Del mismo modo, si algunas cajas de comprobación con salida detallada de perfiles transversales se ha fijado en OFF y se desea no generar ninguna salida detallada en ningún perfil transversal, entonces el botón de Salida Detallada en todos los perfiles transversales de la caja de diálogo de Tablas Resumen y Opciones de salida debe fijarse en OFF. Véase el apartado titulado Opciones de salida para más información. (J5-SECNOS)

Figura 4.7.1.2 Longitudes de flujo entre perfiles transversales


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Situaciones de las estaciones de las márgenes del cauce Si las situaciones de las estaciones de las márgenes de la plana de inundación a ser definidas corresponden a estaciones que no se introdujeron cuando se introdujo la geometría del perfil transversal, el usuario necesitará definir la estación y cota del margen en los datos de la geometría del terreno. Esto se hace manualmente usando la caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal (véase el apartado titulado Método de Edición de entrada directa. Una vez que estas estaciones y cotas se hayan introducido, el programa insertará estos puntos en la cuadrícula del perfil transversal y en el perfil transversal mostrado en el mapa topográfico (si está disponible). El usuario podrá entonces definir las situaciones de las estaciones de la margen de la plana de inundación desde la cuadrícula del perfil transversal o desde el mapa topográfico. Calculador Hidráulico FlowCalc El Calculador Hidráulico FlowCalc (véase Capítulo 3) considera que toda la superficie de la geometría del perfil transversal está disponible par el flujo en sus cálculos. Se ignoran las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce de inundación, las tramos de flujo dividido o las zonas de las márgenes en que está restringido el flujo. Por lo tanto, hay que tener precaución cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones. 4.7.2 Descripción de la zona de flujo efectivo La caja de diálogo de Descripción de la zona de flujo efectivo del programa, como se muestra en la Figura 4.7.2.1, permite restringir el flujo a las zonas de flujo efectivo del perfil transversal. Para más información sobre la descripción de las zonas de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zonas de Flujo Efectivo del capítulo 8. Se accede a la caja de diálogo de Descripción de las zonas de flujo efectivo seleccionando EFFECTIVE FLOW AREA en el menú de Entrada o en el menú de Opciones de Entrada.

Figura 4.7.2.1 Caja de diálogo de Descripción de las zonas de flujo efectivo


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A continuación figura una lista de las entradas de datos de Descripción de Zonas de Flujo Efectivo de la Figura 4.7.2.1, con una breve descripción de cada una de ellas. COTA DEL DEPÓSITO DE SEDIMENTOS Esta entrada especifica la cota del depósito de sedimentos. Toas las cotas del terreno del perfil transversal por debajo de este valor de la cuadrícula del perfil transversal activo se situarán en este valor. Si no se especifica ninguna cota de sedimentos, entonces esta entrada se deja en blanco (véase Figura 4.7.2.2). Se elige PICK para seleccionar esta cota en la cuadrícula del perfil transversal. (X3-ELSED) ESTACIÓN DE LA INVASIÓN DEL FLUJO EFECTIVO DE LA IZQUIERDA COTA DE LA INVASIÓN DEL FLUJO EFECTIVO DE LA IZQUIERDA Las zonas de flujo a la izquierda de (o menor que) de la estación de invasión y por debajo de la cota de invasión no se incluirán en los cálculos del perfil (véase la Figura 4.7.2.2). Se elige PICK para seleccionar la estación de invasión del flujo efectivo izquierdo y la cota en la cuadrícula del perfil transversal. Nótese que el valor de la cota es opcional. Si no se especifica la cota, entonces la invasión se supone que se extiende hacia arriba indefinidamente. (X3-STENCL, X3-ELENCL) ESTACIÓN DE LA INVASIÓN DEL FLUJO EFECTIVO DE LA DERECHA COTA DE LA INVASIÓN DEL FLUJO EFECTIVO DE LA DERECHA Las zonas de flujo a la derecha de (o mayor que) de la estación de invasión y por debajo de la cota de invasión no se incluirán en los cálculos del perfil (véase la Figura 4.7.2.2). Se elige PICK para seleccionar la estación de invasión del flujo efectivo derecho y la cota en la cuadrícula del perfil transversal. Nótese que el valor de la cota es opcional. Si no se especifica la cota, entonces la invasión se supone que se extiende hacia arriba indefinidamente. (X3-STENCR, X3-ELENCR)

Figura 4.7.2.2 Entradas de datos usadas para definir las zonas de flujo efectivo


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Nota Si se define una zona de flujo efectivo en un perfil transversal en el que se especifica una invasión del cauce de avenidas, la especificación de la invasión del cauce de avenidas se ignorará. Por lo tanto, para especificar una invasión en estos perfiles transversales, debe asegurarse el no definir ninguna zona de flujo efectivo. Calculador Hidráulico de FlowCalc El Calculador Hidráulico de FlowCalc (véase el Capítulo 3) considera toda la geometría del perfil transversal como válido en sus cálculos. No se conocen zonas de flujo efectivo, mejoras del cauce, invasiones del cauce, tramos de flujo dividido o zonas de las márgenes en las que el flujo dividido haya sido limitado. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones. 4.7.3 Descripción del ajuste del perfil La caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil del programa, como se ve en la Figura 4.7.3.1, permite, en base al perfil, una caudal distinto y una cota fija de la superficie del agua o cambio de la cota de la superficie del agua para el perfil transversal actual.

Figura 4.7.3.1 Caja de diálogo de descripción del ajuste del perfil A continuación se expone una descripción de las entradas de datos de Descripción de Ajuste del Perfil. Nótese que esta caja de diálogo se deja generalmente en blanco. Sin embargo, cuando tiene lugar una entrada de flujo lateral se usa para tener en cuenta las pérdidas del flujo aguas arriba de la confluencia. TIPO DE AJUSTE Los botones que describen esta entrada se usan para decidir qué tipo de cambio de cota de la superficie del agua tiene lugar en este perfil transversal. Nótese que solo puede tener lugar un tipo de cambio especificado en la cota de la superficie del agua. Si no se declara un cambio de la cota de la superficie del agua en este perfil transversal, entonces esta entrada se especifica en NONE.


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Si se conoce una superficie del agua que haya de tener lugar en un perfil concreto en este perfil transversal, entonces al especificar KNOW WATER SURFACE permitirá al usuario especificar esta cota en el campo de entrada de datos de Valor de Ajuste. Si ha de añadirse un incremento de cota de la superficie del agua a la cota de la superficie del agua del perfil transversal adyacente aguas abajo para obtener la cota de la superficie del agua en este perfil transversal para un perfil concreto, entones al especificar WATER SURFACE ELEVATION INCREMENT permitirá al usuario especificar este incremento en el campo de entrada de datos de Ajuste de Valor. Nótese que este incremento de la cota de la superficie del agua solo puede especificarse en perfiles subcríticos - no en perfiles supercríticos. CAUDAL DE FLUJO Esta entrada de datos permite al usuario especificar un caudal conocido en cada perfil especificado. Esta entrada se usa para tener en cuenta el cambio de caudal debido a la entrad o salida del flujo, como ocurre en una red fluvial con afluentes. AJUSTE DE VALOR Esta entrada de datos permite al usuario especificar una cota de la superficie del agua conocida o un incremento de la cota de la superficie del agua, basándose en el Tipo de Ajuste seleccionado. Estos valores se usan típicamente para determinar las características de flujo necesarias para mantener la cota de la superficie del agua en un valor determinado o para satisfacer los datos de campo previamente recogidos. (X5-SBWS) Para añadir o cambiar cualquier valor de la caja de la lista, se selecciona la entrada de perfil apropiada en la caja de la lista, se introduce un nuevo valor en la entrada de datos, y se elige UPDATE. El programa entonces actualizará el valor introducido en la caja de la lista. Para borrar una entrada de perfil en una caja de la lista, se selecciona la entrada adecuada en la caja de la lista y se elige CLEAR. El programa entonces borrará la entrada de perfil contenida en la caja de la lista. Enlace con perfiles especificados Debe advertirse que los valores especificados de la caja de la lista en la caja de diálogo de Descripción de Ajuste del Perfil que corresponde a las condiciones iniciales especificadas en los perfiles contenidos en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo. Precauciones La caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil no se usará para definir los ajustes del perfil tanto para el perfil transversal más aguas abajo y como para el perfil transversal más aguas arriba.


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4.7.4 Descripción de la curva de gastos La caja de diálogo de Curva de Gastos del perfil transversal del programa, como se muestra en la Figura 4.7.4.1, permite especificar una relación entre caudales y cotas para el perfil transversal en uso. Esto se hace generalmente cuando se ha tomado observaciones de campo precisas. Estos valores se usarán luego en el cálculo, en lugar de ser calculados. Se accede a la caja de diálogo de Curva de Gastos del perfil transversal seleccionando RATING CURVE en el menú de Entrada.

Figura 4.7.4.1 Caja de diálogo de curva de gastos del perfil A continuación se expone una lista de las entradas de datos de la Curva de Gastos del perfil transversal de la Figura 4.7.4.1, con una breve descripción de cada entrada. Nótese que generalmente esta entrada se deja en blanco. COTA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA Est entrada especifica la cota de la superficie del agua que se ha medido para un caudal conocido. (RC-XRC) CAUDAL DE FLUJO Esta entrad especifica el correspondiente caudal medido. Pueden especificarse hasta veinte valores en la curva de gastos. (RC-QRC) Para añadir un punto de la curva de gastos, se selecciona una entrada vacía en la caja de la lista, se introducen los valores de la cota de la superficie del agua y del caudal en las entradas de datos y luego se elige ADD. BOSS RCAD insertará automáticamente el punto de la curva de gastos en la caja de la lista en orden ascendente de acuerdo con la cota de la superficie del agua.


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Para editar un punto de la curva de gastos, se selecciona un punto de la curva de gastos en la caja de la lista, se modifica su valor en las entradas de datos y se elige UPDATE. Para borrar un punto de la curva de gastos de la caja de la lista, se selecciona el punto de la curva de gastos que se quiere borrar y se elige DELETE. Nota El programa interpola linealmente entre valores de la curva de gastos dada y extrapola valores fuera del rango de la curva de gastos especificada. Si no se conocen datos precisos de caudal en función de la cota en el perfil transversal, entonces esos datos deben dejarse en blanco. 4.7.5 Descripción de la rugosidad horizontal La caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal, como se ve en la Figura 4.7.5.1, permite especificar las subzonas de rugosidad horizontal para la geometría del terreno de la cuadrícula del perfil transversal. Se accede a esta cja de diálogo seleccionando HORIZONTAL ROUGHNESS en el menú de Entrada.

Figura 4.7.5.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal usada para añadir, borrar y editar las subzonas de rugosidad horizontal La caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal permite definir los coeficientes de rugosidad n de Manning (valores NH) hasta n 20 subzonas para el perfil transversal en uso. Nótese que no se permite un coeficiente de Manning de 0,0. Cuando se especifican estos coeficientes, sustituyen a los coeficientes n (valores NC) especificados en la caja de diálogo de Descripción de perfil transversal (véase Figura 4.7.1.1). Es necesario especificar estos coeficientes de rugosidad horizontal de las subzonas solo cuando no puede definirse adecuadamente la rugosidad del perfil transversal (es decir, margen izquierda, cauce y margen derecha). Los coeficientes de


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rugosidad horizontal de subzonas no deben especificarse si se han especificado mejoras del cauce en el perfil transversal. Los coeficientes de rugosidad permanecen activos hasta que se cambia en un perfil transversal siguiente. Deben volverse a definir en cada perfil transversal que tenga un estacionamiento de la geometría del terreno definida. Los coeficientes de rugosidad se introducen de modo que puedan definir la subzona a la izquierda(mirando hacia aguas abajo) de la estación horizontal correspondiente (véase Figura 4.7.5.2). Cada subzona de rugosidad debe terminar en un punto previamente definido de la geometría del terreno. Para añadir una nueva subzona de rugosidad, se especifica la estación del terreno (más a la derecha) introduciendo directamente la estación en la entrada de datos o eligiendo PICK en las entradas de datos de estaciones de terreno y cotas en la cuadrícula del perfil transversal o en el mapa topográfico. Después de seleccionar una estación final, se introduce el correspondiente coeficiente de rugosidad n de Manning en la entrada de datos y se hace clic en UPDATE. Nótese que debe elegirse UPDATE para la nueva subzona de rugosidad que se va a introducir en la caja de la lista. Para editar el coeficiente de rugosidad en una subzona existente, se selecciona la subzona de rugosidad en la caja de la lista, se modifica el coeficiente de rugosidad en la entrada de datos y luego se elige UPDATE. Haciendo doble clic sobre una fila de datos mostrada en la caja de la lista moverá inmediatamente el cursor de entrada de datos de la caja de la lista, se modifica el coeficiente de rugosidad en la entrada de datos, y luegode elige UPDATE. Para borrar un fila de datos de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se elige DELETE. Para más información sobre la especificación del valor n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida en el capítulo 8. (NH-VALN)


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Figura 4.7.5.2 Coeficiente de rugosidad de Manning en subzonas 4.8 Definición de la abertura de un puente u obra de desagüe Cuando se define una estructura de puente u obra de desagüe, la estructura de flujo debe introducirse en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura. La estructura de flujo se define usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 4.8.1. Se accede a la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas seleccionando OPENING DEFINITIONS en el menú Entrada de Aberturas. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas actúa como un punto de entrada para definir todos los componentes que conforman la estructura de flujo seleccionada. Después de seleccionar el botón de entrada de la estructura de flujo, se dispondrá de botones adicionales para definir los componentes de la estructura de flujo.


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Figura 4.8.1 Caja de diálogo de definiciones de aberturas A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Definiciones de Aberturas de la Figura 4.8.1, con una breve descripción de cada entrada. TIPO DE ABERTURA Los botones que definen esta entrada se usan para definir la cara aguas debajo de una estructura de flujo de PUENTE NORMAL, PUENTE ESPECIAL u OBRA DE DESAGÜE ESPECIAL. Si no se define una estructura de flujo en este perfil transversal, entonces esta entrada debe especificar NO OPENING. Si se ha definido una estructura de puente u obra de desagüe en el perfil transversal activo, al especificar NO OPENING (SIN ABERTURA) da lugar a que el programa no incluya la estructura de flujo en el cálculo. Esto permite al usuario alterar un modelo rápidamente, sin tener que cambiar o borrar los datos usados para definir la estructura. Por ejemplo, el usuario tendría que eliminar una estructura de flujo para analizar un perfil de la superficie del agua natural y sin restricciones en un punto del tramo. O, el usuario puede querer realizar un cálculo comparativo del perfil de la superficie del agua entre un puente o una obra de desagüe en el mismo lugar. El puente o la obra de desagüe se especifica solo en el perfil transversal que corresponde a la cara aguas debajo de la estructura. En los demás perfiles transversales relacionados con un puente u obra de desagüe, esta entrada de datos debe especificar NO OPENING. Véase el apartado titulado Creación del Modelo de Puente y Obra de desagüe en el Capítulo 8 y la descripción de los perfiles transversales cuando se calculan estructuras de puentes u obras de desagüe con HEC-2. Si se especifica una estructura de flujo de puente normal, entonces la entrada de botón especifica NORMAL BRIDGE en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas abajo del puente normal. Al seleccionar esta entrada se dispondrá de los botones adicionales disponibles de entrada de datos, permitiendo definir los componentes de la estructura de flujo de puente normal. Nótese que los demás perfiles transversales deben especificar NO OPENING. Una discusión adicional sobre la definición de los componentes de flujo de un puente normal está contenida en el apartado 4.9 titulado Definición de un Puente Normal .


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Si se especifica una estructura de flujo de puente especial, entonces esta entrada de botón debe especificar SPECIAL BRIDGE en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura del puente especial. Al seleccionare esta entrada se accederá a los botones de entrada adicionales disponibles, que permiten definir los componentes de la estructura de flujo de puente especial. Nótese que los demás perfiles transversales deben especificar NO OPENING. Una discusión adicional sobre la definición de los componentes de flujo de un puente normal está contenida en el apartado 4.10 titulado Definición de un Puente Especial. Si se especifica una estructura de flujo de obra de desagüe especial, entonces esta entrada de botón debe especificar SPECIAL CULVERT en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura del puente especial. Al seleccionare esta entrada se accederá a los botones de entrada adicionales disponibles, que permiten definir los componentes de la estructura de flujo de puente especial. Nótese que los demás perfiles transversales deben especificar NO OPENING. Una discusión adicional sobre la definición de los componentes de flujo de un puente normal está contenida en el apartado 4.11 titulado Definición de una Obra de desagüe Especial. EDICIÓN DE DONDE SE DEFINE LA GEOMETRÍA Este botón de entrada selecciona donde debe definirse la geometría de la estructura si en el perfil de aguas abajo o en el de aguas arriba en un puente normal. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para Creación del Modelo de Puentes y Obras de desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre qué perfiles transversales debe definirse la geometría de la arista inferior y de la calzada cuando se especifica la estructura de flujo de un puente normal. En estructuras de puentes u obras de desagüe especiales, esta entrada no es necesaria, ya que RCAD selecciona automáticamente el perfil aguas arriba o aguas abajo adecuado donde debe definirse la geometría de la calzada – basándose en el tipo de perfil (es decir, estructura de flujo de puente u obra de desagüe especiales que utilizan la definición de la arista inferior en su descripción. 4.9 Definición de Puente Normal La estructura de flujo de puente normal se define usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se dijo en el apartado titulado Definición de Abertura de un Puente u Obra de desagüe. La geometría de la arista inferior y la geometría de la calzada de un puente normal se usan para definir las características de flujo del puente. Estos datos deben especificarse en los perfiles específicos del puente. Véase el apartado titulado Perfiles transversales para creación del modelo de Puentes y Obras de desagüe del Capítulo 8 para más información sobre la situación de descripción de los perfiles transversales de un puente normal. Los siguientes apartados discuten cómo se define la geometría de la arista inferior del puente normal. Estos apartados que comienzan en el apartado titulado definición de la Calzada discuten cómo definir la geometría de la calzada.


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Figura 4.9.1 Caja de diálogo de Definiciones de Aberturas que proporciona una variedad de diferentes métodos para definir la geometría de la arista inferior de un puente normal Se accede a la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 4.9.1, seleccionando OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. La caja de diálogo de Definiciones de Abertura permite al usuario seleccionar un método de entrada para definir la geometría de la arista inferior del puente normal. Estos métodos de entrada son los siguientes: • Introducción y edición de los puntos de coordenadas de la geometría de la arista

inferior en una caja de diálogo. • Dibujo de la geometría de la arista inferior directamente en pantalla. • Digitalización de la geometría de la arista inferior de un gráfico en papel del perfil

transversal. • Introducción de una entrada de cota simple que define la arista inferior del tablero

horizontal del puente. Los siguientes apartados describen estos métodos para definir la geometría de la arista inferior del puente normal. Con objeto de definir la geometría de la arista inferior del puente normal, debe existir ya la geometría del terreno en ese perfil transversal. Se debe a que el estacionamiento usado para definir la arista inferior del puente debe coincidir con la estación del terreno existente. Si el usuario trata de la arista inferior del puente normal y no existe la geometría del terreno en este perfil transversal, aparecerá en pantalla un mensaje de error describiendo el problema. 4.9.1 Método directo de entrada de edición El método directo de edición muestra en pantalla la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, como se muestra en la Figura 4.9.1.1. La caja de diálogo de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal puede usarse para insertar, editar y borrar la geometría de la arista inferior y de la calzada (datos BT) de un puente normal. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo para el puente normal definido. Luego, se selecciona OPENING


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DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Con NORMAL BRIDGE seleccionado como Tipo de Abertura, se pincha bien DOWNSTREAM o UPSTREAM para elegir en que perfil transversal debe definirse la geometría de la arista inferior. (Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para creación del modelo de Puente y Obras de desagüe en el capítulo 8 para más información sobre la selección de del perfil transversal). Luego, se elige DIALOG. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal y después la caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal.

Figura 4.9.1.1 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal usada para añadir, borrar y editar las cotas de la arista inferior y de la calzada del puente Para añadir un nuevo punto de la geometría de la arista inferior y/o de la calzada, primero se especifica una estación de terreno existente bien introduciendo el valor de la estación directamente en la entrada de datos o bien eligiendo PICK en las entradas de datos de Estación y Cotas del terreno para seleccionar la estación del terreno en la cuadrícula del perfil transversal y/o en el mapa topográfico. Después de seleccionar una estación del terreno, se introduce la cota de la arista inferior y/o de la calzada en la entrada de datos adecuada, o se elige PICK en la entrada de datos de Cota de la Arista Inferior o Cota de la Calzada para seleccionar la cota en la cuadrícula del perfil transversal. Cuando se hayan introducido las cotas, se hace clic en UPDATE. Nótese que se debe elegir UPDATE para las nuevas cotas se introduzcan en la caja de la lista. Para editar un punto de la geometría de la arista inferior y/o de la calzada, se selecciona el punto en la caja de la alista o se elige PICK para seleccionarlo en la cuadrícula del perfil transversal. Luego se modifica el valor de la cota en la entrada de datos adecuada y se elige UPDATE. Haciendo doble clic en una fila de datos que se muestra la caja de la lista se moverá inmediatamente el cursor de entrada de datos a la entrada de datos de cotas del terreno, permitiendo así alterar rápidamente la cota de la estación del terreno existente.


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Para borrar un fila de datos de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se elige DELETE. 4.9.2 Método de entrada del perfil transversal en pantalla El método de entrada del perfil transversal en pantalla permite definir la nueva geometría de la arista inferior en pantalla para la cuadrícula activa de perfil transversal. Para iniciar el método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente normal definido. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Con NORMAL BRIDGE seleccionado como Tipo de Abertura, se pincha bien DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en que perfil transversal debe definirse la geometría de la arista inferior. (Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para creación del modelo de Puente y Obras de desagüe en el capítulo 8 para más información sobre la selección de del perfil transversal). Luego se elige DRAW LC. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal , permitiendo introducir nuevos puntos de la geometría de la arista inferior en cualquier lugar de la cuadrícula o tecleando las coordenadas de la estación y la cota (tal como 100, 1320, sin espacios). A medida que se define la geometría de la arista inferior del puente usando este método, BOSS RCAD comprobará que cada estación de la arista baja coincide con una estación del terreno existente. Si no es así, el valor de la estación de la arista inferior se actualizará para coincidir con la estación del terreno más próxima. Para mayor precisión, se puede hacer un zoom con las teclas PgUp y PgDn para acercar o alejar dinámicamente la imagen. Luego se usa AutoPan para moverse por la imagen, se tendrá una mayor precisión para definir la geometría de la arista inferior. 4.9.3 Método de Entrada de digitalización del perfil transversal El método de entrada de digitalización del perfil transversal permite digitalizar la geometría de la arista inferior desde un gráfico del perfil transversal en papel para la cuadrícula activa del perfil transversal. Si no se ha configurado previamente la tableta digitalizadora en BOSS RCAD, es necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibrado de la tableta digitalizadora de BOSS RCAD. Para iniciar este método, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente normal definido. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Con NORMAL BRIDGE seleccionado como Tipo de Abertura, se pincha bien DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en que perfil transversal debe definirse la geometría de la arista inferior. (Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para creación del modelo de Puente y Obras de desagüe en el capítulo 8 para más información sobre la selección de del perfil transversal). Luego se elige DRAW LC. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal y aparecerá un mensaje para calibrar la tableta digitalizadora para el dibujo de perfil transversal que va a digitalizarse.


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Se fija el perfil transversal a la tableta y se digitalizan tres puntos conocidos en el papel, introduciendo las coordenadas exactas X e Y de cada punto. Para mayor precisión al digitalizar, se usan puntos en esquinas opuestas de la tableta. Si se han digitalizado los datos del mismo perfil transversal anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el papel de la tableta, se puede pilsar L para usar información del último calibrado. Una vez calibrada la tableta digitalizadora, se pueden pinchar varios puntos sobre el gráfico del perfil transversal en papel. Estos puntos deben coincidir con los puntos del perfil transversal en pantalla. Si se desea, se pueden teclear las coordenadas de estación y cota de la arista inferior del puente (tales como 7410,420, sin espacios). A medida que se digitaliza la geometría de la arista inferior del puente usando este método, BOSS RCAD comprobará cada estación de la arista baja coincide con una estación del terreno existente. Si no es así, el valor de la estación de la arista inferior se actualizará para coincidir con la estación del terreno más próxima. Grandes gráficos de perfil transversal Si el gráfico del perfil transversal en papel sobrepasa el tamaño de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar la geometría de la arista inferior del puente a trozos. Primero, se digitaliza la parte más grande posible, luego se mueve el perfil transversal en papel, se vuelve a sujetar el papel a la tableta, se pulsa R para volver a calibrar la tableta para la nueva posición y se continúa digitalizando. 4.9.4 Método de entrada del tablero horizontal del puente Si ha de definirse un tablero horizontal de un puente, entonces, en lugar de introducir los valores en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase el apartado 4.9.1 titulado Método directo de Entrada de Edición), puede especificarse una arista inferior y una cota de la calzada usando la caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente (véase la Figura 4.9.4.1). Esto permite al usuario definir rápidamente el tablero horizontal del puente para un puente normal. Al elegir FIXED en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Tablero Horizontal del puente. Esta caja de diálogo solo está disponible cuando se define un puente normal. La caja de diálogo de Tablero Horizontal de Puente también puede mostrarse en pantalla seleccionado FIXED en la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas.


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Figura 4.9.4.1 Caja de diálogo de Tablero Horizontal de Puente que permite especificar las cotas de la arista inferior y de la calzada de un puente Nótese que la Caja de diálogo de Tablero Horizontal de Puente solo permite definir un solo tablero horizontal de puente. El usuario no puede usar esta caja de diálogo para definir una cota constante de la arista inferior y luego usar la caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal para definir una geometría variable para la calzada. En otras palabras, el usuario no puede definir un tablero de puente que no sea horizontal usando esta caja de diálogo. A continuación se expone una lista de las entradas de datos de la caja de diálogo de Tablero Horizontal de Puente de la Figura 4.9.4.1, con una breve descripción de cada entrada. COTA DE LA CALZADA Esta entrada define la cota de la calzada para un tablero horizontal de puente. Esta entrada se usa para determinar cuando comienza el flujo por vertedero. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar gráficamente la cota de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. (X2-ELTRD) COTA DE LA ARISTA INFERIOR Esta entrada se usa para definir la cota de la arista inferior de un tablero horizontal de puente. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar gráficamente la cota de la arista inferior en la cuadrícula del perfil transversal. (X2-ELLC) 4.9.5 Ajuste gráfico de la geometría de la arista inferior BOOS RCAD permite realizar ajustes de la geometría de la arista inferior del puente de modo gráfico usando grapas. Por ejemplo, mientras se está en la línea de


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comandos de RCAD, pinchando simplemente en la línea que representa la arista inferior del puente con el cursor se puede mover un punto individual de la arista inferior del puente en la cuadrícula del perfil transversal. RCAD iluminará todos los puntos que forman esta línea. Se pincha el punto que se desea mover y se arrastra a su nueva posición. Para anular las grapas de la línea seleccionada, se pulsa CANCEL dos veces. Para más información sobre las grapas de RCAD, véase el apartado titulado Ajuste gráfico de la geometría del terreno. Alineación de la estación de la geometría de la arista inferior Es importante comprobar que la estación de la geometría de la arista inferior movida coincide con una estación del terreno existente. Esto se debe a que HEC-2 calcula la conducción para la abertura de un puente normal usando una serie de trapecios cuyos lados verticales corresponden a la posición de la geometría de la arista inferior y del terreno. BOSS RCAD, cuando se genera el fichero de transferencia de datos, comprobará automáticamente que la estación de la arista inferior del puente normal coincide con una estación del terreno especificada del perfil transversal. Si no es así, aparecerá un mensaje que lo indica. 4.10 Definición de un puente especial La estructura de flujo se define usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se dijo en el apartado titulado Definición de una Abertura de Puente u Obra de desagüe. Los parámetros y geometría de la calzada de la abertura de un puente especial se usan para definir las características de flujo de un puente especial. Estos datos deben especificarse en los perfiles transversales del puente específico. Véase el apartado titulado Creación de un modelo de Perfiles transversales de puente y obras de fábrica en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales de un puente especial. El método de puente especial crea el modelo usando una aproximación trapecial de la abertura real del puente. Por lo tanto, es necesario crear un trapecio equilátero que se aproxime lo más posible a la abertura real del puente con objeto de proporcionar unas características de flujo similares. Para acceder a la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente especial definido. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú Entrada de Aberturas. Esto mostrará en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Una vez seleccionado SPECIAL BRIDGE en el Tipo de Abertura, se elige DEFINE. BOSS RCAD entonces muestra en pantalla la caja de diálogo de descripción de Puente Especial, como se ve en la Figura 4.10.1.


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Figura 4.10.1 Caja de diálogo de Descripción de Puente Especial usada para definir los parámetros de la abertura A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Descripción de Puente Especial de la Figura 4.10.1, con una breve descripción de cada entrada. COEFICIENTE DE PÉRDIDA TOTAL Esta entrada especifica el coeficiente de pérdida total, XKOR, entre perfiles transversales a cada lado del puente. Este valor se usa en la ecuación de flujo por orificio y no debe ser menor de 1,0. Para una puente típico de 2 a 4 vanos, puede usarse un valor de 1,5. Para pasos de flujo, debe calcularse un valor. Para más información sobre cómo calcular el coeficiente de pérdida total en el puente, véase el apartado titulado Coeficientes de Puente especial en el Capítulo 8. (SB-XKOR) SUPERFICIE NETA REAL DEL PUENTE Esta entrada especifica la superficie total de la abertura real del puente. Cualquier zona tapada por las pilas del puente debe incluirse en este valor. La zona obstruida se restará durante el cálculo usando los datos de anchura de la pila. Nótese que esta entrada especifica la superficie total de la abertura real (existente), HEC-2 calcula la superficie de la abertura trapecial (usando los datos especificados en esta caja de diálogo) y listará ambos valores de la superficie de la abertura. El usuario luego compara la superficie de la abertura trapecial calculada con la superficie real de la abertura del puente. Si se desea, el usuario puede elegir PICK para medir gráficamente la superficie de la abertura del puente en el gráfico del perfil transversal. BOSS RCAD mostrará un mensaje al usuario para trazar el contorno de la abertura del puente existente. Después de terminar, se pulsa ENTER y BOSS RCAD cerrará el contorno trazado, calculará la superficie encerrada e insertará el valor calculado en esta entrada de datos. (SB-AREA)


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COTA DE LA ARISTA INFERIOR DE LA ABERTURA Esta entrada se usa para definir la máxima cota de la arista inferior de la abertura trapecial en el lado aguas arriba del puente. Este valor se usa para distinguir cuando cambia el flujo bajo (flujo son presión) a lujo a presión en la abertura real del puente. Si esta entrada se deja en blanco, y se permite que el método de puente especial cambie a método de puente normal, y la posición de la arista inferior del puente está definida adecuadamente en la caja de diálogo de Geometría del Perfil Transversal (véase el apartado titulado Perfiles Transversales del Puente Especial en el Capítulo 8), entonces HEC-2 escaneará la geometría de la arista inferior del puente y usará la cota máxima especificada en esta entrada de datos. Véase la Figura 4.10.2 para ver la representación geométrica de esta entrada. (X2-ELLC) ANCHURA DEL FONDO DE LA ABERTURA Esta entrada especifica la anchura total del fondo de la abertura trapecial. Cualquier anchura obstruida por las pilas del puente se incluirá en este valor. La obstrucción de la anchura de la pila se restará durante el cálculo usando los datos de anchura de pila. Véase la Figura 4.10.2 para ver la representación geométrica de esta entrada. (SB-BWC) PENDIENTE LATERAL DE LA ABERTURA Esta entrada especifica las pendientes laterales de la abertura trapecial equilátera. Esta entrada representa el número de unidades horizontales por unidad vertical para el talud lateral de la abertura trapecial. Si se deje esta entrada en blanco, el programa interpretará, por defecto, que la abertura trapecial tiene taludes verticales. Véase la Figura 4.10.2 para ver la representación geométrica de esta entrada. (SB-SS) SOLERA DE LA ABERTURA AGUAS ABAJO Esta entrada especifica la cota de solera de la abertura trapecial en el lado aguas abajo del puente. Si se deja en blanco esta entrada, el programa fijará la cota del umbral igual a la cota mínima en el perfil transversal aguas abajo (cuando se calcula un perfil subcrítico) o en el perfil transversal aguas arriba (si se calcula un perfil supercrítico). Al elegir PICK el usuario puede seleccionar gráficamente la cota del umbral aguas abajo en la cuadrícula del perfil transversal. Véase la Figura 4.10.2 para ver la representación geométrica de esta entrada. (SB-ELCHD) SOLERA DE LA ABERTURA AGUAS ARRIBA Esta entrada especifica la cota de solera de la abertura trapecial en el lado aguas arriba del puente. Si se deja en blanco esta entrada, el programa fijará la cota del umbral igual a la cota mínima en el perfil transversal aguas abajo (cuando se calcula


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un perfil subcrítico) o en el perfil transversal aguas arriba (si se calcula un perfil supercrítico). Al elegir PICK el usuario puede seleccionar gráficamente la cota del umbral aguas arriba en la cuadrícula del perfil transversal. Véase la Figura 4.10.2 para ver la representación geométrica de esta entrada. (SB-ELCHD) ANCHURA DE PILA Esta entrada especifica ala anchura total de las obstrucciones (pilas). Si se deje en blanco esta entrada (o con un valor de 0,0) y se ha seleccionado el método de puente especial, entonces los cálculos de puente normal se usará en condiciones de flujo bajo (flujo sin presión). Para obligar a que los cálculos permanezcan en el método de cálculo de puente especial en condiciones de flujo bajo (y no cambiar al método de puente normal), se puede especificar una anchura de pila muy pequeña. Véase la Figura 4.10.2 para ver la representación geométrica de esta entrada. (SB-BWP) COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR OBSTRUCCIÓN DE PILA Esta entrada especifica el coeficiente de obstrucción que se eusa al calcular las pérdidas por pilas en las ecuaciones del momento. Pueden usarse los siguientes coeficientes de pérdidas por obstrucción de pilas: Pilas cuadradas .......................................2,00 Pilas semicirculares.................................1,33 Si se deja en blanco esta entrada, y se especifica una anchura de pila, entonces este programa usará el coeficiente de obstrucción con pilas cuadradas. (X2-CMOM) COEFICIENTE DE FORMA DE PILA Esta entrada especifica el coeficiente de forma de pila, K, para ser usado en la ecuación de energía de Yarnell para el flujo de la Clase A. En la Tabla 4.10.1 se dan los coeficientes típicos de coeficientes de forma de pila. Para más información sobre los coeficientes de forma de pila, véase el apartado titulado Coeficientes de Puente Especial en el Capítulo 8. (SB-XK)


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Cuadro 4.10.1 Coeficientes típicos de forma de pila

Descripción de la pila Ilustración Coeficiente de forma de la pila Extremos redondeados

0,90

Pilas cilíndricas gemelas con diafragma

0,95

Pilas cilíndricas gemelas sin diafragma

1,05

Extremos triangulares a 90º

1,05

Extremos cuadrados

1,25

COTA DE LA CALZADA Esta entrada define la cota mínima en la que comienza el flujo por vertedero. Si se deje en blanco esta entrada, HEC-2 investigará en la geometría especificada de la calzada para determinar la cota mínima de la calzada (véase el apartado titulado Definición de la Calzada). Sin embargo, el usuario debe emplear esta entrada para elevar o bajar artificialmente la cota mínima en la que se considere que hay flujo por vertedero. Si no se especifica la geometría de la calzada, esta entrada puede usarse para especificar una cota constante de coronación de la calzada. En esta situación, debe definirse la longitud de la calzada para que HEC-2 calcule el flujo por vertedero. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar gráficamente la cota de coronación de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. Véase la Figura 4.10.2 para representación geométrica de esta entrada. (X2-ELTRD) LONGITUD DE LA CALZADA Esta entrada especifica la longitud media de la calzada para ser usada en la ecuación de flujo por vertedero. Este valor puede usarse si la longitud de vertido no cambia con el calado del flujo. En caso contrario, debe especificarse la geometría de la calzada. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar gráficamente la longitud de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. Si fuese necesario, esta entrada puede usarse para acortar la longitud de vertido definida por la geometría especificada de la calzada. El flujo por encima de esta longitud de calzada se calcula mediante la ecuación de vertido. Todos los demás flujos se calculan usando las ecuaciones de convergencia. Si se deje en blanco esta entrada y no se define la geometría de la calzada, entonces no se considerará el flujo sobre la calzada y debe tenerse cuidado al revisar los resultados del cálculo. Véase la Figura 4.10.2 para representación geométrica de esta entrada. (SB-RDLEN)


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COEFICIENTE DE FLUJO POR VERTIDO SOBRE LA CALZADA Esta entrada especifica el coeficiente de descarga que se usa en la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos oscilan entre 2,5 para un vertedero rectangular de pared gruesa y 3,0 para un vertedero en forma de trapecio. Sin embargo, debería usarse un valor entre 2,5 y 2,6 en cruces típicos de puentes. Para más información sobre coeficientes de descarga por vertedero, véase el apartado titulado Coeficientes de flujo por vertedero en el capítulo 8. (SB-COFQ) Dibujo de abertura trapecial Los cálculos de flujo usados en el método de puente especial se realizan usando una aproximación trapecial de la abertura real del puente. El especificar manualmente esta abertura trapecial puede causar problemas y llevar mucho tiempo. Sin embargo, es sencillo dibujar simplemente una aproximación trapecial de la abertura real del puente en la cuadrícula del perfil transversal. Al elegir DRAW, el usuario puede dibujar una aproximación trapecial de la abertura del puente. BOSS RCAD requiere que la aproximación trapecial se haga con segmentos de 3 líneas. El segmento de la línea media (que indica el fondo del trapecio) debe ser horizontal. Los extremos laterales dibujados no tienen que coincidir con los taludes; el programa promediará los dos taludes para determinar el talud lateral. Además, se usará el extremo más alto de los dos para la cota de la arista inferior. Como alternativa. Después de especificar los valores de la abertura trapecial en las entradas de datos de la caja de diálogo, el usuario puede elegir DRAW y luego pulsar ENTER. BOSS RCAD mostrará en pantalla un trapecio equilátero colocado en el centro entre las estaciones de las márgenes del cauce. Ajuste de las aberturas trapeciales El usuario puede, en cualquier momento, ajustar gráficamente la abertura trapecial de un puente especial usando las grapas de RCAD. BOSS RCAD usará los valores revisados para la abertura trapecial ajustada cuando se vuelva a mostrar en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial o realizar un cálculo de la superficie del agua con HEC-2. Aberturas de puente esviadas Si ha de usarse el método de puente especial en un perfil transversal esviado, la superficie neta de la abertura real y la geometría de la abertura trapecial deben ajustarse manualmente para que reflejen el plano normal proyectado (sin esviaje) de las dimensiones del puente. Este no es un método interno del programa para ajustarse al esviaje. Tableros de puente en pendiente Nótese que el puente que se muestra en la Figura 4.10.2 tiene un tablero en pendiente, y que la cota máxima de la arista inferior del puente (X2-ELLC) es más alta que la cota mínima de la calzada (X2-ELTRD). X2-ELLC se usa para determinar cuando tiene lugar el flujo a presión y X2-ELTRD se usa para determinar cuando tiene


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lugar el flujo por vertedero. Cuando se especifica un tablero de puente en pendiente usando el método de puente especial, es necesario definir la geometría de la calzada (véase el apartado titulado Definición de la Calzada). Por el contrario, solo puede definirse un tablero horizontal y la cota máxima de la arista inferior del puente debe estar por debajo de la cota mínima de la calzada.

Figura 4.10.2 Variables de la descripción de un puente especial Geometría de la arista inferior de un puente especial Si hay unas condiciones de puente especial y no se ha dado información sobre las pilas del puente, HEC-2 volverá automáticamente al método de puente normal para calcular con mayor precisión el perfil de la superficie del agua a través del puente. El método de puente normal es más adecuado para calcular perfiles en condiciones de flujo bajo (véase el apartado titulado Elección de los métodos de creación de modelos en el Capítulo 8). Si lo desea, el usuario puede definir la geometría de la arista inferior del puente para un puente especial si piensa que la geometría de la arista inferior representará con más precisión la abertura del puente en condiciones de flujo bajo. HEC-2 usará automáticamente la información sobre la arista inferior del puente si vuelve al método de puente normal. La geometría de la arista inferior del puente se define en la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal (como se hizo al definir la arista inferior en un puente normal) en el perfil transversal de la calzada del puente especial (véase el apartado titulado Perfiles transversales de puente especial en el Capítulo 8). Si se define la geometría, las estaciones de la calzada y de la arista inferior deben corresponder a las estaciones del terreno, ya que HEC-2 calcula por incrementos la conducción para el perfil transversal en cada estación del terreno. HEC-2 interpola linealmente las cotas de la calzada y de la arista inferior cuando se calcula la conducción por incrementos para las estaciones del terreno entre las estaciones de la calzada y de la arista inferior.


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4.11 Definición de obra de desagüe especial La estructura de flujo de obra de desagüe especial se especifica usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas, como se describió en el apartado titulado Definición de apertura de puentes y obras de desagüe. Los parámetros de la obra de desagüe especial y la geometría de la calzada se usan para definir las características de flujo en la obra de desagüe especial. Estos datos deben especificarse en los perfiles transversales de la obra de desagüe específica. Véase el apartado titulado Creación de Modelos de Perfiles Transversales para Puentes y Obras de desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales de la obra de desagüe especial. Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Descripción de la obra de desagüe especial, primero se selecciona el perfil transversal de aguas abajo para la obra de desagüe definida. Después, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Tipo de Abertura, se elige Define. BOSS RCAD mostrará entonces la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial, como se ve en la Figura 4.11.1.

Figura 4.11.1 Caja de diálogo de Descripción de la obra de desagüe especial usada para definir la obra de desagüe especial A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Descripción de obra de desagüe especial, con una breve descripción para cada entrada. OBRAS DE DESAGÜE IDÉNTICAS Esta entrada de datos permite especificar el número de obras de desagüe idénticas que existen en este perfil transversal. Si se especifican múltiples obras de desagüe, el programa subdivide automáticamente el flujo por igual entre las obras de desagüe y analiza cada obra de desagüe por separado. Toas las obras de desagüe deben ser idénticas; deben tener la misma forma transversal, la misma cota de solera aguas arriba, la misma cota de solera aguas abajo, el mismo coeficiente de rugosidad y la forma de la entrada. Para más


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información sobre cómo crear el modelo de obras de desagüe distintas, véase el apartado titulado Múltiples obras de desagüe distintas en el Capítulo 8. Al dejar en blanco esta entrada, se da lugar a que el programa suponga que solo existe una obra de desagüe. (SC-CUNO) COEFICIENTE n DE MANNING PARA LA OBRA DE DESAGÜE Especifica el coeficiente de rugosidad n de Manning que ha de usarse en los cálculos de pérdida por rozamiento. Las Tablas 4.11.1 y 4.11.2 ofrecen una lista de algunos valores para los coeficientes de rugosidad de Manning en obras de desagüe. El coeficiente de rugosidad de la obra de desagüe elegido se ajustará para tener en cuenta la condición de la obra de desagüe. (SC-CUNV) Tabla 4.11.1 Coeficientes de rugosidad de Manning para tubería metálica corrugada (según American Iron Steel Institute Modern Sewer Design)

Tipo de tubería y Diámetro Sin revestir Revestida un 25 %

Revestida un 100%

Helicoidal 1,50 x ¼ pulgada 8 pulgadas de diámetro 0,012 10 pulgadas de diámetro 0,014 Anular 2,67 x ½ pulgadas

Todos los diámetros 0,024 0,021 0,021 Helicoidal 2,67 x ½ pulgadas

12 pulgadas de diámetro 0.011 18 pulgadas de diámetro 0.014 24 pulgadas de diámetro 0.016 0.015 0.012

36 pulgadas de diámetro 0.019 0.017 0.012 48 pulgadas de diámetro 0.020 0.020 0.012 60 pulgadas de diámetro 0.021 0.019 0012

Anular 3 x 1 pulgadas Todos los diámetros 0.027 0.023 0.012

Helicoidal 3 x 1 pulgadas 48 pulgadas de diámetro 0.023 0.020 0.012 54 pulgadas de diámetro 0.023 0.020 0.012 60 pulgadas de diámetro 0.024 0.021 0.012 66 pulgadas de diámetro 0.025 0.022 0.012 72 pulgadas de diámetro 0.026 0.022 0.012 78 pulgadas de diámetro 0.027 0.023 0.012 Corrugada 6 x 2 pulgdas 60 pulgadas de diámetro 0.033 0.028 72 pulgadas de diámetro 0.032 0.027 120 pulgadas de diámetro 0.030 0.026 180 pulgadas de diámetro 0.028 0.024


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Tabla 4.11.2 Coeficientes de rugosidad de Manning para conductos cerrados que fluyen parcialmente llenos (según Chow)

Tipo de conducto y diámetro Mínimo Normal Máximo Bronce

Liso 0.009 0.010 0.013 Acero

Locbard y soldado 0.010 0.012 0.014 Ribeteado y espiral 0.013 0.016 0.017

Hierro fundido Revestido 0.010 0.013 0.014

Sin revestir 0.011 0.014 0.016 Hierro forjado

Negro 0.012 0.014 0.015 Galvanizado 0.013 0.016 0.017

Metal corrugado Drenaje subterráneo 0.017 0.019 0.021

Dren superficial 0.021 0.024 0.030 Lucita

Liso 0.008 0.009 0.010 Vidrio

Liso 0.009 0.010 0.013 Cemento

Superficie limpia 0.010 0.011 0.013 Mortero 0.011 0.013 0.015

Hormigón Obra de desagüe, recta y libre de

suciedad 0.010 0.011 0.013

Obra de desagüe con codos, conexiones y suciedad

0.011 0.013 0.014

Acabado 0.011 0.012 0.014 Alcantarilla con agujeros de

hombre, entrada, etc. 0.013 0.015 0.017

Sin terminar, encofrado metálico 0.012 0.013 0.014 Sin terminar, encofrado de

madera liso 0.012 0.014 0.016

Sin terminar, encofrado de madera rugoso

0.015 0.017 0.020

Madera Trabajada 0.010 0.012 0.014

Laminada, tratada 0.015 0.017 0.020 Arcilla

Teja de drenaje común 0.011 0.013 0.017 Alcantarilla vitrificada 0.011 0.014 0.017

Alcantarilla vitrificada con agujeros de hombre, entrada, etc.

0.013 0.015 0.017

Drenaje subterráneo con juntas abiertas

0.014 0.016 0.018

Ladrillo Vidriado 0.011 0.013 0.016

Revestido con mortero de cemento

0.012 0.015 0.017

Alcantarilla sanitaria con aguas residuales, fangos, codos,

conexiones, etc.

0.012 0.013 0.016

Solera pavimentada, alcantarilla, fondo liso

0.06 0.019 0.020

Mampostería ciclópea, cementada

0.018 0.025 0.030


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COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR ENTRADA Especifica el coeficiente de pérdida por entrada de la obra de desagüe que ha de usarse en los cálculos de pérdida de carga en la entrada de la obra de desagüe. El coeficiente introducido en esta entrada de datos se multiplicará por el cambio de velocidad dentro de la obra de desagüe en el extremo aguas arriba. Este valor representa la cantidad de pérdida de energía que tiene lugar a medida que el fujo entra en la obra de desagüe. Las Tablas 4.11.3 y 4.11.4 muestran los valores sugeridos para los coeficientes de pérdida por entrada en la obra de desagüe. Para más información sobre las pérdidas de entrada en la obra de desagüe, véase el apartado titulado Coeficientes de pérdida en la entrada de obras de desagüe en el Capítulo 8. (SC-ENTLC) Tabla 4.11.3 Coeficientes de pérdida en la entrada, ke, para obras de desagüe en forma de cajón (Bureau of Public Roads, 958) Tipo de obra de desagüe y diseño de entrada ke Obra de desagüe en forma de cajón (Muro de cabeza para lelo al terraplén – sin muros en ala)

Bordes redondeados 0.20 Bordes cuadrados en los tres lados 0.50 Obra de desagüe en forma de cajón (muros en ala a 30º a 75º con la tubería)

Borde superior redondeado 0.20 Borde superior cuadrado 0.40 Obra de desagüe en forma de cajón (muros en ala a 10º a 25º con la tubería)

Borde superior redondeado 0.50 Obra de desagüe en forma de cajón (muros en ala paralelos al conducto)

Borde superior cuadrado 0.70 Tabla 4.11.4 Coeficientes de pérdida en la entrada, ke, para obras de desagüe en tubería (Bureau of Public Roads, 1968) Tipo de obra de desagüe y diseño de entrada ke Obra de desagüe en tubería de hormigón armado Saliente del terreno, tubería de enchufe 0.20 Saliente del relleno, tubería de corte cuadrado al final 0.50 Sección final de acuerdo con el talud del relleno 0.50 A inglete para acomodarse al relleno 0.70 Tubo de hormigón con muro frontal y muros en ala Extremo con enchufe de tubería 0.10 Entrada redondeada 0.10 Entrada cuadrada de la tubería 0.50 Tubería metálica corrugada Muro frontal, borde cuadrado 0.50 Muro frontal y muros en ala, borde cuadrado 0.50 Sección final de acuerdo con el talud del relleno 0.50 A inglete para acomodarse al relleno 0.70 Saliente del relleno (sin muro frontal) 0.80


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DIÁMETRO O ALTURA DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada especifica el diámetro interior de una obra de desagüe en tubería o la altura interior de una obra de desagüe en cajón (véase la Figura 4.11.2 y la Figura 4.11.3). La altura interior (o diámetro) de la abertura de la obra de desagüe es importante no solo para determinar la superficie total de flujo de la obra de desagüe, sino también para determinar si las cotas de carga aguas arriba y aguas abajo son adecuadas para sumergir la entrada o salida de la obra de desagüe. Al elegir Pick, el usuario podrá medir gráficamente el diámetro o altura de la obra de desagüe. (SC-RISE) ANCHURA DE LA ABERTURA DE LA OBRA DE DESAGÜE EN CAJÓN Especifica la anchura interior de la obra de desagüe en cajón. Si hay varias obras de desagüe en cajón, se introduce la anchura de una sola obra de desagüe en cajón, no la anchura acumulada de todas las obras de desagüe. Si se calcula una obra de desagüe en tubería, esta entrada se deja en blanco (véase Figura 4.11.3). La mayoría de las obras de desagüe en cajón tienen esquinas achaflanadas en su interior. Estos chaflanes se ignoran en el método de obra de desagüe especial al calcular la superficie transversal de la abertura de la obra de desagüe. Algunos folletos de fabricantes contienen la superficie transversal real de cada tamaño de obra de desagüe en cajón, considerando la reducción de superficie motivada por las esquinas achaflanadas. Si se desea tener en cuenta la pérdida de superficie debida a los chaflanes, debe reducirse la anchura de la abertura de la obra de desagüe en cajón. No debe reducirse la altura de la obra de desagüe, ya que el programa emplea la altura de la obra de desagüe para determinar la submergencia de la entrada y salida de la obra de desagüe. Al elegir Pick, el usuario podrá medir gráficamente la anchura de la abertura e la obra de desagüe. (SC-SPAN) LONGITUD DE LA OBRA DE DESAGÜE La longitud de la obra de desagüe se mide a lo largo del eje de la obra de desagüe. La longitud de la obra de desagüe se usa para determinar la pérdida por rozamiento en el conducto de la obra de desagüe y la pendiente de la misma. Al elegir Pick, el usuario podrá medir gráficamente la longitud de la obra de desagüe. (SC-CULVLN) SOLERA AGUAS DEBAJO DE LA OBRA DE DESAGÜE Especifica la cota de solera aguas abajo de la obra de desagüe (véase la Figura 4.11.3). Al elegir Pick, el usuario podrá seleccionar gráficamente la cota aguas abajo de la solera de la obra de desagüe en la cuadrícula del perfil transversal.


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El programa utiliza este valor para calcular la pendiente de la obra de desagüe. Esta pendiente se usa después para calcular el calado normal del flujo en la obra de desagüe en condiciones de control de entrada. HEC-2 no puede analizar obras de desagüe con pendientes negativas. Por lo tanto, la cota de la solera aguas abajo debe ser igual o inferior a la cota de solera aguas arriba de modo que la velocidad del flujo pueda mantenerse dentro de la obra de desagüe, incluso en condiciones de flujo bajo. La mayoría de las veces es necesaria una pendiente suficiente para mantener una velocidad mínima de flujo de tres pies por segundo (o un metro por segundo). (SC-ELCHD) SOLERA AGUAS ARRIBA DE LA OBRA DE DESAGÜE Especifica la cota de solera aguas arriba de la obra de desagüe (véase la Figura 4.11.2 y la Figura 4.11.3). Al elegir Pick, el usuario podrá seleccionar gráficamente la cota aguas arriba de la solera de la obra de desagüe en la cuadrícula del perfil transversal. El programa utiliza este valor para calcular la pendiente de la obra de desagüe. Esta pendiente se usa después para calcular el calado normal del flujo en la obra de desagüe en condiciones de control de entrada. HEC-2 no puede analizar obras de desagüe con pendientes negativas. Por lo tanto, la cota de la solera aguas arriba debe ser igual o superior a la cota de solera aguas abajo de modo que la velocidad del flujo pueda mantenerse dentro de la obra de desagüe, incluso en condiciones de flujo bajo. La mayoría de las veces es necesaria una pendiente suficiente para mantener una velocidad mínima de flujo de tres pies por segundo (o un metro por segundo). (SC-ELCHU) NÚMERO DE PLANO DEL FHWA NÚMERO DE ESCALA DEL FHWA Estas entradas especifican el número de plano del FHWA y el número de escala del FHWA, respectivamente. El número de plano y el número de escala del FHWA se refieren a una serie de nomografías publicadas en 1965 por el Bureau of Public Roads (ahora llamado Federal Highway Administration). Estas nomografías permiten que se calcule la carga de agua en el control de entrada para diferentes tipos de obras de desagüe que funcionan bajo un amplio rango de condiciones de flujo. Estas nomografías, y otras diseñadas usando los métodos originales, se publicaron en 1985 (FHWA, 1985). La Tabla 4.11.5 expone una lista de los números de planos y escalas para obras de desagüe en tubería. La Tabla 4.11.6 expone una lista de los números de planos y escalas para obras de desagüe en cajón. Al elegir Pick, el usuario podrá seleccionar el número de plano y escala del FHWA de una tabla descriptiva. (SC-CHRT, SC-SCALE)


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Tabla 4.11.5 Números de plano y escala del FHWA para obras de desagüe en tubería (FHWA, 1985)

Descripción Número de plano

Número de escala

Obra de desagüe en tubería de hormigón Entrada con bordes cuadrados con muro frontal (véase Figura 4.11.4)

1 1

Entrada con final con ranura son muro frontal (véase Figura 4.11.4)

1 2

Entrada con final con ranura, tubería saliente del relleno (véase Figura 4.11.6)

1 3

Obra de desagüe de metal corrugado Muro frontal (véase Figura 4.11,4) 2 1 A inglete para acompañar el talud (véase Figura 4.11.6) 2 2 Tubería saliente del relleno (véase Figura 4.11.6) 2 3 Obra de desagüe en tubería de hormigón, entrada anular biselada

Bisel pequeño (véase Figura 4.11.7) 3 1 b/D = 0,042 a/D = 0,063 c/D = 0,042 d/D = 0,083 Bisel grande (véase Figura 4.11.7) 3 2 b/D = 0,083 a/D = 0,125 c/D = 0,042 d/D = 0,125


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Tabla 4.11.6 Números de plano y escala del FHWA para obras de desagüe en cajón (FHWA, 1985)


Número de escala

Obra de desagüe en cajón con muros en ala abiertos (véase Figura 4.11.8)

Muros en ala abiertos entre 30º y 75º 8 1 Muros en ala abiertos entra 90º o 15º 8 2 Muros en ala no abiertos (laterales recto prolongados) 8 3 Obra de desagüe en cajón con muros en ala abiertos y bisel superior en la entrada (véanse Figuras 4.11.8 y 4.11.9)

Muros en ala abiertos 45º, bisel superior en la entrada = 0,083D

9 1

Muros en ala abiertos entre 18º y 33,7º, bisel superior en la entrada = 0,083D

9 2

Obra de desagüe en cajón, muro frontal, bordes de entrada achaflanados o biselados (véase Figura 4.11.10)

Bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada 10 1 Bordes de entrada biselados ½ pulgada/pie a 45º (1:1) 10 2 Bordes de entrada biselados 1 pulgada/pie a 33º (1:1,5) 10 3 Obra de desagüe en cajón, muro frontal esviado, bordes de entrada achaflanados o biselados (véase Figura 4.11.11)

Muro frontal esviado 45º, bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada

11 1


11 2


11 3

Muro frontal esviado 15º , bordes de entrada biselados 11 4 Obra de desagüe en cajón, muros en ala abiertos, sin desplazar, chaflán de ¾ de pulgada en la parte superior de la entrada (véase Figura 4.11.12)

Muros en ala abiertos 45º (1:1), entrada no esviada 12 1 Muros en ala abiertos 18,4º, entrada no esviada 12 2 Muros en ala abiertos 18,4º, entrada esviada 30º 12 3 Obra de desagüe en cajón, muros en ala abiertos y desplazados, borde biselado en la parte superior de la entrada (véase Figura 4.11.13)

Muros en ala abiertos 45º (1:1), borde superior en la entrada biselado = 0,042D

13 1

Muros en ala abiertos 33,7º, borde superior en la entrada biselado = 0,083D

13 3

Muros en ala abiertos 18,4º, borde superior en la entrada biselado = 0,083D

13 4


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Figura 4.11.2 Sección transversal de obra de desagüe en tubería

Figura 4.11.3 Sección transversal de obras de desagüe en cajón


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Figura 4.11.4 Entrada saliente del relleno en la obra de desagüe (Planos 1 y 2 del FWWA)

Figura 4.11.5 Entrada de obra de desagüe a inglete para acomodarse al talud (Plano 2 de FHWA)


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Figura 4.11.6 Entrada de obra de desagüe saliente del relleno (Planos 1 y 2 del FHWA)

Figura 4.11.7 Entrada de obra de desagüe con anillo de entrada biselado (Plano 3 del FHWA)


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Figura 4.11.8 Muros en ala abierto (planos 8 y 9 del FHWA)

Figura 4.11.9 Bisel en la parte superior de la entrada (Plano 9 del FHWA)


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Figura 4.11.10 Bisel del borde lateral y superior en la entrada que forma 90º con el muro frontal (Plano 10 del FHWA)

Figura 4.11.11 Bisel del borde lateral y superior con muro frontal esviado (Plano 11 del FHWA)


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Figura 4.11.12 Muros en ala abiertos sin retranqueo (Plano 12 del FHWA)

Figura 4.11.13 Muros en ala abiertos con retranqueo (Plano 13 del FHWA)


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COTA DE LA CALZADA Esta entrada define la cota mínima en que comienza el flujo por vertedero. Si se deje en blanco esta entrada, HEC-2 buscará en la geometría especificada de la calzada para determinar la cota mínima de la calzada véase el apartado titulado Definición de la Calzada a continuación). Sin embargo, el usuario puede utilizar esta entrada para elevar o bajar la cota mínima en que considera que empezará el flujo por vertedero. Si no se especifica la geometría de la calzada, esta entrada puede usarse para especificar la cota uniforme de la coronación de la calzada. En esta situación. Debe definirse una longitud de calzada para que HEC-2 calcule el flujo por vertedero. Al elegir Pick, el usuario podrá seleccionar gráficamente la cota de la coronación de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. LONGITUD DE LA CALZADA Esta entrada especifica la longitud media de la calzada que ha de usarse en la ecuación de flujo por vertedero. Este valor puede usarse si la longitud de vertido no cambia con el calado del flujo. En caso contrario, se usa la caja de diálogo de la Geometría de la Calzada para definir la geometría de la calzada. Al elegir Pick, el usuario podrá medir gráficamente la longitud de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. Si fuese necesario, esta entrada puede usarse para acortar la longitud de vertido definida en la geometría especificada de la calzada en la caja de diálogo de Geometría de la Calzada. Se calcula el flujo sobre esta longitud de calzada usando la ecuación de vertedero. Luego se calculan los demás flujos usando las ecuaciones de conducción. Si se deja en blanco esta entrada y no se especifica la geometría de la calzada en la caja de diálogo de Geometría de la Calzada, entonces el flujo sobre la calzada no se considera posible y debe tenerse un cuidado especial al revisar los resultados del cálculo. (SC-RDLEN) COEFICIENTE DE FLUJO POR VERTEDERO EN LA CALZADA Esta entrada especifica el coeficiente de descarga que ha de usarse en la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos oscilan entre 2,5 para vertedero rectangular de labio grueso a 3,0 para vertedero trapecial. Sin embargo, debería usarse un valor entre e,5 y 2,6 para obras de desagüe transversales. Para más información sobre los coeficientes de descarga por vertedero, véase el apartado titulado Coeficientes de Flujo en el Capítulo 8. (SC-CPFQ)


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4.12 Definición de la Calzada La geometría de la calzada de una estructura de puente u obra de fábrica se usa para definir las características del flujo vertiente sobre la estructura de la calzada. Estos datos deben especificarse en los perfiles transversales de un puente u obra de desagüe específicos. Véase el apartado titulado Creación del modelo de Puente y Obra de desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales de la calzada.

Figura 4.12.1 Caja de diálogo de Definición de aberturas que proporciona una variedad de métodos distintos para definir la geometría de la calzada. Se accede a la caja de diálogo de Definición de Aberturas, como se ve en la Figura 4.12.1, seleccionando OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. La caja de diálogo de Definición de Aberturas permite al usuario seleccionar un método de entrada para definir la geometría de la calzada. Estos métodos de entrada son los siguientes: • Introducción y edición de los puntos de coordenada de la geometría de la calzada

directamente en la caja de diálogo. • Dibujo de la geometría de la calzada directamente en pantalla. • Digitalización de la geometría de la calzada desde un gráfico de perfil transversal

en papel. • Introducción de una simple cota que define el tablero horizontal de la calzada del

puente en un puente normal. Los siguientes apartados describen estos métodos para definir la geometría de la calzada.


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4.12.1 Método de entrada de edición directa El método de edición directa muestra en pantalla la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 4.12.1.1. La caja de diálogo de Edición de la geometría del Perfil Transversal puede usarse para insertar, editar y borrar puntos independientes de la geometría de la calzada (datos BT) de un puente u obra de desagüe. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de aguas abajo del puente u obra de desagüe definidos. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Aparecerá en pantalla una caja de diálogo de Definición de Aberturas. Cuando se selecciona una estructura de puente normal como tipo de abertura, se pulsa DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en que perfil transversal se va a definir la geometría de la calzada. (Véase el apartado titulado Creación del Modelo de Puente y Obra de desagüe del Capítulo 8 para información sobre la selección del perfil transversal adecuado para las estructuras de puente normal). Nótese que RCAD selecciona automáticamente el perfil adecuado transversal aguas abajo o aguas arriba en el que se va a definir el tipo de perfil (es decir, análisis subcrítico o supercrítico) que se va a calcular. Luego, se elige Dialogo. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal adecuado y después la caja de diálogo de Geometría del Perfil transversal.

Figura 4.12.1.1 Caja de diálogo de Edición de Perfil Transversal que se usa para añadir, borrar y editar las cotas de la calzada. Para añadir un nuevo punto de la geometría de la calzada, primero se especifica una estación del terreno existente bien introduciendo el valor de la estación directamente en la entrada de datos o eligiendo Pick en las entrada de datos de Cotas del Terreno para seleccionar la estación del terreno en un mapa topográfico o en la cuadrícula. Después de seleccionar una estación del terreno, se introduce una cota de la calzada en la entrada de datos o se elige Pick en los datos de Cotas de la Calzada para seleccionar la cota en la cuadrícula del perfil transversal. Cuando se haya introducido una cota de calzada, se hace clic en Update. Nótese que debe elegirse Update para que sea introducida la nueva cota de la calzada en la caja de la lista.


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Para editar un punto de la geometría existente de la calzada, se selecciona el punto en la caja de la lista o se elige Pick para seleccionarlo en la cuadrícula del perfil transversal. Luego se modifica la cota de la calzada en la entrada de datos y se elige Update. Haciendo doble clic sobre una fila de datos que aparecen en la caja de la lista se moverá el cursor a la entrada de datos para la entrada de cotas del terreno, permitiendo así modificar rápidamente la estación existente del terreno. Para borrar una fila de datos de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos en la lista y se pulsa Delete. 4.12.2 Método de entrada de la calzada por pantalla El método de entrada de la calzada por pantalla permite definir la nueva geometría de la calzada en la pantalla en la cuadrícula del perfil transversal activo. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de aguas abajo del puente u obra de desagüe definidos. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Aparecerá en pantalla una caja de diálogo de Definición de Aberturas. Cuando se selecciona una estructura de puente normal como tipo de abertura, se pulsa DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en que perfil transversal se va a definir la geometría de la calzada. (Véase el apartado titulado Creación del Modelo de Puente y Obra de desagüe del Capítulo 8 para información sobre la selección del perfil transversal adecuado para las estructuras de puente normal). Nótese que RCAD selecciona automáticamente el perfil adecuado transversal aguas abajo o aguas arriba en el que se va a definir el tipo de perfil (es decir, análisis subcrítico o supercrítico) que se va a calcular. Luego, se elige Draw Road. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal adecuado, lo que permite introducir los nuevos puntos de la geometría de la calzada haciendo clic en cualquier parte de la cuadrícula o tecleando las coordenadas de estación y cota (tales como 100,1320, sin espacios). Para mayor precisión, se puede hacer un zoom con las teclas PgUp y PgDn para hacer zoom dentro o fuera dinámicamente. Después se usa AutoPan para desplazarse, lo que proporcionará una mejor precisión para definir la geometría de la calzada. 4.12.3 Método de entrada mediante Digitalización de la Calzada El método de entrada mediante digitalización de la calzada permite digitalizar la geometría de la calzada desde un gráfico del perfil transversal en papel para la cuadrícula de perfil transversal activo. Si no se ha configurado previamente la tableta digitalizadora en BOSS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán después en los cálculos de calibrado de la tableta en BOSS RCAD. Para iniciar este método de entrada, se selecciona primero el perfil transversal de aguas debajo de la estructura de puente u obra de desagüe. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Opening Definitions. Cuando se selecciona una estructura de flujo de puente normal como tipo de abertura, se pulsa DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir el perfil transversal donde se va


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a definir la geometría de la calzada. (Véase el apartado titulado Creación del Modelo de Perfil Transversal para Puente u Obra de desagüe en el Capítulo 8 para conocer información sobre el perfil transversal adecuado). Nótese que RCAD selecciona automáticamente el perfil adecuado transversal aguas abajo o aguas arriba en el que se va a definir el tipo de perfil (es decir, análisis subcrítico o supercrítico) que se va a calcular. Luego, se elige Digitalize Road. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal adecuado y después aparecerá un mensaje para calibrar la tableta para el dibujo d perfil transversal que va a digitalizarse. Se fija el papel con el perfil transversal a la tableta y se digitalizan tres puntos conocidos sobre el gráfico del perfil transversal, introduciendo las coordenadas X e Y de cada uno. Para mayor precisión al digitalizar, se usan puntos de esquinas opuestas de la tableta. Si se han digitalizado datos del mismo dibujo de perfil transversal anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el papel del plano, se puede pulsar L para usar la información del último calibrado, Una vez calibrada la tableta, se pinchan los puntos del gráfico del perfil transversal. Estos puntos deberían corresponder exactamente a puntos del perfil transversal en pantalla. Si se desea, se pueden teclear las coordenadas de la estación y cota de los puntos de la geometría de la calzada (tales como 7410,420, sin espacios). Grandes gráficos de perfil transversal Si el papel del gráfico del perfil transversal excede del tamaño de la tableta digitalizadora, debe digitalizarse la geometría de la calzada de una sola vez. Primero, se digitaliza lo más posible de una parte, luego se mueve el plano del perfil transversal, se vuelve a fijar a la tableta, se pulsa R para recalibrar la tableta para la nueva posición y se continua digitalizando. 4.12.4 Método de entrada del tablero horizontal del puente Si se va a definir la geometría de la calzada de un puente normal y ha de definirse el tablero horizontal del puente, entonces, en lugar de introducir los valores de la geometría de la calzada en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil transversal, (véase el apartado titulado Método de entrada de edición directa), puede especificarse una simple cota de la arista inferior y la cota de la calzada usando la caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente (véase Figura 4.12.4.1). Esto permite definir rápidamente un tablero horizontal del puente para un puente normal. Al elegir Fixed en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente. Esta caja de diálogo está disponible cuando se define un puente normal usando la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal. La caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente también aparece en pantalla seleccionando FIXED en la caja de diálogo de Definición de Aberturas.


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Figura 4.12.4.1 Caja de diálogo de Tablero Horizontal de Puente que permite al usuario especificar una valor constante de la arista inferior y la cota de la calzada para un puente normal. Nótese que la caja de diálogo de Tablero Horizontal de Puente permite definir una tablero horizontal del puente. El usuario no puede usar esta caja de diálogo para definir una cota constante de arista inferior y luego usar la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal para definir una geometría variable de la calzada. En otras palabras, el usuario no puede definir un tablero de puente que no sea horizontal con esta caja de diálogo. A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Tablero Horizontal de Puente para la Figura 4.12.4.1, junto con una breve descripción de cada entrada. COTA DE LA CALZADA Esta entrada define al cota de la calzada para un tablero horizontal de puente. Esta entrada se utiliza para determinar cuando comienza el flujo por vertedero. Al elegir Pick, el usuario puede seleccionar gráficamente la cota de la calzada desde la cuadrícula del perfil transversal. (X2-ELTRD) COTA DE LA ARISTA INFERIOR Esta entrada se usa para definir la cota de la arista inferior para un tablero horizontal de puente. Al elegir Pick, el usuario puede seleccionar gráficamente la cota de la calzada desde la cuadrícula del perfil transversal. (X2-ELLC) 4.12.5 Ajuste gráfico de la geometría de la calzada BOSS RCAD permite realizar ajustes de la geometría de la calzada gráficamente usando pinzas. Por ejemplo, mientras se está en la línea de comando, haciendo


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simplemente clic sobre la línea que representa la geometría de la calzada con el cursor del ratón para mover un punto de dicha geometría que aparezca en la cuadrícula del perfil transversal. RCAD resaltará automáticamente todos los puntos que forman esta línea. Se pincha sobre el punto que se desea mover y se arrastra hasta su nueva posición. Para borrar las pinzas de la línea seleccionada, se pulsa Cancel dos veces. Para mayor información sobre las pinzas de RCAD, véase el apartado titulado Ajuste Gráfico de la Geometría del Terreno. 4.13 Mejoras del cauce La caja de diálogo de Descripción de las Mejoras del Cauce, como se ve en la Figura 4.13.1, permite a HEC-2 calcular la mejoras hechas en los perfiles transversales del cauce natural de los ríos. Estas mejoras se describen en las excavaciones trapeciales de RCAD. Pueden describirse hasta tres mejoras del cauce en cada perfil transversal.. Puede definirse una cauce piloto, usando más de una mejora del cauce. Si se desea, el cauce natural puede rellenarse antes de la excavación. La capacidad para mejoras del cauce del programa no debe confundirse con la capacidad de flujo efectivo del programa. La capacidad de flujo efectivo se usa para limitar la zona de flujo activo aguas arriba y aguas debajo de una estructura de flujo, tal como un puente o una obra de desagüe. La capacidad de flujo efectivo puede usarse también para rellenar zonas bajas en el perfil transversal natural especificando una cota de depósito de sedimentos. Para más información sobre las zonas de flujo efectivo, véase el apartado titulado Superficie de Flujo Efectivo en el Capítulo 8. Para una descripción de la caja de diálogo de la Descripción de Superficie de Flujo Efectivo, véase el apartado titulado Descripción de la Superficie de Flujo Efectivo. La capacidad de mejoras del cauce se usa para analizar los cambios del perfil de la superficie del agua debido a la modificación o mejora del cauce, tales como dragado y relleno del cauce. Para más información sobre las mejoras del cauce, véase el apartado titulado Análisis de la mejoras en el cauce en el Capítulo 8. La caja de diálogo de Descripción de Mejoras del Cauce aparece en pantalla al seleccionar CHANNEL IMPROVEMENT en el menú de Entrada de datos avanzados.


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Figura 4.13.1 Caja de diálogo de Descripción de mejoras del cauce A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Mejoras del cauce de la Figura 4.13.1, con una breve descripción de cada entrada. ESTACIÓN DEL EJE Esta entrada especifica la estación del eje de la excavación trapecial del cauce (véase la Figura 4-13-2). Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará la estación del eje del perfil transversal aguas abajo adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil supercrítico). Si se introduce un valor de –1,0, el programa fija la estación del eje en la mitad entre las estaciones de las márgenes del perfil transversal. (CI-CLSTA) COTA DE LA SOLERA Esta entrada especifica la cota de la solera del cauce (véase Figura 4.13.2) Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará la cota de solera del perfil transversal aguas abajo adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil supercrítico). Si se introduce un valor de –1,0, el programa fija la cota de solera del cauce igual a la cota mínima ya especificada para el perfil transversal. Para primeras, segundas y terceras excavaciones en el cauce, debe especificarse la cota de solera del cauce. Si se especifica un valor entre 0,00001 y 0,1, entonces este valor describe la pendiente del fondo de la mejora del cauce. Esta pendiente del fondo se propaga hacia aguas arriba hasta que se cambia o termina. La cota de la solera del cauce se calcula después basándose en la siguiente relación:


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(pendiente *longitud del tramo) + cota mínima aguas abajo Nótese que la cota mínima aguas abajo es la cota mínima dentro de las márgenes del cauce en el perfil previo aguas abajo. Nótese que este método de especificación de la pendiente del fondo del cauce no trabaja adecuadamente cuando se especifican varias mejoras del cauce en un perfil transversal, ya que solo se calcula una cota de la solera del cauce. (CI-CELCH) ANCHURA DEL FONDO Esta entrada especifica la anchura del fondo del cauce (véase Figura 4.13.2). Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará la anchura del cauce del perfil transversal aguas abajo adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil supercrítico). Si se introduce un valor de 0,01, el final de la mejora del cauce especificada será comunicado al programa. TALUD LATERAL IZQUIERDO Esta entrada especifica el talud lateral izquierdo de la excavación trapecial (véase Figura 4.13.2), expresado como el número de unidades horizontales por unidad vertical (es decir, 2,0 para dos en horizontal por uno vertical). Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará el talud lateral izquierdo del perfil transversal aguas abajo adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil supercrítico). Si no se ha especificado con anterioridad el talud lateral del cauce, el talud lateral izquierdo se considerará vertical. (CI-XLSS) TALUD LATERAL DERECHO Esta entrada especifica el talud lateral derecho de la excavación trapecial (véase Figura 4.13.2), expresado como el número de unidades horizontales por unidad vertical (es decir, 2,0 para dos en horizontal por uno vertical). Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará el talud lateral derecho del perfil transversal aguas abajo adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil supercrítico). Si no se ha especificado con anterioridad el talud lateral del cauce, el talud lateral izquierdo se considerará vertical. (CI-RSS) COEFICIENTE n DE MANNING Esta entrada especifica el coeficiente n de rugosidad de Manning del cauce mejorado. Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará el coeficiente de rugosidad del cauce del perfil transversal aguas abajo adyacente (cuando se realiza un


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cálculo con perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba adyacente (cuando se realiza un cálculo con perfil supercrítico). Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. (CI--CNCH) LONGITUD DEL FLUJO Esta entrada especifica la longitud del flujo del cauce mejorado, La longitud de flujo especificada debe ser un número entero. Este valor puede dejarse en blanco si la longitud del flujo no ha cambiado debido a la mejora del cauce. Al elegir Pick, el usuario podrá medir gráficamente la longitud del flujo del cauce mejorado en un mapa topográfico. La longitud de flujo medida se redondeará al valor entero más próximo. Cualquier parte fraccionaria del valor (por ejemplo, 0,2 en 520,2) será ignorada. (CI-XLCH) CAUCE RELLENO HASTA LAS MÁRGENES Se usa esta caja de comprobación si el programa rellena o no el cauce hasta las estaciones de las márgenes antes de realizar la excavaciones de mejora del cauce especificadas. (CI-BW)

Figura 4.13.2 Ilustración de las variables de mejora del cauce Dibujo de las mejoras del cauce Muchas veces es más sencillo dibujar las mejoras del cauce deseadas sobre el gráfico del perfil transversal. Al elegir Draw, el usuario podrá dibujar las mejoras del cauce propuestas sobre la geometría del terreno existente. BOSS RCAD requiere que las mejoras del cauce dibujadas se compongan de tres segmentos de línea. El segmento medio (que indica la mejora en el fondo del cauce) debe ser horizontal. Las márgenes


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laterales dibujadas no representan las márgenes enteras del la mejora del cauce, ya que solo indican las estaciones de la solera del fondo del cauce y los taludes laterales de las márgenes. BOSS RCAD prolongará después las márgenes laterales hasta que corten con la geometría existente del terreno. Un ejemplo de las mejoras del cauce dibujadas se muestra en la Figura 4.13.3. Alternativamente, después de especificar los valores de las mejoras del cauce en las entradas de datos de la caja de diálogo, el usuario puede elegir Draw y luego pulsar Enter. BOSS RCAD mostrará después en pantalla las mejoras del cauce especificadas, como se ve en la Figura 4.13.3, lo que permite al usuario visualizar las mejoras del cauce correspondientes sin recurrir a los valores especificados.

Figura 4.13.3 Mejoras del cauce dibujadas sobre la geometría existente del perfil transversal. Ajuste de las mejoras del cauce El usuario puede, en cualquier momento, ajustar gráficamente las mejoras del cauce usando las pinzas de BOSS RCAD. RCAD usará los valores revisados para las mejoras ajustadas del cauce cuando se vuelva a mostrar en pantalla la caja de diálogo de Descripción de las Mejoras del Cauce o realizar un cálculo del perfil de la superficie del agua. Eliminación de las mejoras del cauce Al elegir Erase en la caja de diálogo de Descripción de Mejoras del Cauce se eliminarán todos los valores que definen unas mejoras específicas del cauce. Propagación de las mejoras del cauce Como en otras opciones de HEC-2, una vez especificadas las mejoras del cauce en un perfil transversal, se propaga automáticamente a otros perfiles transversales aguas arriba (si se realiza un análisis de perfil subcrítico) o aguas abajo (si se realiza un cálculo de perfil supercrítico).


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Terminación de las mejoras del cauce Para terminar la mejora del cauce en un perfil transversal concreto, debería especificarse una anchura de fondo de cauce de 0,01. Si se han especificado excavaciones, entonces cada anchura del fondo de la excavación del cauce debe fijarse en 0,01. Siempre que se termina la mejora del cauce en un perfil transversal, entonces cualquier otra mejora del cauce en este perfil transversal también terminará. Por el contrario, estas mejoras restantes del cauce continuarán propagándose, ya que no hay forma de anularlas. Subzonas de rugosidad Cuando se especifica una mejora del cauce en un perfil transversal, la rugosidad de las márgenes y del cauce no puede variarse horizontalmente usando la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal (véase el apartado titulado Descripción de la rugosidad horizontal). Luego, la rugosidad solo puede especificarse usando las entradas de datos de Left Floodplain Overbank Manning’s n, Channel Mnning’s n, y Right Flood plain Oberbank Manning’s en la caja de diálogo de Descripción de perfil transversal (véase el apartado titulado Descripción general). Calculador hidráulico de FlowCalc El Calculador Hidráulico de FlowCalc (véase Capítulo 3) considera todo la geometría del perfil transversal disponible para el flujo en sus cálculos. No se sabe nada sobre las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce, los tramos de división del flujo o las zonas de las márgenes en que el flujo dividido ha sido restringido. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones. 4.14 Invasiones del cauce La capacidad del programa de contemplar las invasiones del cauce de avenidas le permite analizar las invasiones hechas en la plana de inundación. Se dispone de seis métodos distintos para definir las invasiones del cauce de avenidas. Cada uno de estos métodos se describen detalladamente en el Capítulo 8 en el apartado titulado Opciones de Invasión del cauce de avenidas. Cada método es capaz de valorar lso efectos de las invasiones en puentes u obras de desagüe. La capacidad del programa de contemplar las invasiones del cauce de avenidas no debe confundirse con la capacidad de la superficie de flujo efectivo del programa. La capacidad de superficie de flujo efectivo se usa para limitar la región de flujo activo en un perfil transversal específico, tal como el perfil transversal que define la cara aguas debajo de un puente. La capacidad de invasión del cauce de avenidas se usa para analizar los cambios en la superficie del agua debido a la invasión del cauce de avenida (o plana de inundación), tales como la formación de ondulaciones en la plana de inundación. Para más información sobre la invasión del cauce, véase el apartado titulado Determinación de la Plana de Inundación en el Capítulo 8). Nota Si se define una zona de flujo efectivo en un perfil transversal en el que se especifica una invasión del cauce, la especificación de la invasión del cauce de avenidas será


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ignorada. Por lo tanto, para especificar una invasión en estos perfiles transversales, debe asegurarse el usuario de no definir una zona de flujo efectivo. Solo se permite un único método de invasión del cauce de avenidas en cada perfil transversal, aunque pueden especificarse distintos valores de invasión en cada perfil. Al contrario que en la versión estándar de HEC-2 de Army Corps, los distintos métodos de invasión para cada perfil en un solo perfil transversal no pueden especificarse. La caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas, como se ve en la Figura 4.14.1, permite definir las invasiones para el perfil transversal en activo. La caja de diálogo de Descripción de la Invasión del cauce de Avenidas se muestra en pantalla seleccionando FLOODWAY ENCROACHMENT en el menú de Entrada.

Figura 4.14.1 Caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas La caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas permite al usuario especificar cualquiera de los seis métodos de invasión del cauce de avenidas. Esta caja de diálogo permite al usuario cambiar entre los distintos métodos de invasión sin abandonar los datos definidos previamente. Las entradas de datos que no se aplican a un método concreto de invasión se muestran en color gris.. Algunos de laos mensajes de las entradas de datos disponibles cambiarán según el método de invasión seleccionado. Una descripción de las entradas de datos de la selección del método de invasión de la Figura 4.14.1 se muestra a continuación. METODO DE INVASIÓN Especifica el método de invasión del cauce de avenidas que va a usarse. Al elegir NONE da lugar a que el programa ignore cualquier dato de invasión en el tramo de perfil transversal en uso. De los seis métodos de invasión disponibles, los métodos de invasión 1 y 4 son los métodos que se usan generalmente. El Método 4 es el primero que se usa para calcular las situaciones de las estaciones de invasión del cauce de avenida. Luego se usa el Método 1 para refinar la situación de las estaciones de invasión del cauce de


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avenida. En tramos de río en que las velocidades del flujo son altas (alta energía, flujo supercríitico), el método 6 da mejores resultados que el método 4 ya que trabaja con incrementos de cotas de la línea de energía. Una completa descripción de los métodos de invasión del cauce de avenida disponibles se expone en el apartado titulado Opciones de Invasión del cauce de avenida en el Capítulo 8. (ET) INCLUSIÓN DE INVASIÓN EN UNA ESTRUCTURA Se usa esta caja de comprobación para especificar si se van a incluir o no invasiones en cualquier posición de puente u obra de desagüe, y en las situaciones aguas arriba (cuando se realizan cálculos de perfil subcrítico) o en las situaciones aguas abajo (cuando se realizan cálculos de perfil supercrítico) si se propaga la invasión del cauce de avenida. Esta caja de comprobación no está disponible para el método de invasión 1, y aparecerá en color gris. Esta opción necesita se especificada solo si se está creando un modelo de puente u obra de desagüe. Al dejar esta caja de comprobación en blanco, el programa no calculará, por defecto, las invasiones del cauce de avenida en los perfiles transversales de puentes u obras de desagüe especiales. En puentes normales, se calcula la invasión del cauce de avenida de la misma forma que en los valles estándar del cauce, sin tener en cuenta si está seleccionada esta opción. Por lo tanto, la invasión del cauce de avenida debe ser desactivada manualmente (usando el método 1 de invasión) en los perfiles transversales de un puente normal y luego se activa después del puente. Si se especifica esta opción, HEC-2 se aplicará a las ecuaciones de invasión del cauce de avenida para calcular el flujo por vertedero en puentes. Es práctica habitual no considerar la invasión del cauce de avenida cerca de la estructura de un puente, ya que el aumento incremental por las invasiones puede invalidar los cálculos previos de proyecto de puente. Para más información sobre esta opción, véase el apartado titulado Invasiones en Puentes y Obras de desagüe en el Capítulo 8. (ET)

Cambio entre métodos de invasión BOSS RCAD permite al usuario definir las distintas condiciones de invasión para cada método. Al seleccionar un método distinto de invasión, el usuario puede definir completamente los distintos valores de la invasión. Esto permite al usuario realizar diferentes cálculos de invasión usando el mismo modelo. Al cambiar entre métodos de invasión no se pierden los datos definidos previamente.

Terminación de la invasión del cauce de avenida Las invasiones del método 1no se repiten en los perfiles transversales siguientes. Por supuesto, deben especificarse en cada perfil transversal en los que se van a aplicar. Debido a estas características especiales, el método 1 es el único método de invasión que puede usarse para desactivar cualquier otro método de invasión en aquellos lugares donde no hay invasiones (tales como puentes y obra de desagüe). Esto se hace especificando las invasiones del método 1 y especificando las estaciones de


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invasión en las estaciones extremas exteriores del perfil transversal, siendo esencial eliminar las invasiones desde el flujo.

Múltiples perfiles HEC-2 calcula el perfil de la superficie del agua en el cauce natural (sin ninguna invasión) usando el primer caudal especificado y luego se calcula el perfil usando las invasiones especificadas para los siguientes caudales. Por lo tanto, los cálculos de invasión requieren que, por lo menos, se especifiquen dos perfiles. El primer perfil será el natural (perfil sin invasiones, y los siguientes perfiles con invasiones). Se ha de resaltar que no se pueden mezclar diferentes métodos de invasión en el mismo perfil transversal.

Método de cálculo del perfil con superficie y pendiente El método de cálculo del perfil con superficie-pendiente para determinación del perfil de la superficie del agua no puede usarse junto con los métodos de invasión 3, 4, 5 o 6 en el perfil transversal aguas abajo más lejano (cuando se realizan cálculos de perfil de flujo subcrítico) o en el perfil transversal aguas arriba más lejano (cuando se realizan cálculos de perfil de flujo supercrítico). Para más información sobre este método de cálculo, véase el apartado titulado Descripción del Cálculo del Perfil).

Calculador hidráulico de FlowCalc El calculador hidráulico de Flowcalc (véase el Capítulo 3) considera en sus cálculos que toda la geometría de todo el perfil transversal está disponible para el flujo. No se sabe nada sobre las zonas de flujo efectivo, las invasiones del cauce, los tramos de separación del flujo, o las zonas de márgenes en las que el flujo dividido ha sido limitado. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se aplique FlowCalc a estas situaciones. 4.14.1 Método 1 de invasión Si se selecciona el Método de invasión del cauce de avenidas, la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del cauce de avenidas cambiará lo que se muestra en la Figura 4.14.1.1.


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Figura 4.14.1.1 Caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas para el método de invasión 1 A continuación se expone una lista de las entradas de datos de la Descripción de la invasión del cauce de avenidas para el método de invasión 1, con una breve descripción de cada entrada. ESTACIÓN DE LA INVASIÓN IZQUIERDA Especifica la estación izquierda de la invasión del cauce de avenidas (véase la Figura 4.14.2.2). Al elegir PICK, el usuario puede seleccionar gráficamente la estación de invasión izquierda. (ET) ESTACIÓN DE LA INVASIÓN DERECHA Especifica la estación derecha de la invasión del cauce de avenidas (véase la Figura 4.14.2.2). Al elegir PICK, el usuario puede seleccionar gráficamente la estación de invasión derecha. (ET) Perfiles múltiples Cuando se selecciona el método de invasión 1, pueden definirse hasta tres perfiles, lo que permite especificar múltiples invasiones. HEC-2 usará el segundo y tercer perfiles junto con las estaciones de invasión izquierda y derecha. Terminación de la invasión del cauce de avenidas Las invasiones del método 1 no se repiten en los perfiles transversales siguientes. En su lugar, deben especificarse para cada perfil transversal donde se aplica. Debido a esta característica especial, el método 1 es el único método de invasión que puede


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usarse para desactivar otros métodos de invasión en puntos en que no haya invasión (tales como puentes y obras de desagüe). Esto se hace especificando el método de invasión 1 en el perfil transversal adecuado y configurando las estaciones de invasión en las estaciones de perfiles transversales exteriores extremos, eliminando esencialmente por lo tanto las invasiones del flujo. Sin embargo, dado que este método de invasión permite un máximo de 3 perfiles y otros métodos de invasión permiten 4, este método de invasión no puede usarse para terminar invasiones definidas en el cuarto perfil.

Figura 4.14.1.2 Método de invasión 1 4.14.2 Método de invasión 2 Si se selecciona el método de invasión del cauce de avenidas 2, la caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas cambiará, como se muestra en la Figura 4.12.2.1.


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Figura 4.14.2.1 Caja de diálogo de Descripción de invasión del cauce de avenidas para el método de invasión 2 A continuación se expone una descripción de las entradas de datos para definir el método de invasión 2. ANCHURA SUPERIOR EN LA ESTACIÓN DE LA MARGEN Especifica la anchura superior (o distancia) entre las dos estaciones de las márgenes de invasión del cauce de avenidas en el perfil transversal en uso (véase la Figura 4.14.2.2). Nótese que estas estaciones de márgenes de invasión del cauce de avenidas no deben confundirse con las estaciones de las márgenes del cauce principal. Al elegir PICK. El usuario puede medir gráficamente la anchura superior de la invasión que ha de usarse. La anchura superior medida se redondeará al valor entero más próximo. Cualquier parte fraccionaria del valor (por ejemplo, 0,2 en 150,2) será ignorada. Si se deje en blanco esta entrada, el programa empleará el valor de la anchura superior de invasión especificada en el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Para terminar la opción de invasión actual, se usa el método 1 con las estaciones de invasión especificadas cerca del extremo exterior de las estaciones finales del perfil transversal. (ET) Perfiles múltiples Cuando se selecciona el método de invasión 2, pueden definirse hasta 4 perfiles, lo que permite especificar múltiples invasiones. HEC-2 usará el segundo al cuarto perfiles junto con las anchura superior de invasión especificada.


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Figura 4.14.2.2 Método de invasión 2 4.14.3 Método de invasión 3 Si se elige el Método de invasión del cauce de avenidas 3, la caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas cambiará, como se muestra en la Figura 4.12.3.1.

Figura 4.13.1 Caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas para el método 3 A continuación se expone una descripción de las entradas de datos para definir el método de invasión 3, junto con una breve descripción de cada entrada.


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CONDUCCIÓN A ELIMINAR Especifica el porcentaje de conducción total a eliminar de la margen, donde se calcula la conducción total en condiciones naturales (sin invasión) (véase la Figura 4.14.3.2). El porcentaje especificado debe ser un valor entero. Si se deja en blanco esta entrada, el programa empleará como conducción a eliminar el valor especificado para el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Para terminar la opción de invasión actual, se usa el método 1 con las estaciones de invasión especificadas cerca del extremo exterior de las estaciones finales del perfil transversal. (ET) DISTRIBUCIÓN DE LA REDUCCIÓN DE CONDUCCIÓN EN MÁRGENES Se elige el método de distribución de la reducción de la conducción a usar. Si se selecciona una reducción igual, entonces se eliminará la conducción por igual en cada zona de márgenes. Si se elige una reducción proporcional, entonces se reducirá proporcionalmente a la conducción en cada zona de márgenes. (ET) Perfiles múltiples Cuando se selecciona el método de invasión 3, pueden definirse hasta 4 perfiles, lo que permite especificar múltiples invasiones. HEC-2 usará el segundo al cuarto perfiles junto con la anchura superior de invasión especificada.

Figura 4.14.3.2 Método de invasión 3


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4.14.4 Métodos de invasión 4 y 5 Si se elige el Método de invasión del cauce de avenidas 4 o 5, la caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas cambiará, como se muestra en la Figura 4.12.4.1.

Figura 4.14.4.1 Caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas para los métodos 4 y 5 A continuación se expone una descripción de las entradas de datos para definir los métodos de invasión 4 y 5, junto con una breve descripción de cada entrada. AUMENTO DE COTA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA El perfil transversal natural está invadido en un pie de aumento de la superficie del agua(X/10) sobre el calculado para las condiciones naturales (sin invasión) (véase la Figura 4.14.4.2). Por lo tanto, un aumento de la cota de la superficie del agua de 1,2 pies requerirá una entrada de 12. El aumento especificado debe ser un número entero. Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará el incremento del valor de la superficie del agua especificado en el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Para terminar la opción de invasión actual, se usa el método 1 con las estaciones de invasión especificadas cerca del extremo exterior de las estaciones finales del perfil transversal. (ET)


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DISTRIBUCIÓN DE LA REDUCCIÓN DE CONDUCCIÓN EN MÁRGENES Se elige el método de distribución de la reducción de la conducción a usar. Si se selecciona una reducción igual, entonces se eliminará la conducción por igual en cada zona de márgenes. Si se elige una reducción proporcional, entonces se reducirá proporcionalmente a la conducción en cada zona de márgenes. (ET)

Figura 4.14.4.2 Métodos de invasión 4 y 5 Perfiles múltiples Cuando se seleccionan los métodos de invasión 4 y 5, pueden definirse hasta 4 perfiles, lo que permite especificar múltiples invasiones. HEC-2 usará el segundo al cuarto perfiles junto con el aumento especificado de cota de la superficie del agua. Esquema de optimización El método de invasión 5 funciona de forma muy parecida al método de invasión 4 excepto en que se usa el esquema de optimización para obtener el aumento deseado de cota de la superficie del agua lo más próximo posible al aumento especificado. Sin embargo, muchas veces esta optimización puede resultar más difícil al tener que converger con una solución del método 4. Por lo tanto, generalmente se usa el método 4. 4.14.5 Método de invasión 6 Si se elige el Método de invasión del cauce de avenidas 6, la caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas cambiará, como se muestra en la Figura 4.14.5.1.


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Figura 4.14.5.1 Caja de diálogo de Descripción de la invasión del cauce de avenidas para el método de invasión 6 A continuación se expone una descripción de las entradas de datos para definir el método de invasión 6, junto con una breve descripción de cada entrada. INCREMENTO DE COTA DE LA LÍNEA DE ENERGÍA El perfil transversal natural está invadido en un pie de aumento de la línea de energía (X/10) sobre el calculado para las condiciones naturales (sin invasión) (véase la Figura 4.14.5.2). Por lo tanto, un aumento de la cota de la línea de energía de 1,0 pies requerirá una entrada de 10. El aumento especificado debe ser un número entero. Si esta entrada de datos se deja en blanco, el programa usará el incremento del valor de la cota de energía especificado en el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Para terminar la opción de invasión actual, se usa el método 1 con las estaciones de invasión especificadas cerca del extremo exterior de las estaciones finales del perfil transversal. (ET) DISTRIBUCIÓN DE LA REDUCCIÓN DE CONDUCCIÓN EN MÁRGENES Se elige el método de distribución de la reducción de la conducción a usar. Si se selecciona una reducción igual, entonces se eliminará la conducción por igual en cada zona de márgenes. Si se elige una reducción proporcional, entonces se reducirá proporcionalmente a la conducción en cada zona de márgenes. (ET)


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Figura 4.15.5.2 Método de invasión 6 Perfiles múltiples Cuando se seleccionan el método de invasión 6, pueden definirse hasta 4 perfiles, lo que permite especificar múltiples invasiones. HEC-2 usará el segundo al cuarto perfiles junto con el aumento especificado de cota de la línea de energía. Esquema de optimización El método de invasión 6 funciona de forma muy parecida al método de invasión 5 , para obtener el aumento deseado de la cota de la línea de energía lo más cercano posible al aumento de cota especificado. 4.15 Descripción del hielo flotante La caja de diálogo de Descripción del hielo flotante, como se muestra en la Figura 4.15.1, permite que HEC-2 analice los perfiles de la superficie del agua en ríos con cubierta flotante de hielos estacionarios. Para más información, véase el apartado titulado Ice Covered Streams del capítulo 8. La caja de diálogo de Descripción del hielo flotante se muestra en pantalla seleccionando FLOATING ICE en el menú de Entrada Avanzada de Datos.


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Figura 4.15.1 Caja de diálogo de Descripción de Hielo Flotante A continuación se expone una descripción de las entradas de datos de Definición de Hielo Flotante, junto con una breve descripción de cada entrada. ESPESOR DEL HIELO EN LA MARGEN IZQUIERDA Esta entrada especifica el espesor del hielo flotante en el cauce de avenidas de la margen izquierda. Si se deje en blanco esta entrada, el programa empleará el espesor del hielo del perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Si se introduce un valor de –1,0, entonces se supone el agua libre en el cauce de avenidas de la margen izquierda. (IC-ZITL) ESPESOR DEL HIELO EN EL CAUCE Esta entrada especifica el espesor del hielo flotante en el cauce principal. Si se deje en blanco esta entrada, el programa empleará el espesor del hielo del perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Si se introduce un valor de –1,0, entonces se supone el agua libre en el cauce. (IC-ZITH) ESPESOR DEL HIELO EN LA MARGEN DERECHA Esta entrada especifica el espesor del hielo flotante en el cauce de avenidas de la margen derecha.


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Si se deje en blanco esta entrada, el programa empleará el espesor del hielo del perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Si se introduce un valor de –1,0, entonces se supone el agua libre en el cauce de avenidas de la margen derecha. (IC-ZITR) COEFICIENTE n DE MANNING DEL HIELO Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad n de Manning para el lado inferior del hielo flotante. Este valor oscila típicamente entre 0,01 y 0,05. Puede ser necesario calcular este valor usando las ecuaciones de flujo uniforme y las mediciones de campo del flujo durante el invierno. Debe advertirse que la rugosidad del hielo pueden cambiar a lo largo del tiempo – por ejemplo, durante los periodos de fusión cuando pueden formarse esquemas de surcos en el lado inferior del hielo. Si se deje en blanco esta entrada, el programa empleará el coeficiente de rugosidad de Manning del perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). (IC-ZIN) PESO ESPECÍFICO DEL HIELO Esta entrada especifica el peso específico del hielo flotante. Si se deje en blanco esta entrada, el programa empleará el peso específico del perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o en el perfil transversal adyacente aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico). Si se introduce un valor de 0,01, entonces se supone que el programa toma nota del final de la cubierta de hielo flotante. (IC-SPGR) Terminación de la cubierta de hielo Para terminar la cubierta de hielo flotante en un perfil transversal dado, debe especificarse un peso específico de 0,01.


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4.16 División del flujo Las capacidades del programa para la división del flujo permiten determinar los caudales del cauce y los perfiles de la superficie del agua en situaciones en las que se pierde flujo en el cauce principal. Las situaciones de creación de modelo de división del flujo incluyen bifurcaciones causadas por islotes, el flujo sobre diques o vertederos, el vertido por encima de divisorias de cuenca, y divisiones del flujo creadas por obras de desvío. Un ejemplo típico de una situación de división del flujo se muestra en la Figura 4.16.1.

Figura 4.16.1 Ejemplo de división del flujo Solo se permite una división del flujo en cada tramo de perfil transversal, aunque pueden especificarse distintos métodos de división del flujo entre tramos de perfiles transversales contenidos dentro del modelo. La caja de diálogo de Descripción de división del lujo, como se ve en la Figura 4.16.2, se muestra en pantalla seleccionado SPLIT FLOW en el menú de Entrada de datos avanzados.


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Figura 4.16.2 Caja de diálogo de Descripción de división del flujo La Caja de diálogo de Descripción de división del flujo permite seleccionar para el perfil transversal en uso uno de los tres métodos de división del flujo. Esta caja de diálogo permite cambiar entre los métodos distintos de división del flujo sin perder los datos previamente definidos. Los flujos divididos deben especificarse perfil transversal por perfil transversal; no se propagan entre perfiles. A continuación se exponen las entradas de datos usadas en los tres métodos de división del flujo de la Figura 4.16.2. MÉTODO DE FLUJO DIVIDIDO Especifica el método de flujo dividido que ha de usarse para el tramo aguas abajo del perfil transversal. Al elegir NONE, se da lugar a que el programa ignore cualquier dato de división de flujo especificado. Se usa el método de DIVERSION RATING CURVE para crear un modelo de desvío lateral del flujo en el cauce. Por lo general se selecciona el método de NORMAL DEPTH cuando se controla el rebosamiento por conducción en el cauce de desbordamiento. El método de WEIR FLOW debe seleccionarse en aquellas situaciones que muestran desbordamiento lateral, tales como desbordamiento en un dique o divisorias de cuenca. El flujo dividido se calcula basándose en la cota inicial calculada de la superficie del agua, y luego se reduce el caudal para contemplar el flujo dividido. Luego se calcula un nuevo perfil usando el flujo modificado en el cauce, y la cota de la superficie del agua calculada proporciona una estimación del flujo dividido. El programa calcula de nuevo hasta que los flujos supuestos y calculados coinciden con la tolerancia de error especificado en la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo de flujo dividido (véase el apartado titulado Parámetros de Trabajo de flujo dividido) más adelante.


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Para más información sobre la selección de un método de flujo dividido, véanse los apartados titulados Capacidades de Flujo dividido y Dificultades de rebosamiento por avenidas en el Capítulo 8. DESCRIPCIÓN (opcional) Esta entrada de datos permite añadir una descripción de hasta 72 caracteres al perfil transversal de flujo dividido en uso. (TW-IA; TN-IA; TC-IA) PERFIL TRANSVERSAL DE RETORNO Se introduce el Identificador ID del perfil transversal aguas abajo donde el flujo dividido vuelve al cauce principal. Al elegir SELECT, el usuario puede seleccionar el ID del perfil transversal de retorno en una caja de lista desplegable. Si no hubiera retorno de flujo dividido, entonces se deja en blanco esta entrada de datos. (WS-SNOFR; NS-SNOFR; CS-SNOFR) CAUDAL PERDIDO Esta caja de lista se usa para definir un supuesto caudal perdido del caudal del cauce principal para que el programa itere primero el flujo dividido. Si no se realiza ninguna reducción de caudal del cauce principal en la primera iteración de flujo dividido se especifica por lo menos un valor. Estos valores corresponden a las condiciones iniciales especificadas para los perfiles contenidos en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil. (JS-ARLQ) Número máximo de perfiles transversales con flujo dividido Pueden especificarse hasta un máximo de 100 perfiles transversales con flujo dividido. Configuración del flujo dividido Al elegir CONFIG aparece en pantalla la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo de Flujo dividido. Esta caja de diálogo se usa para definir los parámetros de trabajo que han de usarse cuando se analizan los perfiles de flujo dividido. Las entradas de datos de esta caja de diálogo se discuten en el apartado titulado Parámetros de trabajo de flujo dividido, más adelante. Calculador Hidráulico FlowCalc El Calculador Hidráulico FlowCalc (véase Capítulo 3) considera que toda la superficie de la geometría del perfil transversal está disponible par el flujo en sus cálculos. Se ignoran las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce de inundación, las tramos de flujo dividido o las zonas de las márgenes en que está restringido el flujo. Por lo tanto, hay que tener precaución cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones.


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4.16.1 Método de curva de gastos de desvío Si se selecciona el método de flujo dividido de Curva de gastos de desvío, la caja de diálogo de Descripción del flujo dividido cambiará a como se muestra en la Figura 4.16.1.1.

Figura 4.16.1.1 Caja de diálogo de Descripción del flujo dividido para el método de curva de gastos de desvío A continuación figura una lista de las entradas de datos que definen el método de flujo dividido de curva de gastos de desvío, con una breve descripción de cada entrada. COTA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA Se especifican la cotas de la superficie del agua que definen la curva de gastos de desvío del flujo dividido. Se pueden especificar hasta 100 entradas. (CR-ELO) CAUDAL Especifica los valores de caudales correspondientes que definen la curva de gastos de desvío del flujo dividido. (CR-STA) 4.16.2 Método del calado normal Si se selecciona el método de flujo dividido de Calado normal, la caja de diálogo de Descripción del flujo dividido cambiará a como se muestra en la Figura 4.16.2.1.


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Figura 4.16.2.1 Caja de diálogo de Descripción del flujo dividido para el método de calado normal A continuación figura una lista de las entradas de datos que definen el método de flujo dividido de calado normal, con una breve descripción de cada entrada. COEFICIENTE n DE MANNING PARA EL FLUJO DIVIDIDO Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning que ha de usarse en los cálculos de flujo dividido con calado normal. Para más información sobre el coeficiente de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de pérdidas en el Capítulo 8. (NS-XNVND) GRADIENTE DE ENERGÍA PARA FLUJO DIVIDIDO Esta entrada especifica el gradiente de energía (o pendiente) para calcular el flujo dividido por el método de calado normal. Puede introducirse la pendiente del lecho del flujo dividido para aproximarse al gradiente de energía del flujo dividido. (NS-SLOPND) ESTACIÓN DEL PERFIL TRANSVERSAL Se introduce la posición del calado normal en relación con el perfil transversal en uso. Por lo tanto, para la entrada de la geometría del calado normal en el perfil transversal en uso, debe introducirse una estación de perfil transversal de 0,0. Del mismo modo, la estación del calado normal al final del tramo aguas arriba en uso debe ser igual a la longitud del flujo en el cauce. Estas estaciones deben comenzar en la posición de la estación del perfil transversal en uso y seguir hacia agua arriba hasta la situación del siguiente perfil transversal. Al elegir PICK, el usuario puede medir la longitud desde el perfil transversal en uso hasta la posición de la estación del calado normal sobre un mapa topográfico. Pueden especificarse hasta 100 entradas (NG-STA)


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COTA DEL PERFIL TRANSVERSAL Se introduce la cota del terreno del perfil transversal en uso y se sigue hacia aguas arriba hasta la posición de la estación del siguiente perfil transversal. Al elegir PICK , el usuario puede determinar la cota del terreno en un mapa topográfico. NG-STA) 4.16.3 Método de flujo por vertedero Si se selecciona el método de flujo dividido de Flujo por vertedero, la caja de diálogo de Descripción de Flujo dividido cambiará como se muestra en la Figura 4.16.3.1

Figura 4.16.3.1 Caja de diálogo de Descripción de flujo dividido para el método de flujo por vertedero A continuación figura una lista de las entradas de datos que definen el método de flujo dividido de flujo por vertedero, con una breve descripción de cada entrada. COEFICIENTE DE DESAGÜE POR VERTEDERO Esta entrada especifica el coeficiente de desagüe que se ha de usar en la ecuación de flujo por vertedero. Para más información sobre los coeficientes de desagüe por vertedero, véase el apartado titulado Coeficientes de flujo por vertedero en el capítulo 8. (WS-COEFL) ESTACIÓN DEL VERTEDERO Entra la posición relativa del vertedero respecto al perfil transversal en uso. Por lo tanto, para una entrada de la geometría del vertedero en el perfil transversal en uso, debe introducirse una estación de perfil transversal de 0,0. Del mismo modo, la estación del vertedero al final del tramo aguas arriba en uso debe ser igual a la longitud del flujo en el cauce.


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Estas estaciones deben comenzar en la posición de la estación del perfil transversal en uso y seguir hacia agua arriba hasta la situación del siguiente perfil transversal. Al elegir PICK, el usuario puede medir la longitud desde el perfil transversal en uso hasta la posición de la estación del vertedero sobre un mapa topográfico. Pueden especificarse hasta 100 entradas. (WC-STA) COTA DEL VERTEDERO Se introduce la cota de la coronación del vertedero correspondiente. Al elegir PICK, el usuario puede determinar la cota de la coronación del vertedero en un mapa topográfico. (WC-ELO) 4.16.4 Parámetros de trabajo del flujo dividido La caja de diálogo de Parámetros de trabajo del flujo dividido, como se muestra en la Figura 4-16.4.1, se usa para definir los parámetros de trabajo que han de usarse cuando se analizan los perfiles de flujo dividido. Por lo general, estas entradas de datos pueden dejarse en blanco y el programa usará los valores definidos por defecto. Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Parámetros de trabajo del flujo dividido, se selecciona SPLIT FLOW PARAMETERS en el menú del Metajob o se escoge CONFIG en la caja de diálogo de Descripción del Flujo dividido.

Figura 4.16.4.1 Caja de diálogo de Parámetros de Trabajo de Flujo dividido A continuación figura una lista de las entradas de datos de la caja de diálogo de Parámetros de trabajo del flujo dividido que con una breve descripción de cada entrada .


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ERROR DE CONVERGENCIA Esta entrada especifica la tolerancia de error permitida en tanto por ciento de la convergencia del flujo (por ejemplo, 2.0 es el 2 por ciento del flujo) que se usa cuando se hacen iteraciones en el caudal de flujo dividido. Si se deje en blanco esta entrada, se usará un error permitido del 2,0 por ciento de la convergencia. (JP-AEROR) MÁXIMAS ITERACIONES Esta entrada especifica el número máximo de iteraciones que se usan para calcular el flujo dividido en un tramo de perfil transversal (uno por cálculo de perfil). Si se deje en blanco esta entrada, se usará un máximo de veinte iteraciones. (JP-NAITER) FLUJO DIVIDIDO INCORPORADO Esta entrada especifica el porcentaje de flujo dividido que se incorpora a los perfiles transversales especificados cuando el flujo dividido se incorpora de nuevo a la corriente principal. Si se deje en blanco esta entrada, entonces se incorporará todo el flujo dividido (100%). (JP-PERFR) CONTROL DE FLUJO POR VERTEDERO Esta entrada especifica el método que usará el programa para determinar cuando tiene lugar el flujo por vertedero. Esta entrada será, por defecto, WATER SURFACE, lo que da lugar a que el programa use la cota de la superficie del agua calculada para determinar cuando tiene lugar el flujo por vertedero. Al seleccionar ENERGY GRADE, da lugar a que el programa emplee la línea de energía calculada para determinar cuando tiene lugar el flujo por vertedero. (JP-IUEG) TIPO DE SALIDA DEL FLUJO DIVIDIDO Esta entrada de datos controla la cantidad de salida de datos de flujo dividido que ha de imprimirse en los resultados del cálculo. Esta entrada de datos, por defecto, generará la mínima cantidad de salida de flujo dividido. (JP-ISFTR) Información adicional Véase el apartado titulado Cálculo del Flujo dividido en el Capítulo 8 para más información sobre el cálculo de flujo dividido. 4.17 Cuadrícula de perfiles Una vez definida la geometría de los perfiles transversales para el modelo de HEC-2, el usuario puede definir las cuadrículas de los perfiles que ha de usar el programa al mostrar en pantalla los resultados de los perfiles de la superficie del agua. Las


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cuadrículas de perfiles pueden añadirse al dibujo antes o después de realizar el cálculo. Sin embargo, pueden obtenerse los resultados del perfil de la superficie del agua en las cuadrículas definidas del perfil si se ha realizado un cálculo de HEC-2. La Figura 4.17.1, muestra una cuadrícula de perfil típica.

Figura 4.17.1 Típica cuadrícula de perfil usada para mostrar en pantalla lso resultados del perfil de la superficie del agua El eje horizontal de la cuadrícula del perfil indica las estaciones del río (en pies o metros) de los perfiles transversales definidos. La posición de los perfiles transversales del río se determina añadiendo a la vez las longitudes de tramo del cauce definidas en cada perfil transversal. Las longitudes de tramo de cauce acumuladas se usan como valores de estaciones del río para el eje horizontal de la cuadrícula de perfil. En modelos pequeños de HEC-2, puede usarse una sola cuadrícula de perfil para mostrar en pantalla todo el perfil de la superficie del agua. Sin embargo, cuando el tramo de río estudiado es más largo que la longitud típica de una cuadrícula de perfil, pueden especificarse múltiples cuadrículas de perfil para mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua en partes separadas más manejables. La definición de múltiples cuadrículas de perfil es totalmente automática con el comando Add Multiple Profile Grids. Se han dispuesto comandos para añadir, ver, borrar, editar y configurar las cuadrículas de perfil. Estos comandos se discuten en los siguientes apartados. 4.17.1 Adición de una cuadrícula de perfil Para añadir un gráfico de perfil al metajob en uso, se usa la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil, como se ve en la Figura 4.17.1.1. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando ADD PROFILE GRID en el menú de Entrada de Gráficos de Perfil.


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Figura 4.17.1.1 Caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Añadir Cuadrícula de Perfil de la Figura 4.17.1.1, junto con una breve descripción de cada entrada. UNICO IDENTIFICADOR ID Esta entrada de datos se usa para especificar un ID que identifica únicamente la cuadrícula de perfil. En el metajob no puede haber dos cuadrículas con el mismo ID. Esta entrada de datos debe tener un valor positivo y no tener más de seis dígitos. La caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil presentará inicialmente un solo identificador para la nueva cuadrícula de perfil. El usuario puede elegir entre aceptar este número o cambiarlo. DESCRIPCIÓN (opcional) Al elegir EDIT, se hace que el programa muestre en pantalla la caja de diálogo de Notepad que permite introducir una descripción de la cuadrícula de perfil en uso. Pueden introducirse hasta 72 caracteres. ESTACIÓN DEL EJE MÁS A LA IZQUIERDA (opcional) Esta entrada de datos se usa para definir la estación del río inicial (en pies o metros) del eje horizontal de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos debe ser una valor positivo. El eje horizontal de la cuadrícula del perfil (es decir, el eje X o eje de la estación del río) comenzará con este valor. Si éste es el primer perfil especificado,, se recomienda usar un valor de la estación próximo a la Referencia de Estaciones del perfil. Esta entrada de datos no puede dejarse en blanco cuando se define la primera cuadrícula de perfil. Si esta entrada de datos se deja en blanco al definir múltiples perfiles, el programa determinará automáticamente la estación inicial del río en la cuadrícula del perfil usando la estación final del río de la cuadrícula definida aguas arriba del perfil. Esto calcula automáticamente la estación de la cuadrícula más a la izquierda cuando se definen múltiples cuadrículas.


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LONGITUD DEL EJE DE ESTACIONES (opcional) Esta entrada de datos se emplea para definir la longitud (en pies o metros) del eje horizontal de estaciones de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos debe ser un número positivo. Esta longitud se añadirá a la estación inicial (aguas abajo) para determinar la estación final (aguas arriba) del eje horizontal de estaciones de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos no puede dejarse en blanco cuando se define la primera cuadrícula de perfil. Si esta entrada de datos se deja en blanco al definir múltiples perfiles, el programa determinará automáticamente la estación inicial del río en la cuadrícula del perfil usando la estación final del río de la cuadrícula definida aguas arriba del perfil. Esto asegura que todas las cuadrículas de perfil tengan la misma longitud de eje horizontal. COTA INICIAL DEL EJE (opcional) Esta entrada de datos se usa para definir la cota inicial (más baja) (en pies o metros) del eje vertical de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos puede ser positiva o negativa. El eje vertical de la cuadrícula del perfil (es decir, el eje Y o eje de cotas) comenzará en este valor de cota. Si se deje en blanco esta entrada de datos, el programa determinará esta cota analizando la cota mínima entre los perfiles transversales dentro de la cuadrícula del perfil. ALTURA DEL EJE DE COTAS (opcional) Esta entrada de datos se emplea para definir la altura (en pies o metros) del eje vertical de cotas de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos debe ser un valor positivo. Esta altura se sumará a la cota inicial para determinar la cota final del eje vertical de la cuadrícula del perfil. Si se deje en blanco esta entrada de datos, el programa determinará esta cota analizando la altura de todos los datos mostrados en pantalla de la cuadrícula del perfil. REFERENCIA DE LAS ESTACIONES DEL PERFIL (opcional) Esta entrada de datos se usa para definir la estación del río en que se sitúa el perfil transversal más aguas abajo. Este valor, por defecto, es 0,0, pero el usuario puede comenzar el tramo del perfil en cualquier estación arbitraria. Esta entrada de datos no puede cambiarse después de haber añadido una cuadrícula del perfil al metajob en uso. Por lo tanto, esta entrada de datos está siempre en color gris en la caja de diálogo de Edición de cuadrícula del perfil. DATOS GEOMÉTRICOS Al elegir SELECT, el programa muestra en pantalla la caja de diálogo de Datos de la Geometría del Perfil. Que permite que el usuario seleccione que datos del perfil transversal se mostrarán en pantalla en la cuadrícula del perfil. Por defecto, se muestran en pantalla todos los datos no calculados, Los resultados del cálculo, tales como la línea de energía, deben mostrarse en pantalla usando la caja de diálogo de Resultados Gráficos del perfil después de realizar un cálculo en HEC-2.


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Factor de escala de la cuadrícula del perfil Todas las cuadrículas de perfil generadas por BOSS RCAD usan los mismos factores de escala para los ejes de cotas y estaciones. Sin embargo, el usuario puede cambiar estos factores de escala en cualquier momento. BOSS RCAD regenerará las cuadrículas de perfil con los nuevos factores de escala revisados. Para más información sobre cómo ajustar los factores de escala, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del Perfil en el Capítulo 3. 4.17.2 Adición de múltiple cuadrículas de perfil Para añadir cuadrículas múltiples de perfil al metajob en uso, se usa la caja de diálogo de Añadir Múltiples Cuadrículas de Perfil, como se muestra en la Figura 4.17.2.1. se accede a esta caja de diálogo seleccionando ADD MULTIPLE GRIDS en el meú de Entrada de Gráficos de Perfil. Pata un mejor control cuando se añade una cuadrícula de perfil, debe emplearse la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil.

Figura 4.17.2.1 caja de diálogo de Añadir múltiples cuadrículas de perfil A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Añadir Cuadrícula de Perfil de la Figura 4.17.1.2, junto con una breve descripción de cada entrada. NÚMERO DE CUADRÍCULAS (opcional) Esta entrada de datos especifica cuantas cuadrículas de perfil se generarán. Si se deja en blanco, de crearán suficientes cuadrículas de perfil para mostrar en pantalla los datos en toda la longitud del tramo del modelo de HEC-2, que está determinada pro la adición de longitudes de tramo de todos los perfiles transversales. La generación de cuadrículas se interrumpirá cuando se alcance la longitud del tramo del cauce, incluso si se ha especificado en esta entrada un número mayor de cuadrículas. IDENTIFICADOR ID DE LA CUADRÍCULA INICIAL Esta entrada de datos especifica el identificador único ID de la primera cuadrícula de perfil que ha de generarse. Este valor por defecto es el del número siguiente al del ID de la última cuadrícula de perfil existente.


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INCREMENTO DE LA CUADRÍCULA Esta entrada de datos especifica el incremento que debe añadirse al ID de la cuadrícula inicial para determinar el ID de la segunda cuadrícula y siguientes que han de generarse. En cada nueva cuadrícula, si existe cualquier ID de cuadrícula de perfil en el metajob actual, el incremento se añadirá hasta que se encuentre un ID único. ESTACIÓN INICIAL Esta entrada de datos se usa para definir la estación del río inicial (en pies o metros) del eje horizontal de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos debe ser una valor positivo y no puede dejarse en blanco. LONGITUD DEL EJE DE ESTACIONES (opcional) Esta entrada de datos se emplea para definir la longitud (en pies o metros) del eje horizontal de estaciones de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos debe ser un número positivo. Esta longitud se añadirá a la estación inicial (aguas abajo) para determinar la estación final (aguas arriba) del eje horizontal de estaciones de la cuadrícula del perfil. Para la segunda y siguientes cuadrículas de perfiles, cada estación inicial de cuadrícula será igual a la estación final de la cuadrícula anterior. Si se deje en blanco la entrada de datos de NUMBER OF GRIDS, una longitud mayor del eje de estaciones generará unos cuantas cuadrículas de perfil más largas, u una longitud más corta producirá más cuadrículas de perfil más pequeñas. COTA INICIAL DEL EJE (opcional) Esta entrada de datos se usa para definir la cota inicial (más baja) (en pies o metros) del eje vertical de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos puede ser positiva o negativa. Si se deje en blanco esta entrada de datos, el programa determinará esta cota analizando la cota mínima entre los perfiles transversales dentro de la cuadrícula del perfil. ALTURA DEL EJE DE COTAS (opcional) Esta entrada de datos se emplea para definir la altura (en pies o metros) del eje vertical de cotas de la cuadrícula del perfil. Esta entrada de datos debe ser un valor positivo. Esta altura se sumará a la cota inicial para determinar la cota final del eje vertical de la cuadrícula del perfil. Si se deje en blanco esta entrada de datos, el programa determinará esta cota analizando la altura de todos los datos mostrados en pantalla de la cuadrícula del perfil. REFERENCIA DE LAS ESTACIONES DEL PERFIL (opcional) Esta entrada de datos se usa para definir la estación del río en que se sitúa el perfil transversal más aguas abajo. Este valor, por defecto, es 0,0, pero el usuario puede comenzar el tramo del perfil en cualquier estación arbitraria. Esta entrada de datos no puede cambiarse después de haber añadido una cuadrícula del perfil al metajob en


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uso. Por lo tanto, esta entrada de datos está siempre en color gris en la caja de diálogo de Edición de cuadrícula del perfil. DATOS GEOMÉTRICOS Al elegir SELECT, el programa muestra en pantalla la caja de diálogo de Datos de la Geometría del Perfil. Que permite que el usuario seleccione que datos del perfil transversal se mostrarán en pantalla en la cuadrícula del perfil. Por defecto, se muestran en pantalla todos los datos no calculados, Los resultados del cálculo, tales como la línea de energía, deben mostrarse en pantalla usando la caja de diálogo de Resultados Gráficos del perfil después de realizar un cálculo en HEC-2. 4.17.3 Datos de la geometría del perfil La caja de diálogo de Datos de la geometría del perfil, como se muestra en la Figura 4.17.3.1, aparece cuando se elige SELECT en el menú de Añadir Cuadrícula de Perfil. En el menú de Editar Cuadrícula de Perfil o en la caja de diálogo de Añadir Cuadrículas de Múltiples Perfiles. El usuario puede seleccionar qué datos de perfiles transversales no calculados aparecerán en pantalla en las cuadrículas del perfil. Los resultados calculados, tales como la línea de energía, deben mostrarse en pantalla usando la caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil después de ejecutar el cálculo en HEC-2.

Figura 4.17.3.1 Caja de diálogo de Datos de la geometría del Perfil Si las cajas de comprobación apropiadas están en ON en la caja de diálogo de Datos de la geometría del Perfil, los siguientes datos aparecerán en pantalla en la cuadrículas del perfil que se añaden o editan: • Solera del cauce • Cota conocida de la superficie del agua • Márgenes izquierda y derecha • Cotas de la solera del puente y obra de desagüe, de la arista inferior y de la

calzada • Identificadores y situación de los perfiles transversales


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Además, cada uno de estos datos de perfiles transversales de la cuadrícula del perfil longitudinal tienen su correspondiente botón SELECT, que permite especificar el color, tipo de línea, texto de la leyenda y símbolo de punto de datos ue han de usarse. 4.17.4 Borrado de una cuadrícula de perfil Para borrar una cuadrícula de perfil, se selecciona DELETE PROFILE GRID en el menú de Entrada de Gráficos del perfil. Este comando mostrará en pantalla la caja de diálogo de Borrado de la Cuadrícula del perfil que se muestra en la Figura 4.17.4.1. Esta caja de diálogo se emplea para seleccionar la cuadrícula del perfil adecuado que se quiere borrar. La cuadrícula de perfil que se añadió o se vio en último lugar se iluminará automáticamente en la caja de diálogo cuando aparezca en pantalla dicha caja de diálogo.

Figura 4.17.4.1 Caja de diálogo de Borrado de Cuadrícula del perfil usada para seleccionar la cuadrícula de perfil adecuada para ser borrada Borrado manual El comando ERASE de BOSS RCAD se usa principalmente para borrar o eliminar objetos de dibujo. Sin embargo. Este comando no puede usarse para borrar objetos de dibujo que pertenezcan al modelo HEC-2 o a HEC-RAS.


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4.17.5 Edición de la cuadrícula del perfil longitudinal La caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula del perfil longitudinal, como se muestra en la Figura 4.17.5.1, permite editar los atributos de una cuadrícula del perfil existente. Esta caja de diálogo se muestra en pantalla seleccionando EDIT GRID en el menú de Entrada de Gráficos del Perfil.

Figura 4.17.5.1 Caja de diálogo de Edición de la cuadrícula del perfil Las entradas de datos de la caja de diálogo de Edición de la cuadrícula del perfil de la Figura 4.17.5.1 son casi idénticas a las descritas en el apartado titulado Adición de una Cuadrícula de Perfil. Sin embargo, se presentan algunos cambios. Por lo tanto, a continuación se presenta una descripción de estos cambios. IDENTIFICADOR ID DEL PERFIL Esta entrada de datos se usa para especificar el ID de la cuadrícula de perfil existente que se quiere editar. CAMBIO DE TODAS LAS LONGITUDES DEL EJE DE ESTACIONES Se usa esta caja de comprobación para especificar si deben cambiarse todas las demás cuadrículas de perfil para que coincidan con las especificaciones de longitud del eje de estaciones revisadas. Por defecto, esta caja de diálogo está en OFF. CAMBIO DE TODAS LAS COTAS INICIALES Se usa esta caja de comprobación para especificar si deben cambiarse todas las demás cuadrículas de perfil para que coincidan con las especificaciones de cotas iniciales revisadas. Por defecto, esta caja de diálogo está en OFF. CAMBIO DE TODAS LAS LONGITUDES DEL EJE DE COTAS


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Se usa esta caja de comprobación para especificar si deben cambiarse todas las demás cuadrículas de perfil para que coincidan con las especificaciones de longitud del eje de cotas revisadas. Por defecto, esta caja de diálogo está en OFF. 4.17.6 Regeneración de los datos de la cuadrícula del perfil Después de modificar las selecciones de los datos de la geometría mientras de añaden o editan las cuadrículas de perfil, el usuario debe mostrar en pantalla estos datos modificados de todas las cuadrículas de perfil preexistentes. (Las cuadrículas de perfil preexistentes no se actualizan automáticamente mediante los comandos Add o Edit). Para hacer esto, se selecciona REFRESH en el menú de Entrada de Gráficos de Perfil. 4.17.7 Vista de la cuadrícula del perfil La caja de diálogo de Vista de la cuadrícula de perfil, como se ve en la Figura 4.17.7.1, permite al usuario seleccionar y ver una cuadrícula de perfil. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando VIEW en el menú de Entrada de Gráficos del perfil.

Figura 4.17.7.1 Caja de diálogo de Vista del Perfil Al seleccionar una cuadrícula de perfil en la caja de diálogo de Vista del Perfil aparecerá en pantalla la cuadrícula de perfil seleccionada en la ventana activa en uso. Vista de los resultados del cálculo del perfil La cuadrícula de perfil se usa para mostrar en pantalla la solera del cauce natural, la solera de las mejoras del cauce, los símbolos de puente especial/obra de desagüe/calzada, márgenes izquierda y derecha, la superficie del agua calculada, la línea de energía y las cotas conocidas de la superficie del agua. Véase el apartado titulado Vista de los Resultados del perfil en el Capítulo 3 para más información sobre cómo especificar que resultados del cálculo se quiere que aparezcan en pantalla en las cuadrículas de perfil especificadas.


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Vista de otras cuadrículas de perfil Haciendo clic en <or>, que se muestra en pantalla en la barra de opciones debajo de la ventana de la línea de comandos, se podrá elegir y ver cualquier cuadrícula de perfil del metajob en uso en orden ascendente o descendente, respectivamente. 4.17.8 Cambio de tamaño de las cuadrículas de perfil En lugar de cambiar de tamaño manualmente la cuadrícula de perfil activa usando la caja de diálogo de Edición de la cuadrícula de perfil, BOSS RCAD puede cambiar de tamaño automáticamente la cuadrícula de perfil para acoplarse a los datos de la cuadrícula de perfil. Esto puede hacerse seleccionando RESIZE GRID en el menú de Entrada de Gráficos del Perfil. Al seleccionar RESIZE ALL en el menú de Entrad de Gráficos del Perfil se da lugar a que BOSS RCAD cambio de tamaño automáticamente todas las cuadrículas de perfil del metajob en uso para acoplarse a laos datos de cada cuadrícula. La caja de diálogo de Configuración de la cuadrícula de perfil proporciona un control de especificaciones de configuración sobre los ejes de la cuadrícula que se van a cambiar. 4.17.9 Ocultación de los identificadores de la cuadrícula de perfil Muchas veces puede desearse ocultar los identificadores de la cuadrícula de perfil que se muestran en el dibujo, como cuando se va a imprimir los resultados del cálculo de la superficie del agua en HEC-2. Para ocultar o volver a mostrar los identificadores de la cuadrícula de perfil contenidos en el dibujo, se selecciona HIDE en el menú de Entrada de Gráficos del Perfil. Usando repetidas veces el comando HIDE se cambia entre ocultar o mostrar los identificadores de la cuadrícula de perfil.

CAPÍTULO 5 Descripciones de Entrada de HEC-RAS 5.1 Descripción del proyecto 5.2 Descripción del cálculo del perfil 5.3 Parámetros de trabajo 5.4 Cuadrículas de perfiles transversales 5.4.1 Adición de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.2 Copia de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.3 Borrado de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.4 Edición de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.5 Cambio de número de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.6 Selección de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.7 Vista de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.8 Configuración de una cuadrícula de perfil transversal 5.4.9 Cambio de tamaño de una cuadrícula de perfil transversal 5.5 Definición de la geometría del perfil transversal 5.5.1 Identificación de la cuadrícula de perfil transversal 5.5.2 Método de entrada de importación de ficheros 5.5.3 Método de Entrada de Mapas topográficos digitalizados 5.5.4 Método de Entrada de perfiles transversales digitalizados 5.5.5 Método de Entrada en pantalla de mapas en 2D 5.5.6 Método de Entrada en pantalla de mapas en 3D 5.5.7 Método de Entrada en pantalla de perfiles transversales 5.5.8 Método de Entrada de edición directa 5.5.9 Reducción de puntos de la cuadrícula 5.5.10 Unión de Perfiles Transversales existentes a un mapa topográfico 5.5.11 Ajuste gráfico de la geometría del terreno 5.6 Otros datos de perfiles transversales 5.6.1 Descripción general 5.6.2 Descripción de las zonas de flujo efectivo 5.6.3 Descripción de las obstrucciones de la conducción 5.6.4 Descripción de los diques 5.6.5 Descripción del ajuste del perfil 5.6.6 Descripción de la rugosidad horizontal 5.7 Definición de las aberturas de puente y obra de desagüe 5.8 Definición de la geometría de puente y obra de desagüe 5.8.1 Método de Entrada de edición directa 5.8.2 Método de Entrada en pantalla de perfiles transversales 5.8.3 Método de Entrada de perfiles transversales digitalizados 5.8.4 Ajuste gráfico de la geometría de la arista inferior 5.9 Definición de obras de desagüe 5.10 Otros datos del puente 5.10.1 Descripción de la metodología de cálculo del puente 5.10.2 Descripción global de los parámetros del puente 5.10.3 Descripción de las pilas del puente 5.10.4 Descripción de los estribos del puente 5.11 Definición de la geometría de la calzada 5.11.2 Método de entrada por pantalla de la calzada 5.11.3 Método de entrada de calzada digitalizada 5.11.4 Ajuste gráfico de la geometría de la calzada 5.12 Parámetros de vertido por la calzada

5.13 Calculador de la erosión en el puente 5.13.1 Normas para creación del modelo de erosión 5.13.2 Definición de los datos de contracción por erosión 5.13.3 Definición de los datos de erosión en pilas 5.13.4 Definición de los datos de erosión en estribos 5.14 Invasiones en el cauce de avenidas 5.14.1 Método de Invasión 1 5.14.2 Método de Invasión 2 5.14.3 Método de Invasión 3 5.14.4 Método de Invasión 4 5.14.5 Método de Invasión 5 5.15 Cuadrículas de perfil longitudinal 5.15.1 Adición de una cuadrícula de perfil 5.15.2 Adición de cuadrículas de perfil múltiples 5.15.3 Datos de la geometría del perfil longitudinal 5.15.4 Definición de la cuadrícula de perfil 5.15.5 Edición de la cuadrícula de perfil 5.15.6 Regeneración de la cuadrícula de perfil 5.15.7 Vista de la de la cuadrícula de perfil 5.15.8 Cambio de tamaño de la cuadrícula de perfil 5.15.9 Ocultación de los identificadores de la cuadrícula de perfil

CAPÍTULO 5 Descripciones de Entrada de HEC-RAS Este capítulo proporciona unas descripciones completas de los comandos de entrada de datos de BOSS RCAD. Debido a que las cajas de diálogo de entrada de datos del programa se definen por sí mismas, este capítulo se dedica principalmente al tema de referencias. Para una revisión detallada de cómo usar el programa, véase el Capítulo 3. Cambio al módulo de HEC-RAS En el menú del Módulos de BOSS RCAD, se selecciona HEC-RAS. El menú de BOSS RCAD cambiará para dar acceso a los comandos del menú de HEC-RAS. Para cambiar a los comandos de dibujo de CAD, se selecciona CAD DRAFTING en el menú Modulo. 5.1 Descripción del Proyecto La caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-RAS se muestra en la Figura 5.1.1. Esta pantalla de entrada se usa para definir la información general del proyecto de HEC-RAS que va a calcularse. Cada metajob contiene su propia información del proyecto de HEC-RAS. Se accede a la caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-RAS seleccionando PROJECT DESCRIPTION en el menú de Metajob. Véase el apartado titulado Metajobs en el Capítulo 3 para una descripción de los que es un Metajob.

Figura 5.1.1 Caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-RAS A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Descripción del Proyecto de HEC-RAS de la Figura 5.1.1, junto con una breve descripción de cada entrada.

NÚMERO DE PROYECTO (opcional) Esta entrada puede usarse para especificar el número del proyecto, que puede contener hasta 40 caracteres. El número de proyecto se incluirá en la página de título de la salida del cálculo y en el encabezamiento de las páginas siguientes. TÍTULO DEL PROYECTO Esta entrada puede usarse para especificar el nombre del proyecto, que puede tener hasta 40 caracteres. El título del proyecto se incluirá en la página de título de la salida del cálculo. DESCRIPCIÓN (opcional) Esta entrada puede usarse para describir el proyecto, que pude tener hasta 40 caracteres. La descripción se incluye en la página del título de la salida. INGENIERO (opcional) Esta entrada puede usarse para especificar el nombre del ingeniero que analiza el proyecto, que puede tener hasta 40 caracteres. El nombre del ingeniero se incluye en la página del título de la salida. EXPLICACIÓN (opcional) Al elegir EDIT el software muestra en pantalla una caja de subdiálogo de edición que permite introducir un texto explicativo que describe el proyecto introducido. Pueden introducirse hasta 5 líneas de 72 caracteres. El texto explicativo se incluirá el los resultados del cálculo. INVASIÓN DEL CAUCE DE INUNDACIÓN Se emplea este botón de dos vías para especificar que sean tenidas las invasiones del cauce de inundación en el cálculo del perfil del agua. Este botón de dos vías está inicialmente en ON, por defecto. Esta entrada se ignora si se sitúa en ON y no se especifican las invasiones del cauce de inundación en el modelo. En caso contrario, se calcularán las invasiones del cauce de inundación. Al fijar esta entrada en OFF, el usuario puede sobreescribir el programa analizando los datos de invasión del cauce de inundación 5.2 Descripción del cálculo del perfil La caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil, como se ve en la Figura 5.2.1, permite especificar hasta quince perfiles de flujo distintos para los que el programa encontrará una solución. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando PROFILE DESCRIPTION en el menú de Metajob.

Figura 5.2.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del perfil A continuación de expone una lista de las entradas de datos de Descripción del Cálculo del Perfil de la Figura 5.2.1, con una breve descripción de cada entrada. TIPO DE PERFIL Esta entrada de datos permite especificar si el modelo se va a calcular en régimen SUBCRÍTICO, SUPERCRÍTICO o MIXTO. Por lo general, debe seleccionarse el régimen subcrítico. Cuando en un modelo se dan los regímenes subcrítico y supercrítico, deberá elegirse el régimen MIXTO. Esta entrada de datos permite al usuario cambiar entre regímenes de flujo subcrítico, supercrítico y mixto, sin abandonar cualquier dato previamente definido. En un régimen de flujo subcrítico, las condiciones de contorno solo se especifican en el extremo aguas abajo del río. Si ha de calcularse un perfil en régimen supercrítico, las condiciones de contorno se especifican solo en el extremo aguas arriba del río. Si hay un régimen de flujo mixto, las condiciones de contorno deben especificarse en ambos extremos del río. MÉTODO DE CÁLCULO Especifica el método de cálculo del perfil que ha de usarse en los cálculos iniciales. Cuando se elige el método de cálculo de COTA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA, los cálculos del perfil comienzan en la cota conocida de la superficie del agua. Debe especificarse esta cota de la superficie del agua. Cuando se selecciona el método de cálculo de CALADO CRÍTICO, las cálculos deñ perfil comienzan con el calado crítico. Cuando se opta por el método de cálculo de PENDIENTE-SUPERFICIE, HEC-RAS calcula la cota inicial de la superficie del agua. Debe especificarse una pendiente de la línea de energía. Puede introducirse la pendiente del cauce como la pendiente de la línea de energía.

Para más información sobre la selección del método de cálculo del perfil, véase el apartado titulado Cota Inicial de la Superficie del Agua en el Capítulo 8. CAUDAL DEL FLUJO Esta entrada especifica el caudal del cauce para cada perfil de la superficie del agua que ha de calcularse. Pueden especificarse hasta 15 caudales. Esta entrada de datos es necesaria en cada perfil que se calcule. Nótese que el valor introducido en esta entrada de datos no se almacenará en la caja de la lista del perfil hasta que no se pulse Update o Insert. COTA DE LA SUPERFICIE DEL AGUA Esta entrada especifica la cota de la superficie del agua en el extremo aguas abajo del cauce cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico. En el cálculo de un perfil supercrítico, esta entrada de datos representa la cota de la superficie del agua en el extremo aguas arriba del cauce. Para un cálculo de perfil mixto, debe especificarse la cota de la superficie del agua en ambos extremos del cauce. Esta entrada de datos es necesaria cuando se utiliza el método de WATER SURFACE ELEVATION. Esta entrada de datos se ignora si se utilizan los métodos de CRITICAL DEPTH o SLOPE-AREA. Nótese que el valor introducido en esta entrada de datos no se almacenará en la caja de la lista del perfil hasta que no se pulse Update o Insert. GRADIENTE DE ENERGÍA Esta entrada especifica el gradiente de energía (o pendiente) para calcular la cota inicial de la superficie del agua mediante el método de SLOPE-AREA. El gradiente de energía se especifica en el extremo aguas abajo del cauce cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico. En el cálculo de un perfil supercrítico, esta entrada de datos representa el gradiente de energía en el extremo aguas arriba del cauce. Si fuese necesario, puede introducirse la pendiente del cauce como representativa del gradiente de energía. Esta entrada de datos es necesaria cuando se utiliza el método de SLOPE-AREA. Esta entrada de datos se ignora si se utilizan los métodos de CRITICAL DEPTH o WATER SURFACE ELEVATION. Nótese que el valor introducido en esta entrada de datos no se almacenará en la caja de la lista del perfil hasta que no se pulse Update o Insert. Selección del usuario del cálculo del perfil BOSS RCAD permite que el usuario seleccione los perfiles específicos que han de analizarse. Esto permite especificar hasta 15 perfiles distintos en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil y luego analizar solo unos perfiles específicos. En la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil, el botón Tag se usa para seleccionar los perfiles individuales para el cálculo. El botón UnTag se emplea para borrar la selección de perfiles. El botón TagAll selecciona todos los perfiles y el botón

UnTagAll borra todos los perfiles seleccionados. Si no se selecciona ningún perfil, BOSS RCAD analizará, por defecto, todos los perfiles especificados. Estudios de invasión del cauce de avenidas Si se especifican invasiones del cauce de avenidas, HEC-RAS calcula primero el perfil de la superficie del agua para el cauce natural (sin ninguna invasión) usando el primer caudal especificado y luego se calculan los perfiles usando las invasiones especificadas para todos los caudales siguientes. Por lo tanto, el cálculo de invasiones requiere que se especifiquen, por lo menos, dos perfiles. El primer perfil será el del perfil del cauce natural (sin invasiones) y los siguientes perfiles serán los que tienen invasiones. Nótese que el método de cálculo del perfil SLOPE-AREA no puede usarse junto con los métodos de invasión 3, 4 o 5 en el perfil transversal más aguas abajo (cuando se calcula un perfil de flujo subcrítico) o en el perfil transversal más aguas arriba (ciando se calcula un perfil de flujo supercrítico). Elección del tipo de perfil Cuando se define por primera vez un modelo de perfil de superficie del agua en HEC-RAS, el usuario debe seleccionar un tipo de perfil (es decir, subcrítico, supercrítico o mixto). Generalmente se selecciona un perfil subcrítico. Sin embargo, en lugares de tramos con mucha pendiente, puede fallar un cálculo de perfil subcrítico total o parcialmente en todo el tramo del río que pertenece al modelo creado. Eso dará lugar a que HEC-RAS suponga un calado crítico en aquellos lugares en que fallen los cálculos del perfil de la superficie del agua. Por lo general, las pendientes del lecho del cauce mayores que un 1% (es decir, 1 pie de subida en cien pies de recorrido) serán supercríticas y las pendientes del lecho menores que un 1% serán subcríticas. Esta regla práctica puede usarse como ayuda al usuario a la hora de elegir el tipo adecuado de perfil cuando se define por primera vez el modelo de HEC-RAS. Sin embargo, cuando existen dudas, puede seleccionarse un perfil mixto y el perfil de la superficie del agua se calculará siempre correctamente. Cuando se especifica un perfil subcrítico. Los cálculos comienza en el perfil transversal más aguas abajo del cauce y luego prosiguen en dirección aguas arriba. Cuando se especifica u perfil supercrítico, las cálculos comienzan en el perfil transversal más aguas arriba del cauce y continúan en dirección aguas abajo. Cuando se especifica un perfil mixto, las cálculos se realizan en ambas direcciones y las cotas correctas de la superficie del agua se seleccionan automáticamente. Cambio entre tipos de perfil Nótese que BOSS RCAD permite al usuario definir diferentes condiciones de inicio del perfil para perfiles subcríticos, supercríticos o mixtos. Al seleccionar subcríticos, supercríticos o mixtos para las entradas de datos de PROFILE TYPE, las entradas de datos permiten al usuario definir totalmente las distintas condiciones iniciales de perfil , conteniendo cada uno diferentes valores en las entradas de datos mostradas en pantalla. Al cambiar entre tipos de perfil, nos e perderán los datos definidos previamente.

Cota estimada de la superficie del agua El Calculador Hidráulico de FlowCalc, como se dijo en el Capítulo 3, permite calcular fácil y rápidamente la cota del calado crítico correspondiente a un caudal dado en el perfil transversal en uso. El usuario puede usara el calculador para hallar la cota del calado crítico en el perfil transversal más aguas abajo (si se calcula un perfil subcrítico) o en el perfil más aguas arriba (si se calcula un perfil supercrítico). Este valor puede introducirse como cota inicial de la superficie del agua en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil. El Calculador Hidráulico de FlowCalc está disponible en el menú Herramientas. Para más información, véase el apartado titulado Calculador Hidráulico de FlowCalc en el Capítulo 3. 5.9 Parámetros de trabajo La caja de diálogo de Parámetros de Trabajo del programa, como se ve en la Figura 5.3.1, permite especificar los parámetros de trabajo de cálculo que usará el programa. Se accede a la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo seleccionando JOB PARAMETERS en el Menú de Metajob. Las entradas de datos de parámetros de trabajo de la Figura 5.3.1 pueden dejarse en blanco. Entonces el programa usará los valores predefinidos por defecto para estas entradas.

Figura 5.3.1 Caja de diálogo de Parámetros de Trabajo A continuación se expone una lista de las entradas de datos de la Figura 5.3.1, junto a una breve descripción de cada entrada. CALCULAR SIEMPRE EL CALADO CRÍTICO Al seleccionar esta caja de comprobación se da lugar a que en cada perfil transversal se calcule siempre el calado crítico.

MÉTODO DE BÚSQUEDA DEL CALADO CRÍTICO Este botón circular especifica MULTIPLE CRITICAL DEPTH SEARCH y PARABOLIC SEARCH, lo que permite al usuario especificar el método de cálculo del calado crítico. El método por defecto es el método parabólico de búsqueda. Este método utiliza una técnica de búsqueda parabólica para encontrar el mínima energía específica. Este método es muy rápido, pero solo es capaz de encontrar un solo mínimo de la curva de energía. El método de búsqueda múltiple del calado crítico es capaz de encontrar hasta tres mínimos en la curva de energía. Si se encuentra más de un mínimo, el programa selecciona la respuesta con la energía más baja. Muy a menudo el programa encontrará energías mínimas en las roturas de diques y en las roturas debidas a zonas de flujo inefectivo especificadas. Cuando ocurra esto, el programa no seleccionará estas respuestas como soluciones válidas del calado crítico a menos que otra respuesta disponible. Este método de búsqueda dura bastante tiempo. A medida que se calcula el calado crítico, usando este método disminuirá los cálculos enormemente, Este método se usará cuando se crea que el programa está dando una respuesta incorrecta para el calado crítico. TOLERANCIA DE CÁLCULO DEL CALADO CRÍTICO Esta entrada especifica la tolerancia de convergencia usada en el cálculo del calado crítico. TELERANCIA DE CÁLCULO DE LA SUPERFICIE DEL AGUA Esta entrada de datos especifica la tolerancia de convergencia de cálculo que debe usarse al comparar la diferencia ente las cotas de la superficie del agua calculada y supuesta. Cuando la diferencia calculada es menor que la tolerancia especificada, el programa supone que la solución es un valor numérico válido. NÚMERO MÁXIMO DE ITERACIONES Esta entrada de datos especifica el número máximo de iteraciones que hará el programa cuando alcance un equilibrio en los cálculos de la superficie del agua. MÁXIMA TOLERANCIA DE DIFERENCIAS Esta entrada de datos especifica la tolerancia de convergencia que debe usarse durante el equilibrio de la ecuación de la energía. A medida que el programa llega a equilibrar la ecuación de energía, se salva la solución con el error mínimo (superficie del agua supuesta menos la calculada). Si el programa llega al número máximo de iteraciones sin lograr la tolerancia mínima especificada, se comprueba la solución de error mínimo frente a la máxima tolerancia de diferencias. Si la solución con mínimo error es menor que este valor, entonces el programa usa la solución de error mínimo como respuesta, y luego sigue con los cálculos. Si la solución con mínimo error es mayor que la tolerancia máxima de diferencias, entonces el programa lanza un aviso y toma por defecto la solución del calado crítico. Luego siguen los cálculos. FACTOR DE TOLERANCIA DEL FLUJO Este factor se usa únicamente en los cálculos de puentes y obras de desagüe. El factor de tolerancia de flujo se usa cuando el programa intenta hallar un equilibrio entre

el flujo por vertedero y el flujo a través de la estructura. Este factor multiplica el flujo total. El valor resultante usa después como tolerancia de flujo para el equilibrio del flujo por vertedero y el flujo a través de la estructura. MÉTODO DE CÁLCULO DE CONDUCCIÓN Este botón circular permite al usuario seleccionar cómo se calcula la conducción en las márgenes. Si se fija el botón en AT BREAKS IN N VALUES ONLY, el programa sumará el perímetro mojado y la superficie de flujo entre roturas de los valores de n y luego calcula la conducción en esta subárea. Las subáreas de conducción se suman luego para obtener la conducción total en las márgenes. Este método es el método por defecto y se considera el más preciso. Si se fija el botón en BETWEEN EVERY COORDINATE POINT, el programa calculará el perímetro mojado, la superficie de flujo entre cada punto de coordenadas de las márgenes. Los valores de conducción se suman después para obtener las conducción total en las márgenes y la conducción en la margen derecha. Este método solo está disponible en HEC-2. MÉTODO DE CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR ROZAMIENTO Se selecciona el método de cálculo para usarse en el cálculo de las pérdidas por rozamiento. Se recomienda AVERAGE CONVEYANCE EQUATION para aplicaciones generales, y es la opción por defecto. Si se elige AUTOMATIC SELECTION, el programa seleccionará, uno de los cuatro métodos de cálculo. Esta selección se basa en las condiciones de flujo. Algunas veces, cuando el proceso de cálculo del programa no encuentra un equilibrio entre las cotas de la superficie del agua supuesta y calculada, esta opción proporcionará una solución ponderada. Véase el apartado titulado Valoración de las pérdidas por rozamiento en el Capítulo 8 para más información sobre el método de cálculo de pérdidas por rozamiento- Advertencia Las entradas de datos de tolerancia de cálculo permiten al usuario sobreescribir las configuraciones por defecto para las tolerancias de cálculo. Estas tolerancias se usan en la solución de la ecuación de energía. Aumentando la tolerancia de cálculo sobre los valores por defecto dará como resultado unos errores de cálculo del perfil de la superficie del agua. Tolerancias métricas Si se usan unidades métricas (SI), pueden darse algunas diferencias mínimas en los resultados en el cálculo. Las tolerancias usadas en la lógica de decisión del programa se expresan generalmente en pies. Cuando se usan unidades métricas, estas tolerancias se expresan en metros, aproximadamente 3 veces mayores en magnitud. Deberían hacerse ajustes a estas tolerancias para obtener la precisión deseada en los resultados del cálculo.

5.4 Cuadrículas del perfil transversal Antes de especificar los datos de los perfiles transversales, debe crearse primero una cuadrícula de perfil transversal para almacenar los datos. En la Figura 5.4.1 se muestra una cuadrícula típica de perfil transversal.

Figura 5.4.1 Cuadrícula típica de perfil transversal, usada para almacenar los datos relativos al perfil transversal La entrada de una cuadrícula de perfil transversal se usa para almacenar toda la información relacionada con el perfil transversal tal como la geometría del perfil transversal, los valores de rugosidad, los coeficientes de expansión y contracción, etc. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se borra una cuadrícula de perfil transversal ya que las entradas de datos asociadas también se borrarán. Sin embargo, las cuadrículas de perfil transversal puede eliminarse del dibujo en cualquier momento sin que afecte a la información de las entidades almacenadas. Se ha dispuestos comandos para añadir, seleccionar, ver, borrar, editar y configurar una cuadrícula de perfil transversal. Estos comandos se discuten en los siguientes apartados. 5.4.1 Adición de una cuadrícula de perfil transversal Antes de describir la situación, geometría e información relacionada de un perfil transversal, es necesario asignar un identificador ID al perfil transversal usando la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de perfil transversal, como se muestra en la Figura 5.4.1.1. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando ADD CROSS-SECTION desde el menú de Entrada de Perfil Transversal.

Figura 5.4.1.1 Caja de diálogo para Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal A continuación se expone una lista de las entradas de datos de la Figura 5.4.1.1, junto a una breve descripción de cada entrada. IDENTIFICADOR ID ÚNICO Esta entrada de datos se emplea para especificar un identificador ID único que solo identifica un perfil transversal. Dos perfiles transversales del mismo Metajob no pueden tener un identificador común. Esta entrada de datos es la única información necesaria en la caja de diálogo para añadir una nueva cuadrícula de perfil transversal; las demás entradas de datos tomarán por defecto los valores de la cuadrícula de perfil transversal en uso. Esta entrada de datos debe ser un valor positivo y no tener más de seis caracteres. La caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal presentará inicialmente un único número de identificador para la nueva cuadrícula de perfil transversal. El usuario puede elegir aceptar este número o cambiarlo. Nótese que el Identificador ID del perfil transversal debe tener un valor ascendente, desde aguas abajo hacia aguas arriba. Así es como BOSS RCAD es capaz de mantener la situación numérica del perfil transversal en uso en relación con los demás perfiles transversales especificados. DESCRIPCIÓN (opcional) Al elegir EDIT da lugar a que el software muestre en pantalla la caja de diálogo Notepad que permite introducir una nota que describa la cuadrícula actual de perfil transversal que va a introducirse. Pueden escribirse hasta 5 líneas de 72 caracteres. (C_) ESTACIÓN MÁS A LA IZQUIERDA DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada se usa para definir la estación inicial (en pies o metros) del eje horizontal de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. El eje

de la cuadrícula de perfil transversal (es decir, el eje X o eje de la estación) comenzará en este valor de estación. LONGITUD DEL EJE DE ESTACIONES Esta entrada se usa para definir la longitud (en pies o metros) del eje de estaciones de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. Esta longitud se añadirá a la estación inicial (más a la izquierda) para determinar la estación final (más a la derecha) del eje horizontal de la cuadrícula de perfil transversal. COTA INICIAL DEL EJE DE COTAS Esta entrada se usa para definir la cota inicial (más baja) (en pies o metros) del eje vertical de cotas de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. El eje vertical de la cuadrícula de perfil transversal (es decir, el eje Y o eje de cotas) comenzará en este valor de cota. LONGITUD DEL EJE DE COTAS Esta entrada se usa para definir la longitud (en pies o metros) del eje vertical de cotas de la cuadrícula de perfil transversal. Esta entrada debe tener un valor positivo. Esta longitud se añadirá a la cota inicial para determinar la cota final (más alta) del eje vertical de la cuadrícula de perfil transversal. Precauciones al añadir una Cuadrícula de perfil transversal Todos los métodos dispuestos para extraer la geometría del terreno a partir de un mapa topográfico y los métodos previstos para importar la geometría del terreno se muestran automáticamente en la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal. Por lo tanto, no debe usarse a menudo este comando. Factores de escala de la Cuadrícula de Perfil Transversal Todas las cuadrículas de perfil transversal generadas por BOSS RCAD usan el mismo factor de escala de cuadrícula para los ejes de cotas y de estaciones. Sin embargo, el usuario puede, en cualquier momento, revisar estos factores de escala de cuadrícula. BOSS RCAD regenerará las cuadrículas de perfil transversal con los factores de escala revisados. Para más información de cómo ajustar los factores de escala, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3. 5.4.2 Copia de la Cuadrícula de Perfil Transversal Muchas veces es útil copiar simplemente una cuadrícula de perfil transversal y su geometría del terreno relacionada a otra situación de perfil transversal. Por ejemplo, cuando se define un puente normal, se usan cuatro perfiles transversales muy parecidos para describir la cara de aguas abajo, las caras interiores, y la cara de aguas arriba de la estructura del puente. En lugar de definir cada uno de los perfiles transversales por separado, se puede definir uno sola cuadrícula de perfil transversal

en la cara de aguas abajo del puente y luego copiar esta cuadrícula de perfil transversal a las otras situaciones de perfiles transversales necesarios. Para copiar la cuadrícula en uso de perfil transversal y todos sus datos relacionados a una nueva situación de perfil transversal, se selecciona COPY CROSS SECTION en el menú de Entrada de Perfiles Transversal. Este comando mostrará en pantalla la caja de diálogo de Copiar Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 5.4.2.1. Esta caja de diálogo se usa para especificar el ID de la nueva cuadrícula de perfil transversal para la actual cuadrícula de perfil transversal y los datos relacionados que han de copiarse.

Figura 5.4.2.1 Caja de diálogo de Copia de Cuadrícula de Perfil Transversal que se usa para especificar el ID de la nueva cuadrícula de perfil transversal para el perfil transversal actual y los datos relacionados que han de copiarse en él Precauciones al copiar una Cuadrícula de perfil transversal Cuando se copia una cuadrícula existente de perfil transversal a una nueva situación de perfil transversal, los datos relacionados con la cuadrícula de perfil transversal también se copiarán. Los datos relacionados incluyen las estaciones de las orillas, las longitudes de flujo, las mejoras del cauce, las descripciones de puente y obras de desagüe, invasiones del cauce de avenidas, ajustes del perfil, descripción de flujo dividido, etc. Sin embargo, algunos de estos datos relacionados deben cambiarse después de ser copiados. Por ejemplo, las longitudes de flujo y de márgenes deben volverse a definir tanto para el perfil transversal inicial y las cuadrículas de perfil transversal para tener en cuenta su longitudes de flujo reales. Ajuste de las cotas de la geometría del terreno Muchas veces, cuando se copia un perfil transversal a un situación adyacente, la geometría del terreno del perfil transversal debe elevarse o bajarse en una cantidad fija. Usando el comando MOVE de RCAD, es fácil seleccionar la geometría del terreno del perfil transversal y las estaciones de las orillas y luego desplazar las entidades seleccionadas arriba o abajo en la cantidad necesaria.

5.4.3 Borrado de una cuadrícula de perfil transversal Para borrar una cuadrícula de perfil, se selecciona DELETE CROSS-SECTION en el menú de Entrada de Gráficos del perfil. Este comando mostrará en pantalla la caja de diálogo de Borrado de la Cuadrícula del perfil que se muestra en la Figura 5.4.3.1. Esta caja de diálogo se emplea para seleccionar la cuadrícula del perfil adecuado que se quiere borrar. La cuadrícula de perfil que se añadió o se vio en último lugar se iluminará automáticamente en la caja de diálogo cuando aparezca en pantalla dicha caja de diálogo.

Figura 5.4.3.1 Caja de diálogo de Borrado de Cuadrícula del perfil usada para seleccionar la cuadrícula de perfil adecuada para ser borrada Precauciones al borrar una cuadrícula de perfil transversal La entidad de cuadrícula de perfil transversal se emplea para almacenar la información de la entidad relacionada con el perfil transversal. Por lo tanto, debe tenerse cuidado cuando se borra una cuadrícula de perfil transversal ya que también se borrarán todos los datos relacionados con la entidad. El usuario debe considerar primero si será más ventajoso editar simplemente la cuadrícula del perfil transversal (véase el siguiente apartado titulado Edición de Cuadrícula del Perfil Transversal) Borrado manual El comando ERASE de BOSS RCAD se usa principalmente para borrar o eliminar objetos de dibujo. Sin embargo. Este comando no puede usarse para borrar objetos de dibujo que pertenezcan al modelo HEC-2 o a HEC-RAS. 5.4.4. Edición de la cuadrícula del perfil longitudinal La caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula del perfil longitudinal, como se muestra en la Figura 5.4.4.1, permite editar los atributos de una cuadrícula del perfil existente.

Esta caja de diálogo se muestra en pantalla seleccionando EDIT GRID en el menú de Entrada de Gráficos del Perfil.

Figura 5.4.4.1 Caja de diálogo de Edición de la cuadrícula del perfil La caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula del perfil transversal se usa a menudo para cambiar manualmente el tamaño de la cuadrícula del perfil transversal para acoplarse a los datos de las dimensiones del perfil transversal (tales como geometría del terreno, geometría de la carretera y zonas de flujo efectivo). Además, el usuario puede solicitar que todas las cuadrículas de perfil transversal sean cambiadas de tamaño. Las entradas de datos de la caja de diálogo de Edición de la cuadrícula del perfil de la Figura 5.4.4.1 son casi idénticas a las descritas en el apartado titulado Adición de una Cuadrícula de Perfil. Sin embargo, se presentan algunos cambios. Por lo tanto, a continuación se presenta una descripción de estos cambios. CAMBIO DE TODAS LAS CUADRÍCULAS QUE SE ENCUENTREN Se emplea este botón de 3 vías para especificar si las cuadrículas de perfiles transversales que se encuentren (es decir, las inserciones de bloques que se encuentren) deben cambiarse para que coincidan con las especificaciones de las cuadrículas de perfil transversal revisadas. Esta opción está siempre, por defecto, en OFF. Si esta opción está en OFF, solo se cambiará la cuadrícula de perfil transversal en uso. Si se selecciona CURRENT METAJOB, todas las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren dentro del metajob en uso se cambiarán con las nuevas especificaciones de la cuadrícula revisada. Las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren en otros metajobs permanecerán inalteradas. Fijando esta entrada en ALL METAJOBS dará lugar a que cambien todas las cuadrículas de perfil transversal que se encuentren en el dibujo, sin tener en cuenta el metajob al que están asignadas.

5.4.5 Cambio de numeración de las cuadrículas de perfil transversal Si fuese necesario volver a numerar todas las cuadrículas de perfil transversal en el metajob en uso, se selecciona RENUMBER en el menú de Entrada de Perfiles Transversales. Esto mostrará en pantalla la caja de diálogo de Cambio de Numeración de Cuadrículas de Perfil transversal, como se ve en la Figura.5.4.5.1.

Figura 5.4.5.1 Caja de diálogo de cambio de numeración de las cuadrículas de perfil transversal Se introduce un nuevo ID inicial para el perfil transversal más aguas abajo, y se introduce un incremento, o se deja en blanco el incremento. RCAD volverá a numerar todos los perfiles transversales del metajob en uso, comenzando con el ID especificado. Si se especifica un incremento, se añadirá repetitivamente el incremento al ID actual para determinar el ID de cada perfil transversal siguiente. Por el contrario, si se deja en blanco el incremento, el programa mantendrá la longitud de tramo de cauce actual entre cada perfil transversal. Recuérdese que si se define la longitud de tramo de cauce para un perfil transversal, la longitud se supone que es la diferencia entre el ID de este perfil transversal y el ID del perfil transversal más aguas abajo. 5.4.6 Selección de una Cuadrícula de Perfil Transversal Con objeto de definir la información específica sobre un perfil transversal – tal como los valores de los coeficientes de expansión y contracción – el perfil transversal debe estar activo. Solo puede estar activo un perfil transversal cada vez. Para seleccionar un perfil transversal como perfil transversal activo, se elige PICK en el menú de Entrada de perfil transversal. RCAD mostrará un mensaje que pregunta que se seleccione un perfil transversal. Se selecciona el perfil transversal que se desee que esté activo y se hace clic sobre cualquiera de sus datos – esto es especialmente útil cuando se trabaja con una vista de un mapa topográfico. Véase la Figura 5.4.6.1 para ilustrar este comando.

Figura 5.4.6.1 Comando PICK que se usa para seleccionar un perfil transversal Nótese que para seleccionar un perfil transversal pinchando sobre él, deben estar visibles los datos (o hacerlos visibles mediante AutoPanning). Sin embargo, se puede teclear simplemente el ID del perfil transversal para hacerlo activo, incluso si no está visible en pantalla. Después de hacer que un perfil transversal esté activo, aparecerá en pantalla su ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos. 5.4.7 Vista de la Cuadrícula del Perfil Transversal La caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 5.4.7.1, permite al usuario seleccionar y ver una cuadrícula de perfil transversal. Se accede a esta caja de diálogo seleccionando VIEW en el menú de Entrada de perfiles transversales. Además, si se muestra el ID del perfil transversal en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos, pinchando el ID aparecerá en esta caja de diálogo.

Figura 5.4.7.1 Caja de diálogo de Vista de Cuadrícula de Perfil Transversal Al seleccionar una cuadrícula de perfil transversal en la caja de diálogo de Vista de Cuadrícula de perfil transversal aparecerá en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionada en el puerto de vista en uso y hará que la cuadrícula de perfil transversal esté activa. Vista de los resultados del cálculo del perfil transversal La cuadrícula del perfil transversal puede mostrar en pantalla la superficie del agua calculada, la superficie crítica del agua y la línea de pendiente de energía. Véase el apartado titulado Vista de los resultados del perfil transversal en el capítulo 3 para informarse de cómo especificar qué resultados del cálculo tienen que mostrarse en pantalla sobre las cuadrículas de perfil transversal. Vista de otras cuadrículas de perfil transversal Haciendo clic en <or>, que se encuentra en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos, se podrá seleccionar y ver cualquier perfil transversal del metajob en uso en orden ascendente o descendente, respectivamente. 5.4.8 Configuración de las Cuadrículas de Perfil Transversal Al seleccionar CONFIGURE en el menú de Entrada de perfiles transversales aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Cuadrículas de perfiles transversales. Esta caja de diálogo se describe detalladamente en el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de perfil transversal del Capítulo 3. 5.4.9 Cambio de tamaño de la Cuadrícula de Perfil Transversal Después de añadir, editar o borrar la geometría del terreno, la geometría de la calzada o los datos de flujo efectivo de un perfil transversal, puede desearse cambiar de tamaño la cuadrícula del perfil transversal para fijarlo de acuerdo con la extensión de estos datos.

En lugar de cambiar de tamaño manualmente la cuadrícula del perfil transversal activo usando la caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula de Perfil Transversal, BOSS RCAD puede cambiar de tamaño automáticamente la cuadrícula para adaptarse a las dimensiones de los datos relacionados con ella. Esto se lleva a cabo seleccionando RESIZE GRID en el menú de Entrada de perfil transversal. BOSS RCAD cambiará después automáticamente la cuadrícula del perfil transversal activo. Al seleccionar RESIZE ALL en el menú de Entra de perfiles transversales dará lugar a que se cambien de tamaño todas las cuadrículas de perfil transversal en el metajob en uso para adaptarse a las dimensiones de los datos de la cuadrícula. La caja de diálogo de Configuración de Cuadrícula de perfil transversal proporciona una opción que controla cómo debe cambiarse de tamaño la cuadrícula. Véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3 para más información. 5.5 Definición de la geometría del perfil transversal Al seleccionar GROUND GEOMETRY en el menú de Entrada (como se ve en la Figura 5.5.1) se puede seleccionar una variedad de métodos de entrada de la geometría del perfil transversal. • Importación de geometría del terreno a partir de un fichero de registro de HEC-2,

un fichero de puntos de estaciones/cotas, o un fichero de datos de coordenadas XYZ.

• Digitalización desde un mapa topográfico en papel. • Digitalización a partir de un gráfico de perfil transversal en papel. • Corte de un perfil transversal a partir de un mapa topográfico en 2D. • Corte de un perfil transversal a partir de un modelo de curvas de nivel en 3D o

modelo digital del terreno en 3D. • Dibujo de la geometría del terreno directamente en la pantalla. • Introducción y edición de los puntos de coordenadas de la geometría del perfil

transversal directamente en la caja de diálogo.

Figura 5.5.1 Variedad de métodos de entrada de la geometría del terreno del perfil transversal Los métodos de entrada de la geometría del perfil transversal disponibles en BOSS RCAD se describen en los siguientes apartados. Véase el Capítulo 7 que contiene ejercicios tutoriales o sobre cómo usar estos distintos métodos de entrada de la geometría del terreno. 5.5.1 Identificación de la Cuadrícula del Perfil Transversal Después de seleccionar un método de entrada de la geometría del perfil transversal en el menú de Entrada de la Geometría del Terreno, se presenta la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 5.5.1.1. Esta caja de diálogo se usa para definir el ID del perfil transversal en el que se va a definir la geometría del terreno para un nuevo perfil transversal o para volver a definir la geometría del terreno para un perfil transversal existente.

Figura 5.5.1.1 Caja de diálogo de nueva cuadrícula de perfil transversal

A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Nueva Cuadrícula de perfil transversal de la Figura 5.5.1.1, con una breve descripción de cada entrada. ID ÚNICO Esta entrada de datos se usa para especificar un ID que identifica solamente al perfil transversal. No hay dos perfiles transversales con el mismo ID. Esta entrada de datos es la única información necesaria en esta caja de diálogo para añadir una nueva cuadrícula de perfil transversal; todos los demás datos fijarán, por defecto, los valores de la cuadrícula del perfil transversal. Esta entrada de datos debe tener un valor positivo y no debe tener más de 6 caracteres de longitud. La caja de diálogo de la Nueva Cuadrícula de perfil transversal presentará inicialmente un único identificador para la nueva cuadrícula de perfil transversal. El usuario puede elegir para aceptar este número. Nótese que el ID debe tener un valor ascendente, desde aguas abajo hacia aguas arriba. Así es como BOSS RCAD es capaz de mantener la colocación numérica del perfil transversal en uso en relación con todos los demás perfiles transversales especificados. DESCRIPCIÓN (opcional) Al elegir EDIT da lugar a que el programa muestre en pantalla una caja de diálogo auxiliar que permite introducir una nota descriptiva de la cuadrícula de perfil transversal. Pueden introducirse hasta 5 líneas de 72 caracteres cada una. ESTACIÓN INICIAL MÁS A LA IZQUIERDA Cuando se digitaliza desde un mapa topográfico en papel o desde un mapa topográfico en 2D o 3D, puede introducirse una valor positivo aproximado para usarlo como estación inicial más al izquierda. Toas las estaciones siguientes del terreno se contarán a partir de ese valor. COTA INICIAL DE CURVA DE NIVEL E INTERVALO Cuando se digitaliza desde un mapa topográfico en papel o desde un mapa topográfico en 2D o 3D, debe especificarse una cota de curva de nivel inicial y el intervalo de curvas de nivel para las curvas de nivel en 2D. Mientras se digitaliza, la cota digitalizada actual se muestra en pantalla en la línea de estado y puede cambiarse pulsando las teclas ↑ y ↓ . Anulación de la generación de cuadrícula Esta entrada de botón introducirá por defecto la opción de generación de cuadrícula especificada en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de perfil transversal (véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del perfil transversal en el Capítulo 3). Si se cambia la configuración de esta opción, solo afecta a la generación de la cuadrícula durante el comando actual. Estas opciones de generación de cuadrículas se describen a continuación: GENERACIÓN DE UNA NUEVA CUADRÍCULA Al seleccionar esta opción se da lugar a que el programa intente primero encontrar la definición de un bloque de cuadrícula de perfil transversal que encaje con la geometría

del terreno. Si no lo encuentra, esta opción añadirá automáticamente una nueva cuadrícula de perfil transversal adecuadamente dimensionada para la geometría del terreno introducida. Los valores de redondeo especificados en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de perfil transversal se usará para determinar en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la nueva cuadrícula de perfil transversal. COPIA DE LA CUADRÍCULA EN USO Si, por lo menos, se ha creado un perfil transversal, entonces esta opción puede seleccionarse para duplicar automáticamente la cuadrícula en uso para la nueva cuadrícula de perfil transversal cuando se introduce la geometría del terreno. Esta opción asegura que las cuadrículas de perfil transversal sean idénticas, ya que todos los perfiles transversales especificados con esta opción se corresponden en el mismo bloque de inserción. EDICIÖN DE LA CUADRÍCULA EN USO Si se selecciona esta opción, se puede volver a definir la geometría del terreno para el perfil transversal activo, sustituyendo cualquier geometría del terreno existente ya definida. No se creará una nueva cuadrícula de perfil transversal. Cuando se usa esta opción, cualquier nuevo ID de perfil transversal o descripción introducida para el perfil transversal actualmente en uso serán ignorados. El programa mantendrá los valores especificados para la cuadrícula de perfil transversal actualmente en uso. Si fuese necesario, el comando de menú EDIT GRID puede usarse a última hora para editar el identificador ID del perfil transversal o su descripción. 5.5.2 Método de Entrada de Importación de Ficheros Este método de entrada de la geometría del terreno permite importar todo o parte de la geometría del terreno de un perfil transversal desde un fichero de registro de entrada de HEC-2, un fichero de datos de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de estaciones y cotas. Este método también proporciona una gran precisión al especificar la geometría del terreno de un perfil transversal permitiendo al usuario insertar directamente en el modelo los datos de topografía. Como otros métodos de entrada del terreno, este método permite al usuario insertar los datos de la geometría del terreno importados en el perfil transversal actualmente en uso, crear un perfil transversal sustitutivo o crear un perfil transversal totalmente nuevo. Para iniciar este método de entrada, se selecciona IMPORT FROM FILE en el menú de Entrada de la Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará primero la caja de diálogo de Cuadrícula de Nuevo perfil transversal (véase Figura 5.5.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal cuya geometría se quiere definir, luego este método de entrada mostrará la caja de diálogo de selección del fichero de Importación de Geometría del Terreno, como se ve en la Figura 5.5.2.1.

Figura 5.5.2.1 Caja de diálogo de selección de fichero de importación de la geometría del terreno Esta caja de diálogo permite al usuario seleccionar un fichero de registro de entrada de HEC-2, un fichero de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de estaciones y cotas desde el que importar los datos de la geometría del terreno. Después de seleccionar el fichero de datos que hay que importar, el programa determinará automáticamente si el fichero es un fichero de registro de HEC-2, un fichero de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de estaciones y cotas. Luego el programa mostrará en pantalla la caja de diálogo de Seleccionar Datos a Importar, como se ve en la Figura 5.5.2.2.

Figura 5.5.2.2 Caja de diálogo de selección de datos a importar Si el fichero seleccionado es un fichero de registro de entrada de HEC-2, esta caja de diálogo permite al usuario especificar el perfil transversal cuya geometría del terreno a de importarse. También puede especificar el usuario las restricciones para limitar qué estaciones del terreno han de importarse.

Formato del Fichero de Datos de Coordenadas XYZ Con objeto de que BOSS RCAD sea capaz de identificar que el fichero que se importa es un fichero de datos de coordenadas XYZ, el fichero debe formatearse adecuadamente. La primera línea del fichero de datos de coordenadas XYZ debe contener la palabra XYZ. La segunda línea del fichero define el valor de la estación horizontal inicial. El valor de la estación horizontal inicial no puede ser negativo. Si se deja en blanco esta línea, se supone un valor de 0,0 para la estación horizontal inicial. La tercera línea del fichero se usa para definir un valor de ajuste de los datos de cotas. Este valor de ajuste permite ajustar la cota de los datos de las coordenadas XYZ. Si se dejan blanco esta línea, se supone un valor de ajuste de 0,0. La Figura 5.5.2.3 ilustra un fichero de datos de coordenadas XYX como ejemplo.

Figura 5.5.2.3 Ejemplo de fichero de datos de coordenadas XYZ Comenzando por la cuarta línea, cada fila restante del fichero corresponde a las coordenadas X, Y , Z de un solo punto del terreno en 3D. Los espacios y/o las comas pueden usarse para separar los valores de las coordenadas de un punto. Los valores negativos o positivos de coordenadas no están permitidos. El programa usará el Teorema de Pitágoras para determinar las distancia absoluta entre estaciones de puntos del terreno adyacentes usando los valores de las coordenadas X e Y. Esta distancia se acumula añadiéndose al valor de la estación horizontal inicial especificado para determinar cada valor de la estación resultante del punto del terreno. La Figura 5.5.2.4 ilustra que los puntos topográficos del terreno no necesitan estar en línea recta. Sin embargo, estos puntos topográficos deben formar una línea perpendicular al flujo del río. Cada valor Z de coordenada de punto se añade al valor de ajuste de datos de cotas especificado para determinar la cota resultante.

Figura 5.5.2.4 Puntos del terreno levantados topográficamente que no necesitan estar en línea recta pero que deben formar una perpendicular al flujo del río Formato del Fichero de Puntos con Estaciones/Cotas Como el fichero de datos de coordenadas XYZ, el fichero debe formatearse adecuadamente con objeto de que BOSS RCAD sea capaz de identificar el fichero que se va a importar como fichero de puntos con estaciones/cotas. El formato del fichero del fichero de puntos con estaciones/cotas e muy parecido al fichero de coordenadas XYZ. La primera línea del fichero de puntos con estaciones/cotas debe contener la palabra XY. La segunda línea del fichero define el valor de la estación horizontal inicial. El valor de la estación horizontal inicial no puede ser negativo. . Si se deja en blanco esta línea, se supone un valor de 0,0 para la estación horizontal inicial. La tercera línea del fichero se usa para definir un valor de ajuste de los datos de cotas. Este valor de ajuste permite ajustar la cota de los datos de las coordenadas XYZ. Si se dejan blanco esta línea, se supone un valor de ajuste de 0,0. La Figura 5.5.2.5 muestra un fichero de puntos de estaciones/cotas como ejemplo.

Figura 5.5.2.5 Ejemplo de fichero de puntos con estaciones/cotas Comenzando por la cuarta línea, cada fila restante del fichero corresponde a la estación y cota de un solo punto del terreno Los espacios y/o las comas pueden usarse para separar los valores de las coordenadas de un punto. Los valores negativos o positivos de coordenadas no están permitidos. Cada valor de estación se añade al valor de estación horizontal inicial para determinar cada valor de estación del punto del terreno resultante. Cada valor de cota de punto del terreno se añade al valor especificado de ajuste de datos de cotas para determinar la cota resultante. 5.5.3 Método de Entrada de digitalización de un mapa topográfico Este método de entrada de la geometría del perfil transversal permite digitalizar directamente la geometría del perfil transversal a partir de un mapa topográfico, tal como un mapa cuadriculado del U.S.G.S. Si no se tiene previamente configurada la tableta digitalizadora desde BOOS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibración de la tableta de BOSS RCAD. Para iniciar este método de entrada, se selecciona DIGITIZE TOPO en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en primer lugar la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 5.5.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal del que ha de definirse la geometría del terreno, esta método de entrada mostrará un mensaje para especificar la estación más a la izquierda (inicial) y su cota correspondiente. La estación inicial puede tener un valor positivo arbitrario. Después de introducir estos valores, este método mostrará un mensaje para calibrar la tableta digitalizadora para digitalizar el mapa topográfico. Se sujeta el mapa a la tableta y se digitalizan tres nuevos puntos del papel, introduciendo la coordenadas exactas X e Y de cada uno. Para una mayor precisión al digitalizar, se usan puntos en las esquinas opuestas del la tableta. Si se han digitalizado datos desde el mismo mapa topográfico anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el mapa de su sitio, debe pulsarse L para usar la información de la última calibración. Una vez calibrada la tableta digitalizadora, el programa mostrará un mensaje para que se pinchen las estaciones de perfil transversal en el mapa topográfico, Se pincha cada estación en un orden (estación más a la izquierda a la estación más ala derecha) o se teclean las coordenadas X e Y de la estación (como 7410,420, sin ningún espacio).

En la línea de estado aparece la cota digitalizada actualmente y puede cambiarse mientras de digitalizan las estaciones del terreno del perfil transversal mediante uno de los métodos siguientes: • Pulsando las teclas ↑ y ↓ se aumentará o disminuirá la cota digitalizada según el

valor de paso actual. El paso del valor del incremento se muestra cerca de la cota y puede cambiarse usando las teclas ← y →.




Grandes mapas topográficos Aunque el mapa topográfico tenga unas dimensiones mayores que los de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar el perfil transversal a modo de trozos. Primero se digitaliza lo más posible a partir de una parte, luego se mueve el mapa topográfico, se fija el mapa de nuevo a la tableta digitalizadora, se pulsa R para recalibrar la tableta digitalizadora para la nueva posición y se continúa digitalizando. 5.5.4 Método de digitalización de entrada de perfil transversal Este método de entrada de la geometría del perfil transversal permite digitalizar la geometría del perfil transversal desde un dibujo de perfil transversal en papel. Si no se tiene previamente configurada la tableta digitalizadora desde BOOS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibración de la tableta de BOSS RCAD Para iniciar este método de entrada, se selecciona DIGITIZE SECTION en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en primer lugar la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 5.5.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal del que ha de definirse la geometría del terreno, este método de entrada mostrará un mensaje para calibrar la tableta digitalizadora para digitalizar el dibujo del perfil transversal. Se sujeta el mapa a la tableta y se digitalizan tres nuevos puntos del papel, introduciendo la coordenadas exactas X e Y de cada uno. Para una mayor precisión al digitalizar, se usan puntos en las esquinas opuestas del la tableta. Si se han digitalizado datos desde el mismo mapa topográfico anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el mapa de su sitio, debe pulsarse L para usar la información de la última calibración. Una vez calibrada la tableta digitalizadora, se pueden pinchar los puntos del gráfico del perfil transversal. Estos puntos deben corresponder ahora con los puntos del perfil transversal de pantalla (si se introducen los datos desde una cuadrícula existente). Si se desea, se puede teclear las coordenadas de la estación y de la cota de los puntos del perfil transversal (como 7410,420, sin ningún espacio).

Grandes gráficos de perfil transversal Aunque el gráfico de perfil transversal en papel tenga unas dimensiones mayores que los de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar el perfil transversal a modo de trozos. Primero se digitaliza lo más posible a partir de una parte, luego se mueve el mapa topográfico, se fija el mapa de nuevo a la tableta digitalizadora, se pulsa R para recalibrar la tableta digitalizadora para la nueva posición y se continúa digitalizando. 5.5.5 Método de Entrada de Mapa en pantalla en 2D Este método de entrada de la geometría del perfil transversal permite cortar un perfil transversal en un mapa topográfico en pantalla de 2D. Un mapa topográfico en 2D no tiene datos de cotas asociadas a las curvas de nivel mostradas en pantalla. Para iniciar este método de entrada, se selecciona SCREEN 2D MAP en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en primer lugar la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 5.5.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal del que ha de definirse la geometría del terreno, este método de entrada mostrará un mensaje para especificar la estación más al izquierda (inicial) y su cota correspondiente. La estación inicial puede tener cualquier valor arbitrario. A continuación, se corta un perfil transversal en el mapa topográfico pinchando los puntos de la estación del terreno del perfil transversal que corresponde a las curvas de nivel, en un orden determinado (desde la estación más a la izquierda a la más a la derecha) en el mapa topográfico de pantalla. No es necesario pinchar cada curva de nivel en un perfil transversal, ya que BOSS RCAD puede interpolar cotas (usando el intervalo de curvas del mapa topográfico a partir de cualquier curva de nivel que cruza la línea de corte. Esto permite que el usuario seleccione las curvas de nivel máxima y mínima a medida que se empieza a cortar la sección, o donde el perfil transversal corta los cambios de dirección. Los usuarios pueden desear que no se lean curvas de nivel de unas capas de dibujo concretas - la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel con este objetivo. Véase el apartado titulado Configuración de Capas de Curvas de Nivel en el Capítulo 3 para más información. La cota digitalizada en uso se muestra en pantalla en la línea de estado y puede cambiarse mientras se digitalizan las estaciones del terreno del perfil transversal mediante uno de los métodos siguientes: • Pulsando las teclas ↑ y ↓ se aumentará o disminuirá la cota digitalizada según el

valor de paso actual. El paso del valor del incremento se muestra cerca de la cota y puede cambiarse usando las teclas ← y →. Para hacer zoom dentro o fuera, se pulsa las teclas PgUp y PgDn.




Aunque es mejor mostrar en pantalla la vista deseada del mapa topográfico antes de comenzar este método, se puede usar AutoPan y AutoZoom para moverse rápidamente por el mapa topográfico durante el proceso de digitalización. Para más información sobre la selección de la vista topográfica, véanse los comandos SET TOPO VIEW y VIEW TOPO MAP expuestos en el apartado titulado Configuración y Muestra en pantalla del la Vista Topográfica en el Capítulo 3. 5.5.6 Método de entrada de Mapa en 3D en pantalla El método de entrada de la geometría del perfil transversal es el más rápido y más potente de los métodos de digitalización de un perfil transversal. Este método permite cortar un perfil transversal directamente desde un mapa topográfico en 3D, Un mapa topográfico en 3D difiere de un mapa topográfico en 2D, en que tiene los datos relativos a cotas con las líneas de curvas de nivel o puntos que se muestran en pantalla. Para iniciar este método de entrada, se selecciona SCRREN 3D MAP en el emenú de la Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará primero la caja de diálogo de Nueva Cuadrícula de perfil transversal (véase Figura 5.5.1.1). Después de especificar el ID del perfil transversal para el que ha de definirse la geometría del terreno, este método de entrada lanzará un mensaje para que se especifique la estación más a la izquierda (inicial) y su cota correspondiente. La estación inicial puede ser un número positivo arbitrario. A continuación, se corta un perfil transversal en el mapa topográfico pinchando los puntos de estación del terreno del perfil transversal que corresponden a las curvas de nivel, en un orden (de la estación más a la izquierda a la estación más a ala derecha) en el mapa topográfico de pantalla. Debe escogerse un perfil transversal representativo que mejor describa las características del flujo en el tramo. Debido a que BOSS RCAD leerá las cotas de cualquier curva de nivel que corte la línea del perfil transversal, no es necesario pinchar cada curva de nivel del perfil transversal. Esto permite al usuario seleccionar solo las curvas de nivel donde corta el perfil transversal a los cambios de dirección de la línea de corte del perfil transversal. El usuario puede requerir que no se lean todas las curvas de nivel de unas capas de dibujo determinadas - la caja de diálogo de Capas de Curvas de Nivel está dispuesta para este fin. Véase el apartado titulado Configuración de las Capas de Curva de Nivel en el Capítulo 3 para más información. El usuario puede especificar explícitamente las coordenadas XY de las estaciones del terreno del perfil transversal sobre el mapa topográfico. Sin embargo, hay que prever que la cota se tome siempre de la curva de nivel en 3D más próxima, sin tener en cuenta cómo se introducen los puntos del terreno. El usuario no puede definir directamente la cota de un punto del terreno digitalizado, pero más tarde puede volver a definir la cota (o estación) usando el método de entrada del perfil transversal en pantalla, como se expone en el siguiente apartado. Aunque es preferible mostrar en pantalla la vista deseada del mapa topográfico antes de comenzar este método, se puede usar AutoPan o AutoZoom para moverse más rápidamente por el mapa topográfico durante el proceso de digitalización. Para más información sobre la selección de una vista del mapa topográfico, véanse los comandos SET TOPO VIEW y VIEW TOPO MAP en el apartado titulado Configuración y Muestra en pantalla del Mapa Topográfico del Capítulo 3.

Uso de Puntos en 3D Si lo desea, el usuario puede usar puntos en 3D cuando se corta un perfil transversal. En lugar de seleccionar un punto sobre una curva de nivel, el usuario simplemente pincha sobre el punto en 3D. Un problema relacionado con el uso de puntos en 3D cuando se corta un perfil transversal es que los puntos no pueden coincidir con una traza en que el usuario puede cortar un perfil transversal. En esta situación, el usuario puede querer conectar líneas entre puntos en 3D. Usando el comando LINE de RCAD o 3DPOLY junto con la opción NODE OSNAP, el usuario puede conectar una línea en 3D entre puntos existentes en 3D. Esta técnica ayudará al usuario cuando se corta un perfil transversal usando puntos en 3D. Comprobación de las Capas de curvas de Nivel Cuando se introduce la geometría del terreno del perfil transversal usando métodos con Mapas en 2D o 3D, BOSS RCAD buscará cualquier curva de nivel sobre el mapa topográfico que corte la línea marcada de perfil transversal. Cualquier punto, línea o polilínea cortada será examinada por si contiene cotas de curva de nivel, pero las capas que se hayan configurado como capas de curva de nivel. Si se encuentra una entrada en una capa cuyo estado no se haya definido previamente, el usuario verá u mensaje para configurar el estado de la capa.

Figura 5.5.6.1 Caja de diálogo para comprobación de la capa de curvas de nivel La caja de diálogo de Comprobación de Capa de Curva de Nivel, que se muestra en la Figura 5.5.6.1, ofrece las siguientes opciones: YES Cualquier punto, línea o polilínea o polifaceta encontrada en esta

capa se leerá como cota de curva de nivel cuando se introduce la geometría del terreno a partir de un mapa topográfico.

NO Se ignorará cualquier entidad de esta capa cuando se introduce

la geometría del terreno desde un mapa topográfico.

CONFIG Se abre la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel que permite al usuario especificar el estado de la curva de nivel de cualquier o todas las capa s de dibujo.

5.5.7 Método de entrada de perfil transversal en pantalla Este método de entrada de la geometría del terreno del perfil transversal permite definir en pantalla la nueva geometría del terreno para la cuadrícula activa del perfil transversal en uso. Este método requiere que ya se haya definido una cuadrícula de perfil transversal. El comando de menú ADD CROSS SECTION puede usarse para crear una nueva cuadrícula de perfil transversal. Para iniciar este método de entrada, se selecciona SCREEN CROSS SECTION en el menú de Entrad de Geometría del Terreno. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula actual del perfil transversal, lo que permite introducir nuevos puntos del terreno haciendo clic sobre cualquier punto de la cuadrícula o tecleando las coordenadas de la estación y cota (tal como 100, 1320, sin espacios). Para más precisión, se puede hacer un zoom con las teclas PgUp y PgDn para hacer automáticamente el zoom dentro y fuera. Cuando se usa AutoPan para moverse, se puede obtener una mejor precisión al definir la geometría del terreno del perfil transversal. Cuando se termina de introducir las coordenadas, se pulsa ENTER en TO POINT, mensaje para salvar los datos del perfil transversal- 5.5.8 Método de Entrada de Edición Directa Muchas veces es conveniente editar directamente los valores de estación y cota de la geometría del perfil transversal una vez que se haya entrado mediante uno de los métodos de entrada descritos anteriormente. La caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal, como se muestra en la Figura 4.6.8.1, puede usarse para insertar, añadir, editar y borrar puntos individuales del terreno (datos GR) de la cuadrícula del perfil transversal. Desde esta caja de diálogo se puede también importar puntos del terreno del perfil transversal a partir de un fichero de registro de entrada de HEC-2 existente., un fichero de puntos de estación/cota o un fichero de datos de coordenadas XYZ. Además, se puede insertar, editar y borrar la rugosidad horizontal, la cota de la cota baja y los valores de las cotas de la calzada. (Estas capacidades se discuten en sus apartados correspondientes, más adelante en este Capítulo). Se accede a esta caja de diálogo seleccionando GROUND GEOMETRY DIALOG en el Menú de Entrada de Geometría del Terreno.

Figura 5.5.8.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal que se usa para añadir, borrar, editar e importar datos de puntos de la geometría del terreno Para añadir un nuevo punto del terreno, se introduce su estación y cota del terreno en las entradas de datos correspondientes y se elige INSERT. Entonces el nuevo punto del terreno será colocado en la caja de la lista de datos del perfil transversal. Nótese que los nuevos puntos del terreno solo se introducen en la caja de la lista cuando se elige INSERT. Se elige NEW para digitalizar nuevos puntos del terreno desde el mapa topográfico o la cuadrícula actual de perfil transversal. Los nuevos valores de estación y cota del terreno se insertarán automáticamente en la caja de la lista de datos del perfil transversal. Para editar un punto de terreno existente, se selecciona un punto de terreno de la caja de la lista o se elige PICK para seleccionarlo en la cuadrícula activa de perfil transversal o en el mapa (si está visible en pantalla). Cuando se introducen valores revisados de un punto del terreno existente, se elige UPDATE. RCAD actualizará los datos de puntos del terreno mostrados en pantalla en la caja de la alista de datos de perfil transversal. Haciendo doble clic sobre una fila de datos mostrados en la caja de la lista se trasladará inmediatamente el cursor de entrada de datos ala entrada de datos de cotas del terreno, permitiendo por lo tanto alterar rápidamente la cota de una estación del terreno existente. Para borrar un fila de datos de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se elige DELETE. Para importar la geometría del terreno desde un fichero de registro de datos de HEC-2, un fichero de puntos de estación/cota de HEC-2 o desde un fichero de datos de coordenadas XYZ, se elige IMPORT. Entonces l programa mostrará en pantalla la caja de diálogo de Importación de La Geometría del Terreno, como se ve en la Figura 5.5.2.1. Esta caja de diálogo permite al usuario seleccionar el nombre de un fichero

que haya que importar. Después de seleccionar el fichero de datos a importar, el programa determinará automáticamente si el fichero es un fichero de registro de HEC-2, un fichero de datos de coordenadas XYZ o un fichero de puntos de situación/cotas. Si el fichero es un fichero de registro de entrada de HEC-2, BOSS RCAD pide que se seleccione un perfil transversal del fichero para importar la geometría del terreno. Para más información sobre la importación de geometría del terreno, véase el apartado titulado Método de Entrada de Importación de Ficheros. 5.5.9 Reducción de Puntos del Terreno BOSS RCAD permite especificar hasta 500 puntos del terreno por perfil transversal usando cualquiera de los métodos descritos anteriormente. Sin embargo, incluso cuando se utiliza el dispositivo de cálculo de HEC-2 que se suministra junto con BOOS RCAD puede manejarse este número de puntos del terreno por perfil transversal, la versión estándar del Army Corps de HEC-2 puede manejar hasta 100 puntos del terreno por perfil transversal. Por lo tanto, si el fichero de entrada de datos de HEC-2 se utiliza como parte del estudio completo de HEC-2, entonces el número de puntos del terreno debe reducirse a menos de 100. Cuando se genera un fichero de transferencia de datos (véase el apartado titulado Generación de Fichero de Transferencia de Datos del Capítulo 3). BOSS RCAD le advertirá si el número de puntos del terreno especificado son más del límite de 100 puntos del terreno. Si así es, puede ser necesario reducir el número del número de puntos del terreno a este límite. Como ayuda para hacer esto, BOSS RCAD puede realizar automáticamente la reducción de puntos del terreno. Desde el menú de Entrada de Geometría del Terreno se selecciona REDUCE GROUND POINTS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Reducción de Puntos del Terreno, como se ve en la Figura 5.5.9.1.

Figura 5.5.9.1 Caja de diálogo de Reducción de puntos del terreno Cuando aparece en pantalla la caja de diálogo de Reducción de Puntos del Terreno, aparecerá la geometría del terreno existente y el número total de puntos del terreno definidos n el actual perfil transversal. Al especificar el número de puntos del terreno permitidos, el programa eliminará automáticamente aquellos puntos que añaden la resolución menor a la geometría del terreno existente.

Después de especificar que reducción debe aplicarse y el número total de puntos del terreno permitidos, se elige PREVIEW, BOSS RCAD mostrará en pantalla la geometría del terreno revisado junto con la geometría del terreno original, permitiendo comprobar la reducción de puntos del terreno calculados por el programa. Cuando se está conforme con la geometría revisada, se elige OK. BOSS RCAD sustituirá a la geometría existente del terreno por la geometría revisada. BOSS RCAD emplea un algoritmo de comparación de superficie triangular para determinar cada grado de punto de la resolución del perfil transversal. Se permite que los puntos que definen cambios importantes en la geometría permanezcan. El programa realiza esta labor mirando cada punto y sus dos puntos adyacentes. Luego calcula la superficie triangular formada por estos tres puntos y almacena esta superficie con el punto. Aquellos puntos con la menor superficie que caen dentro de la reducción especificada se eliminan para cumplir con el número de puntos del terreno permitidos. Sin embargo, los puntos del terreno que definen las estaciones inicial y final, las estaciones de la geometría de a arista inferior del puente y las estaciones de la geometría de calzada no se eliminan. Reglas de Reducción BOSS RCAD permite seleccionar las reglas FEMA (Federal Emergency Management Agency) que se usan para reducir el número de puntos del terreno en un perfil transversal. Estas reglas incluyen los siguiente: • Permite un máximo de 90 puntos del terreno. • Permite una separación máxima horizontal del 5% de la anchura del perfil

transversal entre puntos del terreno de la plana de inundación (es decir, puntos fuera de las estaciones de las orillas).

• Permite una separación máxima horizontal del 10% de la anchura del perfil transversal entre puntos del terreno del cauce (es decir, puntos dentro de las estaciones de las orillas).

• Permite una máxima separación vertical del 20% de toda la altura del perfil transversal entre puntos del terreno.

Al elegir FEMA Rules se seleccionan todas las reglas de reducción anteriores. Al elegir No Rules se quita la selección de las reglas anteriores. También se pueden seleccionar reglas de reducción individuales que hayan de aplicarse. Nótese que BOSS RCAD sólo aplica las reglas de requisito de separación máxima ara reducir el número total de puntos del terreno. El programa no añadirá puntos del terreno si la geometría original viola estas reglas 5.5.10 Unión de un Perfil Transversal Existente a un Mapa Topográfico Cuando se emplean métodos de entrada de la geometría del perfil transversal en 2D o 3D presentados anteriormente, BOSS RCAD une automáticamente la cuadrícula del perfil transversal y la información aneja (es decir, geometría del terreno, estaciones de las orillas, etc.) a una línea de corte de perfil transversal a un mapa topográfico. Esto permite al usuario, junto con SmartEdit, editar la información relativa al perfil transversal desde la cuadrícula del perfil transversal o el mapa topográfico haciendo simplemente clic en la entidad del gráfico representativo (véase el apartado titulado

SmartEdit en el Capítulo 3). Esto permite también que se muestre en pantalla el perfil calculado de la superficie del agua sobre el mapa topográfico. Sin embargo, puede ser necesario unir las cuadrículas de perfil transversal (y la información aneja) al mapa topográfico en aquellas situaciones en que no existe la unión. Por ejemplo, el usuario puede importar un fichero de registro de HEC-2 en un nuevo dibujo que contenga un mapa topográfico de la zona que se está estudiando. Una vez que los datos han sido importados, no se ha establecido una unión entre la geometría del terreno del perfil transversal importado y la geometría del mapa topográfico. Sin embargo, BOSS RCAD permite al usuario asignar uniones entre la geometría del terreno importado (cuadrículas de perfil transversal) y las líneas de corte dibujadas en el mapa topográfico. Para asignar una unión entre la cuadrícula del perfil transversal existente y el mapa topográfico, primero se selecciona una cuadrícula de perfil transversal que ha de unirse al mapa topográfico (véase el apartado titulado Selección de la Cuadrícula de un perfil transversal). A continuación, se selecciona TOPO LINK en el menú de Entrada de geometría del Terreno. BOSS RCAD lanzará un mensaje para que se dibuje en el mapa topográfico una línea de corte de perfil transversal que represente donde debe colocarse la cuadrícula del perfil transversal seleccionado. Se comienza con la estación más ala izquierda, incluyendo las situaciones de las estaciones en que el perfil transversal corta a los cambios de dirección, y finalmente se termina con la estación más a la derecha. No es necesario identificar ningún punto del terreno - sólo se identifican los puntos inicial y final y aquellos puntos en que hay un cambio de dirección. Después de dibujar la línea de corte sobre el mapa topográfico, BOSS RCAD sustituirá esta línea por una nueva línea que contiene todos los puntos que describen la geometría del terreno para la cuadrícula del perfil transversal. Este procedimiento puede repetirse con cada cuadrícula de perfil transversal que debe ser unida al mapa topográfico. Según se ven uniendo las cuadrículas de perfil transversal al mapa topográfico, BOSS RCAD dibujará automáticamente los identificadores de perfil transversal y los datos relacionados, tales como estaciones de orilla, en el mapa topográfico. 5.5.11 Ajuste gráfico de la geometría del terreno BOSS RCAD permite realizar ajustes de la geometría del terreno gráficamente usando las cuadrículas. Por ejemplo, en la línea de comando de RCAD, se pincha simplemente la línea del terreno con el cursor en forma de cruz para trasladar un punto individual del terreno mostrado en la cuadrícula del perfil transversal o del mapa topográfico. RCAD iluminará automáticamente todos los puntos del terreno. Se pincha el punto del terreno que se quiere mover y se arrastra a su nueva posición. Para limpiar uniones de la línea de terreno seleccionada, se pulsa dos veces CANCEL. Para cambiar la cota de una línea entera del terreno en una cuadrícula de perfil transversal, se pincha la línea del terreno, se selecciona cualquier punto de la línea, y se pulsa ENTER (o el botón derecho del ratón) para cambiar al modo MOVE. Luego se arrastra toda la línea del terreno a la cota deseada sobre la cuadrícula. Este método puede usarse también para ajustar la posición de una línea de corte de perfil transversal dibujada sobre el mapa topográfico.

Debe tenerse en cuanta unas cuantas cosas al usar uniones para editar la geometría del terreno: 1. Al cambiar la situación de un punto del terreno en una cuadrícula de perfil

transversal no se afecta al punto del terreno correspondiente en el mapa topográfico (o viceversa). Y, dada que BSS RCAD emplea la geometría mostrada en la cuadrícula del perfil transversal cuando se realiza el cálculo del perfil de la superficie del agua, la superficie del agua del mapa topográfico podrá ser poco precisa.

2. Al trasladar una línea de corte de perfil transversal sobre el mapa topográfico no se moverán las estaciones de las orillas ni las líneas de unión. Sin embargo, BOSS RCAD corregirá automáticamente y volverá a dibujar las estaciones de las orillas y las líneas de conexión en la línea de corte del perfil transversal del mapa topográfico si se muestra en pantalla a caja de diálogo de Descripción del perfil transversal y luego se elige OK.

3. Al editar una línea de corte de perfil transversal del mapa topográfico usando tenazas se mueven todos los puntos modificados con el valor actual de cota ELEV. Como RCAD emplea en sus cálculos la geometría del terreno mostrada en la cuadrícula del perfil transversal (y no la línea de corte del mapa topográfico), eso no supone ningún problema.

Sin embargo, si se usan vistas en 3D del mapa topográfico en el dibujo, esto podría afectar a que se muestren los resultados. En esta situación, puede usarse el comando del menú TOPO LINK de entrada de geometría del terreno (véase el apartado previo titulado Unión de perfiles transversales existentes a un mapa topográfico). Para más información sobre las tenazas de RCAD, véase el apartado titulado Edición gráfica usando tenazas(grips) del Capítulo 3. 5.6 Otros datos del perfil transversal Después de definir la cuadrícula del perfil transversal y su correspondiente geometría del terreno, pueden especificarse otros datos que describen el perfil transversal. Los siguientes apartados describen con detalle cómo se definen otras propiedades de datos para un perfil transversal, tales como los coeficientes de pérdida por expansión y contracción, las estaciones de las orillas, la rugosidad, las longitudes de flujo, etc. 5.6.1 Descripción general La caja de diálogo de Descripción del perfil transversal del programa, como se muestra en la Figura 5.6.1.1, permite especificar las situaciones de las márgenes, la rugosidad en el cauce y en las planas de inundación, las longitudes de tramo, los coeficientes de pérdida y otras informaciones sobre la cuadrícula activa del perfil transversal. Se accede a la caja de diálogo de Descripción del perfil transversal seleccionando SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada.

Figura 5.6.1.1 Caja de diálogo de Descripción del perfil transversal A continuación figura una lista de las entradas de datos de Descripción del perfil transversal de la Figura 5.6.1.1, con una breve descripción de cada entrada. LONGITUD DE FLUJO DE LA PLANA DE INUNDACIÓN IZQUIERDA Esta entrada especifica la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda (mirando hacia aguas abajo) entre el perfil transversal actual y el perfil transversal adyacente aguas abajo que se usará como flujo de la plana de inundación izquierda (véase Figura 5.6.1.2). Las distancia se medirá automáticamente en el mapa topográfico (si está visible en pantalla). Se elige PICK y el programa permitirá definir la longitud de flujo pinchando el camino del flujo sobre el mapa topográfico. Si se deja en blanco esta entrada, la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda será igual a la longitud de flujo en el cauce. Esta entrada se ignorará en el perfil transversal más aguas abajo. El modelo emplea esta distancia al calcular la conducción del flujo. Esta entrada debe especificarse si las situaciones del perfil transversal no se corresponden con la estación del río. Para más información sobre cómo especificar las longitudes de flujo, véase el apartado titulado Longitudes de Tramo del Capítulo 8. ESTACIÓN DE LA MARGEN IZQUIERDA DE LA PLANA DE INUNDACIÓN Esta entrada especifica la estación de la margen izquierda de la plana de inundación (mirando hacia aguas abajo) que define la región de flujo del perfil transversal que corresponde a la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda (véase Figura 4.7.1.2). Nótese que esta entrada debe coincidir con una de las estaciones de la geometría introducida del perfil transversal. BOSS RCAD asegurará esto automáticamente yendo rápidamente a la estación del terreno más próxima a donde se pincha la estación de la margen en el gráfico del perfil transversal o mapa topográfico.

Esta estación puede seleccionarse en el gráfico de perfil transversal o en el mapa topográfico (si está visible en pantalla) eligiendo PICK. Para más información sobre el uso de esta entrada para especificar la zona de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zona de flujo efectivo en el Capítulo 8. COEFICIENTE n DE MANNING DE LA MARGEN DE LA PLANA DE INUNDACIÓN IZQUIERDA Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente a la plana de inundación izquierda (mirando hacia aguas abajo). Si se deja en blanco esta entrada, entonces el último valor introducido para el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal adyacente aguas arriba (si se emplea un cálculo del perfil supercrítico). Esta entrada es necesaria para el perfil más aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o para el perfil más aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico) cuando no se especifican las zonas de rugosidad de Manning. Nótese que un coeficiente de Manning de 0,0 no está permitido. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. REBANADAS DE FLUJO EN LA MARGEN IZQUIERDA Esta entrada especifica el número de rebanadas de flujo a construir en la margen izquierda para calcular la distribución del flujo en el perfil transversal. La distribución de flujo calculada puede usarse después para determinar las propiedades hidráulicas adicionales, tales como el cálculo de la distribución de velocidades o para realizar los cálculos de erosión en puentes. LONGITUD DE FLUJO EN EL CAUCE Esta entrada especifica la longitud de flujo en el cauce entre el perfil transversal actual y el adyacente aguas abajo (véase la Figura 5.6.1.2). Esta distancia puede medirse automáticamente en el mapa topográfico (si está visible en pantalla). Se elige PICK y el programa permitirá definir la longitud de flujo pinchando el camino del flujo sobre el mapa topográfico. Si se deja en blanco esta entrada, la longitud de flujo en el cauce será igual a la longitud de flujo calculada entre la situación del perfil transversal aguas abajo y la situación del perfil transversal activo. Esta entrada se ignorará en el perfil transversal más aguas abajo. El modelo emplea esta distancia al calcular la conducción del flujo. Esta entrada debe especificarse si las situaciones del perfil transversal no se corresponden con la estación del río. Para más información sobre cómo especificar las longitudes de flujo, véase el apartado titulado Longitudes de Tramo del Capítulo 8.

COEFICIENTE DE MANNING n DEL CAUCE Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente al cauce. Si se deja en blanco esta entrada, el último valor introducido para perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza el cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba (cuando se realiza el cálculo del perfil supercrítico) Esta entrada es necesaria en el perfil transversal más aguas abajo cuando se realiza el cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal aguas arriba (cuando se realiza el cálculo del perfil supercrítico cuando no se especifican las zonas de rugosidad horizontal de Manning. Nótese que un coeficiente de Manning de 0,0 no está permitido. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. REBANADAS DE FLUJO EN LA MARGEN IZQUIERDA Esta entrada especifica el número de rebanadas de flujo a construir en el cauce para calcular la distribución del flujo en el perfil transversal. La distribución de flujo calculada puede usarse después para determinar las propiedades hidráulicas adicionales, tales como el cálculo de la distribución de velocidades o para realizar los cálculos de erosión en puentes. Nótese que puede definirse un máximo de 45 rebanadas de flujo en el perfil transversal) juntando todas las rebanadas de flujo del cauce y de ambas márgenes) LONGITUD DE FLUJO DE LA PLANA DE INUNDACIÓN DERECHA Esta entrada especifica la longitud de flujo de la plana de inundación derecha (mirando hacia aguas abajo) entre el perfil transversal actual y el perfil transversal adyacente aguas abajo que se usará como flujo de la plana de inundación derecha (véase Figura 5.6.1.2). Las distancia se medirá automáticamente en el mapa topográfico (si está visible en pantalla). Se elige PICK y el programa permitirá definir la longitud de flujo pinchando el camino del flujo sobre el mapa topográfico. Si se deja en blanco esta entrada, la longitud de flujo de la plana de inundación derecha será igual a la longitud de flujo en el cauce. Esta entrada se ignorará en el perfil transversal más aguas abajo. El modelo emplea esta distancia al calcular la conducción del flujo. Esta entrada debe especificarse si las situaciones del perfil transversal no se corresponden con la estación del río. Para más información sobre cómo especificar las longitudes de flujo, véase el apartado titulado Longitudes de Tramo del Capítulo 8. ESTACIÓN DE LA MARGEN DERECHA DE LA PLANA DE INUNDACIÓN Esta entrada especifica la estación de la margen derecha de la plana de inundación (mirando hacia aguas abajo) que define la región de flujo del perfil transversal que

corresponde a la longitud de flujo de la plana de inundación derecha (véase Figura 5.6.1.2). Nótese que esta entrada debe coincidir con una de las estaciones de la geometría introducida del perfil transversal. BOSS RCAD asegurará esto automáticamente yendo rápidamente a la estación del terreno más próxima a donde se pincha la estación de la margen en el gráfico del perfil transversal o mapa topográfico. Esta estación puede seleccionarse en el gráfico de perfil transversal o en el mapa topográfico (si está visible en pantalla) eligiendo PICK. Para más información sobre el uso de esta entrada para especificar la zona de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zona de flujo efectivo en el Capítulo 8. COEFICIENTE n DE MANNING DE LA MARGEN DE LA PLANA DE INUNDACIÓN DERECHA Esta entrada especifica el coeficiente de rugosidad de Manning correspondiente a la plana de inundación derecha (mirando hacia aguas abajo). Si se deja en blanco esta entrada, entonces el último valor introducido para el perfil transversal adyacente aguas abajo (cuando se realiza un cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal adyacente aguas arriba (si se emplea un cálculo del perfil supercrítico). Esta entrada es necesaria para el perfil más aguas abajo (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o para el perfil más aguas arriba (cuando se realiza un cálculo de perfil supercrítico) cuando no se especifican las zonas de rugosidad de Manning. Nótese que un coeficiente de Manning de 0,0 no está permitido. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida del Capítulo 8. REBANADAS DE FLUJO EN LA MARGEN DERECHA Esta entrada especifica el número de rebanadas de flujo a construir en la margen derecha para calcular la distribución del flujo en el perfil transversal. La distribución de flujo calculada puede usarse después para determinar las propiedades hidráulicas adicionales, tales como el cálculo de la distribución de velocidades o para realizar los cálculos de erosión en puentes. Nótese que puede definirse un máximo de 45 rebanadas de flujo en el perfil transversal) juntando todas las rebanadas de flujo del cauce y de ambas márgenes) COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR EXPANSIÓN COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR CONTRACCIÓN Estos coeficientes se usan para calcular los componentes de las pérdidas de la ecuación de energía. El coeficiente de pérdida por defecto de expansión y contracción es 0,0 o el último valor introducido para el perfil transversal aguas abajo (cuando se realiza un cálculo del perfil subcrítico) o el perfil transversal adyacente aguas arriba (si se emplea un cálculo del perfil supercrítico). Nótese que ambos coeficientes de expansión y contracción se especifican en el perfil transversal. Sin embargo, generalmente solo se usa el valor en un tramo concreto del

perfil transversal. No obstante, el programa propaga estos coeficientes desde perfil transversal a perfil transversal con objeto de que puedan definirse solo una vez (a menos que cambien los valores). El programa usará automáticamente el coeficiente adecuado, basándose en si encuentra una tramo de expansión o un tramo de contracción. El valor máximo para el coeficiente de expansión es 1,00. Puede usarse los siguientes coeficientes de pérdida por expansión: Pérdida calculada sin transición................................................................... 0,0 Transición gradual ......................................................................................... 0,3 Puentes (u obras de desagüe con muros en ala) .................................... 0,5 Transiciones bruscas (y la mayoría de las obras de desagüe) ................. 0,8 Pueden usarse los siguientes coeficientes de contracción: Pérdida calculada sin transición................................................................... 0,0 Transición gradual ......................................................................................... 0,1 Puentes (u obras de desagüe con muros en ala) .................................... 0,3 Transiciones bruscas (y la mayoría de las obras de desagüe) ................. 0,6 Para más información, véase el apartado titulado Coeficientes de expansión y contracción del Capítulo 8.

Figura 5.6.1.2 Longitudes de flujo entre perfiles transversales Situaciones de las estaciones de las márgenes del cauce Si las situaciones de las estaciones de las márgenes de la plana de inundación a ser definidas corresponden a estaciones que no se introdujeron cuando se introdujo la geometría del perfil transversal, el usuario necesitará definir la estación y cota del margen en los datos de la geometría del terreno. Esto se hace manualmente usando la caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal (véase el apartado titulado Método de Edición de entrada directa. Una vez que estas estaciones y cotas se hayan introducido, el programa insertará estos puntos en la cuadrícula del perfil transversal y en el perfil transversal mostrado en el mapa topográfico (si está disponible). El usuario podrá entonces definir las situaciones de las estaciones de la

margen de la plana de inundación desde la cuadrícula del perfil transversal o desde el mapa topográfico. Calculador Hidráulico FlowCalc El Calculador Hidráulico FlowCalc (véase Capítulo 3) considera que toda la superficie de la geometría del perfil transversal está disponible par el flujo en sus cálculos. Se ignoran las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce de inundación, las tramos de flujo dividido o las zonas de las márgenes en que está restringido el flujo. Por lo tanto, hay que tener precaución cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones. 5.6.2 Descripción de la zona de flujo efectivo La caja de diálogo de Descripción de la zona de flujo efectivo del programa, como se muestra en la Figura 4.7.2.1, permite restringir el flujo a las zonas de flujo efectivo del perfil transversal. Para más información sobre la descripción de las zonas de flujo efectivo, véase el apartado titulado Zonas de Flujo Efectivo del capítulo 8. Se accede a la caja de diálogo de Descripción de las zonas de flujo efectivo seleccionando EFFECTIVE FLOW AREA en el menú de Entrada o en el menú de Opciones de Entrada.

Figura 5.6.2.1 Caja de diálogo de Descripción de las zonas de flujo efectivo A continuación figura una lista de las entradas de datos de Descripción de Zonas de Flujo Efectivo de la Figura 5.6.2.1, con una breve descripción de cada una de ellas. TIPO Se dispone de dos alternativas para definir las zonas de flujo inefectivo. La opción de NORMAL TYPE permite al usuario definir las cotas y estación izquierdas y la cota y estación derechas. Es el mismo método que se usa en HEC-2. Cuando se utiliza esta opción, se supone que la zona a la izquierda de la estación izquierda y a la derecha de la estación derecha no transporta ningún flujo efectivo, Un ejemplo de este tipo de zona de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.2.2.

La opción de MULTIPLE AREAS TYPE permite al usuario definir hasta 20 zonas de flujo inefectivo. Con esta opción el usuario introduce una estación izquierda, una estación derecha y una cota para cada zona de flujo inefectivo. Un ejemplo de este tipo de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.2.3. TIPO NORMAL Cuando se selecciona la opción de NORMAL TYPE, el usuario puede definir una estación izquierda y una cota y una estación derecha y una cota. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar las estaciones y cotas de las invasiones de flujo efectivo izquierda y/o derecha en la cuadrícula del perfil transversal. La superficie a la izquierda de la estación izquierda y a la derecha de la estación derecha no transporta ningún flujo efectivo, Un ejemplo de este tipo de zona de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.2.2. Nótese que este tipo de método de flujo inefectivo es el mismo que se usa en HEC-2. TIPO DE ZONAS MÚLTIPLES Cuando se selecciona MULTIPLE AREAS TYPE de flujo inefectivo, el usuario puede definir hasta 20 zonas individuales de flujo inefectivo. Con esta opción el usuario puede seleccionar DRAW para dibujar las zonas de flujo inefectivo.. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar la estación izquierda, la cota o la estación derecha en la cuadrícula del perfil transversal. Como alternativa, el usuario puede seleccionar DRAW para dibujar la zona de flujo inefectivo. BOSS RCAD necesita que se seleccionen tres puntos cuando se dibuja una zona de flujo inefectivo Un ejemplo de este tipo de zona de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.2.3. Para añadir una zona de flujo inefectivo a la lista de la caja, se elige ADD. Para cambiar una zona de flujo inefectivo en la caja de la lista, se selecciona la entrada apropiada de la caja de la lista, se hacen los cambios apropiados y luego se elige UPDATE. El programa actualizará los valores contenidos en la caja de la lista. Para borrar una zona de flujo inefectivo de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos adecuada en la caja de la lista y luego se elige UPDATE. El programa eliminará la zona de flujo inefectivo de la lista de la caja.

Figura 5.6.2.2 Ejemplo de perfil transversal con zonas de flujo inefectivo normal

Figura 5.6.2.3 Ejemplo de perfil transversal con zonas de flujo inefectivo múltiples Nota Las zonas de flujo efectivo solo están activas en el perfil transversal. No se propagan hacia aguas arriba o hacia aguas abajo. Por lo tanto, para definir la zona de flujo efectivo de un tramo de río, deben usarse varios perfiles transversales para definir la zona de flujo efectivo. Calculador hidráulico de FlowCalc El Calculador hidráulico de FlowCalc (véase Capítulo 3) considera que toda la geometría del perfil transversal está disponible para el flujo en sus cálculos. No se sabe nada sobre la zona de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce de avenidas, las obstrucciones de la conducción, o los diques en que el flujo se detiene. Por lo tanto, debe tenerse precaución cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones.

5.6.3 Descripción de obstrucción de la conducción La caja de diálogo de Descripción de Obstrucción de la Conducción del programa, como se ve en la Figura 5.6.3.1, permite definir las zonas del perfil transversal que estarán permanentemente bloqueadas. Las obstrucciones bloqueadas no solo disminuyen la superficie de flujo, sino las zonas de flujo inefectivo, añade perímetro mojado cuando el agua se pone en contacto con la obstrucción. Una obstrucción bloqueada no evita que el agua fluya fuera de la obstrucción. Se accede a la caja de diálogo de Descripción de Obstrucción de la Conducción seleccionando OBSTRUCTION DESCRIPTIONS en el menú de Entrada.

Figura 5.6.3.1 Caja de diálogo de Descripción de Obstrucción de la Conducción A continuación figura una lista de las entradas de datos de Descripción de Obstrucción de la Conducción para la Figura 5.6.3.1, con una breve descripción de cada entrada. TIPO Hay dos alternativas para definir las obstrucciones bloqueadas. La opción de NORMAL TYPE permite al usuario definir las cotas y estación izquierdas y la cota y estación derechas. Cuando se utiliza esta opción, se supone que la zona a la izquierda de la estación izquierda y a la derecha de la estación derecha no transporta ningún flujo efectivo, Un ejemplo de este tipo de zona de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.3.2. TIPO NORMAL Cuando se selecciona la opción de NORMAL TYPE, el usuario puede definir una estación izquierda y una cota y una estación derecha y una cota. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar las estaciones y cotas de las invasiones de flujo efectivo izquierda y/o derecha en la cuadrícula del perfil transversal. La superficie a la izquierda de la estación izquierda y a la derecha de la estación

derecha no transporta ningún flujo efectivo, Un ejemplo de este tipo de zona de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.2.2. Nótese que este tipo de método de flujo inefectivo es el mismo que se usa en HEC-2. La opción de MULTIPLE AREAS TYPE permite al usuario definir hasta 20 zonas de obstrucciones bloqueadas individuales. Con esta opción el usuario introduce una estación izquierda, una estación derecha y una cota para cada zona de obstrucción bloqueada. Un ejemplo de este tipo de flujo inefectivo se muestra en la Figura 5.6.3.2. TIPO DE ZONAS MÚLTIPLES Cuando se selecciona MULTIPLE AREAS TYPE de obstrucciones bloqueadas, el usuario puede definir hasta 20 zonas individuales de obstrucciones bloqueadas individuales. Con esta opción el usuario puede seleccionar DRAW para dibujar las zonas de obstrucciones bloqueadas. Al elegir PICK el usuario puede seleccionar la estación izquierda, la cota o la estación derecha en la cuadrícula del perfil transversal. Como alternativa, el usuario puede seleccionar DRAW para dibujar la zona de flujo inefectivo. BOSS RCAD necesita que se seleccionen tres puntos cuando se dibuja una zona de obstrucciones bloqueadas. Un ejemplo de este tipo de zona obstrucciones bloqueadas se muestra en la Figura 5.6.3.2. Para añadir una zona de obstrucciones bloqueadas a la lista de la caja, se elige ADD. Para cambiar una zona de obstrucciones bloqueadas en la caja de la lista, se selecciona la entrada apropiada de la caja de la lista, se hacen los cambios apropiados y luego se elige UPDATE. El programa actualizará los valores contenidos en la caja de la lista. Para borrar una zona de obstrucciones bloqueadas de la caja de la lista, se selecciona la fila de datos adecuada en la caja de la lista y luego se elige UPDATE. El programa eliminará la zona de flujo inefectivo de la lista de la caja.

Figura 5.6.3.2 Ejemplo de perfil transversal con obstrucciones bloqueadas normales

Figura 5.6.3.3 Ejemplo de perfil transversal con obstrucciones bloqueadas múltiples Nota Las obstrucciones bloqueadas están activas solo para el perfil transversal en uso. No se propagan aguas arriba o aguas abajo. Por lo tanto, para definir una obstrucción bloqueada para un tramo de un río, deben definirse en todos los perfiles transversales las obstrucciones bloqueadas. Calculador Hidráulico FlowCalc El Calculador Hidráulico FlowCalc (véase Capítulo 3) considera que toda la superficie de la geometría del perfil transversal está disponible par el flujo en sus cálculos. Se ignoran las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce de inundación, las tramos de flujo dividido o las zonas de las márgenes en que está restringido el flujo. Por lo tanto, hay que tener precaución cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones. 5.6.4 Descripción del Dique La caja de diálogo de Descripción del Dique en el programa, como se ve en la Figura 5.6.4.1, permite definir una estación y cota del dique izquierdo y/o derecho en el perfil transversal. Cuando se construyen diques, no puede pasar nada de agua a la izquierda de la estación del dique izquierdo ni a la derecha de la estación del dique derecho hasta que se sobrepasa la cota superior del dique. Las estaciones del dique deben definirse explícitamente o el programa supone que el agua puede llegar a cualquier sitio del perfil transversal. Se accede a la caja de diálogo de Descripción del Dique seleccionando LEVEE DESCRIPTION en el menú de Entrada.

Figura 5.6.4.1 Caja de diálogo de Descripción del Dique A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de la Figura 5.6.4.1, junto con una breve descripción de cada entrada. ESTACIÓN IZQUIERDA DEL DIQUE COTA IZQUIERDA DEL DIQUE Cuando la cota del agua es inferior a la cota del dique izquierdo, el agua no puede sobrepasar la estación izquierda especificada del dique (véase Figura 5.6.4.2). Se elige PICK para seleccionar la estación y la cota del dique izquierdo en la cuadrícula del perfil transversal. ESTACIÓN DERECHA DEL DIQUE COTA DERECHA DEL DIQUE Cuando la cota del agua es inferior a la cota del dique derecho, el agua no puede sobrepasar la estación derecha especificada del dique (véase Figura 5.6.4.2). Se elige PICK para seleccionar la estación y la cota del dique derecho en la cuadrícula del perfil transversal.

Figura 5.6.4.2 Ejemplo de Opción de Dique

Nota El usuario puede querer definir diques en un modelo para ver qué efecto produce el dique en la cota de la superficie del agua. Una forma sencilla para hacer esto es fijar una estación y cota de dique que esté por encima del terreno existente. Si se sitúa una cota de dique por encima de la geometría existente del perfil transversal, entonces se coloca un muro vertical en esa estación hasta la altura de dique establecida. Se incluye el perímetro mojado adicional cuando el agua se pone en contacto con la pared del dique. Calculador Hidráulico FlowCalc El Calculador Hidráulico FlowCalc (véase Capítulo 3) considera que toda la superficie de la geometría del perfil transversal está disponible par el flujo en sus cálculos. Se ignoran las zonas de flujo efectivo, las mejoras del cauce, las invasiones del cauce de inundación, las tramos de flujo dividido o las zonas de las márgenes en que está restringido el flujo. Por lo tanto, hay que tener precaución cuando se aplica FlowCalc en estas situaciones 5.6.5 Descripción del Ajuste del Perfil La caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil, como se ve en la Figura 5.6.5.1, permite fijar , en el perfil, un caudal distinto y una cota conocida de la superficie del agua opcional, un incremento de la cota de la superficie del agua, el cambio de la energía, o pérdidas adicionales de energía en el perfil transversal en uso. Se accede a la caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil seleccionando PROFILE ADJUSTEMENT en el menú de Entrada.

Figura 5.6.5.1 Caja de diálogo de Descripción de Ajuste del Perfil A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de la Figura 5.6.5.1, junto con una breve descripción de cada entrada. Nótese que esta caja de diálogo se deja generalmente en blanco. Sin embargo, cuando tiene lugar un flujo lateral al río del que

se está creando el modelo, se emplea la caja de la lista de Flow Discharge (Caudal de Flujo) para tener en cuenta la pérdida de flujo aguas arriba de la confluencia. CAUDAL DE FLUJO Esta entrada de datos permite al usuario especificar un caudal conocido en el perfil especificado. Esta entrada se usa para tener en cuenta el cambio de caudal debido a las aportaciones o desvíos del río, como sucede en una red de afluentes del río principal. TIPO DE AJUSTE Los botones circulares que describen esta entrada se usan para declarar si en este perfil transversal hay una cota conocida de la superficie del agua, un incremento de la cota de la superficie del agua, un cambio de energía o unas pérdidas de energía adicionales. Nótese que este tipo de ajuste especificado tiene lugar en un perfil dado. Por lo tanto, cada perfil debe tener su propio ajuste específico. Si no se declara ningún ajuste para un perfil dado en este perfil transversal, entonces esta entrada debe fijarse como NONE. Si se conoce la cota de la superficie del agua en un perfil en concreto en este perfil transversal, entonces al especificar KNOWN WATER SURFACE ELEVATION el usuario puede especificar esta cota. Si se añade un incremento de la cota de la superficie del agua al la cota del agua del perfil transversal adyacente aguas abajo para obtener la cota de la superficie del agua en este perfil transversal para un perfil dado, entonces al especificar WATER SURFACE ELEVATION INCREMENT el usuario podrá especificar este incremento de cota. Si tiene lugar un cambio de energía entre el perfil transversal adyacente aguas abajo y el perfil transversal en uso con objeto de obtener la cota de la línea de energía en el perfil transversal de un perfil en concreto, entonces al especificar ENERGY CHANGE el usuario podrá especificar este cambio en la energía. Después el programa usará este valor para calcular la cota de la superficie del agua a partir del cambio especificado de la energía. Al seleccionar ADDITIONAL ENERGY LOSSES, el usuario podrá introducir una pérdida adicional de energía entre el perfil transversal adyacente aguas abajo y el perfil transversal en uso para un perfil en concreto. Esta pérdida de energía se añadirá a las pérdidas de energía calculadas durante el equilibrio de la ecuación de la energía. CAUDAL DE FLUJO Esta entrada de datos permite al usuario especificar un caudal conocido en el perfil especificado. Esta entrada se usa para tener en cuenta el cambio de caudal debido a las aportaciones o desvíos del río, como sucede en una red de afluentes del río principal Para añadir o cambiar cualquier valor de la lista, se selecciona la entrada de perfil adecuada de la lista, se introduce el nuevo valor en la entrada de datos y se elige UPDATE. El programa actualizará el valor contenido en la lista. Para borrar una entrada de perfil de la lista, se selecciona la entrada adecuada de la lista y se elige CLEAR. El programa eliminará la entrada del perfil contenida en la lista.

Unión con los perfiles especificados Debe advertirse que los valores de la lista especificados en la caja de diálogo de Descripción de Ajuste del perfil corresponden a las condiciones iniciales específicas definidas en los perfiles contenidos en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del perfil. Precaución La caja de diálogo de Descripción de Ajuste del perfil no debe usarse para definir los ajustes del perfil para el perfil transversal más aguas abajo o más aguas arriba. 5.6.6 Descripción de la rugosidad horizontal La caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal, como se ve en la Figura 5.6.6.1, permite especificar las subzonas de rugosidad horizontal para la geometría del terreno en la cuadrícula del perfil transversal actual. Se accede a la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal seleccionando HORIZONTAL ROUGHNESS en el menú de Entrada.

Figura 5.6.6.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal usada para añadir, borrar y editar las subzonas de rugosidad horizontal La caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal permite definir los coeficientes de rugosidad de Manning para hasta 20 subzonas para el perfil transversal en activo. Nótese que el coeficiente de Manning con valor 0,0 no está permitido. Cuando se especifican, estos coeficientes sustituyen a los coeficientes n de Manning especificados en la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal (véase la Figura 5.6.1.1). Estos coeficientes de rugosidad horizontal de las subzonas necesitan ser especificados solo cuando los coeficientes de rugosidad de Manning generalizados (es decir, la margen izquierda, el cauce y la margen derecha) no pueden definir adecuadamente la rugosidad del perfil transversal. Los coeficientes de rugosidad

horizontal de la subzona no deben especificarse si se ha especificado mejoras en el cauce para el perfil transversal. Los coeficientes de rugosidad permanecen efectivos hasta que se cambia al perfil transversal siguiente. Deben volverse a definir en cada perfil transversal que tiene un estacionamiento de la geometría del terreno distinta ya definida. Los coeficientes de rugosidad se introducen de forma que definan las subzona a la izquierda (mirando hacia aguas abajo) de la estación horizontal correspondiente (véase Figura 5.6.6.2). Cada subzona de rugosidad debe terminar en el punto de la geometría del terreno previamente definida. Para añadir una nueva subzona de rugosidad, se especifica la estación del terreno final (más a la derecha) bien introduciendo la estación directamente en la entrada de datos o eligiendo PICK en las entrada de datos de Estación y Cota del terreno para seleccionar la estación del terreno en la cuadrícula del perfil transversal o en el mapa topográfico. Después de seleccionar la estación final, se introduce el correspondiente coeficiente de rugosidad n de Manning en la entrada de datos y se hace clic en UPDATE. Nótese que debe elegirse UPDATE para que la nueva subzona de rugosidad se introduzca en la lista. Para editar el coeficiente de rugosidad de una subzona existente, se selecciona la subzona de rugosidad en la lista, se modifica el coeficiente de rugosidad en la entrada de datos y luego se elige UPDATE. Haciendo doble clic en una fila de datos de la lista se moverá el cursor de entrada de datos a la entrada de datos de cota del terreno, permitiendo así modificar rápidamente en la estación existente del terreno. Para borrar un fila de datos de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se pulsa DELETE. Para más información sobre la especificación del coeficiente n de Manning, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida en el Capítulo 8.

Figura 5.6.6.2 Subzonas de coeficiente de rugosidad de Manning

5.7 Definición de Aberturas de Puente y Obras de desagüe Cuando se definen estructuras de puente u obras de desagüe, las estructura de flujo debe definirse en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura. La estructura de flujo se define usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 5.7.1. Se accede a la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas seleccionando OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas actúa como el punto de entrada para definir todos los componentes que forman la estructura de flujo seleccionada. Después de seleccionar la entrada de botón circular de tipo de sección transversal adecuado, los botones adicionales debo del botón circular seleccionado hacen posible definir el tipo de estructura de flujo y sus componentes.

Figura 5.7.1 Caja de diálogo de Definición de Aberturas A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Definiciones de Aberturas de la Figura 5.7.1, con una breve descripción de cada entrada. TIPO DE PERFIL TRANSVERSAL Los botones circulares que describen esta entrada se usan para definir la cara aguas debajo de una estructura de flujo de aberturas simples o múltiples, o un vertedero. Si no se define una estructura de flujo en este perfil transversal, entonces esta entrada debe fijarse en NO OPENING. Si se ha definido un puente o una obra de desagüe en el perfil transversal activo, al especificar NO OPENING dará lugar a que el programa no incluya la estructura de flujo en el cálculo. Esto permite al usuario alterar el modelo rápidamente, sin tener que cambiar o borrar los datos usados para definir la estructura. Por ejemplo, el usuario podría eliminar una estructura de flujo para analizar el perfil de la superficie del agua natural sin restricciones en este punto. O bien, el usuario puede querer realizar un cálculo comparativo del perfil de la superficie del agua entre un puente y una obra de desagüe en la misma situación.

La estructura de un puente y/o obra de desagüe se define solo en el perfil transversal correspondiente que corresponde a la cara aguas debajo de la estructura. Para todos los demás perfiles transversales relacionados con el puente y/o obras de desagüe, esta entrada de datos debe especificar NO OPENING. Si se especifica una estructura de flujo simple, entonces este botón circular debe especificar SINGLE OPENING en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura de flujo. Al seleccionar esta entrada se creará un botón circular adicional que permitirá al usuario especificar el tipo de estructura de flujo que se va a definir. Si se especifica una estructura de flujo múltiple, entonces este botón circular debe especificar MULTIPLE OPENING en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura de flujo. Al seleccionar esta entrada se creará un botón circular adicional que permitirá al usuario especificar la estructura de flujo múltiple. Si se especifica una estructura de flujo por vertedero, entonces este botón circular debe especificar WEIR en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura de flujo. Al seleccionar esta entrada se creará un botón DEFINE que permitirá al usuario especificar la estructura de flujo por vertedero. TIPO DE ABERTURA Los botones circulares que describen esta entrada se usan para definir la cara aguas debajo de estructuras de flujo simple o múltiple. Si se especifica una estructura de flujo simple, entonces este botón circular debe especificar BRIDGE en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura de flujo. Al seleccionar esta entrada se creará un botón circular adicional que permitirá al usuario especificar los componentes de la estructura de flujo del puente que se va a definir. Nótese que con todos los demás perfiles transversales relacionados con el puente y/o obras de desagüe, esta entrada de datos debe especificar NO OPENING. En el apartado titulado Definición del Puente sobre la definición de los componentes de flujo del puente figura una información adicional. Si se especifica una estructura de flujo de obra de desagüe, entonces este botón circular debe especificar CULVERT en el perfil transversal correspondiente a la cara aguas debajo de la estructura de flujo. Al seleccionar esta entrada se creará un botón circular adicional que permitirá al usuario especificar los componentes de la estructura de flujo de la obra de desagüe. En el apartado titulado Definición de la Obra de desagüe sobre la definición de los componentes de flujo de la obra de desagüe figura una información adicional. Si se definen estructuras de flujo múltiples, entonces se puede definir también una zona de conducción separada especificando CONVEYANCE en la cara aguas debajo de la zona de conducción. EDICIÓN DE LA GEOMETRÍA EN Este botón circular selecciona si ha de definirse el perfil transversal aguas arriba o aguas abajo en que figura la geometría de la estructura de la calzada y de la arista inferior.

En un puente, esta entrada controla la definición de la geometría de la calzada y de la arista inferior. En una estructura de obra de desagüe, esta entrada controla solo la definición de la geometría de la calzada ya que la estructura de flujo de la obra de desagüe no utiliza una definición de arista inferior en su definición. ABERTURAS MÚLTIPLES Las estructuras de flujo múltiples se definen en una lista de estructura de flujo. Esta lista de estructuras de flujo define el tipo de estructura de flujo, así como la posición del borde izquierdo y derecho de cada zona de estructura de flujo. Para añadir una nueva estructura de flujo. Primero se selecciona el tipo de estructura de flujo en el grupo de botón circular de OPENING TYPE. Luego, se especifican las estaciones izquierda y derecha del punto de estancamiento de la estructura que se va a definir. Los valores de las estaciones pueden introducirse directamente, o gráficamente seleccionando PICK. Los botones abajo y arriba pueden usarse para copiar entradas específicas de aguas arriba a aguas abajo, o viceversa. Cuando se ha terminado de especificar la estructura de flujo, se hace clic en ADD. Esto añadirá la estructura de flujo a la lista de estructuras de flujo. Las estructuras de flujo se introducirán en un orden basado en el valor de la estación izquierda del perfil transversal aguas abajo. Para editar la definición de una estructura de flujo existente en la lista de estructuras de flujo, se selecciona primero en la lista. Luego se modifica la definición de la estructura y se pulsa UPDATE. Para eliminar una estructura de flujo existente de la lista de estructuras de flujo, se selecciona primero la estructura en la lista y luego se pulsa DELETE. Zonas de conducción del flujo Las zonas de conducción del flujo solo pueden definirse junto con otras estructuras de flujo (es decir, en un perfil transversal de aberturas múltiples). Las zonas de conducción del flujo no pueden definirse por sí mismas como estructura de flujo en un perfil transversal. Cuando se definen las zonas de conducción del flujo en un perfil transversal de aberturas múltiples, puede definirse un máximo de dos zonas de conducción del flujo y solo puede definirse el lado izquierdo y/o derecho del perfil transversal. Las zonas de conducción del flujo no pueden definirse como una estructura de flujo interno en un perfil transversal de aberturas múltiples. Número máximo de estructuras de flujo Puede definirse un máximo de 7 estructuras de flujo de cualquier combinación en un perfil transversal (es decir, puente, obra de desagüe y/o zona de conducción del flujo). Sin embargo, dentro de una estructura de flujo de obra de desagüe (también conocida como grupo de obras de desagüe, que cuenta como una estructura simple), pueden definirse hasta 25 conductos de obras de desagüe.

Puntos de estancamiento de aberturas múltiples Cuando se define una estructura de flujo de múltiples aberturas, el usuario selecciona entre tres tipos de aberturas disponibles: puente, obra de desagüe o conducción del flujo. Además para definir el tipo de abertura, el usuario debe especificar una estación derecha e izquierda para caga abertura (véase la Figura 5.7.2). Estas estaciones se usan para establecer los límites de flujo efectivo para cada abertura así como los puntos de estancamiento. Los puntos de estancamiento son las situaciones en el flujo se separa (en el lado aguas arriba) de una abertura hasta la abertura adyacente.

Figura 5.7.2 Perfil transversal de múltiples aberturas Las estaciones iniciales y finales de la geometría del terreno del perfil transversal deben coincidir con la estación inicial más a la izquierda de la estructura de flujo y con la estación final más a la derecha de la estructura de flujo. Además, no puede haber ningún hueco entre estructuras de flujo, y el estacionamiento entre puente y/o obra de desagüe puede permitirse que se solapen. Como se ve en la Figura 5.7.2, la estación derecha del grupo de obras de desagüe se superpone con la estación izquierda de la abertura del puente. Cuando se define el solape de las estaciones, HEC-RAS calcula automáticamente la situación del punto de estancamiento dentro del solape de estacionamiento definido. Esto permite variar el punto de estancamiento desde un perfil al próximo. Sin embargo, el estacionamiento interior para una zona de conducción del flujo debe definirse para coincidir con el estacionamiento de la estructura de flujo adyacente – sin que se permita el solape. 5.8 Definición de la geometría de la arista inferior del puente La estructura de flujo del puente se define usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se dijo en el apartado titulado Definición de las Aberturas de Puente y Obras de desagüe. La geometría de la arista inferior y la geometría de la calzada de un puente se usan para definir las características de flujo del puente. Estos datos deben especificarse en los perfiles transversales de las caras aguas abajo y aguas arriba del puente. Los siguientes apartados discuten cómo definir la geometría de la arista inferior del puente. Los apartados que comienzan el apartado titulado Definición de la Calzada discuten cómo definir la geometría de la calzada.

Figura 5.8.1 Caja de diálogo de Definiciones de Aberturas que proporciona una variedad de métodos distintos para definir la geometría de la arista inferior del puente Se accede a la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 5.8.1, seleccionando OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas permite al usuario seleccionar un método de entrada para definir la geometría de la arista inferior del puente. Estos métodos de entrada son los siguientes:

• Introducción y edición de los puntos de las coordenadas de la geometría de la arista inferior directamente en la caja de diálogo.

• Dibujo de la geometría de la arista inferior directamente en la pantalla. • Digitalización de la geometría de la arista inferior directamente en pantalla.

Los siguientes apartados describen estos métodos para definir la geometría de la arista inferior. Con objeto de definir la geometría de la arista inferior del puente, debe existir ya la geometría del terreno en el perfil transversal. Si el usuario trata de definir la geometría de la arista inferior del puente, la caja de diálogo emitirá un mensaje de error mostrará en pantalla describiendo el problema. 5.8.1 Método de entrada de edición directa El método de edición directa muestra en pantalla la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal, como se ve en la Figura 5.8.1.1. La caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal puede usarse para insertar, editar y borrar la geometría de los puntos individuales de la arista inferior y de la geometría de la calzada del puente. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente definido. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Al seleccionar BRIDGE como tipo de abertura, se pincha en DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en qué perfil transversal se va a definir la geometría de la arista inferior. Luego, se elige DIALOG.

BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal y luego la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal.

Figura 5.8.1.1 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal que se usa para añadir, borrar y editar las cotas de la arista inferior y de la calzada del puente Para añadir un nuevo punto de la geometría de la arista inferior y/o de la calzada, primero se especifica una estación del terreno existente bien introduciendo el valor de la estación directamente en la entrada de datos o escogiendo PICK en las entradas de datos de Estación y Cotas del terreno en la cuadrícula del perfil transversal o en el mapa topográfico. Después de seleccionar una estación del terreno, se introduce la cota de la arista inferior y/o de la calzada en la entrada de datos adecuada, o se elige PICK en la entrada de datos de Estación y Cotas del terreno en la cuadrícula del perfil transversal. Cuando se hayan introducido las cotas, se hace clic en UPDATE. Nótese que se debe elegir UPDATE para que sean introducidos las nuevas cotas en la lista. Para editar un punto de la geometría existente de la geometría de la arista inferior y/o de la calzada, se selecciona el punto de la lista o se elige PICK para seleccionarlo en la cuadrícula del perfil transversal. Luego se modifica el valor de la cota en la entrada de datos adecuada y se pulsa UPDATE. Haciendo doble clic sobre una fila de datos que aparecen en la lista moverá el cursor inmediatamente de la entrada de datos a la entrada de datos de cotas del terreno, permitiendo alterar rápidamente la cota de una estación del terreno existente. Para borrar una fila de datos de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se pulsa DELETE. 5.8.2 Método de entrada en el perfil transversal en pantalla El método de entrada en el perfil transversal en pantalla permite definir una nueva geometría de la arista inferior en pantalla en el perfil transversal activo. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente definido. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS

en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Al seleccionar BRIDGE como tipo de abertura, se pincha en DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en qué perfil transversal se va a definir la geometría de la arista inferior. Luego, se elige DRAW LC. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal lo que permite introducir los nuevos puntos de la geometría de la arista inferior haciendo clic en cualquier de la cuadrícula o tecleando las coordenadas de la estación y cota (tal como 100,1320, sin espacios). A medida que se define la geometría de la arista inferior del puente usando este método, BOSS RCAD comprobará que cada estación de la arista inferior coincide con una estación existente del terreno. Si no es así, el valor de la estación de la arista inferior se actualizará para que coincida con la estación del terreno más próxima. Para más precisión, se puede hacer zoom de aumento o disminución (con las teclas PgUp y PgDn para hacer dinámicamente este zoom) Luego usando AutoPan para moverse alrededor, se puede lograr mayor precisión al definir la geometría de la arista inferior. 5.8.3 Método de entrada de Digitalización del perfil transversal El método de entrada de digitalización del perfil transversal permite digitalizar la geometría de la arista inferior desde un gráfico del perfil transversal en papel para la cuadrícula del perfil transversal activo. Si no se ha configurado previamente la tableta digitalizadora en BOSS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibrado de la tableta en BOSS RCAD. Véase el apartado titulado Configuración de la Tableta en el Capítulo 3 para información sobre la configuración de la tableta digitalizadora. Para iniciar este método de entrada, primero de selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente definido. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Al seleccionar BRIDGE como tipo de abertura, se pincha en DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en qué perfil transversal se va a definir la geometría de la arista inferior. Luego, se elige DIGITALIZE LC. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal y después aparecerá un mensaje para calibrar la tableta para el dibujo del perfil transversal que ha de digitalizarse. Una vez calibrado el digitalizador, se puede pinchar puntos en el gráfico del perfil transversal en papel. Estos puntos deben corresponder con precisión a puntos del perfil transversal en pantalla. Si se desea, se pueden teclear las coordenadas de la estación y cota de la arista inferior del puente (tal como 7410,420, sin espacios). A medida que se digitaliza la geometría de la arista inferior del puente, BOSS RCAD comprobará si las estaciones digitalizadas de la arista inferior coinciden con las estaciones del terreno existente. Si no es así, el valor de la estación se actualizará para que coincidan con la estación del terreno más próxima. Gráficos de perfiles transversales grandes Si el gráfico en papel del perfil transversal excede el tamaño de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar la geometría de la arista inferior del puente a trozos. Primero se digitaliza lo más posible, luego se mueve el papel del perfil transversal, se

ajusta de nuevo el papel a la tableta, se pulsa R para volver a calibrar la tableta para la nueva posición y se continúa digitalizando. 5.8.4 Ajuste gráfico de la geometría de la arista inferior BOSS RCAD permite realizar ajustes de la geometría de la arista inferior del puente gráficamente usando las grapas. Por ejemplo, en la línea de comando de RCAD, se pincha simplemente la línea que representa la arista inferior del puente con el cursor en forma de cruz para trasladar un punto individual la arista inferior del puente mostrada en la cuadrícula del perfil transversal o del mapa topográfico. RCAD iluminará automáticamente todos los puntos que forman esta línea. Se pincha el punto que se quiere mover y se arrastra a su nueva posición. Para limpiar uniones de la línea de terreno seleccionada, se pulsa dos veces CANCEL. Pata una posterior discusión sobre las grapas de RCAD, véase el apartado titulado Ajuste gráfico de la geometría del terreno en este Capítulo. Alineación de la estación de la geometría de la arista inferior Es importante asegurarse de que la estación de la arista inferior movida coincide con una estación de un punto del terreno existente. Esto se debe a que HEC-RAS calcula la conducción para una abertura de puente usando una serie de trapecios cuyos lados laterales corresponden a las estaciones de la geometría de la arista inferior y del terreno. BOSS RCAD, al generar el fichero de transferencia de datos, comprobará automáticamente que la arista inferior del puente coincide con una estación del terreno del perfil transversal. Si no fuera así, aparecerá un mensaje de error. 5.9 Definición de obras de desagüe La estructura de flujo de obras de desagüe se define usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se dijo en el apartado titulado Definición de las Aberturas de Puente y Obras de desagüe. La geometría de la obra de se usa para definir las características de flujo de la obra de desagüe. Estos datos deben especificarse en los perfiles transversales de las caras aguas abajo y aguas arriba del puente. Se accede a la caja de diálogo de Definiciones de Obras de desagüe, seleccionando primero OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto mostrará en pantalla la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Al seleccionar CULVERT como tipo de Abertura, se teclea DEFINE. BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Obras de desagüe, como se ve en la Figura 5.91.

Figura 5.9.1 Caja de diálogo de Descripción de Obras de Desagüe usada para definir la obra de desagüe Una vez introducido un tipo de obra de desagüe en la caja de diálogo de Definición de la obra de desagüe, pueden especificarse obras de desagüe múltiples definiendo las estaciones de los ejes aguas arriba y aguas abajo para cada obra de desagüe. Sin embargo, estas obras de desagüe deben tener la misma forma, tamaño, cotas de solera y coeficientes de pérdida. Las obras de desagüe múltiples definidas de esta forma se conocen como grupo de obras de desagüe. Por lo tanto, si se va a definir grupos múltiples de obra de desagüe, el usuario debe especificar MULTIPLE OPENINGS en la entrada de grupo circular de tipo de perfil transversal en la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Descripción de obras de desagüe de la Figura 5.9.1, junto con una breve descripción de cada entrada. DIÁMETRO O ALTURA DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada especifica el diámetro interior de una obra de desagüe en tubería o la altura interior de una obra de desagüe rectangular /véanse las Figuras 5.9.8 y 5.9.9). La altura interior (o diámetro) de una abertura de obra de desagüe es importante no solo para determinar la superficie de flujo total de la obra de desagüe, sino también para determinar si las cotas del agua aguas arriba y aguas abajo son adecuadas para sumergir la entrada o salida de la obra de desagüe. Al elegir PICK, el usuario podrá medir gráficamente el diámetro o altura de la obra de desagüe. ANCHURA DE LA ABERTURA CUADRANGULAR DE LA OBRA DE DESAGÜE Especifica esta entrada al anchura interior de la obra de desagüe rectangular. Si existen obras de desagüe múltiples, se introduce la anchura de una sola obra de desagüe rectangular, no la anchura acumulada de todas las obras de desagüe. Si se analiza una obra de desagüe circular, se deja en blanco esta entrada (véase Figura 5.9.9).

La mayoría de las obras de desagüe tienen esquinas achaflanadas en su interior. Estos chaflanes son ignorados por HEC-RAS al calcular la superficie transversal de la obra de desagüe. Ciertos folletos de los fabricantes contienen la verdadera superficie transversal de cada tamaño de obra de desagüe rectangular, teniendo en cuenta la reducción de superficie causada por las esquinas achaflanadas. Si se desea tener en cuenta la pérdida de superficie debida a los chaflanes, debe reducirse la anchura de la abertura de la obra de desagüe rectangular. No se debe reducir la altura de la obra de desagüe para determinar la submergencia de la entrada o salida de la obra de desagüe. Al elegir PICK, el usuario podrá medir gráficamente la anchura de la abertura de la obra de desagüe. SOLERA AGUAS DEBAJO DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrad especifica la cota de la solera aguas abajo de la abertura de la obra de desagüe (véanse las Figuras 5.9.8 y 5.9.9). Al elegir PICK, el usuario podrá seleccionar gráficamente la cota de la solera aguas abajo de la abertura de la obra de desagüe en la cuadrícula del perfil transversal. El programa utiliza este valor par calcular la pendiente de la obra de desagüe. Esta pendiente se usa después para calcular el calado normal del flujo en la obra de desagüe bajo las condiciones d flujo en la entrada. HEC-RAS no puede calcular obra de desagüe con pendientes negativas. Por lo tanto, la cota de solera aguas debajo deberá ser igual o inferior a la cota de la solera aguas arriba de modo que la velocidad del flujo puede mantenerse en un valor mínimo de tres pies por segundo ( o un metro por segundo). SOLERA AGUAS ARRIBA DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrad especifica la cota de la solera aguas arriba de la abertura de la obra de desagüe (véanse las Figuras 5.9.8 y 5.9.9). Al elegir PICK, el usuario podrá seleccionar gráficamente la cota de la solera aguas arriba de la abertura de la obra de desagüe en la cuadrícula del perfil transversal. El programa utiliza este valor par calcular la pendiente de la obra de desagüe. Esta pendiente se usa después para calcular el calado normal del flujo en la obra de desagüe bajo las condiciones d flujo en la entrada. HEC-RAS no puede calcular obra de desagüe con pendientes negativas. Por lo tanto, la cota de solera aguas arriba deberá ser igual o superior a la cota de la solera aguas abajo de modo que la velocidad del flujo puede mantenerse en un valor mínimo de tres pies por segundo ( o un metro por segundo). LONGITUD DE LA OBRA DE DESAGÜE La longitud de la obra de desagüe se mide a lo largo del eje de la obra de desagüe. La longitud de la obra de desagüe se usa para determinar la pérdida por rozamiento en el conducto de la obra de desagüe y la pendiente de la obra de desagüe. Al elegir PICK, el usuario podrá medir gráficamente la longitud de la obra de desagüe.

COEFICIENTE n DE MANNING DE LA OBRA DE DESAGÜE Este entrada especifica el coeficiente de rugosidad n de Manning que ha de usarse en los cálculos de pérdidas por rozamiento. Las Tablas 5.9.1 y 5.9.2 ofrecen una lista de los valores sugeridos para los coeficientes de rugosidad de Manning. Los coeficientes de rugosidad de la obra de desagüe deben ajustarse de modo que tengan en cuenta la característica de la obra de desagüe. Tabla 5.9.1 Coeficientes de rugosidad de Manning para tuberías metálicas corrugadas (según American Iron and Steel Institute Modern Sewer Design) Tipo de tubería y diámetro Sin revestir Revestida en un 25% Revestida totalmenteHelicoidal 1,50 x ¼ de pulgada Diámetro de 8 pulgadas 0.012 Diámetro de 10 pulgadas 0.014 Anular 2,67 x ½ pulgada Todos los diámetros 0.024 0.021 0.021 Helicoidal 2,67 x ½ pulgada Diámetro de 12 pulgadas 0.011 Diámetro de 18 pulgadas 0.014 Diámetro de 24 pulgadas 0.016 0.015 0.012 Diámetro de 36 pulgadas 0.019 0.017 0.012 Diámetro de 48 pulgadas 0.020 0.020 0.012 Diámetro de 60 pulgadas 0.021 0.019 0.012 Anular 3 x 1 pulgada Todos los diámetros 0.027 0.023 0.012 Helicoidal 3 x 1 pulgadas Diámetro de 48 pulgadas 0.023 0.020 0.012 Diámetro de 54 pulgadas 0.023 0.020 0.012 Diámetro de 60 pulgadas 0.024 0.021 0.012 Diámetro de 66 pulgadas 0.025 0.022 0.012 Diámetro de 72 pulgadas 0.026 0.022 0.012 Diámetro de 78 pulgadas o mayor 0.027 0.023 0.012 Corrugados de 6 x 2 pulgadas Diámetro de 60 pulgadas 0.033 0.028 Diámetro de 72 pulgadas 0.032 0.027 Diámetro de 120 pulgadas 0.030 0.026 Diámetro de 180 pulgadas 0.028 0.024

Tabla 5.9.2 Coeficientes de rugosidad de Manning para conductos cerrados que fluyen parcialmente (según Chow) Tipo de cauce y diámetro Mínimo Normal Máximo

Bronce Liso 0.009 0.010 0.013 Acero Soldado 0.010 0.012 0.014 Ribeteado y en espiral 0.013 0.016 0.017 Hierro fundido Revestido 0.010 0.013 0.014 Sin revestir 0.011 0.014 0.016 Hierro forjado Negro 0.012 0.014 0.015 Galvanizado 0.013 0.016 0.017 Metal corrugado Drenaje inferior 0.017 0.019 0.021 Drenaje de tormenta 0.021 0.024 0.030 Lucita Liso 0.008 0.009 0.010 Vidrio Liso 0.009 0.010 0.013 Cemento Limpio, superficial 0.010 0.011 0.013 Mortero 0.011 0.013 0.015 Hormigón Obra de desagüe, recta y libre de suciedad

0.010 0.011 0.013

Obra de desagüe con curvas, conexiones y suciedad

0.011 0.013 0.014

Acabado 0.011 0.013 0.014 Alcantarilla con agujeros de hombre, entradas, etc.

0.013 0.015 0.017

Sin terminar, encofrado metálico

0.013 0.013 0.014

Sin terminar, encofrado de madera lisa

0.012 0.014 0.016

Sin terminar, encofrado de madera sin pulir

0.015 0017 0.020

Madera Duelas 0.010 0.012 0.014 Laminada y tratada 0.015 0.017 0.020 Arcilla Teja de drenaje común 0.011 0.013 0.017 Alcantarilla vitrificada con agujeros de hombre, etc.

0.013 0.014 0.017

Dren subterráneo vitrificado con juntas abiertas

0.014 0.016 0.018

Ladrillo Vidriado 0.011 0.013 0.016 Revestido con mortero de cemento

0.012 0.015 0.017

Alcantarilla sanitaria con limos, codos, conexiones, etc.

0.012 0.013 0.016

Solera revestida, alcantarilla, fondo liso

0.016 0.019 0.020

Mampostería, con cemento 0.018 0.025 0.030

COEFICIENTE DE PÉRDIDA EN LA ENTRADA Esta entrada especifica el coeficiente de pérdida en la entrada de la obra de desagüe que ha de usarse en el cálculo de la pérdida de carga en la entrada de la obra de desagüe. El coeficiente introducido en esta entrada de datos será multiplicado por el cambio de carga debida a la velocidad dentro de la obra de desagüe en el extremo aguas arriba. Este valor representa la cantidad de pérdida de energía que tiene lugar a medida que el flujo entra en la obra de desagüe. Las Tablas 5.9.3 y 5.9.4 ofrecen los valores propuestos para los coeficientes de pérdida en la entrada de la obra de desagüe. Para más información sobre las pérdidas en la entrada de la obra de desagüe, véase el apartado titulado Coeficientes de Pérdida en la Entrada de Obras de Desagüe en el Capítulo 8. Tabla 5.9.3 Coeficientes de pérdida en la entrada, ke, para obras de desagüe rectangulares (Bureau of Public Roads, 1958)

Tipo de obra de desagüe y diseño de entrada ke

Obra de desagüe rectangular (Muro frontal paralelo al terraplén. sin muros en ala) Bordes redondeados 0.20 Bordes cuadrados en los tres lados 0.50 Obra de desagüe rectangular (muros en ala a 75º con el conducto) Borde superior redondeado 0.20 Borde superior cuadrado 0.40 Obra de desagüe rectangular (muros en ala entre 10º y 25º con el conducto) Borde superior redondeado 0.50 Obra de desagüe rectangular (muros en ala paralelos al conducto) Borde superior redondeado 0.70 Tabla 5.9.4 3 Coeficientes de pérdida en la entrada, ke, para obras de desagüe circulares (Bureau of Public Roads, 1958)

Tipo de obra de desagüe y diseño de entrada K6 Obra de desagüe circular de hormigón armado Saliente del relleno, final de la tubería en arqueta 0.20 Saliente del relleno, final de la tubería con corte cuadrado 0.50 Sección final acompañando al talud del relleno 0.50 Cortada para acomodarse al talud del relleno 0.70 Obra de desagüe circular de hormigón y muro frontal y muros en ala Arqueta al final de la tubería 0.10 Entrada redondeada 0.10 Corte cuadrado al final de la tubería 0.50 Tubería metálica corrugada Muro frontal, bordes cuadrados 0.50 Muro frontal y muros en ala, bordes cuadrados 0.50 Sección final acompañando al talud del relleno 0.70 Cortada para acomodarse al talud del relleno 0.70 Saliente del relleno (sin muro frontal) 0.80

COEFICIENTE DE PÉRDIDA EN LA SALIDA Esta entrada especifica el coeficiente de pérdida en la salida de la obra de desagüe que ha de usarse en el cálculo de la pérdida de carga en la entrada de la obra de desagüe. El coeficiente introducido en esta entrada de datos será multiplicado por el cambio de carga debida a la velocidad dentro de la obra de desagüe en el extremo aguas abajo. Este valor representa la cantidad de pérdida de energía que tiene lugar a medida que el flujo sale de la obra de desagüe. Por lo general, estos coeficientes de pérdida en la salida varían entre 0,3 y 1,0. Para una expansión súbita del flujo, como la que tiene lugar en una obra de desagüe típica, se fija en 1,0 el coeficiente de pérdida en la salida. El coeficiente de pérdida en la salida debería reducirse a medida que la transición se hace más suave. FORMA DE LA OBRA DE DESAGÜE La lista desplegable permite al usuario seleccionar una de las ocho formas distintas de obra de desagüe. Se hace clic en la flecha hacia abajo que está al lado de la entrada para listar las formas disponibles. Estas formas son: • Circular • Rectangular • En arco • Tubería en arco • Elíptica • Semicircular • Arco rebajado • Arco peraltado El tamaño de la obra de desagüe se define introduciendo una elevación y un vano. La elevación se refiere a la altura máxima interior de la obra de desagüe, mientras que el vano representa la anchura máxima interior. Tanto las obras de desagüe circulares como semicirculares se definen introduciendo el diámetro. La altura interior (elevación) de la abertura de una obra de desagüe es importante no solo para determinar la superficie total de flujo, sino también para determinar si las cotas aguas arriba y aguas abajo son adecuadas para sumergir la entrada o la salida de la obra de desagüe. NÚMERO DE PLANO DEL FHWA NÚMERO DE ESCALA DEL FHWA Estas entradas especifican el número de plano y escala del FHWA, respectivamente. El número de plano y escala del FHWA se refieren a una serie de nomogramas publicados en 1965 por el Bureau of Public Roads (ahora llamado Federal Highway Administration). Estos nomogramas permiten calcular la carga de agua en la entrada para diferentes tipos de aberturas de obras de desagüe que funcionan bajo un amplio rango de condiciones. Estos nomogramas y otros construidos usando métodos originales, se publicaron en 1985 (FHWA, 1985). La Tabla 5.9.5 muestra los números de plano y escala del FHWA para obras de desagüe en tubería. La Tabla 5.9.6 muestra los números de plano y escala del FHWA

para obras de desagüe rectangulares. La Tabla 5.9.7 muestra los números de plano y escala del FHWA para obras de desagüe adicionales. Al elegir TABLE el usuario podrá seleccionar los números de plano y escala del FHWA apropiados en la tabla descriptiva. Tabla 5.9.5 Números de plano y escala del FHWA para obras de desagüe en tubería (FHWA,1985)

Descripción Número de plano Número de escala Obra de desagüe en tubería de hormigón Entrada con borde cuadrado con muro frontal (Figura 4.11.4) 1 1 Entrada con borde ranurado y muro frontal (Figura 4.11.4) 1 2 Entrada con borde ranurado, tubería saliente del relleno (Figura 4.10.6)

1 3

Obra de desagüe en tubería de metal corrugado Muro frontal (Figura 4.11.4) 2 1 Dovelada para acomodarse al talud (Figura 4.11.5) 2 2 Tubería saliente del relleno (Figura 4.11.6) 2 3 Obra de desagüe en tubería de hormigón, entrada en anillo biselado Bisel pequeño (Figura 4.11.7) 3 1 b/D = 0,042 b/D = 0,063 a/D = 0,042 d/D = 0,063 Bisel grande (Figura 4.11.7) 3 2 b/D = 0,042 a/D= 0,125 c/D= 0,042 d/D= 0,125

Tabla 5.9.6 Números de plano y escala del FHWA para obras de desagüe rectangulares (FHWA,1985)


Número de escala

Obra de desagüe rectangular con muros en ala abocinados (Figura 4.11.8) Muros en ala abocinados entre 30º a 75º 8 1 Muros en ala abocinados entre 90º a 15º 8 2 Muros en ala no abocinados (laterales rectos) 8 3 Obra de desagüe rectangular con muros en ala abiertos y Parte superior de entrada biselada (Figura 4.11.8 y 4.11.9)

Muros en ala abiertos 45º, bisel borde superior entrada = 0,43 D 9 1 Muros en ala abiertos 18ºa 33,7º, bisel borde superior entrada = 0,63 D 9 2 Obra de desagüe rectangular con muro frontal, con bordes de entrada achaflanados o biselados (Figura 4.11.10)

Bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada 10 1 Bordes de entrada biselados ½ pulgada/pie a 45 º (1:1) 10 2 Bordes de entrada biselados ½ pulgada/pie a 33,7 º (1:1,5) 10 2 Obra de desagüe rectangular con muro frontal esviado, con bordes de entrada achaflanados o biselados (Figura 4.11.11)

Muro frontal esviado 45º, bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada 11 1 Muro frontal esviado 30º, bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada 11 2 Muro frontal esviado 15º, bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada 11 3 Muro frontal esviado15 a 45º, bordes de entrada achaflanados ¾ de pulgada

11 4

Obra de desagüe rectangular con muros en ala abiertos sin retranqueo y Parte superior de entrada achaflanada (Figura 4.11.12)

Muros en ala abiertos 45º (1:1), entrada no esviada 12 1 Muros en ala abiertos 18,4º (3:1) entrada no esviada 12 2 Muros en ala abiertos 18,4º (3:1) entrada esviada 30º 12 3 Obra de desagüe rectangular con muros en ala abiertos con retranqueo y Parte superior de entrada biselada (Figura 4.11.13)

Muros en ala abiertos 45º (1:1) bisel borde superior entrada = 0,42 D 13 1 Muros en ala abiertos 18.4 (1,5:1) bisel borde superior entrada = 0,083 D 13 3 Muros en ala abiertos 18.4º (3:1) bisel borde superior entrada = 0,083 D 13 4 Obra de desagüe rectangular de metal corrugado Muro frontal a 90º 16-19. 1 Muro grueso saliente 16-19 2 Muro delgado saliente 16-19 3

Tabla 5.9.7 Números de plano y escala de las obras de desagüe adicionales

Descripción Número de plano Número de escala Elipse horizontal; Hormigón Cuadrada con muro frontal 29 1 Final acanalado con muro frontal 29 2 Final acanalado saliente 29 3 Elipse vertical; Hormigón Cuadrada con muro frontal 30 1 Final acanalado con muro frontal 30 2 Final acanalado saliente 30 3 Tubería en arco; radio de esquina 18’’;Metal corrugado Muro frontal a 90º 34 1 Acoplado al talud 34 2 Saliente 34 3 Tubería en arco; radio de esquina 16’’;Metal corrugado Saliente 35 1 Sin dovelas 35 2 Dovelas a 33,7º 35 3 Tubería en arco; radio de esquina 31’’;Metal corrugado Saliente 36 1 Sin dovelas 36 2 Dovelas a 33,7º 36 3 Arco; metal corrugado Muro frontal a 90º 41.43 1 Acoplado al talud 41.43 2 Muro delgado saliente 41.43 3 Obra de desagüe circular Entrada ahusada: bordes biselados 56 1 Entrada ahusada: bordes cuadrados 56 2 Entrada ahusada: bordes delgado saliente 56 3 Rectangular Entrada ahusada en forma de cuello 57 1 Hormigón rectangular Lateral ahusado; bordes menos favorables 58 1 Lateral ahusado; bordes más favorables 58 2 Hormigón rectangular Talud ahusado; bordes menos favorables 59 1 Talud ahusado; bordes más favorables 59 2

Figura 5.9.8 Perfil transversal de la tubería de la obra de desagüe

Figura 5.9.9 Perfil transversal de la obra de desagüe rectangular

Figura 5.9.10 Entrada de obra de desagüe sin muro frontal y muros en ala (FHWA Planos 1 y 2)

Figura 5.9.11 Entrada de obra de desagüe dispuesta para acomodarse al talud (Plano 2 del FHWA)

Figura 5.9.12 Entrada de obra de desagüe saliente del relleno (Plano 1 y 2 del FHWA)

Figura 5.9.13 Entrada de obra de desagüe con entrada biselada (Plano 3 del FHWA)

Figura 5.9.14 Muros en ala abiertos (Planos 8 y 9 del FHWA)

Figura 5.9.15 Entrada con bisel en borde superior (Plano 9 del FHWA)

Figura 5.9.16 Borde superior y lateral de entrada biselados con muro frontal a 90º (Plano 10 del FHWA)

Figura 5.9.17 Bordes biselado superior y lateral de entrada s con muro frontal esviado (Plano 11 del FHWA

Figura 5.9.18 Muros en ala abiertos sin desplazamiento (Plano 12 del FHWA)

Figura 5. 9.19 Muros en ala abiertos y desplazados (Plano 13 del FHWA) CRITERIOS DE SOLUCIÓN Este botón circular permite al usuario seleccionar qué solución de obra de desagüe debe seleccionar al calcular el flujo a través de una obra de desagüe. Se recomienda seleccionar HIGHEST UPSTREAM ENERGY ELEVATION (esta es la solución por defecto). El cálculo de flujo en obras de desagüe es muy complicado. Es corriente usar el concepto de control de entrada y el control de salida para simplificar el cálculo. El flujo de control de entrada tiene lugar cuando la capacidad de flujo de la entrada de la obra de desagüe es menor que la capacidad de flujo del conducto de la obra de desagüe. La sección de control de una obra de desagüe que funciona bajo el control de entrada se sitúa dentro de la entrada de la obra de desagüe. La superficie del agua para a través del calado crítico en o cerca de su situación y el régimen de flujo inmediatamente aguas abajo es supercrítico. El control de salida tiene lugar cuando la capacidad de flujo de la obra de desagüe está limitada por las condiciones de aguas abajo (es decir, los altos niveles aguas abajo) o por la capacidad de transporte de flujo del conducto de la obra de desagüe. HEC-RAS calcula la energía necesaria aguas arriba para producir un ritmo de flujo dado a través de la obra de desagüe tanto para las condiciones de control en la entrada y la salida. Al seleccionar HIGHEST UPSTREAM ENERGY ELEVATION, el control es la cota más alta de la línea de energía y, por lo tanto, determina el tipo de flujo de la obra de desagüe para un ritmo de flujo dado t unas condiciones de nivel aguas abajo. ESTACIONES DEL EJE La tabla adjunta permite definir múltiples obras de desagüe, cada una con eje distinto. Nótese que cada obra de desagüe puede tener una valor distinto de estación aguas arriba y aguas abajo. Sin embargo, estas obras de desagüe deben tener un tamaño, forma, cotas de solera y coeficientes de pérdida idénticas. Las obras de desagüe múltiples definidas de esta forma se denominan grupo de obras de desagüe.

Para añadir una nueva obra de desagüe a la lista, se introducen las correspondientes estaciones de aguas arriba y aguas abajo en las entradas de datos y se elige ADD. Para cambiar la entrada de estacionamiento, se selecciona la entrada adecuada de la lista, se introducen los nuevos valores y se elige UPDATE. Para borrar una obra de desagüe, se selecciona la entrada adecuada en la lista y se elige DELETE. Para copiar un valor de estación de eje aguas arriba especificado a un valor de estación de eje aguas abajo se elige▼. De igual forma, para copiar el valor aguas abajo a la entrada de datos de aguas arriba, se elige ▲. 5.10 Otros datos de puente Los siguientes apartados describen los datos adicionales usados para definir un puente. 5.10.1 Descripción de la Metodología de Cálculo de un Puente La caja de diálogo de Descripción de la metodología del cálculo de un puente, como se ve en Figura 5.10.1.1, permite al usuario especificar el método de cálculo que ha de usarse al calcular las condiciones de flujo bajo de la Clase A y las condiciones de flujo alto (flujo en o por encima de la cota de la arista inferior del puente). Se accede a la caja de diálogo de Descripción de la metodología del cálculo de un puente seleccionando METHODOLOGY en la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas cuando se define una estructura de flujo de puente.

Figura 5.10.1.1 Caja de diálogo de Metodología de Cálculo de Puente A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de la metodología del cálculo de un puente de la Figura 5.10.1.1, junto con una breve descripción de cada entrada. MÉTODO DE CÁLCULO DE FLUJO BAJO DE LA CLASE A El usuario puede pedir al programa que use un método de cálculo de flujo bajo concreto cuando se calcula bajo condiciones de flujo bajo de la Clase A seleccionando

el botón circular adecuado. Nótese que por defecto se usará HIGHEST ENERGY ANSWER y solo se usará el método de cálculo de ENERGÍA. El usuario puede pedir a HEC-RAS que calcule una o todas las respuestas de flujo bajo cambiando a ON en las cajas de comprobación del método de flujo bajo de la Clase A. COEFICIENTE DE ARRASTRE EN PILAS Si se usa el método de cálculo de MOMENTUM en el cálculo de flujos bajos de la Clase A, entonces el usuario puede especificar el coeficiente de arrastre del que se usará para calcular las pérdidas en pilas en las ecuaciones del momentum. Este método de cálculo se describe con más detalle en el Capítulo 9. Puede usarse los siguientes coeficientes de arrastre por pérdida en pilas: Pilas cuadradas 2,00 Pilas semicirculares 1,33 Si se deje en blanco esta entrada y se especifica la geometría de la pila, entonces el programa usará el coeficiente de arrastre relacionado con las pilas cuadradas. COEFICIENTE DE FORMA DE PILA Si se emplea el método de YARNELL en el cálculo de flujos bajos de la Clase A, entonces el usuario puede especificar el coeficiente de forma de la pila que se usará para calcular las pérdidas en pilas en las ecuaciones de Yarnell para flujos bajos de la Clase A. Este método de cálculo se describe con más detalle en el Capítulo 9. Los coeficientes típicos de forma de pila se dan en la Tabla 5.10.1

Descripción de la pila Ilustración Coeficiente de forma de pila

Forma semicircular en ambos extremos

0,90

Pilas gemelas cilíndricas con diafragma

0,95

Pilas gemelas cilíndricas sin diafragma

1.05


1,05

Extremos cuadrados

1,25

MÉTODO DE CÁLCULO DE FLUJO ALTO El usuario puede pedir al programa que use un método de cálculo de flujo alto cuando se calcula en condiciones de flujo alto (es decir, cuando la arista inferior del puente está sumergida) se selecciona el botón circular. Por defecto, se selecciona el método de cálculo PRESSURE AND WEIR, ya que esto representa las situaciones de vertido sobre la calzada. El método de cálculo de ENERGY solo usa el método basado en la energía (del mismo modo como se calcula para flujos bajos) para calcular los flujos altos – y se usa generalmente en situaciones críticas de vertido sobre al calzada en las que el flujo por

vertedero es sumergido. Este método de cálculo se describe con más detalle en el Capítulo 9. Al elegir el método de cálculo de PRESSURE AND WEIR se utilizan ecuaciones hidráulicas por separado para calcular el flujo a presión y el flujo por vertedero. Este método de cálculo se describe con más detalle en el Capítulo 9. COEFICIENTE DE DESCARGA EN ENTRADA SUMERGIDA (opcional) Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga para flujo a presión en entrada sumergida. Este coeficiente de descarga puede variar en función del calado del agua aguas arriba. Los valores pueden oscilar desde 0,35 a 0,5, con un valor de 0,5 usado generalmente en la práctica. El usuario puede introducir un valor fijo para este coeficiente o el programa podrá calcular un coeficiente en función de lo que esté sumergida la entrada. Nótese que estos coeficientes de descarga no se usan en el método de cálculo basado en la energía. Este método de cálculo se describe con más detalle en el Capítulo 9. COEFICIENTE DE DESCARGA EN ENTRADA Y SALIDA SUMERGIDAS (opcional) Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga para flujo a presión en entrada y salida sumergidas. Cuando están sumergidos ambos lados de entrada y salida del puente, se emplea la ecuación de flujo total estándar por orificio (véase el Capítulo 9). Este coeficiente de descarga puede variar de 0,7 a 0,9. con un valor de 0,8 usado generalmente en la práctica. El usuario puede introducir un valor fijo para este coeficiente o el programa podrá calcular un coeficiente en función de lo que esté sumergida la entrada. Nótese que estos coeficientes de descarga no se usan en el método de cálculo basado en la energía. Este método de cálculo se describe con más detalle en el Capítulo 9. COTA A LA QUE SE PRODUCE EL FLUJO A PRESIÓN (opcional) Esta entrada de datos permite al usuario volver a introducir la cota máxima de la arista inferior que ha de usarse en el programa cuando se comprueba la posibilidad de flujo a presión. El programa comprueba la posibilidad de flujo a presión cuando la cota calculada de la línea de energía de flujo bajo está por encima de la cota máxima de la arista inferior en el lado aguas arriba del puente. Si esta cota de la línea de energía está por encima de la cota máxima de la arista inferior, entonces se calcula la superficie del agua con flujo a presión. A continuación, se compara la cota de la superficie del agua con flujo a presión con la cota de la superficie del agua con flujo bajo y se supone que sirve de control la más alta de las dos cotas. Esta entrada de datos permite así al usuario especificar la cota más alta (o más baja) a la que se produce el flujo a presión que ha de usarse en lugar de la cota máxima de la arista inferior para iniciar el cálculo de la cota de la superficie del agua con flujo a presión. 5.10.2 Descripción de los parámetros generales del puente La caja de diálogo de los Parámetros generales del Puente, como se ve en la Figura 5.10.2.1, permite al usuario especificar los parámetros adicionales que han de usarse cuando se calcula el flujo a través del puente. Nótese que estos parámetros se aplican a todos los puentes definidos dentro del modelo.

Se accede a la caja de diálogo de los Parámetros generales del Puente seleccionando BRIDGE PARAMETERS en el menú de Entrada de Aberturas.

Figura 5.10.2.1 Caja de diálogo de Parámetros generales del Puente A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de los Parámetros Generales de un puente de la Figura 5.10.2.1, junto con una breve descripción de cada entrada. ECUACIÓN DEL MOMENTUM (opcional) Estas cajas de comprobación permiten al usuario añadir componentes adicionales de pérdida a la ecuación del momentum cuando se calcula un flujo bajo de la Clase A. Dado que la componente de peso no supone generalmente mucho en términos de pérdidas adicionales del momentum. Por defecto se fija en OFF esta caja de comprobación. Sin embargo, los componentes de rozamiento se fijan en ON por defecto. SITUACIÓN DEL CALADO CRÍTICO CON FLUJO DE LA CLASE B (opcional) Esta entrada de botón circular permite al usuario anular el perfil transversal en que se produce el calado crítico para calcular cuando se determina si existe flujo bajo de la Clase B. Por defecto, el calado crítico se calculará en la abertura aguas arriba de la cara aguas arriba del puente. CRITERIOS DE FLUJO A PRESIÓN (opcional) Esta entrada de botón circular permite al usuario anular el lugar en que se van a iniciar los cálculos de flujo a presión. Por defecto, el programa comprueba la posibilidad de flujo a presión cuando la cota de la línea de energía calculada con flujo bajo está por encima de la cota máxima de la arista inferior en el lado aguas arriba del puente. Si esta cota de la línea de energía está por encima de la cota máxima de la arista inferior, se calcula la cota de la superficie del agua con flujo a presión. Luego, la cota de la superficie del agua con flujo a presión se compara con la cota de la superficie del agua con flujo bajo se

supone que sirve de control la más alta de las dos cotas. Sin embargo, esta entrada de datos permite así al usuario especificar la cota más alta (o más baja) a la que se produce el flujo a presión que ha de usarse en lugar de la cota calculada de al línea de energía para determinar cuando se inicia el cálculo de la cota de la superficie del agua con flujo a presión. Nota Si se ve que hay flujo bajo de la Clase B en un modelo, el usuario debe rodar el modelo en modo de régimen de flujo mixto. El modo de régimen de flujo mixto es capaz de calcular un perfil subcrítico aguas arriba del puente y un perfil supercrítico aguas abajo del puente. Además, pueden localizarse cualquier resalto hidráulico, si existiera. Esta opción se especifica en la caja de diálogo de Descripción de Cálculo del Perfil. 5.10.3 Descripción de las pilas del puente La caja de diálogo de Descripción de las Pilas, como se ve en la Figura 5.10.3.1, permite especificar las situaciones de los y dimensiones de cada pila individual del puente. Nótese que la geometría de la pila debe definirse usando la caja de diálogo de Descripciones de Pilas, con el terreno o la geometría de la arista inferior como se hace generalmente con el Método de Puente Normal en HEC-2. Los cálculos de flujo bajo en puente de HEC-RAS requiere que las pilas se definan por separado con objeto de determinar la cantidad de superficie bajo el agua que está bloqueada por las pilas. Si se incluyen las pilas en la geometría del terreno o de la arista inferior, los métodos de cálculo de flujo bajo en HEC-RAS calcularán incorrectamente la cantidad de pérdida de energía. Se accede a la caja de diálogo de Descripción de las Pilas seleccionando PIERS en la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas.

Figura 5.10.3.1 Caja de diálogo de Descripción de Pilas

A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Descripción de Pilas de un puente de la Figura 5.10.3.1, junto con una breve descripción de cada entrada. DIMENSIONES DE LA OBSTRUCCIÓN POR PILAS La tabla suministrada permite definir la geometría de una sola pila de puente. Nótese que la geometría de la pila de un puente se introduce en forma de cota y anchura con valores duplicados para ambos extremos aguas abajo y aguas arriba de la pila. Para añadir una nueva entrada de geometría a la lista, se introducen los valores de la cota y la anchura por duplicado en las entradas de datos y se elige ADD. Para cambiar una entrada de geometría, se selecciona la entrada adecuada de la lista, se introducen los nuevos valores y se elige UPDATE. Para borrar una entrada de geometría, se selecciona la entrada correspondiente en la lista y se elige DELETE. Para copiar los valores dobles de la geometría aguas arriba a las entradas de datos de aguas abajo, se elige ▼ . Del mismo modo, para copiar los valores de aguas abajo a las entradas de valores aguas arriba, se elige ▲. ESTACIÓN DEL EJE AGUAS ABAJO ESTACIÓN DEL EJE AGUAS ARRIBA La tabla incluida permite definir las situaciones de las estaciones aguas abajo y aguas arriba de una pila de un puente simple. Nótese que cada pila lleva asociada sus dimensiones, definidas en la tabla (superior) de Dimensiones de Obstrucción de la Pila, que define la cota y la anchura correspondiente para los extremos aguas abajo y aguas arriba de la pila. Buscando en las pilas listadas, los pares de valores de cota/anchura cambiarán en la tabla de Dimensiones de Obstrucción de la Pila. Para añadir una nueva pila a la lista, se introduce las correspondientes estaciones de los ejes aguas abajo y aguas abajo en las entradas de datos y se pulsa ADD. Para cambiar una entrada de ila, se selecciona la entrada correspondiente en la lista, se introducen los nuevos valores y se pulsa UPDATE. Para borrar una pila, se selecciona la entrada correspondiente en la lista y se elige DELETE. Para copiar el valor de la estación aguas arriba a las entradas de datos de aguas abajo, se elige ▼ . Del mismo modo, para copiar los valores de aguas abajo a las entradas de valores aguas arriba, se elige ▲. Consideraciones sobre la geometría de la pila La geometría de la pila se introduce como pares de valores de cota y anchura. Los valores de la geometría se colocarán automáticamente en el cuadro de geometría de la pila, basándose en la cota. Por lo general, las cotas de las pilas comienzan debajo del nivel del terreno. Cualquier zona de la pila por debajo de la cota del terreno o por encima de la cota de la arista inferior (pero por debajo de la cota de la calzada) se eliminará automáticamente. Las anchuras de pilas que cambian en una cota dada (es decir, como las zapatas de las pilas, la protección de la pila armada o la cabeza de la pila) se introducen especificando dos anchuras a la misma cota. Si la anchura de la pila varía uniformemente según la cota entre dos entradas de cota/anchura, HEC-RAS interpolará linealmente la anchura de la pila ente dos cotas.

5.10.4 Descripción de los estribos del puente La caja de diálogo de Descripción de Estribos, como se ve en la Figura 5.10.4.1, permite especificar la geometría del estribo del puente siempre que estos estribos sobresalgan de la geometría definida del terreno. Esto permite restringir posteriormente la geometría del cauce para asegurarse de que represente la superficie de flujo de la abertura del puente. Por lo general, se introducen los estribos izquierdo y derecho en cada abertura de puente tanto en los perfiles transversales de aguas abajo como de aguas arriba. Sin embargo, estos datos son totalmente opcionales, y solo son necesarios cuando la geometría del cauce del perfil transversal no define adecuadamente la geometría de la abertura del puente.

Figura 5.10.4.1 Caja de diálogo de Descripción de Estribos Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Estribos, primero se selecciona el perfil transversal del lado aguas debajo de la estructura de flujo definida como puente. Después, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Aberturas. Al elegir una estructura de flujo como Tipo de Abertura, se pincha DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir qué geometría de estribo va a definirse en el perfil transversal. Luego, se elige ABUTMENTS. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal de aplicación y por último la caja de diálogo de Descripción de Estribos. A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Descripción de Estribos de un puente de la Figura 5.10.4.1, junto con una breve descripción de cada entrada. GEOMETRÍA DEL ESTRIBO La tabla adjunta permite definir los valores de estación y cota de la geometría para un solo estribo. Por lo menos deben especificarse dos puntos para describir un estribo.

Para añadir un nuevo punto de estribotría a la lista, se introducen los valores de la cota y la anchura en las entradas de datos y se elige ADD. Para cambiar una entrada de geometría de estribo, se selecciona la entrada adecuada de la lista, se introducen los nuevos valores y se elige UPDATE. Para borrar una entrada de estribo, se selecciona la entrada correspondiente en la lista y se elige DELETE. Para seleccionar una estación y cota de un punto en una cuadrícula de perfil transversal. Se elige PICK. Para dibujar la geometría del estribo en la cuadrícula de perfil transversal, se elige DRAW- Nótese que al dibujar la geometría del estribo borra toda la geometría definida previamente para el estribo actual. NÚMERO DE ESTRIBO La lista prevista permite definir los estribos para el perfil transversal en uso. Buscando en la lista de estribos, los valores listados de la geometría cambiarán en la Tabla de Geometría del Estribo. Antes de poder definir la geometría del estribo del puente, debe añadirse un estribo a la lista. Para añadir un estribo a la lista, se elige NEW. Para borrar un estribo, se selecciona en la lista la entrada del estribo y luego se elige DELETE. Consideraciones sobre la geometría de los estribos La geometría del estribo se introduce como pares de valores de cota y anchura. Los valores de la geometría se colocarán automáticamente en el cuadro de geometría del estribo, basándose en la estación. Toda la zona por debajo de la estación y cota del estribo se rellenará y se considerará como parte del terreno. Por lo general, solo es necesario introducir dos puntos para describir un estribo. 5.11 Definición de la geometría de la calzada La geometría de la calzada de una estructura de puente u obra de desagüe se usa para definir las características de flujo vertiente de la estructura. Estos datos deben especificarse en los perfiles transversales de aguas abajo y aguas arriba.

Figura 5.11.1 Caja de diálogo de Definiciones de Aberturas que ofrece varios métodos distintos para definir la geometría de la calzada Se accede a la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 5.11.1, seleccionando OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas permite al usuario seleccionar un método de entrada para definir la geometría de la calzada. Estos métodos de entrada son los siguientes:

• Introducción y edición de los puntos de coordenada de la geometría de la calzada directamente en la caja de diálogo.

• Dibujo de la geometría de la calzada directamente en pantalla. • Digitalización de la geometría de la calzada a partir de un gráfico del perfil

transversal en papel. Los siguientes apartados describen estos métodos para definir la geometría de la calzada.

5.11.1 Método de entrada de edición directa El método de entrada de edición directa muestra en pantalla la caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal, como se ve en la Figura 5.11.1.1. La caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal se usa para insertar, editar y borrar puntos individuales de la geometría de la calzada de un puente u obra de desagüe. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas debajo de la estructura definida de puente u obra de desagüe. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Cuando se selecciona una estructura de flujo de puente como Tipo de Abertura, se pincha DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en qué perfil transversal se va a definir la geometría de la calzada. Nótese que RCAD selecciona automáticamente el perfil transversal adecuado de aguas abajo o aguas arriba donde se va a definir la geometría de la calzada – basándose en el tipo de perfil (es decir, subcrítico o supercrítico9. Luego, se elige DIALOG. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal de aplicación y después la caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal.

Figura 5.11.1.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal para añadir, borrar y editar las cotas de la calzada Para añadir un nuevo punto de la geometría de la calzada, primero se especifica una estación existente del terreno bien introduciendo directamente el valor de la estación en la entrada de datos o eligiendo PICK en las entradas de datos de Estación y Cota del Terreno para seleccionar la estación del terreno en un mapa topográfico o en una cuadrícula de perfil transversal. Después de seleccionar una estación del terreno, se introduce la cota de la calzada en la entrada de datos o se elige PICK en la entrada de datos de Cota de la Calzada para seleccionar la cota en la cuadrícula del perfil transversal. Cuando se haya introducido la cota de la calzada, se hace clic en UPDATE. No se olvide que es preciso pulsar UPDATE para que la nueva cota de la calzada se introduzca en la lista.

Para editar un punto de la geometría de la calzada existente, se selecciona el punto en la lista o se elige PICK para seleccionarlo en la cuadrícula del perfil transversal. Luego se modifica la cota de la calzada en la entrada de datos y se elige UPDATE. Haciendo doble clic en una fila de datos de la lista hará que el cursor se mueva a la entrada de datos de cotas del terreno, permitiendo así modificar rápidamente la cota de una estación existente. Para borrar una fila de datos de la lista, se selecciona la fila de datos de la lista y se elige DELETE. 5.11.2 Método de entrada de la calzada en pantalla El método de entrada de la calzada en pantalla permite definir la nueva geometría de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal activo. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente definido o la estructura de flujo de obra de desagüe. Después, se selecciona OPENINGS DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Cuando se selecciona una estructura de flujo de puente como Tipo de Abertura, se pincha en DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir el perfil transversal en que se va a definir la geometría de la calzada. Luego se elige DRAW ROAD. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal, que permite introducir la nueva geometría de la calzada haciendo clic en cualquier parte de la cuadrícula o tecleando las coordenadas de la estación y de la cota (tal como 100,1320, sin espacios). Para mayor precisión, se puede hacer un zoom con las teclas PgUP y PgDn para aumentar o disminuir dinámicamente el dibujo. Luego usando AutoPan para moverse por el dibujo, se puede obtener una mayor precisión al definir la geometría de la calzada. 5.11.3 Método de entrada de digitalización de la calzada El método de entrada de digitalización de la calzada permite digitalizar la geometría de la calzada a partir de un plano en papel del perfil transversal de la cuadrícula del perfil transversal en uso. Si no se ha configurado previamente la tableta digitalizadora desde BOOS RCAD, será necesario hacerlo. Estas configuraciones se usarán en los cálculos de calibración de la tableta de BOSS RCAD. Véase el apartado titulado Configuración de la Tableta en el Capítulo 3 sobre configuración de la tableta digitalizadora. Para iniciar este método de entrada, primero se selecciona el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente u obra de desagüe definidos. Luego, se selecciona OPENING DEFINITIONS en el menú de Entrada de Aberturas. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas. Al seleccionar BRIDGE como tipo de abertura, se pincha en DOWNSTREAM END o UPSTREAM END para elegir en qué perfil transversal se va a definir la geometría de la arista inferior. Luego, se elige DIALOG ROAD. BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal y luego aparecerá un mensaje para calibrar la tableta para el perfil transversal que va a digitalizarse. Se sujeta el mapa a la tableta y se digitalizan tres nuevos puntos del papel, introduciendo la coordenadas exactas X e Y de cada uno. Para una mayor precisión al

digitalizar, se usan puntos en las esquinas opuestas del la tableta. Si se han digitalizado datos desde el mismo mapa topográfico anteriormente en la misma sesión de BOSS RCAD y no se ha movido el mapa de su sitio, debe pulsarse L para usar la información de la última calibración. Una vez calibrada la tableta digitalizadora, el programa mostrará un mensaje para que se pinchen las estaciones de perfil transversal en el mapa topográfico, Se pincha cada estación en un orden (estación más a la izquierda a la estación más ala derecha) o se teclean las coordenadas X e Y de la estación (como 7410,420, sin ningún espacio). Grandes perfiles transversales Aunque el perfil transversal tenga unas dimensiones mayores que los de la tableta digitalizadora, se puede digitalizar la geometría de la calzada a modo de trozos. Primero se digitaliza lo más posible a partir de una parte, luego se mueve el perfil transversal, se fija el mapa de nuevo a la tableta digitalizadora, se pulsa R para recalibrar la tableta digitalizadora para la nueva posición y se continúa digitalizando. 5.11.4 Ajuste gráfico de la geometría de la calzada BOSS RCAD permite realizar ajustes de la geometría de la calzada gráficamente usando las grapas de RCAD. Por ejemplo, en la línea de comando de RCAD, se pincha simplemente la línea que representa la geometría de la calzada con el cursor en forma de cruz para trasladar un punto individual de la geometría de la calzada mostrado en la cuadrícula del perfil transversal. RCAD iluminará automáticamente todos los puntos del terreno. Se pincha el punto que se quiere mover y se arrastra a su nueva posición. Para limpiar uniones de la línea seleccionada, se pulsa dos veces CANCEL. Para más información sobre las grapas de RCAD, véase el apartado titulado Ajuste gráfico de la Geometría del Terreno. 5.12 Parámetros de vertido sobre la calzada La caja de diálogo de Descripción de Flujo por vertedero sobre la calzada, como se ve en la Figura 5.12.1, permite al usuario definir las características de vertido por la calzada para crear el modelo de flujo por vertedero en un cruce de calzada de modo que HEC-RAS puede crear con precisión el flujo por vertedero. Para mostrar la caja de diálogo de Descripción de Flujo por vertedero sobre la calzada, se selecciona WEIR DESCRIPCTION en el menú de Entrada de Aberturas. Insertar Figura 5.12.1 Caja de diálogo de Descripción de vertido sobre calzada A continuación se muestra una lista de las entradas de datos de Descripción de Flujo por vertedero sobre la calzada de la Figura 5.12.1, junto con una breve descripción de cada entrada.

COEFICIENTE DE FLUJO POR VERTEDERO SOBRE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga usado en la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos varían de 2,5 en vertederos rectangulares de pared gruesa a 3,0 para vertederos trapeciales. Sin embargo, debe usarse un valor entre 2,5 y 2,6 para las calzadas. Para más información sobre coeficientes de descarga en vertederos, véase el apartado titulado Coeficientes de flujo por vertedero en el Capítulo 8. RELACIÓN MÁXIMA DE SUBMERGENCIA Esta entrada de datos especifica la máxima relación de submergencia permitida que puede tener lugar durante el flujo por vertedero sobre la calzada del puente. Si esta relación se sobrepasa, el programa cambia automáticamente a los cálculos de flujo basados en la energía (método estándar de pasos), en lugar de los cálculos de flujo a presión y flujo por vertedero. El método basado en la energía realiza todos los cálculos como si fuesen un flujo en cauce abierto. Las pérdidas de energía se basan en las pérdidas por rozamiento y las pérdidas por expansión y contracción. En el perfil transversal del interior del puente (creado internamente por HEC-RAS), la superficie obstruida por las pilas del puente y la calzada se resta de la superficie de flujo y se añade el perímetro mojado adicional. Si se deje en blanco esta entrada, se emplea una relación de máxima submergencia por defecto de 0,95 (95%). COTA DE LA CALZADA Esta entrada de datos define la cota mínima en que comienza el flujo por vertedero. Si se deje en blanco esta entrada, HEC-RAS buscará en la geometría especificada de la calzada para determinar la cota mínima de la calzada (véase el apartado anterior titulado Definición de la Calzada). Sin embargo, el usuario puede utilizar esta entrada para elevar o disminuir artificialmente la cota mínima en que se considera que comienza el flujo por vertedero. Al elegir PICK el usuario podrá seleccionar gráficamente la cota de coronación de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. DISTANCIA DEL CARRIL DEL PUENTE AL PERFIL TRANSVERSAL Esta entrada de datos especifica la distancia desde el lado aguas arriba del tablero del puente (carril aguas arriba del puente) hasta el perfil transversal inmediatamente aguas arriba del puente ( perfil transversal de la cara aguas arriba del puente). Nótese que normalmente este valor de fija en 0,0 a menos que el tablero del puente se considere desde el perfil transversal de la cara aguas arriba. Al elegir PICK el usuario podrá seleccionar gráficamente esta distancia desde la vista en planta. ANCHURA DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la anchura de la calzada del puente (medida según la dirección del flujo).

Al elegir PICK el usuario podrá seleccionar gráficamente esta distancia desde la vista en planta. MÉTODO DE REDUCCIÓN DE LA SUBMERGENCIA Este grupo de botones circulares permite al usuario seleccionar qué método va a usarse para reducir el coeficiente de flujo por vertedero debido al efecto de submergencia que tiene lugar durante el flujo sobre la calzada. El método de vertedero en Pared Gruesa está basado en la obra que forma un vertedero de coronación ancha en forma de trapecio (FHWA, 1978), debería seleccionarse ya que representa el modelo típico de los puentes y obras de desagüe transversales. El método de Ogee se creó para los vertederos en forma de ojiva (COE, 1965) y debería seleccionarse en aquellas situaciones en que el flujo sobre la calzada se produzca a través de una estructura de flujo de aliviadero. 5.13 Calculador de la erosión en puentes La caja de diálogo de Definición de la erosión en puentes del programa, como se ve en la Figura 5.13.1, permite estimar la cantidad de erosión potencial del puente que tiene lugar durante la ocurrencia de avenidas. Para una completa descripción de cómo realizar un cálculo de erosión en puentes, véase el ejemplo del capítulo 7 titulado Cálculo de erosión en puentes. Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Definición de Erosión en Puentes, se selecciona DEFINE SCOUR en el menú de Salida del Cálculo de erosión.

Figura 5.13.1 Calculador de Erosión en Puentes usado para calcular una estimación de la erosión en la abertura del puente Con objeto de usar el Calculador de Erosión en Puentes, debemos asegurarnos se seleccionar el perfil transversal del puente (perfil aguas debajo de la cara del puente). Para una más amplia información sobre los cálculos de erosión en puentes, véase el apartado titulado Estimación de la erosión en puentes del Capítulo 9.

5.13.1 Normas para crear el modelo de erosión Para poder realizar un cálculo de erosión en un puente, el usuario debe crear en primer lugar un modelo hidráulico del tramo del río que contiene el puente que ha de analizarse. Este modelo debería incluir varios perfiles transversales aguas abajo del puente, de modo que cualquier condición de contorno definida por el usuario aguas abajo no afecte q los resultados hidráulicos dentro y aguas arriba del puente. El modelo debe incluir también varios perfiles transversales aguas arriba, con objeto de valorar los efectos a largo plazo del puente sobre el perfil de la superficie del agua aguas arriba. La creación de un modelo hidráulico de un puente debería basarse en los procedimientos descritos en el manual del usuario. Si se dispone de datos de observación, el modelo debe calibrarse para que se ajuste lo más posible. Una vez calibrado el modelo hidráulico (si se dispone de datos de observación), el modelador puede definir los caudales de avenida que han de usarse en el cálculo de la erosión. Por lo general, el periodo de retorno del caudal de avenida para el cálculo de erosión es de unos 100 años. Además de este periodo de retorno, se recomienda usar también el caudal de avenida para un periodo de retorno de 500 años con objeto de valorar el cimiento del puente en condiciones de avenidas extremas. El siguiente paso consiste en pedir a HEC-RAS que calcule la distribución del flujo en el perfil transversal de la cara aguas abajo del puente, en el perfil transversal de la cara aguas arriba del puente y en el perfil transversal de aproximación al puente, ya que solo estos perfiles transversales se usarán en los cálculos de erosión en el puente. Las distribuciones del flujo se definen usando las entradas de datos de FLOW SLICES en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal en HEC-RAS. Las distribuciones de flujo deben calcularse con objeto de obtener unas estimaciones detalladas del calado y velocidad en distintos lugares dentro del perfil transversal. Después de realizar los cálculos del perfil de la superficie del agua con las distribuciones de flujo definidas, puede usarse el Calculador de Erosión en Puentes para estimar la cantidad de erosión en la abertura del puente. La erosión total en una estructura transversal está compuesta por cuatro componentes: • Agradación y degradación a largo plazo • Erosión por contracción • Erosión localizada en pilas • Erosión localizada en estribos El Calculador de Erosión en Puentes permite al usuario calcular la erosión por contracción y la erosión localizada en pilas y estribos. La agradación y degradación a largo plazo está fuera del ámbito del Calculador de Erosión en Puentes, y, por lo tanto, deberá evaluarse antes de realizar un cálculo de erosión en puentes. 5.3.12 Definición de los datos de erosión por contracción La erosión por contracción tiene lugar cuando la zona de flujo de un río se reduce por una contracción natural o por la constricción de la abertura de un puente. Para definir los datos que describen los parámetros de creación del modelo, se selecciona DEFINE en la caja de comprobación de Erosión por Contracción dentro de la caja de diálogo del Calculador de Erosión en Puentes, como se ve en la Figura

5.13.1. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Erosión por contracción en puentes, como se ve en la Figura 5.13.2.1.

Figura 5.13.2.1 Caja de diálogo de Erosión por Contracción en Puentes, usada para definir los parámetros utilizados en el cálculo de erosión por contracción en aberturas de puentes A continuación se muestra una lista de las entradas de datos Erosión por Contracción en Puentes de la Figura 5.13.2.1, junto con una breve descripción de cada entrada. Todos los datos de variables, excepto K1 y D50, se obtienen automáticamente de los resultados del cálculo de HEC-RAS. El usuario puede cambiar cualquier variable para acomodarse a un valor apropiado. Para calcular la erosión por contracción, el usuario solo requiere introducir el tamaño del grano D50 (fracción del tamaño del material del lecho) y la temperatura del agua para calcular el factor K1. ECUACIÓN DE EROSIÓN (opcional) La erosión por contracción puede calcularse mediante las ecuaciones de aguas limpias de Laursen (Laursen, 1963) o de lecho activo de Laursen (Laursen, 960). Por defecto, el programa seleccionará automáticamente la ecuación de control de la erosión. Esta entrada permite al usuario especificar que ecuación de erosión por contracción debe usarse, o especificar qué software se seleccionará automáticamente para la ecuación adecuada. Si el usuario pide al programa que seleccione automáticamente la ecuación de erosión, el programa debe calcular la velocidad crítica, Vc, que transportará el material del lecho de tamaño inferior a D50. Si la velocidad media en el perfil transversal de aproximación es superior a Vc, el programa emplea la ecuación de lecho activo para calcular la erosión. En caso contrario, se usará la ecuación de aguas limpias. Y1 (opcional) Esta entrada especifica el calado medio (caldo hidráulico) en la margen izquierda, cauce principal y margen derecha en el perfil transversal de aproximación. El perfil

transversal de aproximación es el segundo perfil transversal aguas arriba del perfi, transversal de definición del puente. V1 (opcional) Esta entrada especifica la velocidad media del flujo en la margen izquierda, cauce principal y margen derecha en el perfil transversal de aproximación. Y0 (opcional) Esta entrada especifica el calado medio la margen izquierda, cauce principal y margen derecha en el perfil transversal de la cara aguas arriba del puente. Q2 (opcional) Esta entrada especifica el caudal la margen izquierda, cauce principal y margen derecha en el perfil transversal de la cara aguas arriba del puente. W2 (opcional) Esta entrada especifica la anchura superior de la superficie de flujo activo (que no incluye las superficie de flujo ineficaz) en el perfil transversal de la cara aguas arriba del puente. D50 (necesario) Esta entrada especifica el tamaño del grano del material del lecho inferior al 50% en la margen izquierda, cauce principal y margen derecha. Estos valores deben ser especificados por el usuario. Q1 (opcional) Esta entrada especifica el caudal en la margen izquierda, cauce principal y margen derecha en el perfil transversal de aproximación. W1 (opcional) Esta entrada especifica la anchura superior de la superficie de flujo activo (que no incluye las superficie de flujo ineficaz) en el perfil transversal de aproximación. K1 (necesario) Esta entrada especifica el exponente para la ecuación de lecho activo de erosión por contracción que tiene en cuenta el modo de transporte del material del lecho. El programa puede calcular un valor de K1, o el usuario puede introducir un valor. Para que el programa calcule un valor, se selecciona COMPUTE. La caja de diálogo de Velocidad de corte en el perfil transversal de aproximación, como se ve en la Figura 5.13.2.2, aparecerá en pantalla.

Figura 5.13.2.2 Caja de diálogo de velocidad de corte en el perfil transversal de aproximación usada para calcular K1. A continuación se muestra una lista de las entradas de Velocidad de corte en el perfil transversal de aproximación de la Figura 5.13.2.2, junto con una breve descripción de cada entrada. Todos los datos de variables, excepto TEMP, se obtienen automáticamente con el programa. S1 (opcional) Esta entrada especifica la pendiente de energía calculada en el perfil transversal de aproximación. V* (entrada no necesaria) Este campo de entrada especifica la velocidad de corte calculada en el perfil transversal de aproximación. TEMP (necesario) Esta entrada especifica la temperatura del agua. W (entrada no necesaria) Esta entrada especifica la velocidad de caída del material del lecho de tamaño D50. Nota El cálculo de erosión por contracción se realiza por separado para la margen izquierda, el cauce y la margen derecha. Por ejemplo, si no hay flujo en la margen derecha dentro del puente, entonces la erosión por contracción se calculará para la zona de la margen derecha.

5.13.3 Definición de los datos de erosión en pilas La erosión en pilas tiene lugar debido a la aceleración del flujo y a la formación de remolinos de flujo, que remueven material de la base de la pila, creando un agujero de erosión. A medida que aumenta la profundidad de erosión, la magnitud del remolino disminuye, reduciéndose por lo tanto el ritmo a que el material del lecho se remueve del agujero de erosión. Eventualmente se logra un estado de equilibrio entre la entrada y salida de material, y cesa el aumento del agujero de erosión. Para definir los datos que describen los parámetros de creación del modelo de erosión en pilas, se selecciona DEFINE en la caja de comprobación de Erosión en Pilas dentro de la caja de diálogo de Calculador de Erosión en Puentes, como se ve en la Figura 5.13.1. Esto hará que aparezca en pantalla la caja de diálogo de Erosión en Pilas de Puente, como se ve en la Figura 5.1.3.3.1.

Figura 5.13.3.1 Caja de diálogo de Erosión en Pilas de Puente usada para definir los parámetros usados para calcular la erosión en pilas de puente A continuación se muestra una lista de las entradas de Erosión en Pilas de Puente de la Figura 5.13.3.1, junto con una breve descripción de cada entrada. Nótese que los valores de estas entradas de datos se especifican pila por pila. La lista de selección de pilas se usa para seleccionar la pila en la que se van a definir estos datos. Para almacenar los datos de la pila definidos por el usuario para la pila actualmente seleccionada, se selecciona UPDATE. Para almacenar los datos de las pilas definidos por el usuario para todas las pilas, se selecciona SET ALL. Para eliminar los datos de las pilas definidos por el usuario para la pila seleccionada actualmente, se elige CLEAR. Como se ve en la caja de diálogo de Erosión en Pilas de Puente, el usuario solo necesita definir las condiciones del lecho (K3) y la fracción del tamaño D90 del material del lecho. Todos los demás valores se obtienen automáticamente de los resultados del cálculo de HEC-RAS o se calculan con el programa. Sin embargo, el usuario puede cambiar cualquier variable si así se considera oportuno.

ECUACIÓN DE EROSIÓN (opcional) La erosión en pilas puede calcularse mediante las ecuaciones de la Universidad del Estado de Colorado (CSU) (Richardson y otros, 1990) o la de Froehlich (1988). (La ecuación de Froehlich no se incluye en el informe nº 18 de HEC). Esta entrada permite al usuario especificar que ecuación de erosión en pilas debe usarse. Por defecto, se emplea la ecuación del CSU. VALOR DE LA VELOCIDAD Y EL CALADO (opcional) Esta entrada permite al usuario seleccionar bien el MAXIMO V1 Y1 o el LOCAL V1 Y1 para determinar la velocidad y el calado que han de usarse en los cálculos de erosión en pilas. Por defecto, se usa el MAXIMO V1 Y1. Si se selecciona MAXIMO V1 Y1. El programa usará la velocidad (V1) y el calado (Y1) máximos en el perfil transversal de la cara aguas arriba del puente. El programa usa la distribución de flujo calculada para obtener estos valores. Luego se usan V1 e Y1 para calcular la erosión en todas las pilas. Si se selecciona LOCAL V1 Y1, el programa usará la velocidad y el calado en el perfil aguas arriba del puente en la estación del eje de cada pila. Luego se usan estos valores de V1 e Y1 para calcular la erosión en cada pila. FORMA (opcional) Ese botón circular permite al usuario especificar la forma de la pila definida en la abertura del puente. El usuario puede elegir entre forma cuadrada, redondeada, circular, grupo de cilindros o aguda(triangular) para la forma de la pila. Por defecto, se selecciona la forma cuadrada. Cuando el usuario especifica una forma de pila, el factor de corrección K1 de la ecuación del CSU y el factor de corrección Phi de la ecuación de Froehlich se determinan automáticamente para esa pila. a (opcional) Esta entrada especifica la anchura de la pila. El programa sitúa este valor automáticamente en su campo basándose en los datos de entrada del puente, Si fuese necesario, el usuario puede cambiar este valor. D50 (opcional)

Capítulo 6 Problemas resueltos de HEC-2

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Capítulo 6 Problemas resueltos de HEC-2 6.1 Lección 1 Corte de perfiles transversales en un mapa de curvas de nivel en 3D 6.1.1 Carga del dibujo 6.1.2 Configuración del dibujo 6.1.3 Configuración de la cuadrícula de perfil transversal 6.1.4 Configuración de la capa de curvas de nivel 6.1.5 Configuración del mapa topográfico 6.1.6 Corte de perfiles transversales 6.1.7 Descripción del perfil transversal 6.1.8 Definición del Proyecto 6.1.9 Definición de las condiciones del perfil inicial 6.1.10 Realización del cálculo 6.1.11 Vista de los resultados del cálculo 6.1.12 Revisión de los resultados del cálculo 6.1.13 Vista de los resultados de los perfiles transversales 6.1.14 Configuración de la cuadrícula del perfil 6.1.15 Adición de cuadrícula del perfil 6.1.16 Vista de los resultados del perfil 6.1.17 Vista de los resultados topográficos 6.1.18 Método avanzado de la superficie del agua 6.1.19 Uso de SmartEdit 6.1.20 Salvado del dibujo 6.1.21 Fichero de la solución del dibujo 6.2 Lección 2 Perfiles múltiples de la superficie del agua 6.2.1 Configuración de los puertos de vista 6.2.2 Definición de perfiles múltiples 6.2.3 Adición de geometría suplementaria del terreno 6.2.4 Cambio de tamaño de las cuadrículas de perfiles transversales existentes 6.2.5 Adición de perfiles transversales adicionales 6.2.6 Consideración de las aportaciones de los afluentes 6.2.7 Análisis del Modelo 6.2.8 Revisión de los resultados del cálculo 6.2.9 Restricciones del cálculo del perfil 6.2.10 Fichero de la solución del dibujo 6.3 Lección 3 Importación de los ficheros existentes de datos de HEC-2 6.3.1 Configuración de la generación de la cuadrícula de perfil transversal 6.3.2 Importación de ficheros de datos de HEC-2 6.3.3 Vista e impresión del fichero lógico de importación 6.3.4 Unión de perfiles transversales con el mapa topográfico 6.3.5 Análisis del Modelo importado de HEC-2 6.3.6 Fichero de la solución del dibujo


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6.4 Lección 4 Creación del modelo de puente normal 6.4.1 Definición de la estructura del puente normal 6.4.2 Definición de la geometría de la arista inferior y de la calzada 6.4.3 Definición de las zonas de flujo efectivo 6.4.4 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción 6.4.5 Revisión de los resultados del cálculo 6.4.6 Vista de los resultados topográficos 6.4.7 Vista de los resultados del perfil 6.4.8 Fichero de la solución del dibujo 6.5 Lección 5 Creación del modelo de puente especial 6.5.1 Definición de la estructura del puente especial 6.5.2 Definición de la abertura del puente 6.5.3 Definición de la geometría de la calzada 6.5.4 Definición de las zonas de flujo efectivo 6.5.5 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción 6.5.6 Especificación de la salida resumen 6.5.7 Revisión de los resultados del cálculo 6.5.8 Vista de los resultados topográficos 6.5.9 Vista de los resultados del perfil 6.5.10 Fichero de la solución del dibujo 6.6 Lección 6 Creación del modelo de obra de desagüe especial 6.6.1 Definición de la estructura de la obra de desagüe especial 6.6.2 Definición de la obra de desagüe especial 6.6.3 Definición de la geometría de la calzada 6.6.4 Definición de las zonas de flujo efectivo 6.6.5 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción 6.6.6 Especificación de la salida resumen 6.6.7 Revisión de los resultados del cálculo 6.6.8 Vista de los resultados topográficos 6.6.9 Vista de los resultados del perfil 6.6.10 Fichero de la solución del dibujo 6.7 Lección 7 Creación del modelo de mejora del cauce 6.7.1 Definición de la mejora del cauce 6.7.2 Edición gráfica de la mejora del cauce 6.7.3 Definición de las longitudes de flujo 6.7.4 Especificación de la salida resumen 6.7.5 Realización de las comparaciones de cálculo 6.7.6 Revisión de los resultados del cálculo 6.7.7 Vista de los resultados topográficos 6.7.8 Vista de los resultados del perfil 6.7.9 Fichero de la solución del dibujo


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6.8 Lección 8 Creación del modelo de invasión del cauce de avenidas 6.8.1 Selección del Método de Invasión 6.8.2 Definición de las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua 6.8.3 Definición de las invasiones preliminares del cauce de avenidas 6.8.4 Especificación de la salida resumen 6.8.5 Revisión de los resultados de la invasión preliminar del cauce de avenidas 6.8.6 Cambio de la definición de la invasión del cauce de avenidas 6.8.7 Revisión de los resultados finales de la invasión del cauce de avenidas 6.8.8 Vista de los resultados del perfil 6.8.9 Fichero de la solución del dibujo 6.9 Lección 9 Creación del modelo de partición del flujo 6.9.1 Definición de la partición del flujo 6.9.2 Revisión de los resultados de la partición del flujo 6.9.3 Fichero de la solución del dibujo 6.10 Otros ejemplos de ficheros de dibujo 6.11 Calibrado del modelo 6.12 Revisión de la salida 6.13 Mensajes del cálculo del perfil 6.14 Descripción de los datos de la salida


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Capítulo 6 Problemas resueltos de HEC-2 Este capítulo contiene varias lecciones sobre cómo crear el modelo de HEC-2. Cada lección está pensada para ilustrar cómo usar BOSS RiverCAD (en adelante BOSS RCAD) para un problema concreto en la creación de modelos de HEC-2. Los ficheros de ejemplos de dibujo usados para estas lecciones pueden encontrarse en los disquetes suministrados. El programa de instalación proporcionado permite especificar si estos ficheros de ejemplos de dibujo deben instalarse en el disco duro del ordenador. El programa de instalación situará el fichero de ejemplo de dibujo en cualquier directorio que se especifique. El siguiente capítulo ilustra cómo emplear BOSS RCAD para crear el modelo de HEC-RAS. Las lecciones presentadas en este capítulo especializarán al usuario en los temas desarrollados en lecciones posteriores. Como cada lección incluye un dibujo de solución entero, el usuario podrá seguir adelante hasta una lección concreta de interés. Sin embargo, se supone que las enseñanzas que se describen en lecciones anteriores se conocen en las lecciones posteriores. Es importante que se instale adecuadamente BOSS RCAD antes de trabajar con las lecciones proporcionadas. Véase el apartado titulado Procedimiento de instalación en el Capítulo 2, necesario para instalar BOSS RCAD.


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6.1 Lección 1 Corte de perfiles transversales en un mapa de curvas de nivel en 3D

Esta lección lleva al usuario paso a paso, al ilustrarlo sobre cómo usar BOSS RCAD para cortar perfiles transversales en un dibujo en 3D de un mapa topográfico que contiene curvas de nivel en 3D. Esta lección expone los pasos necesarios para configurar el modelo de la superficie el agua, analizarlo y mostrar en pantalla los resultados del cálculo.

6.1.1 Carga del dibujo Figura 6.1.1.1 Menú desplegable de RCAD El primer paso al inicio de RCAD, es cargar el dibujo del ejemplo para esta lección. En el menú desplegable de RCAD, se selecciona FILE y luego OPEN (como se ve en la Figura 6.1.1.1). Entonces RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Open Drawing (Abrir Dibujo), lo que permite seleccionar y cargar un fichero de dibujo. Se selecciona y carga el dibujo L01.FLX. Este fichero de dibujo se proporciona junto con los ejemplos que se encuentran en los disquetes del programa. El ejemplo de dibujo cargado se muestra en la Figura 6.1.1.2. 6.1.2 Configuración del dibujo 6.1.3 Configuración de la cuadrícula de perfil transversal 6.1.4 Configuración de la capa de curvas de nivel 6.1.5 Configuración del mapa topográfico 6.1.6 Corte de perfiles transversales 6.1.7 Descripción del perfil transversal 6.1.8 Definición del Proyecto 6.1.9 Definición de las condiciones del perfil inicial 6.1.10 Realización del cálculo 6.1.11 Vista de los resultados del cálculo 6.1.12 Revisión de los resultados del cálculo 6.1.13 Vista de los resultados de los perfiles transversales 6.1.14 Configuración de la cuadrícula del perfil 6.1.15 Adición de cuadrícula del perfil 6.1.16 Vista de los resultados del perfil 6.1.17 Vista de los resultados topográficos 6.1.18 Método avanzado de la superficie del agua 6.1.19 Uso de SmartEdit 6.1.20 Salvado del dibujo 6.1.21 Fichero de la solución del dibujo


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CAPÍTULO 6 Problemas resueltos de HEC-2 Este capítulo contiene varias lecciones sobre cómo crear modelos de HEC-2. Cada lección está proyectada para ilustrar cómo usar BOSS RiverCAD (de ahora en adelante BOSS RCAD) para resolver cualquier problema de creación de modelo de HEC-2. Estos ficheros de dibujo usados para estas lecciones pueden encontrarse en los disquetes proporcionados. El programa de instalación proporcionado permite especificar si estos ficheros de ejemplos de dibujos debe instalarse en el disco duro de su ordenador. El programa de instalación situará los ficheros de ejemplos de dibujo en el subdirectorio que se especifique. El siguiente capítulo ilustra cómo usar BOSS RCAD para crear el modelo de HEC-RAS. Las lecciones presentadas en este capítulo basadas en las experiencias de las anteriores lecciones. Como cada lección incluye un dibujo completo de la solución, el usuario puede omitir una lección en concreto de interés. Sin embargo, las experiencias que se describen en lecciones anteriores se asumirán en lecciones posteriores. Es importante que BOSS RCAD sea instalado adecuadamente para tratar las lecciones provistas. Por favor, véase el apartado titulado Procedimiento de Instalación del Capítulo 2 necesario para instalar BOSS RCAD. 6.1 Lección 1

Corte de perfiles transversales en un mapa de curvas de nivel en 3D Esta lección ilustra paso a paso sobre cómo usar BOSS RCAD para cortar perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D que contiene curvas de nivel en 3D. Esta lección discute los pasos necesarios para crear el modelo de la superficie del agua, analizarlo y mostrar en pantalla los resultados. 6.1.1 Carga del dibujo Figura 6.1.1.1 Menú desplegable de RCAD El primer paso después de iniciar RCAD, es cargar el dibujo de ejemplo de esta lección. En el menú desplegable de RCAD, se selecciona FILE y luego OPEN (como se ve en la Figura 6.1.1.1). RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Abrir Dibujo, que permite seleccionar y cargar un fichero de dibujo. Se selecciona y carga el dibujo de ejemplo L01.FLX. Este fichero de dibujo se facilita en los disquetes de ejemplos. El ejemplo cargado se muestra en la Figura 6.1.1.2.


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Figura 6.1.1.2 Ejemplo de dibujo usado en esta lección Imposibilidad de cargar BOSS RCAD Si no se puede cargar BOSS RCAD, por favor consúltese el apartado titulado Procedimiento de Instalación en el Capítulo 2. Cambio al Módulo de HEC-2 Desde el menú del Módulo de BOSS RCAD, se selecciona HEC-2. BOSS RCAD cambiará para dar acceso a los comandos del menú de HEC-2. Para deshacer el cambio a los comandos de CAD, se selecciona CAD DRAFTING en el menú de Modulo. 6.1.2 Configuración del Dibujo En el dibujo del ejemplo, se podrán ver una serie de marcas (+) fuera de la sección con las letras A, B y C cerca de ellas. Estas marcas se usan para determinar los extremos de los perfiles transversales que se cortarán en el mapa topográfico de esta lección. Antes de cortar perfiles transversales en el mapa topográfico, es necesario hacer una ampliación con zoom de la zona en la que se desea trabajar. Se introduce ZOOM en la línea de comandos de RCAD. Luego, ignorando el mensaje de RCAD, se hace clic en el botón Window de la barra de opciones. Luego, se usa el puntero para pinchar en los puntos extremos de la ventana del zoom que rodea la zona que contiene las marcas A, B y C fuera de la sección. No importa si no se pincha en una zona circundante perfecta. BOSS RCAD permite hacer un zoom dinámico y panorámico a medida que se cortan los perfiles transversales. Después de ampliar esta vista, se querrá salvar esta vista como vista topográfica por defecto. Esto permitirá restaurar instantáneamente la vista en cualquier momento posterior. En el menú Herramientas se selecciona SET TOPO VIEW para salvar la vista topográfica actual. (se puede también configurar la vista topográfica haciendo clic en el icono SET TOPO VIEW en la paleta de herramienta flotante de RCAD. Si no aparece en pantalla la paleta de herramientas flotante, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de herramientas). Este comando de menú salvará la vista topogrñafica actual. Figura 6.1.2.1 El Menú de Herramientas usado para configurar la vista topgráfica 6.1.3 Configuración de la Cuadrícula del Perfil Transversal El paso siguiente de esta lección es configurar BOSS RCAD adecuadamente para generar las cuadrículas de perfil transversal. Generalmente es necesario realizarlo


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para cada nuevo dibujo. BOSS RCAD usará estos valores de configuración como defecto para todos los siguientes dibujos. En el menú File, se selecciona CONFIGURE y luego SECTION GRIDS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.1.3.1. Figura 6.1.3.1 Caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal En la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal, asegurarse de que está seleccionado el botón circular GENERATION NEW GRID. Poniendo en ON este botón circular da lugar a que el programa intente primero encontrar una definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal que establezca la geometría del terreno digitalizado. Si no la puede encontrar, el programa añadirá automáticamente una cuadrícula de perfil transversal adecuadamente dimensionada para toda la geometría del terreno. Los valores especificados redondeados se usan para determinar en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la cuadrícula de perfil transversal. Para realizar unas cuadrículas de perfil transversal bien formadas para esta lección, se recomiendan las siguientes configuraciones de los ejes de la cuadrícula: STATION SCALE (Escala de estaciones)= 25 STATION TICK INTERVAL (Intervalo de marcas de estaciones)= 25 STATION ROUNDOFF (Redondeo de estaciones) = 100 ELEVATION SCALE (Escala de cotas)= 1 ELEVATION TICK INTERVAL (Intervalo de marcas de cotas)= 1 ELEVATION ROUNOFF (Redondeo de cotas)= 5 Para lograr un esquema matricial de cuadrícula de perfil transversal adecuado, trátese de establecer las siguientes configuraciones (ya están establecidas como valores por defecto): X LAYOUT POINT = 0 X SPACING = 50 Y LAYOUT POINT = 500 Y SPACING = 50 COLUMNS = 20


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Asegurarse de pulsar OK para salvar estas configuraciones. Para más información, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3. 6.1.4 Configuración de la capa de curvas de nivel Cuando se cortan perfiles transversales en un mapa topográfico con curvas de nivel en 3D, BOSS RCAD buscará cualquier curva de nivel en el mapa topográfico que sea cortada por la línea del perfil transversal. Cualquier punto, línea, polilínea o policaras en 3D se examinarán para conocer su cota, pero solo para las capas que se hayan configurado como capas de curvas de nivel válidas. Si se encuentra una entidad en una capa que no se haya definido previamente, se pedirá al usuario que configure el estado de la capa. Figura 6.1.4.1 Caja de diálogo para configurar las capas de curvas de nivel Antes de cortar perfiles transversales en un mapa topográfico con curvas de nivel en 3D, deben configurarse las capas de datos de cotas de las curvas de nivel usando la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel (como se ve en la Figura 6.1.4.1). Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel, se selecciona CONTOUR LAYERS en el menú De Configuración de Ficheros. La caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel lista todas las capas definidas para el dibujo corriente (excepto las capas usadas por BOSS RCAD), así como el estado de cada capa de curvas de nivel. Para este dibujo, se fija la capa O en IGNORE y la Capa CONTOURS en USE. Asegurarse de elegir OK para almacenar estas configuraciones. Para más información, véase el apartado titulado Configuración de las Capas de Curvas de Nivel en el Capítulo 3. 6.1.5 Configuración del mapa topográfico Antes de cortar perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D, se debe configurar BOSS RCAD para digitalizar los perfiles transversales de este mapa. Esto se hace desde la caja de diálogo de configuración de Mapa Topográfico, como se ve en la Figura 6.1.5.1. La caja de diálogo de configuración de Mapa Topográfico se muestra en pantalla seleccionando TOPO MAP en el menú de Configuración de Ficheros. Figura 6.1.5.1 Caja de diálogo de configuración de Mapa Topográfico A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Configuración del Mapa topográfico de la Figura 6.1.5.1, con una breve descripción de cada entrada. Nótese que es necesario que esta caja de diálogo esté totalmente completa solo cuando se realice la primera configuración de un dibujo que usa el mapa topográfico.


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ESCALA DEL MAPA EN 2D/3D Esta entrada especifica el factor de escala de las coordenadas X e Y cuando se usa un mapa topográfico en 2D o 3D. Este factor de escala será, por defecto, de 1 pie (o metro) por unidad de dibujo, deberá cambiarse si el mapa topográfico se dibuja con un factor de escala diferente. En esta lección el factor de escala del dibujo es de 1 pie por unidad de dibujo, de modo que se especifica el valor 1. ESCALA DE COTAS EN 3D Esta entra especifica el factor de escala de cotas cuando se digitalizan perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D en pantalla. Este factor de escala será por defecto de 1 pie (o metro) por unidad de dibujo, y deberá cambiarse si el factor de escala de cotas del mapa topográfico es distinto. En esta lección la escala de cotas del dibujo es de 1 pie por unidad de dibujo, por lo que se especifica el valor 1. INTERVALO DE CURVAS DE NIVEL Esta entrada se usa para especificar el intervalo de curvas de nivel que ha de usarse cuando se digitalizan una perfil transversal desde una mapa topográfico en 2D en pantalla o mapa topográfico en papel. En esta lección, se digitalizan desde un mapa topográfico en 3D, de modo que esta entrada se ignora. ALTURA DEL TEXTO DEL MAPA Esta entrada especifica el tamaño de la altura del texto (en unidades de dibujo) de las etiquetas de ID del perfil transversal que se colocan automáticamente junto al perfil transversal digitalizado, cuando se digitaliza de un mapa topográfico en 2D o 3D. En esta lección se especifica una altura de texto de 10 unidades de dibujo. Un problema corriente que suele ocurrir a los nuevos usuarios es haber especificado la altura del texto del mapa con un valor demasiado grande, lo que causa que las etiquetas ID del perfil transversal se solapen en el mapa topográfico. Cuando esto suceda, ha de reducirse este valor. CURVAS DE NIVEL CORTADAS Esta entrada de botón circular determina cómo se leerán los puntos de la geometría del terreno (por ejemplo, cortados por las líneas de curvas de nivel) entre puntos seleccionados en el mapa topográfico. Si está situado en OFF, las cotas sólo se leen las curvas de nivel pinchadas. Si se selecciona FENCE, se leen las cotas de todas la curvas de nivel que cortan la línea del mapa topográfico. Esta es la forma más rápida de digitalizar en un mapa topográfico, y la selección por defecto. Si se selecciona CROSSING, se leerán las cotas de todas las curvas de nivel que son cortadas por la línea del mapa topográfico. Esta opción se más lenta que la opción FENCE ya que pueden procesarse más entidades, pero puede ser necesario en algunos casos donde la opción FENCE no contempla curvas de nivel con tipos de líneas discontínuas. En esta lección se usa la opción FENCE por defecto. 6.1.6 Corte de perfiles transversales Ahora se puede comenzar a cortar perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D. Se puede comenzar a cortar el perfil transversal más lejano que corresponde a las marcas A-A de final de sección.


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Desde el menú Entrada, se selecciona GROUND GEOMETRY y después SCRREN 3D MAP. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Cuadrícula de Nuevo Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.1.6.1. Esta caja de diálogo se emplea para especificar el identificador único para el perfil transversal que se corta. Figura 6.1.6.1 Caja de diálogo de Cuadrícula de Nuevo Perfil Transversal Se identifica el perfil transversal más aguas abajo especificando 100 para el Identificador ID del perfil transversal. Si se desea, se introduce una descripción del perfil transversal. Cuando se acaba de introducir los valores en esta caja de diálogo, se elige OK o se pulsa ENTER. La caja de diálogo permite especificar la estación más a la izquierda de la cuadrícula del perfil transversal. Para la entrada de Estación más a la izquierda, se introduce 1000 y se pulsa ENTER. Como el valor mínimo de la estación puede ser 0, al especificar 1000 permite insertar, en cualquier momento posterior, los puntos del terreno a la izquierda de la geometría del terreno que se está cortando. Ahora, se comienza a cortar en el mapa topográfico. Se comienza por el lado izquierdo del cauce (mirando hacia aguas abajo) cerca del extremo del perfil transversal marcado con A, se pincha un punto en una línea de curva de nivel para empezar a cortar el perfil transversal. Luego se mueve el puntero a la derecha y se pincha un punto en otra línea de curva de nivel. Como se ve en la Figura 6.1.6.2, se continúa cortando el perfil transversal, moviéndose a la derecha hacia donde se desea que el corte del perfil transversal cambie de dirección y se pincha un punto en otra línea de curva de nivel. Las líneas de curvas de nivel que son cortadas por el perfil transversal se leerán, y sus valores de posición y cota usados en la construcción de la geometría del perfil transversal. Por lo tanto, no es necesario pinchar todas las líneas de curvas de nivel. Como se ve en la Figura 6.1.6.1, se continúa cortando el perfil transversal, moviéndose a la derecha a medida que se corta el perfil, pinchando puntos en las líneas de curvas de nivel en que el perfil transversal cambia de dirección. El perfil transversal que se corta debería ser perpendicular a la dirección del flujo. A medida que se pinchas puntos en las curvas de nivel, BOSS RCAD determina automáticamente la cota del punto de la curva de nivel. Si se deja de pinchar una curva de nivel, BOSS RCAD informará que no puede determinar una cota del terreno para el punto pinchado y pedirá que lo intente otra vez. Si se pincha en un punto equivocado y se quiere volver atrás, se teclea U (por UNDO) y se pulsa ENTER. Cuando se acaba de cortar el perfil transversal en el mapa topográfico, se pulsa ENTER (o el segundo botón del digitalizador o el botón derecho del ratón).


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Figura 6.1.6.2 Corte de un perfil transversal haciendo clic sobre las líneas de las curvas de nivel, moviéndose al otro lado del cauce, tratando de hacer que el perfil transversal sea perpendicular a la dirección del flujo de la corriente. Después de cortar el perfil transversal, como se ve en la Figura 6.1.6.3, BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal en la ventana de vista. Figura 6.1.6.3 BOSS RCAD mostrará en pantalla el perfil transversal cortado Ahora se ha terminado de cortar el primer perfil transversal. Para cortar otro perfil transversal, primero se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas para volver a mostrar el mapa topográfico en la ventana. (De modo alternativo, se hace clic en el icono de VIEW TOPO MAP en la paleta de herramientas flotante de RiverCAD). A continuación, se selecciona SCRREN 3D MAP en el menú de Entrada de la Geometría del Terreno. Se siguen las instrucciones previamente descritas para dos perfiles transversales adicionales, aguas arriba del perfil transversal 100, correspondiente a las marcas B-B y C-C. Estos perfiles transversales serán el 150 y el 200. Para más información sobre el corte de perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D, véase el apartado titulado Método de entrada de Mapas en 3D en el Capítulo 4. Añadidura de puntos del terreno adicionales Solo se genera una cuadrícula de perfil transversal cuando se introduce una nueva geometría del terreno. Una cuadrícula de perfil transversal no se volverá a dimensionar cuando se añaden puntos adicionales. Más bien, el usuario debe solicitar que la cuadrícula del perfil transversal sea dimensionada de nuevo. El cambio de tamaño una cuadrícula de perfil transversal después de añadir puntos adicionales se describe en la Lección 2. 6.1.7 Descripción de los perfiles transversales Después de cortar los perfiles transversales en el mapa topográfico en 3D, el siguiente paso consiste en definir las estaciones de las márgenes, la rugosidad y las longitudes de flujo de cada perfil transversal. Se comenzará por especificar estos valores en el perfil transversal aguas arriba 200. El Identificador ID del perfil transversal seleccionado en uso se muestra en pantalla en


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la barra de opciones bajo la zona de la línea de comandos. Solo puede estar activo un solo perfil transversal cada vez. Si no es el 200 el perfil transversal seleccionado, en el menú de Entrada se selecciona CROSS –SECTIONS y luego PICK. RCAD preguntará que seleccione el perfil transversal que se desea que sea al activo. Se elige el perfil transversal 200 punteando simplemente sobre él. Nótese que para seleccionar un perfil transversal pinchando sobre él, el perfil transversal debe estar visible en pantalla. Sin embargo, debe teclearse el ID del perfil transversal para hacerlo activo, incluso si el perfil transversal no está visible en pantalla. Después de hacer activo el perfil transversal 200, su ID aparecerá su ID en la barra de opciones. Una vez seleccionado el perfil transversal 200, se elige SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del perfil transversal, como se muestra en la Figura 6.1.7.1. Esta caja de diálogo permite definir las estaciones de las márgenes, la rugosidad, las longitudes de flujo y las pérdidas de energía por expansión o contracción para el perfil transversal activo. Figura 6.1.7.1 Cada de diálogo de Descripción del perfil transversal Se empezará por describir el perfil transversal definiendo en primer lugar las estaciones de las márgenes de la plana de inundación. Se elige Pick para la entrada de datos de Left Floodplain Overbank Station. BOSS RCAD identificará los puntos del terreno tanto en el mapa topográfico como en la cuadrícula del perfil transversal en activo. Se selecciona simplemente un punto del terreno bien en el mapa topográfico o en la cuadrícula del perfil transversal para definir la estación de las margen izquierda de la plana de inundación. BOSS RCAD colocará el valor de la estación correspondiente en la entrada de datos de Left Floodplain Overbank Station. Se repite este proceso para la estación de la margen derecha de la margen de la plana de inundación. A continuación, se define las longitudes de flujo de la plana de inundación izquierda, la plana de inundación derecha y del cauce para el tramo aguas abajo del perfil transversal 200. Se elige Pick para la entrada de datos de Left Floodplain Overbank Station. BOSS RCAD volverá a pedir que se mida la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda en el mapa topográfico. Se dibujará una línea extensible a medida que se mide la longitud de flujo. Esta línea debe definir el camino que, con más probabilidad, tomará el flujo de la margen. Haciendo simplemente clic para marcar los puntos a lo largo del camino del flujo. Se pulsa ENTER cuando la longitud del flujo alcanza el perfil transversal 150. Se repite este proceso para las longitudes de flujo de la plana de inundación derecha y del cauce. Excepto en situaciones especiales, las entradas de datos de cota de las márgenes se dejen generalmente en blanco. En esta lección, se deben dejar en blanco estas entradas y HEC-2 determina automáticamente las cotas de las márgenes desde la geometría del terreno especificada. Las entradas de datos de la rugosidad de Manning definen la rugosidad para la mitad del tramo aguas abajo hasta el perfil transversal adyacente aguas abajo y para la mitad aguas arriba hasta el perfil transversal adyacente aguas arriba. Si se dejan en blanco estos datos, entonces se usará el último valor introducido en el perfil


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transversal adyacente aguas abajo (ciando se calcula un perfil subcrítico). En esta lección se definirá la rugosidad en el perfil transversal 100 y el programa HEC-2 propagará estos valores de rugosidad a los perfiles de aguas arriba, de modo que se dejen en blanco los valores de rugosidad en este perfil transversal. Los coeficientes de pérdida de expansión y contracción tienen en cuenta las pérdidas debidas de la expansión y contracción del flujo para el tramo central aguas abajo hasta en perfil transversal adyacente aguas abajo y para la mitad aguas arriba hasta el perfil transversal adyacente aguas arriba. . Si se dejan en blanco estos datos, entonces se usará el último valor introducido en el perfil transversal adyacente aguas abajo (ciando se calcula un perfil subcrítico). En esta lección se definirán los coeficientes de expansión y contracción en el perfil transversal 100 y el programa HEC-2 propagará estos coeficientes de pérdida a los perfiles de aguas arriba, de modo que se dejen en blanco los coeficientes de pérdida en este perfil transversal. Las otras entradas de datos mostradas en pantalla en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal no se modifican, dejando que se use su valor por defecto. Después de definir los parámetros de entrada necesarios en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal para la estación 200, se pulsa OK. A continuación se definirán las estaciones y longitudes de flujo de las márgenes para los dos perfiles transversales restantes. Con objeto de definir las estaciones y longitudes de flujo para el perfil transversal 150, se debe activar el perfil transversal 150. Hay varias maneras de seleccionar un perfil transversal para se transforme en activo. Anteriormente, se discutió cómo usar el comando de menú PICK del menú de Entrada de Perfil Transversal para seleccionar un perfil transversal. Al usar este método, se pincha el perfil transversal 150. BOSS RCAD informará que el perfil transversal 150 está seleccionado con perfil transversal activo y mostrará en pantalla el perfil transversal 150 en la barra de opciones que aparece bajo la ventana de la línea de comandos. Una vez activado el perfil transversal 150, se selecciona de nuevo SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada para mostrar en pantalla la caja de diálogo de descripción del perfil transversal. Se definen las estaciones y longitudes de flujo de las planas de inundación para el perfil transversal 150. Como se dijo antes, los valores de rugosidad y los coeficientes de pérdida por expansión y contracción no se definen en este perfil transversal, pero HEC-2 propagará estos valores desde el perfil transversal 100. Se dejan en blanco todas las demás entradas de datos en esta caja de diálogo, Cuando se acaba de definir los parámetros de entrada necesarios, se pulsa OK. Después de definir estos valores, debe observarse la vista del mapa topográfico que BOSS RCAD conectó a las estaciones de las planas de inundación entre los perfiles transversales 150 y 200 con una línea recta. Después de haber definido los parámetros de entrada en el perfil transversal 150, se definen los valores para el perfil transversal 100. Como el perfil transversal 100 es el que está más aguas abajo, las longitudes de flujo no se definen. Sin embargo es necesario que las estaciones de las planas de inundación sean definidas, junto con los valores de rugosidad de Manning y los coeficientes de pérdida por expansión y contracción. Se selecciona el perfil transversal 100 como perfil transversal en activo y se definen las estaciones de la plana de inundación usando la caja de diálogo de Descripción del perfil transversal. Se especifica 0,05 para la rugosidad de Manning para la plana de


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inundación izquierda y derecha y 0,035 para la rugosidad de Manning en el cauce. En esta lección es necesario tener en cuenta las pérdidas de energía de la expansión y contracción gradual. Por lo tanto, se introduce 0,3 para el coeficiente de pérdida por expansión y 0,1 para el coeficiente de pérdida por contracción. Se dejan en blanco el resto de las entradas de datos en esta caja de diálogo. Después de pulsar OK, los valores de rugosidad se mostrarán en pantalla sobre la cuadrícula del perfil transversal. Cuando se realiza el cálculo del perfil de la superficie del agua en HEC-2, los coeficientes de rugosidad de Manning y los coeficientes de pérdida por expansión y contracción se propagarán hacia aguas arriba a los perfiles transversales 150 y 200. Salvado periódico del trabajo Se sugiere que a medida que se crea el modelo, se salve periódicamente el trabajo que se ha hecho dentro del dibujo. Puede introducirse el comando SAVE en la línea de comandos de RCAD para salvar el dibuje bajo el nombre del fichero activo. Por otro lado, puede usarse el comando SAVEAS para salvar el dibujo con un fichero de nombre distinto. Para más información sobre cómo salvar los ficheros de dibujo, véase el apartado titulado Salvar el dibujo más adelante. 6.1.8 Definición del Proyecto Este apartado describe cómo añadir información de la descripción general del proyecto sobre el modelo de HEC-2 que se va a calcular. Esta información de la descripción se especifica en la caja de diálogo de Descripción del Proyecto, como se ve en la Figura 6.1.8.1. Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Proyecto, se selecciona PROJECT DESCRIPTION en el menú de Metajob.

Figura 6.1.8.1 Caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-2 Al usar la caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-2, se introduce la información general que describe el proyecto. Ciando se termina, se pulsa OK. Metajobs Los valores introducidos en la caja de diálogo de Descripción del Proyecto definen el metajob activo, aunque futuros metajobs especificados se definirán dentro del mismo


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dibujo por defecto para estos valores. Para una discusión completa sobre metajobs, véase el apartado titulado Metajobs en el Capítulo 3. 6.1.9 Definición de las condiciones iniciales del Perfil El siguiente paso de esta lección es definir las condiciones iniciales de cálculo para analizar el perfil de la superficie del agua. Dado que la pendiente del lecho del cauce es menor que 1 por 100 (una regla normal que identifica los perfiles subcríticos y supercríticos), se puede suponer que hay un perfil subcrítico de la superficie del agua en este modelo. Cuando se analiza un perfil subcrítico, HEC-2 comienza su cálculo en el perfil transversal más aguas abajo. Por lo tanto, es necesario determinar las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua en el perfil transversal 100. En esta lección se pretende determinar el perfil de la superficie del agua para la tormenta de 5 años de periodo de retorno. Según los datos históricos, se ve que el caudal punta para el periodo de retorno de 5 años es de 300 pies3/segundo. Sin embargo, nunca se midió la correspondiente cota de la superficie del agua para determinar las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua en el perfil transversal aguas abajo 100.

Figura 6.1.9.1 Calculador Hidráulico de FlowCalc Debe asegurarse el usuario de que el perfil transversal 100 está activo. En el menú Herramientas, se selecciona FLOWCALC. De forma alternativa, se hace clic en el icono FLOW HIYDRAULIC CALCULATOR en la paleta de herramientas flotante e RiverCAD. BOSS RCAD mostrará en pantalla el Calculador Hidráulico de FlowCalc, como se ve en la Figura 6.1.9.1. Se selecciona NORMAL DEPTH como adecuado para el cálculo y luego se introduce 300 con valor de caudal conocido. Después se pulsa OK. FlowCalc mostrará en pantalla los resultados del cálculo en la caja de diálogo de Resultados del Cálculo de FlowCalc, como se be en la Figura 6.1.9.2. Se elige PLACE en esta caja de diálogo, se pincha cobre la cuadrícula del perfil transversal 100 (en la parte superior de la ventana) y los resultados de FlowCalc se colocarán en el dibujo.


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Figura 6.1.9.2 Caja de diálogo de Resultados del Cálculo con FlowCalc A continuación, es necesario definir estas condiciones iniciales de cálculo del perfil en el modelo de HEC-2. Esto se hace usando la caja de diálogo de Cálculo del Perfil, como se ve en la Figura 6.1.9.3. Esta caja de diálogo aparece en pantalla seleccionando PROFILE DESCRIPTION en el menú de Metajob.

Figura 6.1.9.3 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Obsérvese que pueden especificarse hasta 14 perfiles de la superficie del agua independientes en esta caja de diálogo, aunque en esta lección se analizará solo un perfil. Se selecciona SUBCRITICAL como tipo de perfil a analizar. Se introduce el caudal punta del periodo de retorno de 5 años (300 pies3/segundo) correspondiente a la cota de la superficie del agua calculada (aproximadamente 1241,3 pies) en las entradas de datos adecuadas. Después de introducir estos valores, se pulsa UODATE para insertar los valores en la caja de la lista. Ciando se termina de definir las condiciones iniciales de cálculo del perfil, se elige OK.


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6.1.10 Realización del Cálculo Después de terminar la definición del modelo de HEC-2, se puede realizar un cálculo del perfil de la superficie del agua. Desde el menú de Cálculo se selecciona GENERATE HEC-2 DATA. BOSS RCAD creará un fichero de transferencia de datos para el modelo especificado. Si se advierte un error en la entrada del modelo, será necesario corregirlo en los datos de entrada que definen el modelo. Si no se advierten errores después de generar el fichero de transferencia de datos, se selecciona PERFORM ANALYSIS en el menú de Cálculo. BOSS RCAD realizará el cálculo del perfil de la superficie del agua. Si durante el cálculo se advierte algún error, será necesario corregir el modelo de entrada para eliminar el error. Sin embargo, es normal que se anuncien avisos durante el cálculo. El usuario debería comprobar la salida del cálculo para asegurarse de que los avisos no tienen importancia y no alteran la validez de la solución de l perfil de la superficie el agua. Para una discusión sobre cómo examinar las salida del cálculo y la validez de los resultados, véase el apartado titulado Revisión de la Salida más adelante. 6.1.11 Vista de los Resultados del Cálculo Si se realiza correctamente el cálculo, se está en disposición de ver sus resultados. En el menú de Salida se selecciona VIEW ANALYSIS RESULTS. BOSS RCAD mostrará en pantalla los resultados del cálculo, como se ve en la Figura 6.1.11.1.

Figura 6.1.11.1 Visor del fichero de BOSS RCAD Impresión de los Resultados del Cálculo BOSS RCAD consta de varias medios para imprimir los resultados del cálculo. Por ejemplo, s puede imprimir parte de los resultados del cálculo eligiendo PRINT. Para


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más información, véase el apartado titulado Impresión de los resultados del cálculo en el Capítulo 3. 6.1.12 Revisión de los Resultados del Cálculo La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua en esta lección se muestra en las Figuras 6.1.12.1 y 6.1.12.2. Al revisar la salida, se observa que no aparecen avisos de cálculo. Sin embargo, en la mayoría de los modelos de HEC-2 aparecen avisos. Es responsabilidad del usuario revisar las alarmas informadas y determinar si el modelo ha sido creado adecuadamente y si los resultados del cálculo son válidos.

Figura 6.1.12.1 Salida del Cálculo de HEC-2


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Figura 6.1.12.2 Salida del Cálculo de HEC-2 (continuación) 6.1.13 Vista de los Resultados del perfil transversal Para ver los resultados gráficos del perfil transversal, se selecciona CROOS-SECTIOM RESULTS en el menú de Salida. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.1.13.1.


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Figura 6.1.13.1 Caja de diálogo de resultados gráficos del perfil transversal Usando esta caja de diálogo, se ponen en ON las cajas de comprobación para seleccionar que los resultados gráficos del perfil transversal aparezcan en pantalla sobre las cuadrículas de perfil transversal. La Figura 6.1.13.2 ilustra los resultados gráficos del perfil transversal para el perfil transversal 200.

Figura 6.1.13.2 Resultados gráficos del perfil transversal 200


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Para más información sobre la capacidad de BOSS RCAD para la descripción de los resultados gráficos del perfil transversal, véase el apartado titulado Muestra en pantalla los resultados del perfil transversal en el Capítulo 3. 6.1.14 Configuración de la Cuadrícula del perfil Antes de poder añadir cuadrículas de perfil al dibujo para mostrar los resultados del perfil de la superficie del agua, se debe configurar BOSS RCAD adecuadamente para generar cuadrículas de perfil. Generalmente se requiere para cada nuevo dibujo, aunque BOSS RCAD usará esta configuración para los siguientes dibujos. En el menú de Ficheros se selecciona CONFIGURE y luego PROFILE GRID. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil.

Figura 6.1.14.1 Caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Para componer cuadrículas de perfil bien conformadas en esta lección, se recomienda las siguientes configuraciones de los ejes: STATION SCALE = 10 STATION TICK INTERVAL = 10 STATION ROUNDOFF = 50 ELEVATION SCALE = 1 ELEVATION TICK INTERVAL = 1 ELEVATION ROUNDOFF = 5 Para lograr un esquema de matriz de cuadrícula de perfil, se recomienda las siguientes configuraciones (deberían fijarse ya estos valores por defecto): X LAYOUT POINT = 0 X SPACING = 50


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Y LAYOUT POINT = 100 Y SPACING = 50 COLUMNS = 10 Para más información, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del perfil en el Capítulo 4. 6.1.15 Añadir una Cuadrícula de Perfil Una vez especificados los valores de configuración de la cuadrícula de perfil, se está listo para añadir una cuadrícula de perfil al dibujo con objeto de mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua. En el menú de Entrada se selecciona PROFILE PLOTS y luego ADD PROFILE GRID. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil, como se ve en la Figura 6.1.1.5.1. Esta caja de diálogo se usa para definir la cuadrículas de perfil para el metajob activo.

Figura 6.1.15.1 Caja de diálogo para añadir Cuadrícula de Perfil Generalmente, todas las entradas de datos en la caja de diálogo de Añadir cuadrícula de perfil pueden dejarse en sus valores por defecto. Cuando se termina, se pulsa OK. BOSS RCAD colocará la nueva cuadrícula de perfil en la ventana activa en uso.


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6.1.16 Vista de los resultados del Perfil Para mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua en la cuadrícula de perfil, se selecciona WATER SURFACE PROFILES en el menú de Salida. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil, como se ve en la Figura 6.1.16.1

Figura 6.1.16.1 Caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil Usando esta caja de diálogo, se ponen en ON las cajas de comprobación para seleccionar que los resultados gráficos del perfil transversal aparezcan en pantalla sobre las cuadrículas de perfil transversal. La Figura 6.1.16. ilustra los resultados gráficos de la cuadrícula del perfil.


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Figura 6.1.16.2 Gráfico del Perfil Para más información que describa las capacidades de BOSS RCAD sobre los resultados gráficos del perfil, véase el apartado titulado Muestra en pantalla de los resultados gráficos en el Capítulo 3. 6.1.17 Vista de los resultados en un mapa topográfico Los resultados del perfil de la superficie del agua también pueden mostrase sobre un mapa topográfico. Se debe asegurar que está en pantalla el mapa topográfico. Si no es así, se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú Herramientas. También se puede hacer clic sobre el icono VIEW TOPO MAP en la paleta de herramientas flotante de RiverCAD. Para mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua en un mapa topográfico, se selecciona TOPO MAP WATER SURFACE en el menú de Salida. BOSS RCAD mostrará la caja de diálogo de Resultados gráficos topográficos, como se ve en la Figura 6.1.17.1.


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Figura 6.1.17.1 Caja de diálogo de Resultados Gráficos Topográficos Esta caja de diálogo permite elegir varias opciones de muestra en pantalla. La Figura 6.1.17.2 ilustra los resultados gráficos sobre un mapa topográfico en esta lección.

Figura 6.1.17.2 Resultados gráficos del mapa topográfico Para más información que describa las capacidades de BOSS RCAD sobre los resultados gráficos del perfil en un mapa topográfico, véase el apartado titulado Muestra en pantalla de los resultados gráficos en un mapa topográfico en el Capítulo 3.


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Resultados avanzados de la superficie del agua Un borde interpolado del agua entre perfiles transversales puede ser incrustado en el mapa topográfico seleccionando la caja de comprobación de ADVANCED WATER SURFACE. Sin embargo, este método solo está disponible en el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación. La Figura 6.1.17.3 muestra un plano de la plana de inundación detallada generada por el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación.

Figura 6.1.17.3 Mapa topográfico detallado que muestra un borde interpolado del agua entre perfiles transversales El Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación interpolará el borde del agua entre perfiles transversales. Esto permite al usuario ver- detalladamente y con precisión – que zonas del mapa topográfico están inundadas. También puede mostrarse en pantalla las zonas de inundación poco profundas, usando cualquier valor de calado especificado por el usuario. Esto permite al usuario identificar rápidamente las posibles zonas de flujo inefectivo y las zonas de avenida. Puede realizarse automáticamente el relleno de color y el rallado de las zonas inundadas. Para lograr una mejor visualización de los resultados de la creación del modelo del perfil de la superficie del agua, el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación puede generar también curvas de nivel del calado del flujo o de cotas a cualquier profundidad o intervalo de cotas deseado. 6.1.18 Método avanzado de la superficie del agua Con el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación, puede introducirse directamente un borde interpolado del agua entre perfiles transversales sobre un mapa topográfico seleccionando el Método avanzado de la superficie del agua. La caja de


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diálogo de Opciones avanzadas de la superficie del agua, como se ve en la Figura 6.1.18.1, se muestra en pantalla eligiendo el botón OPTIONS junto al método avanzado de superficie del agua en la caja de diálogo de Superficie del agua en un mapa topográfico.

Figura 6.1.18.1 Caja de diálogo de Opciones Avanzadas de Superficie del Agua Los resultados siguientes pueden generarse usando selecciones en la caja de diálogo de Opciones avanzadas de la superficie del agua. Curvas limitadas a los resultados del Modelo Poniendo este botón en ON, el programa limita el borde interpolado del agua a los bordes izquierdo y derecho calculados (o definidos) de los valores de las estaciones del agua. Por lo tanto, la depresiones fuera del cauce principal del río no serán rellenadas por el programa cuando se plotea el cauce de avenidas. Poniendo este botón en ON, el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación limitará la zona que los resultados de la plana de inundación mostrarán en pantalla creando un polígono de contorno. Estos polígonos de contorno se generan conectando todos los bordes izquierdos de las estaciones del agua con una polilínea, los bordes derechos del agua con una polilínea y luego uniendo estas dos polilíneas con una línea recta. Las zonas inundadas que se extienden más allá de este polígono de contorno se eliminarán y aparecerán truncadas con una línea escalonada. Esta línea escalonada corresponde al tamaño especificado de escalón. Nótese que esta opción puede causar problemas cuando se genera el borde interpolado del agua en orillas escarpadas del río. En estos casos, será necesario interpolar perfiles transversales o poner este botón en OFF. Borde del agua


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Un borde interpolado del agua se generará si se selecciona uno de los dos métodos siguientes: ABIERTO Por defecto, el borde interpolado del agua se muestra en pantalla usando polilíneas sin relleno. Este es el método más rápido. RELLENO TEMPORAL Si se selecciona este botón circular, el borde interpolado de las polilíneas del agua se rellenará con una polilínea en color. Este relleno es temporal, podrá borrarse la siguiente vez que BOSS RCAD lo vuelva a dibujar en la ventana. Sin embargo, las polilíneas pueden rellenarse posteriormente eligiendo FILL en el menú de Creación de Mapas de Planas de Inundación. RAYADO Si se selecciona este botón circular, la superficie del agua interpolada se rellenará con un esquema de rayado, que no se borrará cuando se regenere el dibujo en la ventana. En función de las opciones de rayado seleccionadas, la generación del rayado puede tardar mucho tiempo y ocupar mucho espacio en el dibujo. Si este botón se sitúa en OFF, al pulsar ESC se cancelará la generación de rayado. Opciones y Configuraciones del borde del agua Las opciones y configuraciones siguientes están disponibles cuando se introduce un borde interpolado del agua: TAMAÑO DEL PASO Especifica el detalle, en unidades de dibujo, con que se generarán todas las intersecciones de la superficie del agua. Por ejemplo, para calcular el borde del agua cada pie (o metro), se fija esta entrada en 1. Los tamaños pequeños de paso ( 1 o menores) generarán muchas curvas de nivel complejas, lo que puede suponer una gran cantidad de tiempo y espacio de dibujo, En la mayoría de los mapas topográficos, un tamaño de paso de 1º a 20 unidades de dibujo dará suficiente detalle sin comprometer el tiempo de generación o el tamaño del dibujo. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones del Borde del Agua, lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para el borde del agua. OPCIONES DE RAYADO Al elegir este botón se accede a la caja de diálogo de Opciones de Rayado, lo que permite elegir el esquema, escala y ángulo de rayado.


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Inundación poco profunda Las zonas de inundación poco profunda puede mostrarse en el mapa topográfico si se fija en ON esta opción. Se dispone de los siguientes métodos: ABIERTO Por defecto, la zona de inundación poco profunda se muestra en pantalla usando polilíneas sin relleno. Es el método más rápido. RELLENO TEMPORAL Si se selecciona este botón circular, el borde interpolado de las polilíneas del agua se rellenará con una polilínea en color. Este relleno es temporal, podrá borrarse la siguiente vez que BOSS RCAD lo vuelva a dibujar en la ventana. Sin embargo, las polilíneas pueden rellenarse posteriormente eligiendo FILL en el menú de Creación de Mapas de Planas de Inundación. RAYADO Si se selecciona este botón circular, la superficie del agua interpolada se rellenará con un esquema de rayado, que no se borrará cuando se regenere el dibujo en la ventana. En función de las opciones de rayado seleccionadas, la generación del rayado puede tardar mucho tiempo y ocupar mucho espacio en el dibujo. Si este botón se sitúa en OFF, al pulsar ESC se cancelará la generación de rayado. Opciones y configuraciones de la inundación poco profunda Se dispone de las siguientes opciones y configuraciones cuando se muestran las zonas de inundación poco profunda: CALADO Especifica el calado con que se mostrará en pantalla la inundación poco profunda. Por ejemplo, un valor de 1 mostrará todas las zonas de la superficie del agua donde el calado es menor o igual a 1. Un valor negativo del calado mostrará todas las zonas fuera de la superficie del agua que serían inundadas si la superficie del agua se elevara en esta cantidad. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones del Inundación poco profunda, lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para la inundación poco profunda. OPCIONES DE RAYADO Al elegir este botón se accede a la caja de diálogo de Opciones de Rayado, lo que permite elegir el esquema, escala y ángulo de rayado.


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Curvas de nivel del calado Las curvas de nivel del calado del flujo mostrarán en pantalla sobre el mapa topográfico la superficie del agua si esta opción se fija en ON. Se dispone de las siguientes opciones y configuraciones: INTERVALO Esta entrada especifica el intervalo con que se generarán las curvas de nivel del calado del flujo. Por ejemplo, un valor de 1 generará curvas de nivel cada pie. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Curvas de nivel de calado , lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para las curvas de nivel del calado. Curvas de nivel de cotas Las curvas de nivel de curvas de nivel mostrarán en pantalla sobre el mapa topográfico la superficie del agua si esta opción se fija en ON. Se dispone de las siguientes opciones y configuraciones: INTERVALO Esta entrada especifica el intervalo con que se generarán las curvas de nivel de cotas. Por ejemplo, un valor de 1 generará curvas de nivel cada pie. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Curvas de nivel de cotas , lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para las curvas de nivel de cotas. Para una descripción completa del Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación, véase el apartado titulado Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación en el Capítulo 3. 6.1.19 Uso de SmartEdit Muchas veces es necesario ajustar los datos de entrada que sirven para definir el modelo. BOSS RCAD incluye SmarEdit que permite editar rápidamente el modelo. Desde el menú de herramientas, se selecciona SMARTEDIT. Esto activará SmarEdit. Entonces se puede usar SmartEdit para editar rápidamente los componentes del dibujo. Por ejemplo, puede ser necesario ajustar las estaciones de las márgenes. Pinchando una estación de una margen en la cuadrícula del perfil transversal o mapa topográfico con el puntero del ratón aparecerá en pantalla automáticamente la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal, permitiendo así ajustar inmediatamente las estaciones de las márgenes en ese perfil transversal. O bien, haciendo clic en la geometría del terreno del perfil transversal o gráfico del mismo, o en un mapa topográfico se accede inmediatamente a la caja de diálogo de Edición de la Geometría


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del Terreno. O haciendo clic sobre una cuadrícula de perfil transversal se accede a la caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula. Para más información sobre SmartEdit, véase el apartado titulado SmartEdit en el capítulo 3. 6.1.20 Salvado del dibujo Cuando se termine esta lección, debe asegurarse que se salva el dibujo. Para salvar el fichero de dibujo bajo el nombre actual del fichero, se elige SAVE en el menú de Ficheros. También se salva toda la lección bajo un nombre diferente de fichero (así como para evitar el escribir encima del fichero de dibujo del ejemplo original), se elige SAVE AS en el menú de Ficheros. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Save As y preguntará el nombre del fichero nuevo que se use para salvar el dibujo. Después de especificar un nombre de fichero y seleccionar OK, RCAD salvará y fijará el dibujo actual al nombre de fichero especificado. 6.1.21 Fichero del Dibujo de Solución Un dibujo de la solución de esta lección es el fichero de dibujo L01S.FLX. El fichero de dibujo se incluye en los ejemplos incluidos en los disquetes suministrados con el programa.


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Lección 2 Perfiles múltiples de superficie del agua

Esta lección ilustra cómo emplear BOSS RCAD para crear modelos de perfiles múltiples de la superficie del agua. En la Lección 1, se determinó el perfil de la superficie del agua para un caudal del flujo de un periodo de retorno de 5 años. En esta lección, se podrá ampliar la lección anterior para calcular también los perfiles de la superficie del agua para caudales punta de periodos de retorno de 25, 100 y 500 años. Además. Se añadirá una geometría adicional del terreno en dos perfiles transversales existentes, se añadirán dos perfiles transversales adicionales aguas arriba y se modificará el caudal en el perfil transversal aguas arriba para tener en cuenta la aportación de un afluente. Nótese que esta lección requiere el dibujo L02.FLX. Este fichero de dibujo se facilita en los ejemplos que se encuentran en los disquetes del programa. El dibujo del ejemplo cargado se muestra en la Figura 6.2.1.

Figura 6.2.1 Ejemplo de dibujo usado en esta lección 6.2.1 Configuración de las ventanas de vistas Cuando se inicia un nuevo proyecto, el dibujo tendrá por lo general una sola ventana de vista. Sin embargo, algunas veces resulta ventajoso configurar varias ventanas de vista superpuestas. Una pantalla con múltiples ventanas de vista superpuestas permite diferenciar distintas partes del dibujo al mismo tiempo.


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En este apartado se informará sobre cómo configurar múltiples ventanas de vista superpuestas. Es necesario comenzar la configuración y salvar la vista topográfica que será necesaria para trabajar con ella. Como se vio en la Lección1, al hacer zoom de una zona que linda con la zona contiene los marcadores A, B, C,D y E. Luego, esta vista será por defecto la vista topográfica. Ahora puede configurarse las múltiples ventanas para usar con su dibujo. Desde el menú de ventana se selecciona OPEN NEW VIEWPORT. RCAD entonces abre otra ventana del mismo dibujo. Seguir como se ve en la figura 6.2.1.1,BOOS RCAD mostrará en pantalla una caja de diálogo de nueva ventana. Se selecciona TOP (PLAN VIEW) en la caja de diálogo y que se elige OK.

Figura 6.2.1.1 Caja de diálogo usada para crear una nueva ventana para el dibujo actual BOSS RCAD mostrará en pantalla plana nueva ventana para el dibujo actual. Se repite este comando 2 veces más de modo que aparezcan en pantalla 4 ventanas. A continuación se selecciona TILE en el menú de ventana. BOSS RCAD volverá a organizar las ventanas que aparecen en pantalla, como se ve en la figuran 6.2.1.2. Puede abrirse un máximo de 4 ventanas del mismo dibujo.


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Figura 6.2.2 Resultado de la pantalla con ventanas apiladas La pantalla de ventanas superpuestas que RCAD genera no se puede usar en este formato. Por lo tanto, el necesario cambiar las vistas que aparecen en pantalla para cada ventana. Comencemos a configurar una de las ventanas para mostrar en pantalla la vista topográfica previamente salvada. Primero, nos aseguramos que una de las ventanas es la ventana activa. La ventana activa mostrará un cursor sobre ella, como se ve en la de figura 6.2.1.2. Para cambiar la ventana de activa, se hace clic en la ventana para hacerla activa. Para mostrar en pantalla la vista topográfica previamente salvada en la ventana seleccionada, se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú de herramientas. De otra forma, se hace clic en el icono de VIEW TOPO MAP de la paleta flotante de RIVERCAD. (Si no estuviera en pantalla la paleta flotante de RIVERCAD, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de herramientas).BOSS RCAD mostrará en pantalla la vista topográfica salvada. A continuación, se quiere mostrar en pantalla las cuadrículas de perfil transversal previamente creadas en la ventanas restantes. Se comienza mostrando en pantalla la cuadrícula del perfil transversal 100 en la ventana superior izquierda. Se selecciona la ventana superior izquierda como ventana activa. Luego, se selecciona VIEW en el menú de entrada de perfil transversal. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de vista de cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la figura 6.2.1.3.(Si aparece el identificador ID en la barra de opciones que aparece en pantalla bajo la ventana de la línea de comandos, al pinchar el identificador ID aparecerá en pantalla esta caja de diálogo. O bien, al seleccionar el icono de VIEW CROOS-SECTION GRID en la paleta de herramientas de RCAD, aparecerá en pantalla esta caja de diálogo.


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Figura 6.2.1.3 Selección del perfil transversal a mostrar en pantalla En la caja de diálogo de vista de la cuadrícula del perfil transversal, se selecciona la cuadrícula del perfil transversal 100 como perfil a mostrar en pantalla y se elige OK. RCAD mostrará a continuación en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionada en la ventana activa y hará que el perfil transversal 100 sea el que está activo actualmente. Se repite este proceso para las dos ventanas restantes, colocando los perfiles transversales 150 y 200 en ellas. Nótese que si aparece en la barra de opciones <and> bajo la ventana de la línea de comandos, seleccionando > aparecerá en pantalla el perfil transversal aguas arriba en la ventana activa. O bien, al seleccionar el icono de NEXT CROSS-SECTION GRID en la paleta de herramientas flotante de RCAD, la pantalla aparecerá como se ve en la figura 6.2.1.4.


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Figura 6.2.1.4. Pantalla completa con ventanas Para más información sobre la configuración de la pantalla de ventanas múltiples, véase el apartado titulado ventanas múltiples en el capítulo 3. 6.2.2 Definición de perfil de múltiples Después de cargar el dibujo y configurar las ventanas de la pantalla, se está en disposición de definir las condiciones iniciales de calculó del perfil para los caudales con el período de retorno deben 25, 100 y 500 años. Según un cálculo probabilístico de datos históricos, se estimó que el caudal en el perfil transversal aguas abajo 100 era de 550 pies cúbicos por segundo para un periodo de retorno de veinticinco años, de 750 pies cúbicos por segundo para un período de retorno de 100 años y debió presentarse 50 pies cúbicos por segundo para un periodo de retorno de 500 años. Como se vio en la Lección 1,se usa FlowCalc para determinar la cota correspondiente de la superficie del agua en el perfil transversal 100 con estos tres caudales. Debe asegurarse que está relacionado el perfil transversal 100 antes de usar FlowCalc.


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Figura 6.2.2.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Una vez calculadas las cotas de la superficie del agua, estos valores de caudal y cota deben especificarse en la caja de diálogo de lección del cálculo del perfil. En el menú de metajob selecciona PROFILE DESCRIPCTION, RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de descripción del cálculo del perfil, como se ve en la figura de 6.2.2.1. Al comenzar, se ilumina la entrada del perfil siguiente en blanco de la lista haciendo clic sobre el punto se introducen los valores del caudal para periodo de retorno de veinticinco años y la cota de la superficie del agua en entradas de datos apropiadas y luego se pulsa Update para insertar estos valores en la lista. Se repite este procedimiento para los valores de los periodos de retorno de 100 y 500 años. Cuando se haya terminado, se elige OK. 6.2.3 Introducción de geometría adicional del terreno En este apartado se ilustra como pueden añadirse puntos adicionales de la geometría del terreno a un perfil provenzal existente a partir de un mapa topográfico en 3D. la técnica puede usarse con mapas topográficos en 2D o en cuadrículas de perfil transversal. A medida que se crea el modelo, puede ser necesario añadir puntos adicionales de la geometría del terreno a un perfil transversal existente. Por ejemplo, cuando se realiza un estudio de invasión de la plana de inundación, puede descubrirse que algunos de los perfiles transversales que se crearon inicialmente a partir de un mapa topográfico en 3D no bastante anchos para crear el modelo del perfil de la superficie del agua para la plana de inundación original invasión. Por lo tanto, será necesario añadir puntos adicionales del terreno a estos perfiles transversales que necesitan ser ampliados. Al empezar con la estación del terreno más a la izquierda de la cuadrícula del perfil & con un valor de 1000, como se recomienda en la Lección 1, hay espacio suficiente para añadir puntos adicionales de terreno a la izquierda de la actual geometría del terreno.


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En esta lección la geometría del terreno digitalizada en los perfiles transversales de 100 y 200, necesita ser ampliada para abarcar el perfil calculado de la superficie del agua para periodos de retorno de 100 y 500 años. Se ampliará la geometría de terreno del pero sin provenzal hasta los extremos revisados marcando con B-B y C-C. Se comienza cenando el perfil transversal 150 como perfil transversal activo. Según explicó en la Lección 1, el identificador ID de perfil transversal seleccionado aparecerá en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos. No está de seleccionado el perfil transversal 150, se selecciona PICK en el menú de entrada de perfiles transversales. RCAD pedirá que se seleccione el perfil transversal para para hacerlo activo. Se selecciona el perfil transversal 150 pinchando simplemente y haciendo clic sobre el otro creando el identificador de perfil transversal. Una vez seleccionado el perfil transversal 150,se selecciona GRIND GEOMETRY DIALOG en el menú de entrada de geometría del terreno. BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de edición de la geometría del perfil transversal, como se ve en la figura 6.2.3.1. Esta caja de diálogo se usa para insertar, añadir, editar y borrar puntos individuales del terreno de la cuadrícula del perfil transversal activo.

Figura 6.2.3.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal Para añadir un nuevo punto de la geometría del terreno borrar, se elige NEW. BOSS RCAD permitirá seleccionar un nuevo punto del terreno en la cuadrícula del perfil transversal activo o del mapa topográfico. Este punto de la geometría del terreno se insertará automáticamente en la lista. Se usa este método repetidamente para ensanchar la geometría del terreno digitalizada en el perfil transversal 150 hasta las marcas finales revisadas. Cuando se termina, se pulsa OK. Se repite este proceso para ensanchar la geometría digitalizada del perfil transversal 200. Nótese que, a diferencia de los perfiles transversales dados en un mapa topográfico, cuando se usa este método de inserción de puntos adicionales del terreno cada línea de curva del nivel que cruza la nueva sección debe ser pinchada.


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6.2.4 Cambio de tamaño de las cuadrículas de perfil transversal existente Después de añadir, editar o borrar datos de la geometría del terreno en un perfil transversal, puede ser necesario cambiar de tamaño la cuadrícula del perfil transversal para acoplarse a los límites de la nueva geometría del terreno. En esta lección es necesario ajustar las cuadrículas de los perfiles transversales 150 y 200 para ensanchar la geometría del terreno que se realizó en el apartado anterior. Se comienza seleccionando el perfil transversal 150 como perfil transversal activo. En el menú de entrada se selecciona CROSS-SECTIONS y luego RESIZE ALL. BOSS RCAD cambiará automáticamente e tamaño de las cuadrículas de los perfiles transversales 150 y 200 para acoplarse a las dimensiones ampliadas de la geometría del terreno. 6.2.5. Añadir perfiles transversales adicionales En la Lección 1,se aprendió cómo digitalizar perfiles transversales a partir de un mapa topográfico. En esta lección será necesario ampliar el modelo aguas arriba hasta los perfiles transversales 250 y 300, identificados por los marcadores D-D y E-E de final de sección. Sin embargo, se puede desear el empleo de la cuadrícula de perfil transversal de definición del bloque para la cuadrícula del perfil transversal 200 cuando se definen los nuevos perfiles transversales. Esto permitirá comparar fácilmente la geometría del terreno entre perfiles transversales. Antes de cortar nuevos perfiles transversales, se comienza seleccionando el perfil transversal 200 de cómo perfil transversal activo. Al hacer esto se podrá ubicar al programa se refiera a la definición del bloque de la cuadrícula del perfil transversal activo como muestra para la nueva cuadrícula del perfil transversal. El perfil transversal 200 corresponde a las marcas D-D del final de la sección. Desde el menú de entrada de la geometría del terreno se selecciona SCREEN 3D MAP. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de nueva cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la figura 6.2 .5.1. Se piden que está la nueva cuadrícula de perfil dorsal como 250 y se selecciona COPY CURRENT GRID como opción para crear la cuadrícula. BOSS RCAD se referirá a la definición del bloque de la cuadrícula del paro en transversal de la herencia usada para la cuadrícula del y transversal 200 cuando se vaya a crear la nueva cuadrícula del perfil transversal. Se elige OK para empezar a cortar el perfil transversal 250.


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Figura 6.2.5.1 Caja de diálogo de nueva cuadrícula de perfil transversal Cómo se dijo que en la Lección 1, BOSS RCAD aparecerá un mensaje en el que se pide la estación más a la izquierda de la cuadrícula del perfil transversal. En un valor de estación más para izquierda similar al que se usó para el perfil transversal 200. A continuación, se digitaliza la geometría del terreno del perfil transversal a partir del mapa topográfico. Una vez que se haya digitalizado el perfil transversal, se pulsa ENTER. BOSS RCAD mostrará un mensaje para que diga en qué ventana se verá la geometría del terreno del perfil transversal. Nótese que BOSS RCAD ayuda al usuario al intentar encontrar una ventana vacía para mostrar la sección del perfil transversal. Si se encuentra una ventana vacía, se transformará en la ventana en activo. El usuario puede elegir la ventana seleccionada o seleccionar otra para mostrar la sección del perfil transversal. Si no se encuentra una ventana vacía, permanecerá seleccionada la ventana activa en uso. Se selecciona una de las ventanas existentes de perfil transversal para colocar el perfil transversal digitalizado. Después de elegir una ventana, BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal, idéntica a la cuadrícula del perfil transversal 200, con la nueva geometría del terreno en la cuadrícula. Además, el programa transformará al perfil transversal 250 como perfil transversal activo. Si se está dispuesto a digitalizar la geometría del terreno del perfil transversal 350. El perfil transversal 300 corresponde a los marcadores E-E de final de sección. Se repite el proceso descrito para crear el perfil transversal 250. Sin embargo, se deja el perfil transversal 250 como cuadrícula seleccionada activa. No es necesario volver a seleccionar la cuadrícula del perfil transversal 200 como la cuadrícula activa ya que las cuadrículas 200 y 250 tienen la misma definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal.


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Después de añadir los perfiles transversales 250 y 300, se usa la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal (como se describió en la Lección 1) para definir las estaciones de las márgenes de la plana de inundación y las longitudes para estas dos nuevos perfiles transversales. 6.2.6 Consideración de los flujos de los afluentes En esta lección se pretende crear un modelo para tener en cuenta el pequeño afluente que desemboca en el cauce principal. Este pequeño arroyo se ven claramente en el mapa topográfico entre los perfiles transversales 200 y 250 (Véase la Figura 6.2.1). De los cálculos hidráulicos y las observaciones de campo se dedujo que este pequeño arroyo aporta aproximadamente 100 pies3/segundo al río principal en las tormentas introducidas en este modelo. Por lo tanto, es necesario reducir el caudal aguas arriba del perfil transversal 250 para tener en cuenta la aportación del afluente entre los perfiles transversales 200 y 250. Se empieza por seleccionar el perfil transversal 250 como perfil transversal activo. Después, se selecciona PROFILE ADJUSTMENT en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil, como se v en la Figura 6.2.6.1.

Figura 6.2.6.1 Caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil Se especifican los valores de caudal ajustados en la caja de diálogo de Ajuste del Perfil restando el caudal aportado por el afluente de 100 pies3/segundo de los cuatro caudales especificados en la caja de diálogo de Descripción de Cálculo del Perfil. Por lo tanto, deben introducirse los valores de caudales ajustados de 200, 450, 650 y 850 pies3/segundo en la caja de diálogo de Ajuste del Perfil, Estos caudales ajustados se aplicarán después al resto de tramo de río aguas arriba del perfil transversal 250. Cuando se termina de especificar el ajuste del perfil, se elige OK. Para más


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información sobre los ajustes del perfil, véase el apartado titulado Descripción del Ajuste del Perfil en el Capítulo 4. 6.2.7 Análisis del Modelo Después de que se haya terminado de definir el modelo de HEC-2, como se vio en la Lección 1, se puede realizar el cálculo del modelo del perfil de la superficie del agua de HEC-2. Véase el apartado titulado Realización del Cálculo en la página 6-16. 6.2.8 Revisión de los resultados del cálculo La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua de esta lección se muestra en las Figuras 6.2.8.1 a 6.2.8.5. Al revisar la salida, se observa que se han creado dos avisos- uno en el perfil transversal 300 para el primer perfil calculado y el otro en el perfil transversal 150 para el cuarto perfil calculado. Los dos avisos alertan sobre el cambio importante de la conducción entre el perfil transversal que se calcula y el perfil transversal previo aguas abajo. Generalmente este aviso tiene lugar cuando el flujo por el cauce llega a rebasar las márgenes, o cuando el flujo por las márgenes llega a ser el flujo por el cauce. La relación entre la conducción aguas arriba y aguas abajo viene dada por la variable de salida KRATIO. El mensaje de aviso Conveyance Change Is Outside Of Acceptable Range (El Cambio de la conducción está fuera del rango aceptable) se creará si KRATIO es menor que 0,7 o mayor de 1,4. Sin embargo, si se piensa que este rango es demasiado estricto, y que puede usarse un rango aceptable entre 0,5 y 2,0 cuando se revisa la salida del cálculo de HEC-2. Puede añadirse perfiles transversales adicionales cuando la relación de conducción esta fuera del rango aceptable y la longitud del flujo entre perfiles transversales es demasiado grande. Si las longitudes entre perfiles transversales es razonable y se produce un valor de KRATIO extremo, se comienza a comprobar los datos de entrada que definen el modelo. Los datos que influyen directamente en los cálculos de conducción deben examinarse por si hubiera un posible desliz. Por ejemplo, quizá el lugar decimal en el valor del coeficiente de rugosidad de Manning se ha especificado incorrectamente y en lugar de 0,035, se especificó un valor de la rugosidad de 0,35. O, quizá la longitud de tramo del canal entre dos perfiles transversales se midió incorrectamente y en lugar de una longitud de tramo de 100 pies, se especificó una longitud de tramo de 1.000 pies. Si la entrada de datos parece que está especificada correctamente y persiste un valor de KRATIO, puede ser necesario bloquear regiones de flujo inefectivo en perfiles transversales específicos usando la opción de zona de flujo efectivo de HEC-2. La zona de flujo efectivo se define usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, y se describió con detalle en el apartado titulado Descripción de Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 4 y el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 8. Examinemos cada mensaje de alarma a su vez. En la Figura 6.2.8.1, HEC-2 informa sobre una cambio importante de la conducción en el perfil transversal 300. Sin embargo, se observa que entre los perfiles 250 y 300, se ha tenido en cuenta la aportación de un afluente con los cambios de caudal total de 100 pies3/segundo. Por lo tanto, este cambio de conducción se debe a la suma de la aportación del afluente y en consecuencia se puede ignorar este mensaje de alarma.


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En la Figura 6.2.8.4, HEC-2 informa sobre un cambio importante de la conducción en el perfil transversal 150. Al examinar los caudales en el cauce y en las márgenes en el perfil transversal 150, y en los perfiles transversales 100 y 200, se observa que el flujo está contenido dentro del cauce principal con un flujo mínimo por las márgenes. Por lo tanto, se puede llegar a la conclusión que este mensaje de alarma no se genera a causa del flujo cambiante del cauce al flujo por las márgenes (o viceversa). Sin embargo, se observa que hay un cambio brusco en la superficie de flujo y un aumento correspondiente en la velocidad en el perfil transversal 150. ¿Cuál puede ser la causa? Se observa que la pendiente del lecho del cauce en el perfil transversal 150 es el doble que la pendiente de los perfiles transversales adyacentes. Esta fuerte pendiente del lecho del cauce explica porqué HEC-2 llega a la conclusión de calcular como flujo a gran velocidad en este perfil transversal. Sin embargo, debe asegurarse que la cota de la superficie del agua es válida y que esta alta velocidad del flujo no es la causante de que exista un flujo supercrítico en este perfil transversal. HEC-2 hace una comprobación del calado crítico en cada perfil transversal cuando calcula un perfil subcrítico, para comprobar que el régimen de flujo supuesto es correcto (véase el apartado titulado Determinación del Calado Crítico en el Capítulo 8. Dado que HEC-2 llega a la conclusión de que el calado crítico no ha sido generado (un valor de 0,00 fue declarado como CRIWS), debe asegurarse de que la cota de la superficie del agua calculada en este perfil transversal es válida. Como se cree que se ha sido capaz de explicar los mensajes de alarma generados por HEC-2, los resultados de esta lección son válidos.


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Figura 6.2.8.1 Salida del cálculo de HEC-2


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Figura 6.2.8.2 Salida del cálculo de HEC-2 (continuación)



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Figura 6.2.8.5 Salida del cálculo de HEC-2 (continuación) 6.2.9 Restricción del cálculo del perfil Es deseable en algunas ocasiones restringir el cálculo del perfil a un subconjunto de perfiles originales definidos en un modelo. Para ilustrar esta posibilidad, se selecciona PROFILE DESCRIPTION en el menú de Metajob. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil, como se ve en la Figura 6.2.9.1.


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Figura 6.2.9.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Como ejercicio, se restringe el cálculo del perfil a sólo las tormentas de 5 y 25 años. Se selecciona la entrada del caudal para la tormenta de 5 años en la lista punteando y haciendo clic sobre ella. La entrada de la lista se iluminará. Se elige TAG. BOSS RCAD etiquetará esta entrada. Se repite este proceso para la tormenta de 25 años. Cuando se han etiquetado ambos caudales de tormenta, la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil aparecerá como se muestra en la Figura 6.2.9.2.

Figura 6.2.9.2 Se han etiquetado los caudales de tormenta para 5 y 25 años


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Cuando se termina de etiquetar ambos caudales de tormenta de 5 y 25 años, se elige OK. BOSS RCAD analizará sólo estos dos perfiles que se han etiquetado. Para más información sobre los cálculos restringidos de perfil, véase el apartado titulado Descripción del Cálculo del Perfil en el Capítulo 4. 6.2.10 Fichero de dibujo de solución El dibujo de solución de esta lección es el fichero de dibujo L02S.FLX. Este fichero de dibujo se incluye en los ejemplos incluidos en los disquetes del programa.


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6.3 Lección 3 Importación de ficheros de datos existentes de HEC-2

Muchas veces el usuario necesita usar y modificar un fichero de datos de HEC-2 preexistente que se creó sin BOSS RCAD. Esta lección muestra cómo usar la capacidad de importación para importar directamente estos ficheros en un dibujo, permitiendo así al usuario modificar u calcular el modelo de HEC-2. Esta lección siempre muestra cómo enlazar la geometría importada del perfil transversal y la información relacionada con las líneas de corte del perfil transversal en un mapa topográfico en el dibujo.

Figura 6.3.1 Fichero de datos de HEC-2 que se importa en BOSS RCAD Esta lección necesita el fichero de datos de HEC-2 L03.DAT (véase 6.3.1) y el dibujo de ejemplo L03.FLX. Estos ficheros se incluyen en los ejemplos incluidos en los disquetes del programa. El dibujo del ejemplo cargado se muestra en la Figura 6.3.2.

Figura 6.3.2 Dibujo del ejemplo usado en esta lección


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El fichero de dibujo del ejemplo de esta lección contiene un mapa topográfico de la zona que se introdujo en el modelo con el fichero de datos de HEC-2. Se muestran sobre las líneas de corte del mapa topográfico que indican donde se tomaron topográficamente los perfiles transversales.

6.3.1 Configuración de la generación de la cuadrícula del perfil transversal

Antes de importar el fichero de datos de HEC-2 existente, es importante configurar como debe generarse la cuadrícula del perfil transversal. Por ejemplo, si la geometría del terreno del perfil transversal que se va a importar es pequeña en anchura y el valor de la configuración del intervalo de marcas del perfil transversal es relativamente grande, entonces la geometría importada del terreno del perfil transversal se situará en una cuadrícula de perfil transversal con menos intervalo de marcas (véase la Figura 6.3.1.1).

Figura 6.3.1.1 La configuración del intervalo de marcas de la cuadrícula del perfil transversal era demasiado grande antes de importar este fichero de datos de HEC-2

Este problema presentado puede remediarse rápidamente después de importar el fichero de datos de HEC-2. Al volver a especificar el valor de la configuración del intervalo de las marcas de la cuadrícula del perfil transversal, BOSS RCAD regenerará automáticamente las cuadrículas del perfil transversal con el intervalo de marcas revisado. Para configurar cómo han de generarse las cuadrículas del perfil transversal, se selecciona SECTION GRIDS en el menú de Configuración de Ficheros. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Transversal, como se muestra en la Figura 6.3.1.2.


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Figura 6.3.1.2 Caja de diálogo de configuración usada para especificar cómo han de generarse las cuadrículas de perfil transversal.

Antes de importar un fichero de datos de HEC-2, es importante elegir la opción GENERATE NEW GRID en la entrada del botón circular de Generación de Cuadrícula. Al seleccionar esta opción, a medida que se importa la geometría del terreno del perfil transversal, BOSS RCAD intentará primero encontrar una definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal que coincida con la geometría del terreno importada. Si no puede encontrarse, esta opción añadirá automáticamente una nueva definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal para el dibujo, dimensionada adecuadamente a la geometría del terreno importada. Los valore redondeados contenidos en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Transversal determina en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la nueva cuadrícula del perfil transversal. No se recomienda, pero si se selecciona la opción COPY CURRENT GRID, BOSS RCAD construirá una definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal durante la importación. La definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal se dimensionará para que coincida con el primer perfil transversal contenido en el fichero de datos de HEC-2. Sin embargo, todos los demás perfiles transversales se colocarán en las inserciones de bloque de la misma definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal. Si la geometría del terreno del perfil transversal varía en estaciones y cotas (aunque ligeramente), es probable que la geometría del terreno del perfil transversal importada no coincidirá con la cuadrícula del perfil transversal. En esta lección, se elige GENERATE NEW GRID en la entrada del botón de Generación de Cuadrícula. Para más información sobre la configuración de generación de la cuadrícula de perfil transversal, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3. 6.3.2 Importación del fichero de datos de HEC-2 Después de cargar el fichero de dibujo de esta lección, se está en condiciones de importar un fichero de datos de HEC-2. En el menú de Metajob, se selecciona


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IMPORT y después IMPORT HEC-2 DATA FILE. BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Importación del fichero de Datos de HEC-2, como se ve en la Figura 6.3.2.1. Esta caja de diálogo permite seleccionar el fichero de datos de HEC-2 que se va a importar. Nótese que algunas versiones de Microsoft Windows no muestran en pantalla la extensión del fichero en la lista de selección de ficheros, y, por lo tanto, es necesario teclear el nombre del fichero con objeto de seleccionarlo.

Figura 6.3.2.1 Selección del fichero de datos de Hec-2 L03.DAT para ser importado Después de seleccionar el fichero de datos de HEC-2 L03.DAT, se elige OK. Entonces el programa importará el fichero de datos de HEC-2 en el dibujo. A medida que el programa importa el fichero, se informa sobre su estado en la línea de comandos de RCAD. Se muestran en pantalla los errores y alarmas de la importación, lo que permite al usuario corregir más adelante los datos importados. Para más información, véase el apartado titulado Importación de Ficheros de Datos existentes en HEC-2.


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6.3.3 Vista e impresión del fichero de registro de importación A medida que BOSS RCAD importa el fichero, aparecen en pantalla mensajes en la línea de comando, que informan de los errores y alarmas encontrados en la importación del fichero. Estos mensajes también se escriben en un fichero de registro, que permite verse o imprimirse más tarde. Para ver el fichero de registro, se selecciona VIEW IMPORT FILE en el menú de Importación del Metajob. El programa mostrará en pantalla el fichero de registro, como se ve en la Figura 6.3.3.1. Para más información sobre la aparición en pantalla del fichero de texto en ASCII, véase el apartado titulado Vista de los Resultados del Cálculo en el Capítulo 3.

Figura 6.3.3.1 Caja de diálogo de visor de ficheros para mostrar en pantalla el fichero de importación Si aparecen muchos mensajes de error y de alarma en el programa, puede ser oportuno imprimir una copia del fichero de importación de datos. Se puede referir al usuario a esta salida por impresora para corregir el modelo de HEC-2. Para imprimir el fichero, se selecciona PRINT IMPORT FILE en el menú de Importación del Metajob. El programa mostrará en pantalla la caja de diálogo de Imprimir Fichero, como se ve en la Figura 6.3.3.2. Para más información sobre la impresión de un fichero de texto en ASCII, véase el apartado titulado Impresión de los resultados del cálculo en el Capítulo 3.


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Figura 6.3.3.2 Caja de diálogo de Impresión del Fichero que permite imprimir el fichero de importación de datos 6.3.4 Unión de perfiles topográficos al mapa topográfico Como el dibujo de esta lección contiene un mapa topográfico de la zona modelada por el fichero de datos importados de HEC-2, es útil unir el fichero de datos importados de HEC-2 con el mapa topográfico. BOSS RCAD permite asignar uniones entre la geometría del terreno del fichero de datos importados de HEC-2 (cuadrículas de perfiles transversales) y las situaciones sobre el mapa topográfico. Esto permite editar, con SmartEdit, la información relativa al perfil transversal de una cuadrícula de perfil transversal al mapa topográfico haciendo simplemente clic sobre la entidad gráfica representativa. También permite que el perfil calculado de la superficie del agua se muestre en pantalla sobre el mapa topográfico. Antes de unir las cuadrículas de perfil transversal al mapa topográfico, algunas veces es útil configurar varias ventanas de vista. Esto permite ver tanto las cuadrículas importadas de perfil transversal como el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista. Después de configurar varias ventanas de vista, es necesario mostrar en pantalla el mapa topográfico en una de las ventanas. Esto se realiza seleccionando VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas, como se ve en la Figura 6.3.4.1.


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Figura 6.3.4.1 Selección de VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas para mostrara en pantalla en la ventana de vista activa. Para asignar una unión entre una cuadrícula de perfil transversal y el mapa topográfico, es necesario seleccionar primero una cuadrícula de perfil transversal para unirla al mapa topográfico. Con objeto de seleccionar una cuadrícula de perfil transversal como activa, es necesario verla en pantalla. Primero, se selecciona la ventana de vista superior izquierda como ventana activa. Luego se hace clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o el icono de VIEW CROSS-SECTION GRID en la paleta flotante de herramientas de RiverCAD. (Si la paleta flotante de herramientas de RiverCAD no aparece en pantalla, se elige PALETTE RIVERCAD en e menú de Herramientas). RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.3.4.2.

Figura 6.3.4.2 Selección de la Cuadrícula del perfil transversal 100 en la caja de diálogo de Cuadrícula de Perfil Transversal


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Desde la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal 100 u se elige OK. RCAD mostrará después en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionado en la ventana de vista activa y hará que sea el perfil transversal activo, mostrando en pantalla su identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos (como se ve en la Figura 6.3.4.3).

Figura 6.3.4.3 La Cuadrícula de perfil transversal 100 es la que está activa A continuación, se selecciona TOPO LINK en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD pedirá que se dibuje en el mapa topográfico una línea de corte temporal de perfil transversal que represente donde debe colocarse la cuadrícula de perfil transversal seleccionada. Se traza la línea de corte mostrada en el mapa topográfico para el perfil transversal 100. Se comienza por la estación más a la izquierda (mirando hacia aguas abajo), haciendo clic en los puntos donde la traza del perfil transversal cambia de dirección, terminando en la estación más a la derecha. No es necesario identificar ningún punto de estación del terreno. Solo se identifican las estaciones inicial y final y donde el perfil transversal cambia de dirección. La Figura 6.3.4.4 muestra cómo se traza la línea de corte del perfil transversal desde la estación más a la izquierda hasta la estación más a la derecha.


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Figura 6.3.4.4 Trazado de la línea de corte sobre el mapa topográfico para el perfil transversal 100 Después de haber trazado la línea de corte en el mapa topográfico, BOSS RCAD sustituirá esta línea temporal por una nueva línea que contiene todos lo puntos que describe la geometría del terreno para la cuadrícula de perfil transversal. Se repite este procedimiento para el resto de perfiles transversales que es necesario unir al mapa topográfico. Según se unen las cuadrículas de perfiles transversales al mapa topográfico, BOSS RCAD dibujará automáticamente los identificadores de perfil transversal y los datos relacionados, tales como las estaciones de las orillas, en el mapa topográfico. Para más información, véase el apartado titulado Unión de Cuadrículas de Perfiles Transversales a un Mapa topográfico en el Capítulo 4.


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6.3.5 Análisis del Modelo importado de HEC-2 Nótese que el modelo importado de HEC-2 puede analizarse con HEC-2 o con HEC-RAS. Se analiza el modelo importado de HEC-2 tanto con HEC-2 como con HEC-RAS. En BOSS RCAD. Véase el apartado titulado Realización del cálculo de este capítulo para más información. Una vez que se unen las cuadrículas de perfil transversal al mapa topográfico, los resultados de la superficie del agua calculados pueden mostrarse en pantalla sobre el mapa topográfico, como se ve en la Figura 6.3.5.1. Véase el apartado titulado Vista de los resultados topográficos en este capítulo para más información.

Figura 6.3.5.1 Se muestra en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua de HEC-2 sobre el mapa topográfico

6.3.6 Fichero de dibujo de la solución El dibujo de la solución de esta lección es el fichero de dibujo L03S.FLX. Este fichero de dibujo se incluye en los ejemplo suministrados en los disquetes del programa.


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6.4 Lección 4 Creación del modelo de Puente Normal

Esta lección muestra cómo usar BOSS RCAD para realizar la creación de un modelo de puente normal. En esta lección se empezará con el modelo de trabajo ya existente de dibujo que no contiene ninguna información sobre puentes. Luego se usa este dibujo para crear el modelo de una estructura de un puente de varios vanos para una carretera del condado en unas condiciones de flujo ya ocurridas (sin flujo a presión) usando el método de puente normal. Esta lección necesita el ejemplo de dibujo L05.FLX. Este fichero de dibujo se proporciona con los ejemplos que se incluye n en los disquetes del programa. El dibujo del ejemplo cargado se muestra en la Figura 6.4.1.


El fichero de dibujo mostrado en la Figura 6.4.1 se ha definido ya adecuadamente para crear el modelo del perfil de la superficie del agua sin la estructura de puente propuesta. Por lo tanto, en esta lección será necesario definir solo aquellos datos que están directamente relacionados con la estructura del puente.


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Figura 6.4.2 Esquema de los perfiles transversales para el puente normal propuesto

En relación con el dibujo del ejemplo de la Figura 6.4.1 y el esquema de perfiles transversales mostrados en la Figura 6.4.2, la cara exterior aguas debajo de la estructura de puente propuesta figura como perfil transversal 4,850 y la cara interior aguas abajo es el perfil transversal 4,860, la cara interior aguas arriba en el perfil transversal 4,900 y la cara exterior aguas arriba en el perfil transversal 4,910. El perfil transversal 4,550 se denomina perfil transversal de salida y el perfil transversal 5,060 se conoce con el perfil transversal de aproximación. Para una discusión sobre la situación de los perfiles transversales para el cálculo del puente normal, véase el apartado titulado Perfiles Transversales de Puente Normal en el Capítulo 8. Configuración de las ventanas múltiples Algunas veces es útil configurar varias ventanas de vista antes de trabajar con un modelo. Esto permite ver las cuadrículas de perfil transversal y el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista en este capítulo para una descripción de cómo configurar las ventanas de vista. 6.4.1 Definición de la estructura de puente normal La estructura de puente debe definirse en el perfil transversal que corresponde a la cara externa aguas debajo de la estructura del puente. Por lo tanto, es necesario definir el puente en el perfil transversal 4,850. En primer lugar, después de configurar varias ventanas de vista, se selecciona una de las ventanas de vista como ventana activa para mostrar en ella la vista del mapa topográfico. En el menú de Herramientas se selecciona VIEW TOPO MAP. O se selecciona el icono VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de RiverCAD. (Si la paleta flotante de herramientas de RiverCAD no aparece en pantalla, se elige PALETTE RIVERCAD en e menú de Herramientas). Este comando mostrará en pantalla la vista topográfica por defecto.


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Para poder definir la situación de la estructura del puente, es necesario seleccionar el perfil transversal 4,850 como perfil transversal activo y mostrar en pantalla la cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas de vista. Se cambia a una de las ventanas de vista (haciendo clic sobre ella), para mostrar el perfil transversal sobre el que se ha de trabajar. Haciendo clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o en el icono de VIEW CROSS-SECTION GRID en la paleta flotante de herramientas de RiverCAD. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 6.4.1.1.

Figura 6.4.1.1 Selección del perfil transversal 4,850 en la Caja de diálogo de cuadrícula de perfil transversal. En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, se selecciona el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente y se pulsa OK. Como se ve en la Figura 6.4.1.2, RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal seleccionado en la ventana de vista activa y hará el perfil transversal activo, mostrando si identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos.


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Figura 6.4.1.2 Perfil transversal 4,850 de la cara exterior aguas abajo del puente A continuación, en el menú de Entrada de Aberturas se selecciona OPENING DEFINITIONS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 6.4.1.3.

Figura 6.4.1.3 La estructura de puente se define usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas mientras está activo el perfil transversal 4,850 de la cara exterior aguas abajo del puente Se elige NORMAL BRIDGE en el botón circular de entrada en la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Se define la estructura de puente normal solo en el perfil transversal que corresponde a la cara exterior aguas debajo de la estructura. En todos los demás perfiles transversales relacionados con el puente, esta entra de datos debe especificarse NO OPENING. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para Creación del modelo de Puentes y Obras de Desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales cuando se analizan estructuras de puente.


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6.4.2 Definición de la geometría de la arista inferior y de la calzada Una vez definida la estructura de puente normal usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se puede definir la geometría de la arista inferior y de la calzada. Esta información sobre la geometría debe definirse en los dos perfiles transversales de la cara interior del puente normal 4,860 y 4,900. Sin embargo, la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas seleccionara automáticamente estos perfiles transversales cuando se define la geometría de la arista inferior y de la calzada. Véase el apartado titulado Perfiles transversales de un Puente Normal en el Capítulo 8 para más información. Primero se digitalizará la geometría de la arista inferior del puente. Para empezar desde la caja de diálogo de Definiciones de Abertura, se selecciona DOWNSTREAM END en el grupo de botones circulares de Edición de Geometría en y luego se selecciona DRAW LC. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla el perfil transversal 4,860 de la cara interior aguas abajo del puente en la ventana de vista activa, como se ve en la Figura 6.4.2.1.

Figura 6.4.2.1 Obsérvese que la geometría de la arista inferior y de la calzada se ha dibujado en la cuadrícula del perfil transversal Obsérvese que la geometría de la arista inferior y de la calzada se ha dibujado en la cuadrícula del perfil transversal 4,860. Esto se hace como ayuda para digitalizar la geometría de la arista inferior y de la calzada en este perfil transversal. Nótese que RCAD le pedirá que trace la geometría de la arista inferior haciendo clic en cualquier lugar de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de estación y cota (tales como 100,1320). Se traza la línea de la geometría de la arista inferior previamente dibujada. A medida que se define la geometría de la arista inferior del puente usando este método, BOSS RCAD comprobará que cada estación de la arista inferior coincide con una estación de terreno existente. Si no fuera así, el valor de la estación de la arista inferior se actualizará para que coincida con la estación de terreno más próxima.


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Para más precisión durante la digitalización, debe fijarse el calibrado en 0,05. Las teclas PgUP y PgDn pueden usarse para hacer zoom dentro y fuera dinámicamente. Después usando AutoPan para moverse, se obtendrá mayor precisión al definir la geometría de la arista inferior. Cuando se termina de digitalizar la arista inferior, se pulsa ENTER. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas volverá a aparecer. Una vez que se haya terminado la digitalización de la geometría de la arista inferior, se puede digitalizar después la geometría de la calzada. Desde la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se selecciona DRAW ROAD. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente. Como cuando se digitaliza la geometría de la arista inferior, RCAD indicará que se trace la geometría de la calzada. Haciendo clic en cualquier punto de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de estación y cota. Se traza la línea de la geometría de la calzada previamente dibujada. Cuando se termina de digitalizar la geometría de la calzada, se pulsa ENTER. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas volverá a aparecer. Después de digitalizar la geometría de la arista inferior y de la calzada, puede ser necesario insertar, editar o borrar puntos individuales de la geometría. Desde la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se selecciona DIALOG. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente y la caja de diálogo de Edición de Geometría del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.4.2.2, aparecerá.

Figura 6.4.2.2 Caja de dialogo de Edición del Perfil Transversal es útil para editar, añadir, borrar y editar puntos individuales de la arista inferior y de la calzada.

Una vez que se haya terminado de definir la geometría de la arista inferior y de la calzada en el perfil transversal 4,860 de la cara interior aguas abajo del puente, y si la situación de las estaciones es idéntica en ambos perfiles transversales, entonces se puede dejar geometría de la arista inferior y de la calzada sin definir en el perfil transversal interior aguas arriba del puente. BOSS RCAD propagará automáticamente la geometría de la arista inferior y de la calzada del puente aguas arriba desde el perfil transversal aguas abajo del interior del puente al perfil transversal interior aguas arriba del puente. Sin embargo, la geometría de la arista inferior y de la calzada del puente


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deben definirse en el perfil transversal 4,900 de la cara aguas arriba interior del puente. Para más información sobre cómo definir la geometría de la arista inferior y de la calzada del puente, véanse los apartados titulados Definición de Puente Normal y Definición de Calzada en el Capítulo 4.

6.4.3 Definición de las zonas de flujo efectivo Cuando se define un puente, puede limitarse el flujo en los perfiles transversales de las caras aguas arriba y aguas abajo del puente a las zonas de flujo efectivo. La zona de flujo efectivo se limita típicamente a los bordes de la abertura real del puente. Al definir esta zona de flujo, se informa a HEC-2 que una zona de perfil transversal transporte el flujo eficazmente. La Figura 6.4.2 muestra la contracción y expansión del flujo a medida que se aproxima a la estructura del puente. Para comenzar, se selecciona el perfil transversal 4,910 de la cara externa de aguas arriba del puente como cuadrícula de perfil transversal activa y muestra en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en la ventana de vista en uso. A continuación, se selecciona EFFECTIVE FLOW AREA en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de las Zonas de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 6.4.3.1.

Figura 6.4.3.1 Definición de la zona de flujo efectivo como anchura exterior de la abertura del puente

En el perfil transversal 4,910 de la cara externa aguas arriba del puente, debe limitarse la zona de flujo efectivo a las estaciones y cotas de los bordes de la abertura real del puente y de coronación de la calzada. Deben seleccionarse gráficamente tanto las estaciones como las cotas de las limitaciones izquierda y derecha del flujo en la cuadrícula del perfil transversal usando


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BOSS RCAD. En las entradas de datos de limitaciones de flujo efectivo izquierdo. Se elige PICK- RCAD pedirá que se pinche sobre la estación y cota de la limitación de flujo izquierda. Se repite este procedimiento para la zona de flujo efectivo derecha. Cuando se termina, se elige OK. RCAD dibujará las líneas para distinguir la zona a la que se restringirá el flujo efectivo. Después de definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,910 de la cara aguas arriba del puente, es necesario definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente. Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,850 como cuadrícula de perfil transversal activa. Luego, aparece de nuevo la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo (véase Figura 6.4.3.1). En el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente, la zona de flujo efectivo debe limitarse a las estaciones de los bordes de la abertura real del puente y a la mitad entre las cotas de coronación de la calzada y de la arista inferior del puente. Como se hizo en el perfil transversal de la cara aguas arriba, se usa el botón PICK para limitar la zona de flujo efectivo en la abertura del puente. Cuando se termina, se elige OK. Para más información de cómo definir las zonas de flujo efectivo en un puente, véase el apartado titulado Descripción de Zonas de Flujo Efectivo en el Capítulo 4 y el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 8.


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6.6.4 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción Como en esta lección el perfil de la superficie del agua se está considerando como un perfil subcrítico, los coeficientes de pérdida de carga por expansión y contracción de propagan hacia aguas arriba de perfil transversal a perfil transversal. Los coeficientes tienen en cuenta las pérdidas de energía debidas a la expansión y contracción del flujo a medida que circula hacia aguas abajo. Como las contracciones del flujo consumen menos energía que las expansiones del flujo, los coeficientes de contracción son más pequeños que los coeficientes de pérdida por expansión. En el perfil transversal 4,400 más aguas abajo del modelo, los coeficientes de pérdida por expansión y contracción se han especificado ya con valores de pérdida en transiciones de 0,3 y 0,1. Sin embargo, en el perfil transversal 4,850 de definición del puente pueden especificarse los mayores coeficientes de pérdida de energía, ya que el efecto de la expansión del flujo puede considerarse así ( ya que los cálculos se trasladan hacia aguas arriba desde el perfil transversal aguas abajo previo). Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,850 como cuadrícula de perfil transversal activa. Luego, se selecciona SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.4.1.3. Se especifica un coeficiente de pérdida por expansión de 0,5 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,3. Cuando se termina, se elige OK. En el perfil transversal 5,060 de aproximación al puente, deben especificarse los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con valores de pérdida en transición gradual, ya que el efecto de contracción de la abertura del puente no es tan grande como demuestra la experiencia (ya que los cálculos de flujo se hacen hacia aguas arriba). Se selecciona el perfil transversal 5,060 como perfil transversal activo, y aparece en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal, y se introduce un coeficiente de pérdida por expansión de 0,3 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,1.

6.4.4 Revisión de los resultados del cálculo Una vez que se ha definido adecuadamente el puente normal, se puede realizar el cálculo del puente. Para más información, véase el apartado titulado Realización del Cálculo en este Capítulo. La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua para esta lección se muestra en las Figuras 6.4.5.1 1 6.4.5.3. Al revisar la salida, se observa que el puente normal especificado tiene un flujo bajo para los caudales de 300 y 1.000 pies3/segundo. Por lo tanto, la elección de método de puente normal para crear el modelo de esta estructura de puente es válida, ya que las hipótesis del modelo usadas para seleccionar este método de puente son válidas. Para más información sobre la selección del método de


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creación de modelo de puente, véase el apartado titulado Elección de Método de Creación de Modelo en el Capítulo 8.


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6.4.6 Vista de los resultados topográficos El perfil de la superficie del agua se muestra en pantalla sobre el mapa topográfico, como se ve en la Figura 6.4.6.1. Al mostrar en pantalla el perfil de la superficie del agua sobre un mapa topográfico se ve cómo el río se estrecha según se encuentra con el puente y luego se expande después de pasar a través de la abertura del puente. Para más información sobre cómo mostrar en pantalla el perfil de la superficie del agua en un mapa topográfico, véase lo citado anteriormente en este Capítulo.


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Figura 6.4.6.1 Perfil de la superficie del agua mostrado en un mapa topográfico

6.4.7 Vista de los resultados del perfil El perfil de la superficie del agua se muestra en la Figura 6.4.7.1. Para más información sobre los gráficos del perfil en pantalla, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del perfil en este Capítulo.

Figura 6.4.7.1 Perfil de la superficie del agua


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6.4.8 Fichero del dibujo de la solución Se proporciona para esta lección un fichero de dibujo de la solución con la extensión L05S.FLX. Este fichero de dibujo está incluido en los disquetes entregados con el programa.


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6.5 Lección 5 Creación del modelo de Puente Especial

Esta lección ilustra sobre cómo usar BOSS RCAD para realizar la creación de un modelo de puente especial. En esta lección se comenzará trabajando con un modelo de dibujo que no contiene ninguna información sobre puentes. Después se usará este dibujo para crear el modelo de una estructura de puente para el proyecto de una carretera de un condado usando el método de puente especial. Esta lección requiere el dibujo de ejemplo L06.FLX. Este fichero de dibujo se proporciona con los disquetes del programa. El dibujo de ejemplo cargado se muestra en la Figura 6.5.1.

Figura 6.5.1 Dibujo de ejemplo usado en esta lección

El fichero de dibujo que se muestra en la Figura 6.5.1 ya se ha definido adecuadamente para crear el modelo del perfil de la superficie del agua sin la estructura de puente propuesta. Por lo tanto, en esta lección es necesario definir aquellos datos relativos a la creación del modelo de estructura de puente.


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Figura 6.5.2 Esquema de perfiles transversales para el puente especial propuesto

En relación con el dibujo del ejemplo de la Figura 6.5.1 y el esquema de perfiles transversales mostrados en la Figura 6.5.2, la cara exterior aguas debajo de la estructura de puente propuesta figura como perfil transversal 4,860 y la cara interior aguas abajo es el perfil transversal 4,900. El perfil transversal 4,550 se denomina perfil transversal de salida y el perfil transversal 5,060 se conoce con el perfil transversal de aproximación. Para una discusión sobre la situación de los perfiles transversales para el cálculo del puente normal, véase el apartado titulado Perfiles Transversales de Puente Normal en el Capítulo 8.


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Configuración de las ventanas múltiples Algunas veces es útil configurar varias ventanas de vista antes de trabajar con un modelo. Esto permite ver las cuadrículas de perfil transversal y el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista en este capítulo para una descripción de cómo configurar las ventanas de vista. 6.5.1 Definición de la estructura de puente especial La estructura de puente debe definirse en el perfil transversal que corresponde a la cara externa aguas debajo de la estructura del puente. Por lo tanto, es necesario definir el puente en el perfil transversal 4,860. En primer lugar, después de configurar varias ventanas de vista, se selecciona una de las ventanas de vista como ventana activa para mostrar en ella la vista del mapa topográfico. En el menú de Herramientas se selecciona VIEW TOPO MAP. O se selecciona el icono VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de RiverCAD. (Si la paleta flotante de herramientas de RiverCAD no aparece en pantalla, se elige PALETTE RIVERCAD en e menú de Herramientas). Este comando mostrará en pantalla la vista topográfica por defecto. Para poder definir la situación de la estructura del puente, es necesario seleccionar el perfil transversal 4,860 como perfil transversal activo y mostrar en pantalla la cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas de vista. Se cambia a una de las ventanas de vista (haciendo clic sobre ella), para mostrar el perfil transversal sobre el que se ha de trabajar. Haciendo clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o en el icono de VIEW CROSS-SECTION GRID en la paleta flotante de herramientas de RiverCAD. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil

transversal, como se ve en la Figura 6.5.1.1. Figura 6.5.1.1 Selección del perfil transversal 4,860 en la Caja de diálogo de cuadrícula de perfil transversal.


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En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, se selecciona el perfil transversal 4,860 de la cara externa aguas abajo del puente y se pulsa OK. Como se ve en la Figura 6.5.1.2, RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal seleccionado en la ventana de vista activa y hará el perfil transversal activo, mostrando si identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos.


Figura 6.5.1.3 La estructura de puente se define usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas mientras está activo el perfil transversal 4,860 de la cara exterior aguas abajo del puente


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Se elige SPECIAL BRIDGE en el botón circular de entrada en la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Se define la estructura de puente normal solo en el perfil transversal que corresponde a la cara exterior aguas debajo de la estructura. En todos los demás perfiles transversales relacionados con el puente, esta entra de datos debe especificarse NO OPENING. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para Creación del modelo de Puentes y Obras de Desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales cuando se analizan estructuras de puente.

6.5.2 Definición de la Abertura de puente especial Una vez definida la estructura de puente especial usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se puede definir la geometría de la abertura de puente especial. Desde la caja de diálogo de Definición de Aberturas se selecciona DEFINE. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y se mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial, como se ve en la Figura 6.5.2.1.

Figura 6.5.2.1 Definición de los parámetros de la abertura de puente especial usando la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial Como ayuda en esta lección, obsérvese que en la cuadrícula del perfil transversal 4,860 (véase Figura 6.5.1.2) se ha dibujado una línea auxiliar de la abertura del puente propuesto. Con este método de puente especial, es necesario aproximar la abertura real del puente (es decir, la propuesta) a un trapecio equilátero equivalente. Desgraciadamente, el cauce natural bajo el puente tiene forma no corriente y no se presta a una aproximación de abertura trapecial. Como en las entradas de datos de la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial se supone un trapecio simétrico equilátero, es necesario crear una aproximación trapecial de la abertura real del puente. Con objeto de mantener la precisión con vistas a las ecuaciones del momento y de Yarnell usadas en los cálculos de la zona de flujo, se debe dimensionar el trapecio de forma que su área de flujo sea lo más próxima posible a la abertura real del puente en todo el rango posible de calados de flujo. Por lo tanto, el trapecio deberá aproximarse lo más posible a la


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superficie de flujo de la abertura real del puente para cualquier calado. Si no es práctico obtener una buena aproximación del rango total de posibles calados de flujo, el trapecio debe dimensionarse para obtener una buena aproximación en los calados representativos que se usarán en el cálculo. Un método que puede usarse para dimensionar el trapecio es dibujar gráficamente el trapecio de abertura del puente sobre la parte superior de la abertura real del puente. La abertura trapecial del puente puede ajustarse después, si se desea. BOSS RCAD permite dibujar fácilmente la aproximación de la abertura trapecial del puente sobre la cuadrícula del perfil transversal. Desde caja de diálogo de Descripción de Puente Especial se elige DRAW en la entrada de datos Bottom With. RCAD pedirá que se dibuje la abertura trapecial del puente sobre la cuadrícula del perfil transversal. La abertura trapecial del puente dibujada debe estar formada por 3 segmentos. El segmento central (que corresponde a la base de la abertura trapecial del puente) debe ser horizontal y se usará para las cotas de la solera del puente aguas arriba y aguas abajo. Los taludes laterales dibujados no tienen que tener taludes coincidentes; el programa promediará los dos taludes para determinar el talud lateral de la abertura trapecial equilateral del puente. Además, las partes superiores de los dos taludes laterales se usarán como cota de la arista inferior de la abertura del puente. La Figura 6.5.2.2 muestra la aproximación trapecial que se dibuja sobre la cuadrícula del perfil transversal.

Figura 6.5.2.2 Abertura trapecial de puente especial que se dibuja sobre la cuadrícula del perfil transversal Una buena regla de andar por casa para ser usada cuando se crea la aproximación de la abertura trapecial del puente es mantener la superficie de la abertura trapecial del puente igual a ± 10% de la superficie real de la abertura del puente. Esto puede comprobarse en la salida del cálculo comparando los valores de la variables BAREA (Superficie real de la abertura del puente) y TAREA (Superficie trapecial del puente). Cuando se genera el fichero de transferencia de datos, BOSS RCAD informará sobre esto como alarma si se viola esta regla. Después de dibujar la abertura trapecial, BOSS RCAD determinará los valores de la abertura de puente especial y los colocará en las entradas de datos de la caja de


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diálogo de Descripción de Puente Especial. Después de dibujar la abertura trapecial, se pueden ajustar estos valores para afinar la abertura trapecial. Una descripción de las entradas de datos de la caja de diálogo fr Descripción de Puente Especial y cómo deben especificarse estas entradas en esta lección se expone a continuación. COEFICIENTE DE PÉRDIDA TOTAL Esta entrada de datos especifica el coeficiente de pérdida total en la ecuación de flujo por orificio, XKOR, usada para calcular las pérdidas entre las caras aguas arriba y aguas abajo del puente. Para un puente de 2 a 4 vanos, puede usarse un valor de 1,5. Para caminos de flujo mayores, debe calcularse un valor. En esta lección, se especifica una anchura de 40 pies de puente se adopta un coeficiente de pérdida total de 1,5. SUPERFICIE NETA REAL DEL PUENTE Esta entrada de datos especifica la superficie total de la abertura real del puente (no la aproximación trapecial). Cualquier zona obstruida por las pilas del puente debe incluirse en este valor. La zona obstruida se restará durante el cálculo usando los datos de la anchura de las pilas. HEC-2 calculará la superficie para la abertura trapecial especificada (usando los datos especificados en esta caja de diálogo) y listará ambos valores de la abertura. Se puede comparar la superficie de la abertura trapecial con la superficie real de la abertura del puente. En esta lección no se conoce la superficie de la abertura real del puente. Sin embargo, BOSS RCAD permite medir gráficamente la superficie de la abertura del puente. En esta entrada de datos se elige PICK. Entonces el programa pedirá que se trace el contorno de la abertura del puente. Después de terminar el trazado de la abertura del puente, se pulsa ENTER. BOSS RCAD cerrará entonces el contorno trazado, calculará la superficie encerrada e insertará el valor calculado en esta entrada de datos. COTA DE LA ARISTA INFERIOR DE LA ABERTURA Esta entrada de datos define la cota de la arista inferior de la abertura trapecial del puente. Este valor se usa para distinguir cuando el flujo bajo (no el flujo a presión) cambia a flujo a presión en la abertura real del puente. Cuando se haya dibujado la abertura trapecial del puente, BOSS RCAD determina automáticamente la cota de la parte superior de las dos orillas dibujadas y usa este valor como cota de la arista inferior. ANCHURA DEL FONDO DE LA ABERTURA Esta entrada de datos define la anchura total del fondo de la abertura trapecial, Cualquier anchura de fondo obstruida por las pilas del puente se incluirá en este valor. Las obstrucción debida a las pilas se restará durante el cálculo usando los datos de la anchura de pilas. Cuando se dibuja la abertura trapecial del puente, BOSS RCAD determinará automáticamente la anchura del fondo de la abertura trapecial.


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PENDIENTE LATERAL DE LA ABERTURA Esta entrada de datos el talud lateral de la abertura trapecial equilátera. Cuando se dibuja la abertura trapecial del puente, BOSS RCAD determina automáticamente este valor promediando las pendientes de los dos bordes laterales. COTA INFERIOR DE LA ABERTURA AGUAS ABAJO COTA INFERIOR DE LA ABERTURA AGUAS ARRIBA Estas entradas de datos especifican las cotas de la abertura trapecial tanto en la cara aguas arriba como en la cara de aguas abajo. Al dejar en blanco estas entradas, se da lugar a que el programa fije la cota inferior igual a la cota mínima del perfil transversal de la cara aguas abajo (cuando se calcula un perfil subcrítico) o del perfil transversal de la cara aguas arriba (cuando se calcula un perfil supercrítico). Cuando se dibuja la abertura trapecial del puente, BOSS RCAD emplea este valor en ambas entradas de datos. Al elegir PICK en cualquiera de estas entradas de datos se puede seleccionar gráficamente la cota inferior en al cuadrícula del perfil transversal. ANCHURA DE LA PILA Esta entrada de datos especifica la anchura total de la obstrucción por la pila en la abertura real del puente. Como en el puente propuesto hay pilas circulares de 3 pies de diámetro, se especifica una anchura de pila de 3 pies. COEFICIENTE DE PERDIDA DE ARRASTRE EN PILAS Esta entrada de datos se usa para calcular las pérdidas por pilas en las ecuaciones del momento. Como la estructura de puente de esta lección está soportada por pilas circulares, se especifica un coeficiente de arrastre por pilas de 1,33. COEFICIENTE DE FORMA DE LA PILA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de forma que ha de usarse en la ecuación de pérdida de energía de Yarnell para flujo de la Clase A. Como la estructura de puente de esta lección está soportada por dos pilas circulares, se especifica un coeficiente de forma de pilas de 1,05. COTA DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la cota mínima en la que comienza el flujo por vertedero o vertido por coronación de la presa. Si se deja en blanco esta entrada, HEC-2 buscará en la geometría definida para la calzada (no especificada aúnen esta lección) para determinar la cota mínima de la calzada. En esta lección se ignora esta entrada de datos, ya que se definirá la geometría de la calzada en la siguiente apartado de esta lección. Sin embargo, se puede usar esta entrada para elevar o disminuir artificialmente la cota mínima en que se considera que comienza el flujo por vertedero. Si no se especifica la geometría de la calzada, entonces esta entrada se usa para especificar una cota de coronación de la calzada uniforme. En esta situación, también debe definirse una longitud de la calzada con objeto de que HEC-2 calcule el flujo por vertedero. Se puede elegir PICK para seleccionar gráficamente la cota de coronación de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal.


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LONGITUD DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la longitud media de la calzada que se usa para calcular el flujo por vertedero. Si no se especifica la geometría de la calzada, entonces esta entrada debe usarse. Al elegir PICK se puede medir gráficamente la longitud de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. Sin embargo, si el calado del flujo por vertedero cambia a lo largo de la calzada, entonces debe especificarse la geometría de la calzada. Como se definirá la geometría de la calzada en esta lección, esta entrada puede ignorarse. Sin embargo, si fuese necesario, esta entrada puede usarse para acortar la longitud de vertido definida por la geometría de la calzada. Si esta entrada se usa para acortar la longitud de vertido, todo el flujo sobre la calzada acortada se calculará usando los cálculos por vertedero y el flujo restante se calculará usando los cálculos de conducción. COEFICIENTE DE FLUJO POR VERTEDERO EN LA CALZADA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga que se usa en la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos van de 2,5 para vertedero en pared gruesa rectangular a 3,0 pata vertedero de forma triangular. Como en esta lección el flujo por vertedero ocupará la mayoría de la geometría de la calzada, se especifica un valor de 2,5. Cuando se acaba de introducir los parámetros en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial, se selecciona OK. La caja de diálogo de Descripción de Puente Especial volverá a aparecer. Para más información sobre las entradas de datos en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial, véase el apartado titulado Definición de Puente Especial en el Capítulo 4.

6.5.3 Definición de la geometría de la calzada En esta lección es necesario especificar la geometría de la calzada para tener en cuenta la variación de la sección de la calzada, en lugar de especificar una cota uniforme de la calzada en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 6.5.2.1). La geometría de la calzada se define en del perfil transversal de la cara aguas arriba del puente (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico). Sin embargo, la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial seleccionará automáticamente este perfil transversal cuando se define la geometría de la calzada. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales de Puente Especial en el Capítulo 8 para más información. Para comenzar, en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial se selecciona UPSTREAM END en el grupo de botones circulares de Edición de geometría en y luego se selecciona DRAW ROAD. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente y se mostrará en pantalla el perfil transversal 4,900 de la cara aguas arriba del puente en la ventana de vista activa, como se ve en la Figura 6.5.3.1.


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Figura 6.5.3.1 Obsérvese que la geometría de la calzada propuesta ya ha sido dibujada en la cuadrícula del perfil transversal

Obsérvese en la Figura 6.5.3.1 que ya se ha dibujado la geometría de la calzada propuesta en la cuadrícula del perfil transversal 4,900. Este se hizo digitalizando la geometría de la calzada en este perfil transversal. Nótese que RCAD solicitará que se trace la geometría de la calzada haciendo clic en cualquier parte de la cuadrícula del perfil transversal en las coordenadas de estación y cota (tales como 100,1320). Se traza la línea auxiliar de la geometría de la calzada previamente dibujada. Para más información durante la digitalización, puede hacerse zoom con las teclas PgUP y PdDn para ampliar o reducir dinámicamente. Luego usando AutoPan para moverse, se puede obtener mayor precisión al definir la geometría de la calzada. Cuando se acaba de digitalizar la geometría de la calzada, se pulsa ENTER. Volverá a aparecer la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Después de digitalizar la geometría de la calzada, puede ser necesario insertar, editar o borrar puntos individuales de la geometría de la calzada. En la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona DIALOG. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y se abrirá la caja de diálogo de Edición de la Geometría de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.5.3.2.


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Figura 6.5.3.2 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal usada para añadir, borrar y editar puntos individuales de cota y estación de la calzada Para más información, véase el apartado titulado Definición de la Calzada en el Capítulo 4. 6.5.4 Definición de las zonas de flujo efectivo Cuando se define un puente, se debe restringir el flujo en los perfiles de las caras aguas arriba y aguas abajo del puente al la zona de flujo efectivo. La zona de flujo efectivo está limitada típicamente a los bordes de la abertura real del puente. Al definir esta zona de flujo, se informa a HEC-2 sobre qué zona del perfil transversal circula efectivamente el flujo. La Figura 6.5.2 muestra la contracción y expansión del flujo a medida que se aproxima a la estructura del puente. Siguiendo con esta lección, debe seleccionarse el perfil transversal 4,860 como cuadrícula de perfil transversal activa en la ventana de vista actual. En el Menú de Entrada, se selecciona EFFECTIVE AREA. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 6.5.4.1.


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Figura 6.5.4.1 Definición de la zona de flujo efectivo como anchura exterior de la abertura del puente

En el perfil transversal 4,860 de la cara aguas abajo del puente, debe limitarse la zona de flujo efectivo hasta la cota y estación de coronación de la calzada de los bordes de la abertura real del puente. Pueden seleccionarse gráficamente las estaciones y cotas de los obstrucciones del flujo efectivo izquierdo y derecho en la cuadrícula del perfil transversal usando BOSS RCAD. En las entradas de datos de obstrucción del flujo efectivo izquierdo, se elige PICK. RCAD solicitará que se señale la cota y estación del de obstrucción del flujo efectivo izquierdo. Se repite este procedimiento para la zona de obstrucción del flujo efectivo derecho. Cuando se termina, se pulsa OK. RCAD dibujará después las líneas que definen la zona en que será restringido el flujo efectivo. Después de definir la zona de flujo efectivo en el perfil transversal 4,860 de la cara aguas abajo del puente, es necesario definir la zona de flujo efectivo en el perfil transversal 4,900 de la cara aguas arriba del puente. Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,900 como cuadrícula activa de perfil transversal. Luego, de nuevo aparece en pantalla la caja de diálogo de Descripción de la Zona de Flujo Efectivo (véase Figura 6.5.4.1). En el perfil transversal 4,900 de la cara aguas arriba del puente, debe limitarse la zona de flujo efectivo hasta la estación y el punto medio entre la coronación de la calzada y las cotas de la arista inferior del puente. Como se hizo en el perfil transversal de la cara aguas abajo, se usa PICK para restringir la zona de flujo efectivo en la abertura del puente. Cuando se termina, se elige OK. Para más información de cómo definir la zona de flujo efectivo en un puente, véase el apartado titulado Descripción de las Zonas de Flujo Efectivo en el Capítulo 4 y el apartado titulado Zona de flujo efectivo en el Capítulo 8.


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6.5.5 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción Como el perfil de la superficie del agua en esta lección esta siendo introducido en el modelo como perfil subcrítico, los coeficientes de pérdidas por expansión y contracción se propagan hacia aguas arriba de perfil en perfil. Estos coeficientes tienen en cuenta las pérdidas de energía debida a la expansión y contracción del flujo a medida que se desplaza hacia aguas abajo. Como la contracción del flujo consume menos energía que la expansión del flujo, los coeficientes de pérdida por contracción son más pequeños que los coeficientes de pérdida por expansión. En el perfil transversal 4,400 más aguas abajo, ya se han especificado los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con valores de pérdida por transición gradual de 0,3 y 0,1. Sin embargo, en el perfil transversal 4,860 del puente pueden especificarse los mayores coeficientes de pérdida, ya que el efecto de la expansión del flujo puede ser efectivo (a medida que el cálculo se traslada aguas arriba desde el perfil transversal inmediatamente aguas abajo). Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,860 como cuadrícula activa de perfil transversal. Después, en el menú de Entrada se selecciona SECTION DESCRIPTION. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.5.1.3. Se especifica una coeficiente de pérdida por expansión de 0,5 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,3. Cuando se termina, se pulsa OK. En el perfil transversal 4,860 de aproximación al puente, deben volverse a especificar los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con los valores de pérdida por transición gradual, ya que el efecto de contracción por la abertura del puente no se ha observado en muchos casos ( a medida que los cálculos del flujo se trasladan hacia aguas arriba). Se selecciona el perfil transversal 5,060 como perfil transversal activo, aparece en pantalla la caja de diálogo de Descripción de perfil transversal, y se introduce un coeficiente de pérdida por expansión de 0,3 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,1. Para más información, véase el apartado titulado Coeficientes de Contracción y Expansión en el Capítulo 8.

6.5.6 Especificación del resumen de la salida Deben especificarse las Tablas Resumen predefinidas 100 y 105 como ayuda para revisar los resultados del puente especial. Estas tablas resumen se definen en la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida, como se ve en la Figura 6.5.6.1.Para mostrar en pantalla esta caja de diálogo, se selecciona USER SUMMARY TABLES en el menú de Metajob.


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Figura 6.5.6.1 Tablas Resumen predefinidas 100 y 105

En la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida, se selecciona la Tabla número 1 como tabla resumen activa. Se introduce el valor 100 en la entrada de datos de Variable de Código y luego se elige UPDATE. A continuación, se selecciona la Tabla número 2 en la tabla resumen activa. Se introduce el valor 105 en la entrada de datos de Variable de Código y luego se elige UPDATE. Cuando se termina de especificar las tablas resumen predefinidas, se pulsa OK. Para más información sobre la descripción de la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida, véase el apartado titulado Opciones de Salida en el Capítulo 4.

6.5.7 Revisión de los resultados del cálculo Una vez que se haya especificado adecuadamente el puente especial, se puede realizar el cálculo del puente. Para más información, véase el apartado titulado Realización del Cálculo en este mismo Capítulo.

La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua para esta lección se muestra en las Figuras 6.5.7.1 a 6.5.7.10. En esta lección, se analizaron tres perfiles distintos: 300, 2.000 y 4000 pies3/seg. Al revisar la salida de esta lección, se observa que se creó una alarma. Todas las alarmas anunciadas por HEC-2 se resumen al final de la salida del cálculo, como se ve en la Figura 6.5.7.10.


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Las alarmas anunciadas especifican que la relación entre la conducción de los perfiles aguas arriba y aguas abajo (KRATIO) determinó que era menor de 0,7 o mayor que 1,4. Sin embargo, se recomendaba en la Lección 2 que un rango aceptable de KRATIO estaba entre 0,5 y 2,0 cuando se revisa la salida del cálculo de HEC-2. Además, las alarmas de KRATIO pueden ignorarse en los perfiles transversales del puente, ya que un valor extremo de KRATIO puede esperarse a medida que el flujo entra rápidamente en la transición y sale fuera del cauce del río cuando pasa a través de la abertura del puente. Al comprobar la salida del cálculo que se muestran en la Figura 6.5.7.9, se observa que el valor de KRATIO anunciado en el perfil transversal 5,060 está dentro del rango que se considera aceptable. HEC-2 no realiza un cálculo de la conducción de remanso a través de la abertura del puente (entre los perfiles transversales 4,860 y 4,900) cuando se emplea el método de puente especial (a diferencia del método de puente normal). En su lugar, se usa un conjunto de ecuaciones para calcular las pérdidas de energía entre los perfiles transversales para determinar el perfil de la superficie del agua. En esta lección, se hace así porque no es necesario definir la geometría de la arista inferior del puente, como se requiere en el método de puente normal. Además de comprobar la salida resumen, los cálculos de puente especial deben comprobarse para asegurarse de que son válidos para el método de puente seleccionado. Por lo tanto, se deben comprobar los resultados para los tres perfiles. Al revisar la salida del primer perfil de 300 pies3/seg., se observa en la Figura 6.5.7.2 que el puente especial está sometido a un flujo bajo de la Clase A. El flujo bajo de la Clase A es un perfil de la superficie del agua que permanece por encima del caudal crítico a medida que el flujo pasa a través de la abertura del puente. Véase el apartado titulado Método de Puente Especial en el Capítulo 8 para una descripción de las tres clases de flujo bajo. (es decir, Clase A, Clase B y Clase C). Como se usaron pilas circulares para definir la abertura del puente especial, el cálculo no regresará al método de puente normal durante las condiciones de flujo bajo. Cuando se realizan los cálculos de flujo bajo, HEC-2 utiliza la aproximación trapecial de la abertura del puente para determinar la superficie de la abertura del puente, TAREA, para las condiciones de flujo bajo cuando se realiza el cálculo. Cuando se realizan cálculos de flujo a presión, HEC-2 emplea la superficie real de la abertura del puente, BAREA. Como se dijo anteriormente en esta lección, estas dos superficies se compararán y estarán entre el ± 10% una de otra. Si no fuera así, BOSS RCAD informará de ello con una alarma. El usuario debería también comparar el calado del flujo calculado y el calado crítico en la estructura del puente. Se tenerse cuidado si estos dos calados se diferencian un ± 10%, ya que un ligero cambio de las condiciones del flujo puede dar lugar a un gran cambio en las cotas calculadas de la superficie del agua. Para el segundo perfil de 2.000 pies3/seg., se observa en la Figura 6.5.7.5 que el puente especial está sometido a un flujo a presión. Mirando los cálculos del puente, se observa que la cota de la pendiente de energía de flujo a presión (cota 1236,76 pies) está por encima de la cota de la pendiente de energía con flujo bajo (cota 1236,29


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pies). HEC-2 elige la cota más alta de energía como cota de control y por lo tanto determina que en el puente hay flujo a presión. Para el tercer perfil de 4.000 pies3/seg., se observa en la Figura 6.5.7.8 que el puente especial está sometido tanto a flujo a presión como a flujo sobre la calzada. De nuevo, HEC-2 elige la cota de la línea de pendiente de energía de flujo a presión (cota 1238, 38 pies) sobre la cota de la línea de pendiente de energía de flujo bajo (cota 1237,70 pies). Se llegó a la conclusión de que el flujo a presión tiene lugar en el puente. HEC-2 compara después la cota de la línea de pendiente de energía con la parte superior de la cota de la calzada. Como la cota de la línea de pendiente de energía de 1.238,38 está por encima de la cota mínima de la calzada de 1238,10, HEC-2 llega a la conclusión de que tiene lugar el flujo por vertedero en el puente- incluso aunque la cota de la superficie del agua calculada en el perfil transversal 4,900 sea de 1238,06 pies por debajo de la cota mínima de la calzada. También se observa en el perfil tercero (véase Figura 6.5.79) HEC-2 prolonga los extremos del perfil transversal verticalmente hacia arriba en los perfiles transversales 5,060 y 5,180 para contener el remanso creado por la estructura del puente. Por lo tanto, puede ser necesario digitalizar una geometría del terreno más amplio en estos dos perfiles transversales.


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El usuario es responsable de revisar cualquier alarma especificada y determinar si el modelo se ha creado adecuadamente y los resultados del cálculo válidos.

6.5.8 Vista de los resultados en un mapa topográfico El perfil de la superficie del agua se muestra en pantalla, como se ve en la Figura 6.5.8.1, Al aparecer en pantalla el perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico se ve cómo el río se estrecha a medida que se aproxima al puente y luego se ensancha después de pasar a través de la abertura del puente. Para más información sobre la muestra en pantalla del perfil de la superficie del agua en un mapa topográfico, véase el apartado correspondiente en este Capítulo.

Figura 6.5.8.1 Perfil de la superficie del agua mostrado sobre un mapa topográfico

6.5.9 Vista de los resultados del perfil El perfil de la superficie del agua se muestra en la Figura 6.5.9.1. Para más información sobre la muestra en pantalla de los gráficos del perfil de la superficie del agua, véase el apartado correspondiente en este Capítulo.


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6.5.10 Fichero de dibujo de la solución Se proporciona un fichero de dibujo de esta lección con el nombre de L06S.FLX. Este fichero de dibujo se encuentra en los disquetes suministrados con el programa.


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6.6 Lección 6 Creación del modelo de obra de desagüe especial

Esta lección ilustra cómo usar BOSS RCAD para crear el modelo de obra de desagüe especial. En esta lección se empezará con un modelo de dibujo ya elaborado que no contiene ninguna información sobre obra de desagüe. Después de emplea este dibujo para crear el modelo propuesto de obra de desagüe para un proyecto de mejora de una carretera transversal del condado. Se están estudiando obras de desagüe de hormigón para este proyecto ya que son más económicas que la construcción de un puente sustitutivo. Esta lección requiere el dibujo de ejemplo L07.FLX. Este fichero de dibujo se encuentra en los disquetes suministrados con el programa. El dibujo del ejemplo se muestra en la Figura 6.6.1.

Figura 6.6.1 Dibujo del ejemplo que se usa en esta lección

El fichero de dibujo de la Figura 6.6.1 ya ha sido definido adecuadamente para crear el modelo de una perfil de la superficie del agua sin la estructura de obra de desagüe. Por lo tanto, en esta lección es necesario definir solo aquellos datos que están directamente relacionados para crear el modelo de la estructura de la obra de desagüe.


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Figura 6.6.2 Esquema de perfiles transversales para la obra de desagüe propuesta

Respecto al dibujo de ejemplo de la Figura 6.6.1 y del esquema de perfiles transversales de la Figura 6.6.2, la cara aguas debajo de la estructura de obra de desagüe propuesta se sitúa en el perfil transversal 4,860 y su cara aguas arriba se sitúa en el perfil transversal 4,900. El perfil transversal 4,590 se conoce como perfil transversal de salida y el perfil transversal 5,060 se conoce como perfil transversal de aproximación. Para una discusión sobre la situación de los perfiles transversales para el cálculo de una obra de desagüe especial, véase el apartado titulado Perfiles Transversales para una obra de desagüe especial en el Capítulo 8. En esta lección la calzada transversal propuesta se especifica mediante dos obras de desagüe rectangulares de hormigón de 3,5 pies por 10 pies. Las dos obras de desagüe se va a colocar en unos muros frontales de hormigón para ayudar en el armado de la calzada transversal. La calzada tendrá una anchura de 40 pies y la parte superior tendrá una cota de 1237,5 pies.

Configuración de múltiples ventanas de vista Algunas veces resulta útil configurar múltiples ventanas de vista antes de trabajar con un modelo, Esto permite ver las cuadrículas de los perfiles transversales y el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista en este Capítulo para una descripción sobre la creación de múltiples ventanas.


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6.6.1 Definición de la estructura de obra de desagüe especial La estructura de obra de desagüe debe definirse en el perfil transversal que corresponde a la cara aguas debajo de la estructura de la obra de desagüe. Por lo tanto, es necesario definir la obra de desagüe en el perfil transversal 4,860. En primer lugar, después de configurar las múltiples ventanas, se selecciona una de ellas con ventana activa para mostrar la vista del mapa topográfico. Desde el menú de Herramientas se selecciona VIEW TOPO MAP. O se selecciona el icono de VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de herramientas de RCAD (si no apareciese en pantalla esta paleta flotante, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de Herramientas). Este comando de menú mostrará en pantalla la vista topográfica por defecto. Para poder definir la situación de la estructura de la obra de desagüe, es necesario seleccionar el perfil transversal 4,860 como cuadrícula de perfil transversal activa y muestra en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas. Se cambia a una de las ventanas (haciendo clic sobre ella), para mostrar el perfil transversal sobre el que se va a trabajar. Se hace clic sobre el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o sobre el icono VIEW CROSS-SECTION GRID de la paleta flotnte de herramientas de RCAD. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.6.1.1

Figura 6.6.1.1 Cuadrícula de perfil transversal 4,860 seleccionado en la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal


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En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, se selecciona el perfil transversal 4,860 de la cara aguas debajo de la obra de desagüe y se elige OK. Como se ve en la Figura 6.6.1.2, RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionado en la ventana activa y activará el perfil transversal, mostrando el identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos.

Figura 6.6.1.2 Perfil Transversal 4,860 de la cara aguas debajo de la obra de desagüe

A continuación, en el menú de Entrada de Aberturas, se selecciona OPENING DEFINITIONS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Definición de Aberturas, como se ve en la Figura 6.6.1.3.


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Figura 6.6.1.3 La estructura de la obra de desagüe se define usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas en el perfil transversal 4,860 de la cara aguas abajo.

Se elige SPECIAL CULVERT con la entrada de botón circular Opening Type en la caja de diálogo de Definición de Aberturas. La estructura de obra de desagüe especial se define sólo en el perfil transversal que corresponde a la cara aguas debajo de la estructura. En los demás perfiles transversales relacionados con la estructura, esta entrada de datos debe especificar NO OPENING. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para la Creación de Modelo de Puentes y obras de desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales cuando se calculan estructuras de obras de desagüe.

6.6.2 Definición de Obra de desagüe especial Una vez definida la estructura de la obra de desagüe usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se está en disposición de definir los parámetros de la abertura de la obra de desagüe especial. En la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona DEFINE. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Descripción de la obra de desagüe especial, como se ve en la Figura 6.6.2.1.


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Figura 6.6.2.1 Definición de los parámetros de la abertura de obra de desagüe especial usando la caja de diálogo de Descripción de Obra de Desagüe especial

Una descripción de las entradas de datos de la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial y cómo deben especificarse las entradas se expone a continuación. OBRAS DE DESAGÜE IDÉNTICAS Esta entrada de datos permite especificar el número de obras de desagüe idénticas que existen en una calzada transversal. En esta lección, se especifica un valor de 2. COEFICIENTE DE MANNNIG DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica el coeficiente de rugosidad de Manning que ha de usarse para tener en cuenta las pérdidas por rozamiento del flujo a través de la obra de desagüe. Los típicos coeficientes de rugosidad se dan en el apartado titulado Definición de Obra de Desagüe Especial en el Capítulo 4. El coeficiente de rugosidad de la obra de desagüe seleccionado debe ajustarse para tener en cuenta el envejecimiento de la obra de desagüe y el posible descuido de conservación. Para la mejora propuesta, se usarán obras de desagüe de hormigón sin acabar. El coeficiente de rugosidad sin ajustar para estas obras de desagüe está alrededor de 0,012. Con el paso del tiempo, este valor de rugosidad aumentaría probablemente a 0,015. Por lo tanto, en esta lección se especifica un coeficiente de 0,015. COEFICIENTE DE PÉRDIDA EN LA ENTRADA La principal pérdida de energía en una obra de desagüe, junto con las pérdidas por rozamiento, es la pérdida de energía debida a la ineficacia del flujo en la entrada de la


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obra de desagüe. Cuando el flujo encuentra una estructura de obra de desagüe, hay una gran pérdida de carga en la entrada. En este proyecto, se recomiendan muros frontales de hormigón para que contribuyan a reducir las pérdidas en la entrada y participen a la conservación y el blindaje de la calzada transversal. Los coeficientes típicos de pérdida en la entrada se proporcionan en el apartado titulado Definición de obra de desagüe especial en el Capítulo 4. En esta lección, se especifica un valor de 0,5. DIÁMETRO O ALTURA DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica el diámetro interior de una obra de circular o la altura interior de una obra de desagüe rectangular. Esta dimensión es importante no solo para determinar la superficie de flujo total de la obra de desagüe, pero también para determinar si las cotas aguas arriba y aguas abajo son adecuadas para sumergir la entrada o la salida de la obra de desagüe. En esta lección, se especifica un valor de 3,5. ANCHURA DE LA ABERTURA RECTANGULAR DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica la anchura interior de la obra de desagüe rectangular. Si hay obras de desagüe múltiples, se introduce la anchura de una sola obra de desagüe rectangular, no la anchura acumulada de todas las obras de desagüe. En esta lección, se especifica un valor de 10,0. LONGITUD DE LA OBRA DE DESAGÜE La longitud de la obra de desagüe se mide a lo largo del eje de la misma. La longitud de la obra de desagüe se usa para determinar la pérdida por rozamiento en el conducto de la obra de desagüe y además la pendiente de la obra de desagüe. Como en esta lección la calzada tiene una anchura de 40 pies, se especifica un valor de 42 pies para tener en cuenta los muros frontales verticales. COTA DE SOLERA AGUAS DEBAJO DE LA OBRA DE DESAGÜE COTA DE SOLERA AGUAS ARRIBA DE LA OBRA DE DESAGÜE Estas entradas de datos especifican la cota de solera de la obra de desagüe tanto de las caras aguas arriba como aguas debajo de la estructura. El programa usa estos valores para calcular la pendiente de la obra de desagüe. Esta pendiente se usa para calcular el calado del flujo en la obra de desagüe en condiciones de entrada. Al elegir PICK en una de estas dos entradas de datos se puede seleccionar gráficamente la cota de solera en la cuadrícula del perfil transversal.


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NÚMERO DE PLANO DEL FHWA NÚMERO DE ESCALA DEL FHWA Estas dos entradas de datos se refieren a los números de plano y escala para una serie de nomogramas publicados por la Administración Federal de Carreteras (FHWA). Estos nomogramas permiten calcular la carga de agua en la entrada para diferentes tipos de aperturas de obra de desagüe en un amplio rango de condiciones de flujo. Los números de plano y escala del FHWA se dan en el apartado titulado Definición de obras de desagüe especial en el Capítulo 4. En esta lección, se especifica el número de plano 8 y el número de escala 2. COTA DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la cota mínima en la que comienza el flujo por vertedero por encima de la coronación de la calzada. Si se deje en blanco esta entrada, HEC-2 indagará en la geometría definida de la calzada (aun no especificada en esta lección) para determinar la cota mínima de la calzada. En esta lección se ignora esta entrada de datos, ya que se definirá la geometría de la calzada en el siguiente apartado de esta lección. Sin embargo, puede usarse esta entrada para elevar o disminuir artificialmente la cota mínima en la que se considera que hay flujo por vertedero. Si no se especifica la geometría de la calzada, entonces esta entrada para especificar una cota uniforme de coronación de la calzada. En esta situación, debe definirse también la longitud de la calzada con objeto de que HEC-2 calcule el flujo por vertedero. Se puede elegir PICK para seleccionar gráficamente la cota de coronación de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. LONGITUD DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la longitud media de la calzada que se usará para calcular el flujo por vertedero. Si no se especifica la geometría de la calzada, entonces debe usarse esta entrada. Se puede elegir PICK para medir gráficamente la longitud de la calzada en la cuadrícula del perfil transversal. Sin embargo, se cambia el calado del flujo por vertedero a lo largo de la calzada, entonces debe especificarse la geometría de la calzada. Ya que se define la geometría de la calzada en esta lección, esta entrada de datos puede ignorarse. . Sin embargo, puede usarse, si fuese necesario, esta entrada para acortar artificialmente la longitud de vertido definida por la geometría de la calzada. Si se usa esta entrada se usa para acortar la longitud de vertido, todo el flujo sobre la calzada acortada se calculará usando el cálculo por vertedero y el flujo restante se calculará usando los cálculos de conducción. COEFICIENTE DE FLUJO POR VERTEDERO SOBRE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga que se usa para la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos van desde 2,5 para vertedero rectangular en pared gruesa hasta 3,0 para vertedero triangular. Como en esta lección el flujo sobre la calzada ocupará la mayor parte de la geometría de la calzada, se especifica un valor de 2,5.


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Cuando se termina de introducir los parámetros la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial, se selecciona OK. Luego aparecerá de nuevo la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Para más información sobre las entradas de datos contenidas en la caja de diálogo de Descripción de Obra de Desagüe Especial, véase el apartado titulado Definición de la Obra de Desagüe Especial en el Capítulo 4.

6.6.3 Definición de la Geometría de la Calzada En esta lección es necesario especificar la geometría de la calzada para tener en cuenta la sección variable de la calzada, en lugar de especificar una cota uniforme de la calzada en la caja de diálogo de Descripción de Obra de Desagüe Especial (véase la Figura 6.6.2.1). La geometría de la calzada se define en el perfil de la cara aguas arriba de la obra de desagüe (cuando se realiza un cálculo de perfil subcrítico). Sin embargo, la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas seleccionará automáticamente este perfil transversal cuando se define la geometría de la calzada. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales de Obra de Desagüe Especial en el Capítulo 8 para más información. Para comenzar, desde la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona UPSTREAM END en el botón circular de Editar la geometría en y luego se selecciona DRAW ROAD. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla el perfil transversal 4,900 de la cara aguas arriba de la obra de desagüe en la ventana activa, como se ve en la Figura 6.6.3.1.

Figura 6.6.3.1 Obsérvese que la geometría de la obra de desagüe propuesta se ha dibujado en la cuadrícula del perfil transversal


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En la Figura 6.6.3.1 se observa que la geometría de la obra de desagüe propuesta ya ha sido dibujada en la cuadrícula del perfil transversal 4,900. Este se hizo con ayuda de la digitalización de la geometría en este perfil transversal. Nótese que RCAD emitirá un mensaje para que se trace la geometría de la calzada haciendo clic en cualquier parte de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de la estación y cota (tales como 100,1320). Se traza la línea auxiliar de la geometría de la calzada previamente dibujada. Para mayor precisión durante la digitalización puede ser aconsejable hacer zoom con las teclas PgUp y PgDn para ampliar o reducir la imagen. Luego usando AutoPan para moverse sobre la imagen, se puede obtener una mayor precisión para definir la geometría de la calzada. Cuando se haya terminado de digitalizar la geometría de la calzada, se pulsa ENTER. De nuevo aparecerá ña caja de diálogo de Definición de Aberturas. Después de digitalizar la geometría de la calzada, puede ser necesario insertar, editar o borra puntos individuales de la geometría de la calzada. En la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona DIALOG. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Edición de la Geometría de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.6.3.2.

Figura 6.6.3.2 La caja de diálogo de Edición de la geometría del Perfil Transversal se usa para añadir, borrar y editar puntos individuales de estación y cota de la calzada

6.6.4 Definición de las zonas de flujo efectivo Cuando se define una obra de desagüe, debe limitarse el flujo en las zonas de flujo efectivo de los perfiles transversales de las caras aguas arriba y aguas debajo de la obra de desagüe. La zona de flujo efectivo está limitada típicamente a los bordes de la abertura real de la obra de desagüe. Al definir esta zona de flujo, se informa a HEC-2 que parte del perfil transversal transporta el flujo efectivamente. La Figura 6.6.2 ilustra


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la contracción y expansión del flujo a medida que se acerca a la estructura de la obra de desagüe. Continuando con esta lección, deber seleccionarse el perfil transversal 4,860 como cuadrícula activa perfil transversal y se mostrará en la ventana activa. En el menú de Entrada se selecciona EFFECTIVE FLOW AREA. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 6.6.4.1.

Figura 6.6.4.1 Se define la zona de flujo efectivo como la anchura exterior de la abertura de la obra de desagüe

En el perfil transversal 4,860 de la cara aguas debajo de la obra de desagüe, se limitará la zona de flujo efectivo en los bordes de la abertura real de la obra de desagüe y la cota de coronación de la calzada. Deben seleccionarse gráficamente tanto las estaciones como las cotas de las obstrucciones derecha e izquierda del flujo en la cuadrícula del perfil transversal usando BOSS RCAD. En las entradas de datos de obstrucción izquierda del flujo efectivo, se elige PICK. RCAD emitirá un mensaje en el que se pide que se pinche en la estación y cota de la obstrucción izquierda de flujo efectivo. Se repite este procedimiento en la zona derecha de flujo efectivo, Cuando se termina, se elige OK. RCAD dibuja después las líneas que definen la zona donde el flujo efectivo está limitado. Después de definir la zona de flujo efectivo en el perfil transversal 4,860 de la cara aguas abajo de la obra de desagüe, es necesario definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,900 de la cara arriba de la obra de desagüe. Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,900 como cuadrícula activa de perfil transversal. Luego, se muestra en pantalla otra vez la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo (véase la Figura 6.6.4.1).


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En el perfil transversal 4,900 de la cara arriba de la obra de desagüe, debe limitarse la zona de flujo efectivo en los bordes de la abertura real de la obra de desagüe y la cota de coronación de la calzada. Como se hizo en el perfil transversal de la cara aguas abajo, se usa el botón PICK para limitar la zona de flujo efectivo en la abertura de la obra de desagüe. Cuando se termina, se pulsa OK. Para más información detallada de cómo se define la zona de flujo efectivo en una obra de desagüe, véase el apartado titulado Descripción de Flujo Efectivo en el Capítulo 4 y el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 8.

6.6.5 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción Como en esta lección se está creando el modelo de perfil de la superficie del agua como perfil subcrítico, los coeficientes de pérdida por contracción y expansión se propagan hacia aguas arriba de perfil transversal en perfil transversal. Estos coeficientes tienen en cuenta las pérdidas de energía debidas a la expansión y contracción del flujo a medida que se traslada hacia aguas abajo. Como la contracción del flujo consume menos energía que la expansión del flujo, los coeficientes de pérdida por contracción son más pequeños que los coeficientes de pérdida por expansión. En el perfil transversal 4,400 situado más aguas abajo, se han especificado ya los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con unos valores de transición gradual de 0,3 y 0,1. Sin embargo, en la definición del perfil transversal 4,860 de la obra de desagüe, deben especificarse unos coeficientes de pérdida de energía, ya que el efecto de la expansión puede tenerse en consideración (ya que los cálculos se trasladan hacia aguas arriba desde el perfil transversal inmediatamente aguas abajo). Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,860 como cuadrícula activa de perfil transversal. Después se selecciona SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.6.1.3. Se especifica un coeficiente de pérdida por expansión de 0,8 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,6. Cuando se termina, se elige OK. En el perfil transversal 5,060 de aproximación a la obra de desagüe, deben volverse a especificar los coeficientes de expansión y contracción con valores de pérdida por transición gradual, ya que el efecto de contracción de la abertura de la obra de desagüe no está tan experimentado (a medida que los cálculos del flujo se trasladan hacia aguas arriba). Se selecciona el perfil transversal 5,060 como perfil transversal activo, aparece la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal y se introduce un coeficiente de pérdida por expansión de 0,3 y coeficiente de pérdida por contracción de 0,1.


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Para más información, véase el apartado titulado Coeficientes de Contracción y Expansión en el Capítulo 8. 6.6.6 Especificación de la salida resumen Debe especificarse la Tabla Resumen 101 predefinida como ayuda para revisar los resultados de obra de desagüe especial. Esta tabla resumen se define en la caja de diálogo de Opciones de Tablas Resumen & Salida. Para mostrar en pantalla esta caja de diálogo, se selecciona USER SUMMARY TABLES en el menú de Metajob.

Figura 6.6.6.1 Especificación de la Tabla resumen predefinida 101

Desde la caja de diálogo de Opciones de Tablas Resumen & Salida, se selecciona Tabla Número 1 como la tabla resumen activa. Se introduce el valor 10 en la entrada de datos de Variable de Código y luego se elige UPDATE. Cuando se termina de especificar la tabla resumen predefinida, se elige OK. Para más información sobre la descripción de la caja de diálogo de Opciones de Tablas Resumen & Salida, véase el apartado titulado Opciones de Salida en el Capítulo 4.

6.6.7 Revisión de los Resultados del Cálculo Una vez que se ha especificado adecuadamente la obra de desagüe especial, se puede ejecutar el programa para analizar la obra de desagüe. Para más información, véase el apartado titulado Realización del Cálculo en este Capítulo. La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua en esta lección se muestra en las Figuras 6.6.7.1 a 6.6.7.10. En esta lección, se analizaron tres perfiles independientes; 100, 400 y 600 pies3/segundo.


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Al revisar la salida de esta lección, se observa que se han creado 7 alarmas. Estas alarmas señaladas se resumen al final de la salida del cálculo, como se ve en la Figura 6.6.7.10. Los avisos que se indican especifican que la relación entre la conducción de los perfiles transversales de aguas arriba y aguas abajo (KRATIO) es menor que 0,7 o mayor que 1,4. Sin embargo, se recomienda en la Lección 2 que un rango de 0,5 a 2,0 sea usado cuando se revisan los resultados del cálculo de HEC-2. Además, los avisos de KRATIO pueden ignorarse en los perfiles transversales de la obra de desagüe, ya que un valor extremo de KRATIO puede esperarse cuando en flujo pasa rápidamente fuera del cauce a medida que pasa a través de la estructura de la obra de desagüe. Al comprobar los resultados el cálculo, se observa que los valores expuestos de KRATIO o bien caen dentro del rango aceptable de KRATIO o deberían ignorarse. Además de comprobar las salida resumen, se debe comprobar también los cálculos especiales de la obra de desagüe en todos los tres perfiles. Al revisar la salida del primer perfil de 100 pies3/segundo, se observa en la Figura 6.6.7.2 que la obra de desagüe está sometida a un flujo bajo con control en la salida. HEC-2 elige las cotas más altas de la pendiente de energía de la entrada y salida para determinar la cota de control y, por lo tanto, determina que la obra de desagüe está sometida a las condiciones de control en la salida. En el segundo perfil de 400 pies3/segundo, se observa en la Figura 6.6.7.5 que la obra de desagüe está sometida a un flujo a presión con control en la salida. Para el tercer perfil de 600 pies3/segundo, se observa en la Figura 6.5.7.8 que la obra de desagüe está sometida a una presión con control en la entrada y a flujo por vertedero. También se observa que, en el perfil tercero (véase la Figura 6.7.5.9) HEC-2 prolonga los extremos del perfil transversal verticalmente hacia arriba en los perfiles transversales 5,060 y 5,180 para contener el remanso creado por la estructura de la obra de desagüe. Por lo tanto, puede ser necesario digitalizar un geometría del terreno más amplia en la situación de estos dos perfiles.


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Figura 6.6.7.2 Salida del cálculo de HEC-2(continuación)


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Figura 6.6.7.10 Salida del cálculo de HEC-2(continuación) El ingeniero es responsable de revisar las alarmas expuestas y determinar si el modelo se ha creado adecuadamente y que los resultados del cálculo son correctos. 6.6.8 Vista de los resultados topográficos El perfil de la superficie del agua se muestra en pantalla sobre el mapa topográfico, como se ve en la Figura 6.6.8.1. Al mostrar el perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico se ve que el río se estrecha a medida que alcanza la obra de


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desagüe y luego se ensancha después de pasar a través de la abertura de la obra de desagüe. Para más información sobre cómo mostrar el perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico, véase el principio de este capítulo.

Figura 6.6.8.1 Perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico


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6.6.9 Vista de los resultados de los perfiles El perfil de la superficie del agua se muestra en la Figura 6.6.9.1. Para más información sobre cómo mostrar en pantalla los gráficos del perfil, véase el apartado al principio de este capítulo.

Figura 6.6.9.1 Perfil de la superficie del agua 6.6.10 Fichero del dibujo de solución Se proporciona un dibujo de la solución en el fichero de dibujo L07S.FLX. Este fichero de dibujo se incluye en la documentación contenida en los disquetes de ejemplos suministrados con el programa.


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6.7 Lección 7 Creación del modelo de mejoras del cauce

Esta lección muestra cómo usar BOSS RCAD para crear el modelo de mejoras del cauce. En esta lección se excavará un nuevo cauce para reforzar un tramo existente de un río para un proyecto de desarrollo de continuidad. Esta lección necesita el fichero de ejemplo L08.FLX. Este fichero de dibujo se suministra con los ejemplos que se hallan en los disquetes. El dibujo de ejemplo cargado se muestra en la Figura 6.7.1.

Figura 6.7.1 Dibujo de ejemplo usado en esta lección

Con referencia al dibujo del ejemplo que se muestra en la Figura 6.7.1, la mejora propuesta del cauce reforzará el río entre los perfiles 200 y 450. La excavación del cauce tiene una anchura de fondo de 12 pies con taludes laterales de 1:1,2. La excavación del cauce debería situarse con vistas a la nueva alineación del cauce, reforzando así el río y cambiando la longitud de flujo del cauce. El cauce mejorado se revestirá de hormigón y tendrá un coeficiente de rugosidad de Manning de 0,015 aproximadamente. Las cotas de solera del perfil transversal del cauce no cambiarán, pero el cauce existente se rellenará usando el material procedente de la excavación del nuevo cauce. Para más información sobre la especificación de las mejoras del cauce, véase el apartado titulado Mejoras del Cauce en el Capítulo 4.


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Configuración de ventanas múltiples Algunas veces conviene configurar ventanas múltiples antes de trabajar con el modelo. Esto permite ver las cuadrículas de perfil transversal y el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de Ventanas en este Capítulo sobre la descripción de la configuración de ventanas múltiples.

6.7.1 Definición de las mejoras del cauce Antes de definir las mejoras del cauce propuestas, es necesario seleccionar uno de los perfiles transversales que se ha de mejorar como cuadrícula de perfil transversal activa y mostrar en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas. En primer lugar, después de configurar las ventanas múltiples, se selecciona una de las ventanas como ventana activa para mostrar en pantalla la vista topográfica por defecto. En el menú de Herramientas, se selecciona VIEW TOPO MAP. O se selecciona el icono VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de herramientas de RiverCad (si no aparece en pantalla la paleta flotante de herramientas de RiverCad, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de Herramientas). Este comando de menú mostrar en pantalla la vista topográfica por defecto. Para poder definir la situación del perfil transversal de mejora del cauce, es necesario seleccionar el perfil transversal 200 de aguas abajo como cuadrícula de perfil transversal activa y mostrar en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas. Se cambia a otra de las ventanas (haciendo clic sobre ella) para mostrar en pantalla el perfil transversal sobre el que trabajar. Se hace clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones en la ventana de la línea de comandos o el icono de VIEW CROSS-SECTION GRID de la paleta flotante de herramientas de RiverCad. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.7.1.1.


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Figura 6.7.1.1. Se selecciona la cuadrícula del perfil transversal 200 en la caja de diálogo de Ver Cuadrícula de perfil transversal

En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, se selecciona el perfil transversal 200 aguas debajo de la mejora del cauce y se elige OK. RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal elegido en la ventana activa y también será activo el perfil transversal, mostrando su identificador ID en la barra de opciones de la ventana de la línea de comandos. A continuación, en el menú de Entrada de Datos Avanzados, se selecciona CHANNEL IMPROVEMENT. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de la Mejora del Cauce, como se ve en la Figura 6.7.1.2.

Figura 6.7.1.2 Caja de diálogo que permite definir la mejora del cauce para el perfil transversal activo


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En lugar de especificar la mejora del cauce rellenando las entradas de datos, es más sencillo dibujar simplemente la mejora del cauce deseada en el gráfico del perfil transversal. Después de determinar los valores dibujando la mejora del cauce, se pueden modificar rápidamente los valores para realizar los ajustes. En la caja de diálogo de Descripción de la Mejora del Cauce, se elige DRAW en la columna de entrada de datos más a la izquierda. RCAD le pedirá que dibuje la mejora del cauce sobre el la cuadrícula del perfil transversal. La mejora del cauce dibujada debe construirse con 3 segmentos de línea. El segmento central (que indica el fondo de la mejora del cauce) debe ser horizontal. Los laterales de las orillas dibujadas no deben representar todas las orillas de la mejora del cauce. El programa prolongará las estaciones del fondo del cauce y los taludes laterales. La Figura 6.7.1.3 muestra la mejora del cauce que se está dibujando sobre la cuadrícula del perfil transversal.

Figura 6.7.1.3 Mejora del cauce dibujada en la cuadrícula del perfil transversal

Después de dibujar la mejora del cauce, BOSS RCAD determinará los valores de mejora correspondientes y los colocará en las entradas de datos de la caja de diálogo de Descripción de la Mejora del Cauce, Después de pueden ajustar estos valores en las entradas de datos para que coincidan con las especificaciones de la mejora del cauce propuesta. Al elegir DRAW y pulsando luego ENTER, BOSS RCAD mostrará en pantalla la mejora del cauce especificada, permitiendo al usuario ver por adelantado cualquier cambio de la mejora del cauce sin realizar los cambios. Como se usa la cota de la solera del cauce ya definida para la geometría del terreno, se especifica –1,0 en la entrada de datos de Cota de solera de mejora del cauce. Ciando se introduce el valor de –1,0, el programa sitúa la cota de la solera del la mejora del cauce igual a la cota mínima existente del terreno. Además, como el cauce mejorado se revestirá de hormigón, se especifica un coeficiente n de Manning de 0,015.


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La caja de comprobación de Rellenar el Cauce hasta las Orillas se sitúa en ON. Esto indica al programa que rellene el cauce hasta las estaciones de las orillas antes de realizar la excavación de la mejora del cauce definida. Cuando se especifica una mejora del cauce en un perfil transversal, la rugosidad en las márgenes y en el cauce no puede variarse horizontalmente usando la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 6.7.1.4). En cambio, solo puede especificarse usando las entradas de datos de Coeficiente n de Manning en la plana de inundación izquierda, cauce y en la plana de inundación derecha dispuestas en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 6.7.1.5). Debe comprobarse si se ha especificado la rugosidad horizontal en este perfil transversal. En el Menú de Entrada se selecciona HORIZONTAL ROUGHNESS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.7.1.5.

Figura 6.7.1.4 Obsérvese que la rugosidad horizontal se especifica en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal

Obsérvese que las entradas de datos de rugosidad horizontal se usan para definir la rugosidad en este perfil transversal. Se borran estos valores en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal. Estos cuatro valores de rugosidad deben borrarse haciendo clic sobre cada estación de rugosidad horizontal en la caja de la lista, limpiando el valor de la rugosidad horizontal en la caja de edición y eligiendo después UPDATE. A continuación, se especifican los valores de rugosidad en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal. Se accede a la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal seleccionando SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada (véase la Figura 6.7.1.5)


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Figura 6.7.1.5 Se especifican los valores de rugosidad de la plana de inundación izquierda, cauce y plana de inundación derecha

En la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal, se especifica una rugosidad de 0,08 como Coeficiente n de Manning en la plana de inundación izquierda en la entrada de datos y una rugosidad de 0,035 en el cauce. Estos valores son los mismos que se especificaron para la rugosidad horizontal. Sin embargo, la rugosidad horizontal en la plana de inundación derecha se dividió en dos zonas por separado. Dado que solo se puede especificar un solo valor de rugosidad en la margen derecha en esta caja de diálogo, es necesario determinar una rugosidad compuesta para la margen derecha. Como las dos zonas de rugosidad de la margen derecha son aproximadamente iguales, se promedian estos dos valores, usando un valor de 0,07 en la entrada de datos como Coeficiente n de en la plana de inundación derecha Se repite este proceso anterior para los perfiles transversales 325 y 450, que también son necesarios para modificar la mejora del cauce. Como tras muchas opciones de HEC-2, una vez especificada la mejora de un cauce en un perfil transversal, se propaga automáticamente hacia aguas arriba (si se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o hacia aguas abajo (si se realiza un cálculo de perfil supercrítico) a otros perfiles transversales. Para terminar la propagación de la mejora del cauce, se especifica una anchura del fondo de la mejora del cauce de 0,01. Con objeto de terminar la mejora del cauce en el perfil transversal 450, es necesario especificar una anchura de fondo de mejora del canal de 0,01 en el perfil transversal 500. 6.7.2 Edición gráfica de la mejora del cauce Después de haber definido la mejora del cauce en un perfil transversal, se puede editar fácilmente la mejora especificada usando las asas de RCAD. Por ejemplo, en la línea de comandos de RCAD, se pincha simplemente la línea que define la mejora del cauce con la cruz del cursor para mover uno de los cuatro puntos que definen la mejora del cauce, RCAD resaltará después los cuatro puntos. Se pincha el punto que


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se desea mover y se arrastra a su nueva posición. Para quitar las asas de la línea seleccionada de la mejora del cauce, se pulsa CANCEL dos veces. Para mover la línea que especifica la mejora del cauce, se pincha la línea de mejora del cauce, se selecciona cualquier punto de la línea y se pulsa ENTER (o el botón derecho del ratón) para cambiar al modo MOVE. Luego se arrastra la línea de mejora del cauce hasta la situación deseada en la cuadrícula del perfil transversal. Al volver a mostrarse en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Mejora del Cauce se actualizarán los valores de las entradas de datos que definen la mejora del cauce. Sin embargo, este paso no es necesario para realizar el cálculo, ya que el programa usa sólo la entidad gráfica que representa la mejora del cauce en la cuadrícula del perfil transversal para determinar la definición de la mejora del cauce para el cálculo. Para más información sobre el uso de las asas, véase el apartado titulado Edición Gráfica usando Asas en el Capítulo 3. 6.7.3 Definición de las longitudes de flujo En esta lección la mejora del cauce propuesta ha enderezado el cauce. Por lo tanto, la longitud de flujo de la mejora del cauce debe especificarse para tener en cuenta este enderezamiento. BOSS RCAD permite medir la longitud de flujo directamente en el mapa topográfico, Para hacer esto, es necesario volver a mostrar en pantalla la vista topográfica salvada previamente en una de las ventanas. Se selecciona una de las ventanas con ventana activa. Luego, se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas. (O se selecciona el icono de VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de RiverCad). RCAD mostrará en pantalla las vista topográfica salvada. Antes de especificar la longitud de flujo de la mejora del cauce, es necesario seleccionar uno de los perfiles transversales como cuadrícula activa de perfil transversal. Debido a que las longitudes de flujo se miden desde el perfil transversal activo hasta el siguiente perfil transversal aguas abajo, no es necesario definir la longitud de flujo de mejora del cauce para el perfil transversal mejorado 200 (ya que su longitud de flujo en el cauce no ha cambiado). Sin embargo, es necesario especificar la longitud de flujo de la mejora del cauce en el siguiente perfil transversal aguas arriba. Para seleccionar un perfil transversal como perfil transversal activo, se elige PICK en el Menú de Entrada de Perfiles Transversales. RCAD indicará que se seleccione un perfil transversal. Se selecciona el perfil transversal 325 como activo pinchando simplemente sobre él en el mapa topográfico y haciendo clic sobre él. Después de que se ha hecho activo el perfil transversal, su identificador ID aparecerá en la barra de opciones bajo la ventada de la línea de comandos. A continuación,

Capítulo 7 Ejemplos de Problemas de HEC-RAS

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Capítulo 7 Problemas resueltos de HEC-RAS 6.1 Lección 1 Corte de perfiles transversales en un mapa de curvas de nivel en 3D 7.1.1 Carga del dibujo 7.1.2 Configuración del dibujo 7.1.3 Configuración de la cuadrícula de perfil transversal 7.1.4 Configuración de la capa de curvas de nivel 7.1.5 Configuración del mapa topográfico 7.1.6 Corte de perfiles transversales 7.1.7 Descripción del perfil transversal 7.1.8 Definición del Proyecto 7.1.9 Definición de las condiciones del perfil inicial 7.1.10 Realización del cálculo 7.1.11 Generación de los resultados del cálculo 7.1.12 Vista de los resultados del cálculo 7.1.13 Revisión de los resultados del cálculo 7.1.14 Vista de los resultados de los perfiles transversales 7.1.15 Configuración de la cuadrícula del perfil 7.1.16 Adición de cuadrícula del perfil 7.1.17 Vista de los resultados del perfil 7.1.18 Vista de los resultados topográficos 7.1.19 Método avanzado de la superficie del agua 7.1.20 Uso de SmartEdit 7.1.21 Salvado del dibujo 7.1.22 Fichero de la solución del dibujo 7.2 Lección 2 Perfiles múltiples de la superficie del agua 7.2.1 Configuración de los puertos de vista 7.2.2 Definición de perfiles múltiples 7.2.3 Adición de geometría suplementaria del terreno 7.2.4 Cambio de tamaño de las cuadrículas de perfiles transversales existentes 7.2.5 Adición de perfiles transversales adicionales 7.2.6 Consideración de las aportaciones de los afluentes 7.2.7 Análisis del Modelo 7.2.8 Generación de los resultados del cálculo 7.2.9 Revisión de los resultados del cálculo 7.2.10 Restricciones del cálculo del perfil 7.2.11 Fichero de la solución del dibujo 7.3 Lección 3 Importación de los ficheros existentes de datos de HEC-RAS 7.3.1 Configuración de la generación de la cuadrícula de perfil transversal 7.3.2 Importación de ficheros de datos de HEC-RAS 7.3.3 Vista e impresión del fichero lógico de importación 7.3.4 Unión de perfiles transversales con el mapa topográfico 7.3.5 Análisis del Modelo importado de HEC-2 7.3.6 Fichero de la solución del dibujo


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7.4 Lección 4 Creación del modelo de puente 7.4.1 Definición de la estructura del puente 7.4.2 Definición de la geometría de la arista inferior y de la calzada 7.4.3 Definición de la metodología de cálculo del puente 7.4.4 Definición de las zonas de flujo efectivo 7.4.5 Definición de los parámetros de vertido sobre el puente 7.4.6 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción 7.4.7 Revisión de los resultados del cálculo 7.4.8 Vista de los resultados topográficos 7.4.9 Vista de los resultados del perfil 7.4.10 Fichero de la solución del dibujo 7.5 Lección 5 Creación del modelo de obra de desagüe 7.5.1 Definición de la estructura del obra de desagüe 7.5.2 Definición de la obra de desagüe 7.5.3 Definición de la geometría de la calzada 7.5.4 Definición de los parámetros de vertido sobre la calzada 7.5.5 Definición de las zonas de flujo efectivo 7.5.6 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción 7.5.7 Revisión de los resultados del cálculo 7.5.8 Vista de los resultados topográficos 7.5.9 Vista de los resultados del perfil 7.5.10 Fichero de la solución del dibujo 7.6 Lección 6 Creación del modelo de invasión de la plana de inundación 7.6.1 Elección del método de invasión 7.6.2 Definición de las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua 7.6.3 Definición de las invasiones preliminares de la plana de inundación 7.6.4 Revisión de los resultados de las invasiones preliminares de la plana de

inundación 7.6.5 Nueva definición de las invasión de la plana de inundación 7.6.6 Revisión de los resultados de las invasiones finales de la plana de inundación 7.6.7 Vista de los resultados del perfil 7.6.8 Fichero de la solución del dibujo 7.7 Otros ejemplos de ficheros de dibujo 7.8 Calibrado del modelo 7.9 Revisión de la salida


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Capítulo 7 Ejemplos de Problemas de HEC-RAS Este capítulo contiene varias lecciones sobre cómo crear un modelo en HEC-RAS. Cada lección esta diseñada para ilustrar cómo usar BOSS RiverCAD (en adelante BOOS RCAD) para un problema concreto de creación de un modelo en HEC-RAS. Los ficheros de dibujo usados en estas lecciones pueden encontrarse en los disquetes suministrados. El programa de instalación proporcionado permite especificar si estos ficheros de ejemplos de dibujo deben instalarse en el disco duro del ordenador. El programa de instalación situará el fichero de ejemplo de dibujo en cualquier directorio que se especifique. El siguiente capítulo ilustra cómo emplear BOSS RCAD para crear el modelo de HEC-RAS. Las lecciones presentadas en este capítulo especializarán al usuario en los temas desarrollados en lecciones posteriores. Como cada lección incluye un dibujo de solución entero, el usuario podrá seguir adelante hasta una lección concreta de interés. Sin embargo, se supone que las enseñanzas que se describen en lecciones anteriores se conocen en las lecciones posteriores. Es importante que se instale adecuadamente BOSS RCAD antes de trabajar con las lecciones proporcionadas. Véase el apartado titulado Procedimiento de instalación en el Capítulo 2, necesario para instalar BOSS RCAD.


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7.1 Lección 1 Obtención de perfiles transversales a partir de curvas de nivel en 3D

Esta lección conduce al usuario, paso a paso, en el tema de cómo usar BOSS RCAD para obtener perfiles transversales a partir de un dibujo en 3D de un mapa topográfico con líneas de curvas de nivel en 3D. Esta lección trata de los pasos necesarios para crear el modelo básico de la superficie del agua, analizarlo y mostrar en pantalla los resultados del cálculo. 7.1.1 Carga del dibujo

Figura 7.1.1.1 Menú desplegable de RCAD El primer paso, después de arrancar RCAD, consiste en cargar el dibujo del ejemplo para esta lección. En el menú desplegable de RCAD, se selecciona FILE y luego OPEN (como se ve en la Figura 7.1.1.1). RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Abrir Dibujo, lo que permite seleccionar y cargar el fichero de dibujo. Se selecciona y carga el dibujo del ejemplo L01.FLX. Este fichero de dibujo se proporciona junto con los ejemplos que se encuentran en los disquetes del programa. El ejemplo de dibujo cargado se muestra en la Figura 7.1.1.2.


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Figura 7.1.1.2 Dibujo de ejemplo usado en este lección Imposibilidad de cargar BOSS RCAD Si no se puede cargar BOSS RCAD, léase el apartado titulado Procedimiento de Instalación contenido en el Capítulo 2. Cambio de módulo de HEC-RAS En el menú de Módulo de BOSS RCAD, se selecciona HEC-RAS- El menú de BOSS RCAD cambiará para mostrar los comandos de del menú de HEC-RAS. Para volver a cambiar a los comandos de CAD, se selecciona CAD DRAFTING en el menú de Módulo. 7.1.2 Configuración del Dibujo Sobre el dibujo del ejemplo. Se puede ver un conjunto de marcas (+) de finales de sección con las letras A, B y C cerca de ellas. Estas marcas se usan para señalar los extremos de los perfiles transversales que se obtendrán del mapa topográfico de esta lección. Antes de obtener los perfiles transversales del mapa topográfico, es necesario hacer un zoom para aumentar la zona en que se va a trabajar. Se introduce ZOOM en la línea de comandos de RCAD. Luego, se ignora el mensaje de RCAD, se hace clic en el botón de VINDOW en la barra de opciones. A continuación, se usa la cruz del cursor para pinchar los puntos de las esquinas de la ventana de zoom que rodean la zona


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que contiene las marcas de extremos A, B y C. No se debe preocupar el usuario de pinchar una zona perfecta de la ventana. BOSS RCAD permite hacer automáticamente un zoom y ampliación de sus perfiles transversales. Después de hacer el zoom a esta vista, se salva esta vista como vista topográfica por defecto. Esto permitirá restaurar instantáneamente la vista en cualquier momento. En el menú de Herramientas se selecciona SET TOPO VIEW para salvar la vista topográfica. (También se puede configurar la vista topográfica haciendo clic en el icono de SET TOPO VIEW de la paleta de herramientas flotante de RiverCAD. Si no se muestra en pantalla la paleta de herramientas flotante, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de herramientas). Este comando de menú salvará la vista topográfica actual.

Figura 7.1.2.1 El Menú de Herramientas usado para configurar la vista topográfica 7.1.3 Configuración de la Cuadrícula del Perfil Transversal El paso siguiente de esta lección es configurar BOSS RCAD adecuadamente para generar las cuadrículas de perfil transversal. Generalmente es necesario realizarlo para cada nuevo dibujo. BOSS RCAD usará estos valores de configuración como defecto para todos los siguientes dibujos. En el menú File, se selecciona CONFIGURE y luego SECTION GRIDS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.1.3.1.

Figura 7.1.3.1 Caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal


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En la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal, asegurarse de que está seleccionado el botón circular GENERATION NEW GRID. Poniendo en ON este botón circular da lugar a que el programa intente primero encontrar una definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal que establezca la geometría del terreno digitalizado. Si no la puede encontrar, el programa añadirá automáticamente una cuadrícula de perfil transversal adecuadamente dimensionada para toda la geometría del terreno. Los valores especificados redondeados se usan para determinar en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la cuadrícula de perfil transversal. Para realizar unas cuadrículas de perfil transversal bien formadas para esta lección, se recomiendan las siguientes configuraciones de los ejes de la cuadrícula: STATION SCALE (Escala de estaciones)= 25 STATION TICK INTERVAL (Intervalo de marcas de estaciones)= 25 STATION ROUNDOFF (Redondeo de estaciones) = 100 ELEVATION SCALE (Escala de cotas)= 1 ELEVATION TICK INTERVAL (Intervalo de marcas de cotas)= 1 ELEVATION ROUNOFF (Redondeo de cotas)= 5 Para lograr un esquema matricial de cuadrícula de perfil transversal adecuado, trátese de establecer las siguientes configuraciones (ya están establecidas como valores por defecto): X LAYOUT POINT = 0 X SPACING = 50 Y LAYOUT POINT = 500 Y SPACING = 50 COLUMNS = 20 Asegurarse de pulsar OK para salvar estas configuraciones. Para más información, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3. 7.1.4 Configuración de la capa de curvas de nivel Cuando se cortan perfiles transversales en un mapa topográfico con curvas de nivel en 3D, BOSS RCAD buscará cualquier curva de nivel en el mapa topográfico que sea cortada por la línea del perfil transversal. Cualquier punto, línea, polilínea o policaras en 3D se examinarán para conocer su cota, pero solo para las capas que se hayan configurado como capas de curvas de nivel válidas. Si se encuentra una entidad en una capa que no se haya definido previamente, se pedirá al usuario que configure el estado de la capa.


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Figura 7.1.4.1 Caja de diálogo para configurar las capas de curvas de nivel Antes de cortar perfiles transversales en un mapa topográfico con curvas de nivel en 3D, deben configurarse las capas de datos de cotas de las curvas de nivel usando la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel (como se ve en la Figura 7.1.4.1). Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel, se selecciona CONTOUR LAYERS en el menú De Configuración de Ficheros. La caja de diálogo de Configuración de Capas de Curvas de Nivel lista todas las capas definidas para el dibujo corriente (excepto las capas usadas por BOSS RCAD), así como el estado de cada capa de curvas de nivel. Para este dibujo, se fija la capa O en IGNORE y la Capa CONTOURS en USE. Asegurarse de elegir OK para almacenar estas configuraciones. Para más información, véase el apartado titulado Configuración de las Capas de Curvas de Nivel en el Capítulo 3. 7.1.5 Configuración del mapa topográfico Antes de cortar perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D, se debe configurar BOSS RCAD para digitalizar los perfiles transversales de este mapa. Esto se hace desde la caja de diálogo de configuración de Mapa Topográfico, como se ve en la Figura 7.1.5.1. La caja de diálogo de configuración de Mapa Topográfico se muestra en pantalla seleccionando TOPO MAP en el menú de Configuración de Ficheros.

Figura 7.1.5.1 Caja de diálogo de configuración de Mapa Topográfico


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A continuación se expone una lista de las entradas de datos de Configuración del Mapa topográfico de la Figura 6.1.5.1, con una breve descripción de cada entrada. Nótese que es necesario que esta caja de diálogo esté totalmente completa solo cuando se realice la primera configuración de un dibujo que usa el mapa topográfico. ESCALA DEL MAPA EN 2D/3D Esta entrada especifica el factor de escala de las coordenadas X e Y cuando se usa un mapa topográfico en 2D o 3D. Este factor de escala será, por defecto, de 1 pie (o metro) por unidad de dibujo, deberá cambiarse si el mapa topográfico se dibuja con un factor de escala diferente. En esta lección el factor de escala del dibujo es de 1 pie por unidad de dibujo, de modo que se especifica el valor 1. ESCALA DE COTAS EN 3D Esta entra especifica el factor de escala de cotas cuando se digitalizan perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D en pantalla. Este factor de escala será por defecto de 1 pie (o metro) por unidad de dibujo, y deberá cambiarse si el factor de escala de cotas del mapa topográfico es distinto. En esta lección la escala de cotas del dibujo es de 1 pie por unidad de dibujo, por lo que se especifica el valor 1. INTERVALO DE CURVAS DE NIVEL Esta entrada se usa para especificar el intervalo de curvas de nivel que ha de usarse cuando se digitalizan una perfil transversal desde una mapa topográfico en 2D en pantalla o mapa topográfico en papel. En esta lección, se digitalizan desde un mapa topográfico en 3D, de modo que esta entrada se ignora. ALTURA DEL TEXTO DEL MAPA Esta entrada especifica el tamaño de la altura del texto (en unidades de dibujo) de las etiquetas de ID del perfil transversal que se colocan automáticamente junto al perfil transversal digitalizado, cuando se digitaliza de un mapa topográfico en 2D o 3D. En esta lección se especifica una altura de texto de 10 unidades de dibujo. Un problema corriente que suele ocurrir a los nuevos usuarios es haber especificado la altura del texto del mapa con un valor demasiado grande, lo que causa que las etiquetas ID del perfil transversal se solapen en el mapa topográfico. Cuando esto suceda, ha de reducirse este valor. CURVAS DE NIVEL CORTADAS Esta entrada de botón circular determina cómo se leerán los puntos de la geometría del terreno (por ejemplo, cortados por las líneas de curvas de nivel) entre puntos seleccionados en el mapa topográfico. Si está situado en OFF, las cotas sólo se leen las curvas de nivel pinchadas. Si se selecciona FENCE, se leen las cotas de todas la curvas de nivel que cortan la línea del mapa topográfico. Esta es la forma más rápida de digitalizar en un mapa topográfico, y la selección por defecto. Si se selecciona CROSSING, se leerán las cotas de todas las curvas de nivel que son cortadas por la línea del mapa topográfico. Esta opción se más lenta que la opción FENCE ya que pueden procesarse más entidades, pero puede ser necesario en algunos casos donde la opción FENCE no contempla curvas de nivel con tipos de líneas discontínuas. En esta lección se usa la opción FENCE por defecto.


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7.1.6 Corte de perfiles transversales Ahora se puede comenzar a cortar perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D. Se puede comenzar a cortar el perfil transversal más lejano que corresponde a las marcas A-A de final de sección. Desde el menú Entrada, se selecciona GROUND GEOMETRY y después SCRREN 3D MAP. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Cuadrícula de Nuevo Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.1.6.1. Esta caja de diálogo se emplea para especificar el identificador único para el perfil transversal que se corta.

Figura 7.1.6.1 Caja de diálogo de Cuadrícula de Nuevo Perfil Transversal Se identifica el perfil transversal más aguas abajo especificando 100 para el Identificador ID del perfil transversal. Si se desea, se introduce una descripción del perfil transversal. Cuando se acaba de introducir los valores en esta caja de diálogo, se elige OK o se pulsa ENTER. La caja de diálogo permite especificar la estación más a la izquierda de la cuadrícula del perfil transversal. Para la entrada de Estación más a la izquierda, se introduce 1000 y se pulsa ENTER. Como el valor mínimo de la estación puede ser 0, al especificar 1000 permite insertar, en cualquier momento posterior, los puntos del terreno a la izquierda de la geometría del terreno que se está cortando. Ahora, se comienza a cortar en el mapa topográfico. Se comienza por el lado izquierdo del cauce (mirando hacia aguas abajo) cerca del extremo del perfil transversal marcado con A, se pincha un punto en una línea de curva de nivel para empezar a cortar el perfil transversal. Luego se mueve el puntero a la derecha y se pincha un punto en otra línea de curva de nivel. Como se ve en la Figura 6.1.6.2, se continúa cortando el perfil transversal, moviéndose a la derecha hacia donde se desea que el corte del perfil transversal cambie de dirección y se pincha un punto en otra línea de curva de nivel. Las líneas de curvas de nivel que son cortadas por el perfil transversal se leerán, y sus valores de posición y cota usados en la construcción de la geometría del perfil transversal. Por lo tanto, no es necesario pinchar todas las líneas de curvas de nivel.


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Como se ve en la Figura 6.1.6.1, se continúa cortando el perfil transversal, moviéndose a la derecha a medida que se corta el perfil, pinchando puntos en las líneas de curvas de nivel en que el perfil transversal cambia de dirección. El perfil transversal que se corta debería ser perpendicular a la dirección del flujo. A medida que se pinchas puntos en las curvas de nivel, BOSS RCAD determina automáticamente la cota del punto de la curva de nivel. Si se deja de pinchar una curva de nivel, BOSS RCAD informará que no puede determinar una cota del terreno para el punto pinchado y pedirá que lo intente otra vez. Si se pincha en un punto equivocado y se quiere volver atrás, se teclea U (por UNDO) y se pulsa ENTER. Cuando se acaba de cortar el perfil transversal en el mapa topográfico, se pulsa ENTER (o el segundo botón del digitalizador o el botón derecho del ratón).

Figura 7.1.6.2 Corte de un perfil transversal haciendo clic sobre las líneas de las curvas de nivel, moviéndose al otro lado del cauce, tratando de hacer que el perfil transversal sea perpendicular a la dirección del flujo de la corriente. Después de cortar el perfil transversal, como se ve en la Figura 6.1.6.3, BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal en la ventana de vista.

Figura 6.1.6.3 BOSS RCAD mostrará en pantalla el perfil transversal cortado


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Ahora se ha terminado de cortar el primer perfil transversal. Para cortar otro perfil transversal, primero se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas para volver a mostrar el mapa topográfico en la ventana. (De modo alternativo, se hace clic en el icono de VIEW TOPO MAP en la paleta de herramientas flotante de RiverCAD). A continuación, se selecciona SCRREN 3D MAP en el menú de Entrada de la Geometría del Terreno. Se siguen las instrucciones previamente descritas para dos perfiles transversales adicionales, aguas arriba del perfil transversal 100, correspondiente a las marcas B-B y C-C. Estos perfiles transversales serán el 150 y el 200. Para más información sobre el corte de perfiles transversales en un mapa topográfico en 3D, véase el apartado titulado Método de entrada de Mapas en 3D en el Capítulo 4. Añadidura de puntos del terreno adicionales Solo se genera una cuadrícula de perfil transversal cuando se introduce una nueva geometría del terreno. Una cuadrícula de perfil transversal no se volverá a dimensionar cuando se añaden puntos adicionales. Más bien, el usuario debe solicitar que la cuadrícula del perfil transversal sea dimensionada de nuevo. El cambio de tamaño una cuadrícula de perfil transversal después de añadir puntos adicionales se describe en la Lección 2. 6.1.1 Descripción de los perfiles transversales Después de cortar los perfiles transversales en el mapa topográfico en 3D, el siguiente paso consiste en definir las estaciones de las márgenes, la rugosidad y las longitudes de flujo de cada perfil transversal. Se comenzará por especificar estos valores en el perfil transversal aguas arriba 200. El Identificador ID del perfil transversal seleccionado en uso se muestra en pantalla en la barra de opciones bajo la zona de la línea de comandos. Solo puede estar activo un solo perfil transversal cada vez. Si no es el 200 el perfil transversal seleccionado, en el menú de Entrada se selecciona CROSS –SECTIONS y luego PICK. RCAD preguntará que seleccione el perfil transversal que se desea que sea al activo. Se elige el perfil transversal 200 punteando simplemente sobre él. Nótese que para seleccionar un perfil transversal pinchando sobre él, el perfil transversal debe estar visible en pantalla. Sin embargo, debe teclearse el ID del perfil transversal para hacerlo activo, incluso si el perfil transversal no está visible en pantalla. Después de hacer activo el perfil transversal 200, su ID aparecerá su ID en la barra de opciones. Una vez seleccionado el perfil transversal 200, se elige SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del perfil transversal, como se muestra en la Figura 7.1.7.1. Esta caja de diálogo permite definir las estaciones de las márgenes, la rugosidad, las longitudes de flujo y las pérdidas de energía por expansión o contracción para el perfil transversal activo.


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Figura 7.1.7.1 Cada de diálogo de Descripción del perfil transversal Se empezará por describir el perfil transversal definiendo en primer lugar las estaciones de las márgenes de la plana de inundación. Se elige Pick para la entrada de datos de Left Floodplain Overbank Station. BOSS RCAD identificará los puntos del terreno tanto en el mapa topográfico como en la cuadrícula del perfil transversal en activo. Se selecciona simplemente un punto del terreno bien en el mapa topográfico o en la cuadrícula del perfil transversal para definir la estación de las margen izquierda de la plana de inundación. BOSS RCAD colocará el valor de la estación correspondiente en la entrada de datos de Left Floodplain Overbank Station. Se repite este proceso para la estación de la margen derecha de la margen de la plana de inundación. A continuación, se define las longitudes de flujo de la plana de inundación izquierda, la plana de inundación derecha y del cauce para el tramo aguas abajo del perfil transversal 200. Se elige Pick para la entrada de datos de Left Floodplain Overbank Station. BOSS RCAD volverá a pedir que se mida la longitud de flujo de la plana de inundación izquierda en el mapa topográfico. Se dibujará una línea extensible a medida que se mide la longitud de flujo. Esta línea debe definir el camino que, con más probabilidad, tomará el flujo de la margen. Haciendo simplemente clic para marcar los puntos a lo largo del camino del flujo. Se pulsa ENTER cuando la longitud del flujo alcanza el perfil transversal 150. Se repite este proceso para las longitudes de flujo de la plana de inundación derecha y del cauce. Excepto en situaciones especiales, las entradas de datos de cota de las márgenes se dejen generalmente en blanco. En esta lección, se deben dejar en blanco estas entradas y HEC-RAS determina automáticamente las cotas de las márgenes desde la geometría del terreno especificada. Las entradas de datos de la rugosidad de Manning definen la rugosidad para la mitad del tramo aguas abajo hasta el perfil transversal adyacente aguas abajo y para la mitad aguas arriba hasta el perfil transversal adyacente aguas arriba. Si se dejan en blanco estos datos, entonces se usará el último valor introducido en el perfil transversal adyacente aguas abajo (ciando se calcula un perfil subcrítico). En esta lección se definirá la rugosidad en el perfil transversal 100 y el programa HEC-RAS propagará estos valores de rugosidad a los perfiles de aguas arriba, de modo que se dejen en blanco los valores de rugosidad en este perfil transversal. Los coeficientes de pérdida de expansión y contracción tienen en cuenta las pérdidas debidas de la expansión y contracción del flujo para el tramo central aguas abajo hasta


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en perfil transversal adyacente aguas abajo y para la mitad aguas arriba hasta el perfil transversal adyacente aguas arriba. . Si se dejan en blanco estos datos, entonces se usará el último valor introducido en el perfil transversal adyacente aguas abajo (ciando se calcula un perfil subcrítico). En esta lección se definirán los coeficientes de expansión y contracción en el perfil transversal 100 y el programa HEC-RAS propagará estos coeficientes de pérdida a los perfiles de aguas arriba, de modo que se dejen en blanco los coeficientes de pérdida en este perfil transversal. Las otras entradas de datos mostradas en pantalla en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal no se modifican, dejando que se use su valor por defecto. Después de definir los parámetros de entrada necesarios en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal para la estación 200, se pulsa OK. A continuación se definirán las estaciones y longitudes de flujo de las márgenes para los dos perfiles transversales restantes. Con objeto de definir las estaciones y longitudes de flujo para el perfil transversal 150, se debe activar el perfil transversal 150. Hay varias maneras de seleccionar un perfil transversal para se transforme en activo. Anteriormente, se discutió cómo usar el comando de menú PICK del menú de Entrada de Perfil Transversal para seleccionar un perfil transversal. Al usar este método, se pincha el perfil transversal 150. BOSS RCAD informará que el perfil transversal 150 está seleccionado con perfil transversal activo y mostrará en pantalla el perfil transversal 150 en la barra de opciones que aparece bajo la ventana de la línea de comandos. Una vez activado el perfil transversal 150, se selecciona de nuevo SECTION DESCRIPTION en el menú de Entrada para mostrar en pantalla la caja de diálogo de descripción del perfil transversal. Se definen las estaciones y longitudes de flujo de las planas de inundación para el perfil transversal 150. Como se dijo antes, los valores de rugosidad y los coeficientes de pérdida por expansión y contracción no se definen en este perfil transversal, pero HEC-RAS propagará estos valores desde el perfil transversal 100. Se dejan en blanco todas las demás entradas de datos en esta caja de diálogo, Cuando se acaba de definir los parámetros de entrada necesarios, se pulsa OK. Después de definir estos valores, debe observarse la vista del mapa topográfico que BOSS RCAD conectó a las estaciones de las planas de inundación entre los perfiles transversales 150 y 200 con una línea recta. Después de haber definido los parámetros de entrada en el perfil transversal 150, se definen los valores para el perfil transversal 100. Como el perfil transversal 100 es el que está más aguas abajo, las longitudes de flujo no se definen. Sin embargo es necesario que las estaciones de las planas de inundación sean definidas, junto con los valores de rugosidad de Manning y los coeficientes de pérdida por expansión y contracción. Se selecciona el perfil transversal 100 como perfil transversal en activo y se definen las estaciones de la plana de inundación usando la caja de diálogo de Descripción del perfil transversal. Se especifica 0,05 para la rugosidad de Manning para la plana de inundación izquierda y derecha y 0,035 para la rugosidad de Manning en el cauce. En esta lección es necesario tener en cuenta las pérdidas de energía de la expansión y contracción gradual. Por lo tanto, se introduce 0,3 para el coeficiente de pérdida por expansión y 0,1 para el coeficiente de pérdida por contracción. Se dejan en blanco el resto de las entradas de datos en esta caja de diálogo. Después de pulsar OK, los valores de rugosidad se mostrarán en pantalla sobre la cuadrícula del perfil transversal. Cuando se realiza el cálculo del perfil de la superficie del agua en HEC-


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RAS, los coeficientes de rugosidad de Manning y los coeficientes de pérdida por expansión y contracción se propagarán hacia aguas arriba a los perfiles transversales 150 y 200. Salvado periódico del trabajo Se sugiere que a medida que se crea el modelo, se salve periódicamente el trabajo que se ha hecho dentro del dibujo. Puede introducirse el comando SAVE en la línea de comandos de RCAD para salvar el dibuje bajo el nombre del fichero activo. Por otro lado, puede usarse el comando SAVEAS para salvar el dibujo con un fichero de nombre distinto. Para más información sobre cómo salvar los ficheros de dibujo, véase el apartado titulado Salvar el dibujo más adelante. 7.1.8 Definición del Proyecto Este apartado describe cómo añadir información de la descripción general del proyecto sobre el modelo de HEC-RAS que se va a calcular. Esta información de la descripción se especifica en la caja de diálogo de Descripción del Proyecto, como se ve en la Figura 7.1.8.1. Para mostrar en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Proyecto, se selecciona PROJECT DESCRIPTION en el menú de Metajob.

Figura 7.1.8.1 Caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-RAS Al usar la caja de diálogo de Descripción del Proyecto de HEC-RAS, se introduce la información general que describe el proyecto. Cuando se termina, se pulsa OK. Metajobs Los valores introducidos en la caja de diálogo de Descripción del Proyecto definen el metajob activo, aunque futuros metajobs especificados se definirán dentro del mismo dibujo por defecto para estos valores. Para una discusión completa sobre metajobs, véase el apartado titulado Metajobs en el Capítulo 3.


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7.1.9 Definición de las condiciones iniciales del Perfil El siguiente paso de esta lección es definir las condiciones iniciales de cálculo para analizar el perfil de la superficie del agua. Dado que la pendiente del lecho del cauce es menor que 1 por 100 (una regla normal que identifica los perfiles subcríticos y supercríticos), se puede suponer que hay un perfil subcrítico de la superficie del agua en este modelo. Cuando se analiza un perfil subcrítico, HEC-RAS comienza su cálculo en el perfil transversal más aguas abajo. Por lo tanto, es necesario determinar las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua en el perfil transversal 100. En esta lección se pretende determinar el perfil de la superficie del agua para la tormenta de 5 años de periodo de retorno. Según los datos históricos, se ve que el caudal punta para el periodo de retorno de 5 años es de 300 pies3/segundo. Sin embargo, nunca se midió la correspondiente cota de la superficie del agua para determinar las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua en el perfil transversal aguas abajo 100.

Figura 7.1.9.1 Calculador Hidráulico de FlowCalc Debe asegurarse el usuario de que el perfil transversal 100 está activo. En el menú Herramientas, se selecciona FLOWCALC. De forma alternativa, se hace clic en el icono FLOW HIYDRAULIC CALCULATOR en la paleta de herramientas flotante e RiverCAD. BOSS RCAD mostrará en pantalla el Calculador Hidráulico de FlowCalc, como se ve en la Figura 6.1.9.1. Se selecciona NORMAL DEPTH como adecuado para el cálculo y luego se introduce 300 con valor de caudal conocido. Después se pulsa OK. FlowCalc mostrará en pantalla los resultados del cálculo en la caja de diálogo de Resultados del Cálculo de FlowCalc, como se be en la Figura 6.1.9.2. Se elige PLACE en esta caja de diálogo, se pincha cobre la cuadrícula del perfil transversal 100 (en la parte superior de la ventana) y los resultados de FlowCalc se colocarán en el dibujo.


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Figura 7.1.9.2 Caja de diálogo de Resultados del Cálculo con FlowCalc A continuación, es necesario definir estas condiciones iniciales de cálculo del perfil en el modelo de HEC-RAS. Esto se hace usando la caja de diálogo de Cálculo del Perfil, como se ve en la Figura 6.1.9.3. Esta caja de diálogo aparece en pantalla seleccionando PROFILE DESCRIPTION en el menú de Metajob.

Figura 7.1.9.3 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Obsérvese que pueden especificarse hasta 15 perfiles independientes de la superficie del agua en esta caja de diálogo, aunque en esta lección se analizará solo un perfil. Se selecciona SUBCRITICAL como tipo de perfil a analizar. Se introduce el caudal punta del periodo de retorno de 5 años (300 pies3/segundo) correspondiente a la cota de la superficie del agua calculada (aproximadamente 1241,3 pies) en las entradas de datos adecuadas. Después de introducir estos valores, se pulsa UPDATE para insertar los valores en la caja de la lista. Cuando se termina de definir las condiciones iniciales de cálculo del perfil, se elige OK.


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7.1.10 Realización del Cálculo Después de terminar la definición del modelo de HEC-RAS, se puede realizar un cálculo del perfil de la superficie del agua. Desde el menú de Cálculo se selecciona GENERATE HEC-RAS DATA. BOSS RCAD creará un fichero de transferencia de datos para el modelo especificado. Si se advierte un error en la entrada del modelo, será necesario corregirlo en los datos de entrada que definen el modelo. Si no se advierten errores después de generar el fichero de transferencia de datos, se selecciona PERFORM ANALYSIS en el menú de Cálculo. BOSS RCAD realizará el cálculo del perfil de la superficie del agua. Si durante el cálculo se advierte algún error, será necesario corregir el modelo de entrada para eliminar el error. Sin embargo, es normal que se anuncien avisos durante el cálculo. El usuario debería comprobar la salida del cálculo para asegurarse de que los avisos no tienen importancia y no alteran la validez de la solución de l perfil de la superficie el agua. 7.1.11 Creación del Informe de los resultados del cálculo

Si se ha realizado con éxito el cálculo. Se está en disposición de generar el informe del cálculo de HEC-RAS. La caja de diálogo de Definir el Informe de HEC-RAS del programa, como se ve en la Figura 7.1.11.1, permite al usuario definir qué datos deben incluirse en el informe de HEC-RAS. Esta caja de diálogo proporciona la usuario un control completo de los datos de entrada de HEC-RAS y los resultados del cálculo se incluyen en el informe. Esta caja de diálogo se localiza seleccionando DEFINE REPORT en el menú de Generador del Informe de Salida.

Figura 7.1.11.1 Se define la caja de diálogo de Informe de HEC-RAS Una vez seleccionadas las opciones de informe, se elige OK para almacenar la selección. Luego se selecciona GENERATE REPORT en el menú de Generador del Informe de salida y BOSS RCAD generará el informe definido de HEC-RAS Para una descripción completa de las capacidades de generación del informe de HEC-RAS, véase el apartado titulado Generación de los Resultados del Cálculo de HEC-RAS en el Capítulo 3. 7.1.12 Vista de los Resultados del Cálculo Si se realiza correctamente el cálculo, se está en disposición de ver sus resultados. En el menú de Salida se selecciona VIEW ANALYSIS RESULTS. BOSS RCAD mostrará en pantalla los resultados del cálculo, como se ve en la Figura 7.1.12.1.


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Figura 7.1.12.1 Visor del fichero de BOSS RCAD Impresión del Informe de los Resultados del Cálculo BOSS RCAD proporciona varias maneras de imprimir el informe de los resultados del cálculo. Por ejemplo, se puede imprimir todo o parte del informe de los resultados del cálculo eligiendo PRINT. Para más información, véase el apartado titulado Impresión de los Resultados del Cálculo en el Capítulo 3. 7.1.12 Revisión de los Resultados del Cálculo La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua en esta lección se muestra en las Figuras 7.1.13.1 y 7.1.13.2. Al revisar la salida, se observa que no aparecen avisos de cálculo. Sin embargo, en la mayoría de los modelos de HEC-RAS aparecen avisos. Es responsabilidad del usuario revisar las alarmas informadas y determinar si el modelo ha sido creado adecuadamente y si los resultados del cálculo son válidos.


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Figura 7.1.13.1 Informe de los resultados del cálculo de HEC-RAS


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Figura 7.1.13.2 Informe de los resultados del cálculo de HEC-RAS (continuación) 7.1.13 Vista de los Resultados del perfil transversal Para ver los resultados gráficos del perfil transversal, se selecciona CROOS-SECTIOM RESULTS en el menú de Salida. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.1.14.1.


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Figura 7.1.14.1 Caja de diálogo de resultados gráficos del perfil transversal Usando esta caja de diálogo, se ponen en ON las cajas de comprobación para seleccionar que los resultados gráficos del perfil transversal aparezcan en pantalla sobre las cuadrículas de perfil transversal. La Figura 7.1.14.2 ilustra los resultados gráficos del perfil transversal para el perfil transversal 200.

Figura 7.1.14.2 Resultados gráficos del perfil transversal 200


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Para más información sobre la capacidad de BOSS RCAD para la descripción de los resultados gráficos del perfil transversal, véase el apartado titulado Muestra en pantalla los resultados del perfil transversal en el Capítulo 3. 7.1.15 Configuración de la Cuadrícula del perfil Antes de poder añadir cuadrículas de perfil al dibujo para mostrar los resultados del perfil de la superficie del agua, se debe configurar BOSS RCAD adecuadamente para generar cuadrículas de perfil. Generalmente se requiere para cada nuevo dibujo, aunque BOSS RCAD usará esta configuración para los siguientes dibujos. En el menú de Ficheros se selecciona CONFIGURE y luego PROFILE GRID. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula de Perfil.

Figura 7.1.15.1 Caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Para componer cuadrículas de perfil bien conformadas en esta lección, se recomienda las siguientes configuraciones de los ejes: STATION SCALE = 10 STATION TICK INTERVAL = 10 STATION ROUNDOFF = 50 ELEVATION SCALE = 1 ELEVATION TICK INTERVAL = 1 ELEVATION ROUNDOFF = 5 Para lograr un esquema de matriz de cuadrícula de perfil, se recomienda las siguientes configuraciones (deberían fijarse ya estos valores por defecto): X LAYOUT POINT = 0 X SPACING = 50


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Y LAYOUT POINT = 100 Y SPACING = 50 COLUMNS = 10 Para más información, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del perfil en el Capítulo 4. 7.1.16 Añadir una Cuadrícula de Perfil Una vez especificados los valores de configuración de la cuadrícula de perfil, se está listo para añadir una cuadrícula de perfil al dibujo con objeto de mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua. En el menú de Entrada se selecciona PROFILE PLOTS y luego ADD PROFILE GRID. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil, como se ve en la Figura 6.1.1.5.1. Esta caja de diálogo se usa para definir la cuadrículas de perfil para el metajob activo.

Figura 7.1.16.1 Caja de diálogo para añadir Cuadrícula de Perfil Generalmente, todas las entradas de datos en la caja de diálogo de Añadir cuadrícula de perfil pueden dejarse en sus valores por defecto. Cuando se termina, se pulsa OK. BOSS RCAD colocará la nueva cuadrícula de perfil en la ventana activa en uso.


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7.1.17 Vista de los resultados del Perfil Para mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua en la cuadrícula de perfil, se selecciona WATER SURFACE PROFILES en el menú de Salida. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil, como se ve en la Figura 7.1.17.1

Figura 7.1.17.1 Caja de diálogo de Resultados Gráficos del Perfil Usando esta caja de diálogo, se ponen en ON las cajas de comprobación para seleccionar que los resultados gráficos del perfil transversal aparezcan en pantalla sobre las cuadrículas de perfil transversal. La Figura 7.1.17.2 ilustra los resultados gráficos de la cuadrícula del perfil.


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Figura 7.1.17.2 Gráfico del Perfil Para más información que describa las capacidades de BOSS RCAD sobre los resultados gráficos del perfil, véase el apartado titulado Muestra en pantalla de los resultados gráficos en el Capítulo 3. 7.1.18 Vista de los resultados en un mapa topográfico Los resultados del perfil de la superficie del agua también pueden mostrase sobre un mapa topográfico. Se debe asegurar que está en pantalla el mapa topográfico. Si no es así, se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú Herramientas. También se puede hacer clic sobre el icono VIEW TOPO MAP en la paleta de herramientas flotante de RiverCAD. Para mostrar en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua en un mapa topográfico, se selecciona TOPO MAP WATER SURFACE en el menú de Salida. BOSS RCAD mostrará la caja de diálogo de Resultados gráficos topográficos, como se ve en la Figura 7.1.18.1.


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Figura 7.1.18.1 Caja de diálogo de Resultados Gráficos Topográficos Esta caja de diálogo permite elegir varias opciones de muestra en pantalla. La Figura 7.1.18.2 ilustra los resultados gráficos sobre un mapa topográfico en esta lección.

Figura 7.1.18.2 Resultados gráficos del mapa topográfico Para más información que describa las capacidades de BOSS RCAD sobre los resultados gráficos del perfil en un mapa topográfico, véase el apartado titulado Muestra en pantalla de los resultados gráficos en un mapa topográfico en el Capítulo 3.


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Resultados avanzados de la superficie del agua Un borde interpolado del agua entre perfiles transversales puede ser incrustado en el mapa topográfico seleccionando la caja de comprobación de ADVANCED WATER SURFACE. Sin embargo, este método solo está disponible en el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación. La Figura 7.1.18.3 muestra un plano de la plana de inundación detallada generada por el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación.

Figura 7.1.18.3 Mapa topográfico detallado que muestra un borde interpolado del agua entre perfiles transversales El Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación interpolará el borde del agua entre perfiles transversales. Esto permite al usuario ver- detalladamente y con precisión – que zonas del mapa topográfico están inundadas. También puede mostrarse en pantalla las zonas de inundación poco profundas, usando cualquier valor de calado especificado por el usuario. Esto permite al usuario identificar rápidamente las posibles zonas de flujo inefectivo y las zonas de avenida. Puede realizarse automáticamente el relleno de color y el rallado de las zonas inundadas. Para lograr una mejor visualización de los resultados de la creación del modelo del perfil de la superficie del agua, el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación puede generar también curvas de nivel del calado del flujo o de cotas a cualquier profundidad o intervalo de cotas deseado. 7.1.19 Método avanzado de la superficie del agua Con el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación, puede introducirse directamente un borde interpolado del agua entre perfiles transversales sobre un mapa topográfico seleccionando el Método avanzado de la superficie del agua. La caja de


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diálogo de Opciones avanzadas de la superficie del agua, como se ve en la Figura 6.1.18.1, se muestra en pantalla eligiendo el botón OPTIONS junto al método avanzado de superficie del agua en la caja de diálogo de Superficie del agua en un mapa topográfico.

Figura 7.1.19.1 Caja de diálogo de Opciones Avanzadas de Superficie del Agua Los resultados siguientes pueden generarse usando selecciones en la caja de diálogo de Opciones avanzadas de la superficie del agua. Curvas limitadas a los resultados del Modelo Poniendo este botón en ON, el programa limita el borde interpolado del agua a los bordes izquierdo y derecho calculados (o definidos) de los valores de las estaciones del agua. Por lo tanto, la depresiones fuera del cauce principal del río no serán rellenadas por el programa cuando se plotea el cauce de avenidas. Poniendo este botón en ON, el Módulo de Creación de Mapas de las Planas de Inundación limitará la zona que los resultados de la plana de inundación mostrarán en pantalla creando un polígono de contorno. Estos polígonos de contorno se generan conectando todos los bordes izquierdos de las estaciones del agua con una polilínea, los bordes derechos del agua con una polilínea y luego uniendo estas dos polilíneas con una línea recta. Las zonas inundadas que se extienden más allá de este polígono de contorno se eliminarán y aparecerán truncadas con una línea escalonada. Esta línea escalonada corresponde al tamaño especificado de escalón. Nótese que esta opción puede causar problemas cuando se genera el borde interpolado del agua en orillas escarpadas del río. En estos casos, será necesario interpolar perfiles transversales o poner este botón en OFF.


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Borde del agua Un borde interpolado del agua se generará si se selecciona uno de los dos métodos siguientes: ABIERTO Por defecto, el borde interpolado del agua se muestra en pantalla usando polilíneas sin relleno. Este es el método más rápido. RELLENO TEMPORAL Si se selecciona este botón circular, el borde interpolado de las polilíneas del agua se rellenará con una polilínea en color. Este relleno es temporal, podrá borrarse la siguiente vez que BOSS RCAD lo vuelva a dibujar en la ventana. Sin embargo, las polilíneas pueden rellenarse posteriormente eligiendo FILL en el menú de Creación de Mapas de Planas de Inundación. RAYADO Si se selecciona este botón circular, la superficie del agua interpolada se rellenará con un esquema de rayado, que no se borrará cuando se regenere el dibujo en la ventana. En función de las opciones de rayado seleccionadas, la generación del rayado puede tardar mucho tiempo y ocupar mucho espacio en el dibujo. Si este botón se sitúa en OFF, al pulsar ESC se cancelará la generación de rayado. Opciones y Configuraciones del borde del agua Las opciones y configuraciones siguientes están disponibles cuando se introduce un borde interpolado del agua: TAMAÑO DEL PASO Especifica el detalle, en unidades de dibujo, con que se generarán todas las intersecciones de la superficie del agua. Por ejemplo, para calcular el borde del agua cada pie (o metro), se fija esta entrada en 1. Los tamaños pequeños de paso ( 1 o menores) generarán muchas curvas de nivel complejas, lo que puede suponer una gran cantidad de tiempo y espacio de dibujo, En la mayoría de los mapas topográficos, un tamaño de paso de 1º a 20 unidades de dibujo dará suficiente detalle sin comprometer el tiempo de generación o el tamaño del dibujo. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones del Borde del Agua, lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para el borde del agua.


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OPCIONES DE RAYADO Al elegir este botón se accede a la caja de diálogo de Opciones de Rayado, lo que permite elegir el esquema, escala y ángulo de rayado. Inundación poco profunda Las zonas de inundación poco profunda puede mostrarse en el mapa topográfico si se fija en ON esta opción. Se dispone de los siguientes métodos: ABIERTO Por defecto, la zona de inundación poco profunda se muestra en pantalla usando polilíneas sin relleno. Es el método más rápido. RELLENO TEMPORAL Si se selecciona este botón circular, el borde interpolado de las polilíneas del agua se rellenará con una polilínea en color. Este relleno es temporal, podrá borrarse la siguiente vez que BOSS RCAD lo vuelva a dibujar en la ventana. Sin embargo, las polilíneas pueden rellenarse posteriormente eligiendo FILL en el menú de Creación de Mapas de Planas de Inundación. RAYADO Si se selecciona este botón circular, la superficie del agua interpolada se rellenará con un esquema de rayado, que no se borrará cuando se regenere el dibujo en la ventana. En función de las opciones de rayado seleccionadas, la generación del rayado puede tardar mucho tiempo y ocupar mucho espacio en el dibujo. Si este botón se sitúa en OFF, al pulsar ESC se cancelará la generación de rayado. Opciones y configuraciones de la inundación poco profunda Se dispone de las siguientes opciones y configuraciones cuando se muestran las zonas de inundación poco profunda: CALADO Especifica el calado con que se mostrará en pantalla la inundación poco profunda. Por ejemplo, un valor de 1 mostrará todas las zonas de la superficie del agua donde el calado es menor o igual a 1. Un valor negativo del calado mostrará todas las zonas fuera de la superficie del agua que serían inundadas si la superficie del agua se elevara en esta cantidad. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones del Inundación poco profunda, lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para la inundación poco profunda. OPCIONES DE RAYADO Al elegir este botón se accede a la caja de diálogo de Opciones de Rayado, lo que permite elegir el esquema, escala y ángulo de rayado.


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Curvas de nivel del calado Las curvas de nivel del calado del flujo mostrarán en pantalla sobre el mapa topográfico la superficie del agua si esta opción se fija en ON. Se dispone de las siguientes opciones y configuraciones: INTERVALO Esta entrada especifica el intervalo con que se generarán las curvas de nivel del calado del flujo. Por ejemplo, un valor de 1 generará curvas de nivel cada pie. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Curvas de nivel de calado , lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para las curvas de nivel del calado. Curvas de nivel de cotas Las curvas de nivel de curvas de nivel mostrarán en pantalla sobre el mapa topográfico la superficie del agua si esta opción se fija en ON. Se dispone de las siguientes opciones y configuraciones: INTERVALO Esta entrada especifica el intervalo con que se generarán las curvas de nivel de cotas. Por ejemplo, un valor de 1 generará curvas de nivel cada pie. OPCIONES Este botón da acceso a la caja de diálogo de Opciones de Curvas de nivel de cotas , lo que permite especificar el color, leyenda y opciones de tipo de línea para las curvas de nivel de cotas. Para una descripción completa del Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación, véase el apartado titulado Módulo de Creación de Mapas de Planas de Inundación en el Capítulo 3. 7.1.20 Uso de SmartEdit Muchas veces es necesario ajustar los datos de entrada que sirven para definir el modelo. BOSS RCAD incluye SmarEdit que permite editar rápidamente el modelo. Desde el menú de herramientas, se selecciona SMARTEDIT. Esto activará SmarEdit. Entonces se puede usar SmartEdit para editar rápidamente los componentes del dibujo. Por ejemplo, puede ser necesario ajustar las estaciones de las márgenes. Pinchando una estación de una margen en la cuadrícula del perfil transversal o mapa topográfico con el puntero del ratón aparecerá en pantalla automáticamente la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal, permitiendo así ajustar inmediatamente las estaciones de las márgenes en ese perfil transversal. O bien, haciendo clic en la geometría del terreno del perfil transversal o gráfico del mismo, o en un mapa


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topográfico se accede inmediatamente a la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Terreno. O haciendo clic sobre una cuadrícula de perfil transversal se accede a la caja de diálogo de Edición de la Cuadrícula. Para más información sobre SmartEdit, véase el apartado titulado SmartEdit en el capítulo 3. 7.1.21 Salvado del dibujo Cuando se termine esta lección, debe asegurarse que se salva el dibujo. Para salvar el fichero de dibujo bajo el nombre actual del fichero, se elige SAVE en el menú de Ficheros. También se salva toda la lección bajo un nombre diferente de fichero (así como para evitar el escribir encima del fichero de dibujo del ejemplo original), se elige SAVE AS en el menú de Ficheros. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Save As y preguntará el nombre del fichero nuevo que se use para salvar el dibujo. Después de especificar un nombre de fichero y seleccionar OK, RCAD salvará y fijará el dibujo actual al nombre de fichero especificado. 7.1.22 Fichero del Dibujo de Solución Un dibujo de la solución de esta lección es el fichero de dibujo L01S.FLX. El fichero de dibujo se incluye en los ejemplos incluidos en los disquetes suministrados con el programa.


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7.2 Lección 2 Perfiles múltiples de superficie del agua

Esta lección ilustra cómo emplear BOSS RCAD para crear modelos de perfiles múltiples de la superficie del agua. En la Lección 1, se determinó el perfil de la superficie del agua para un caudal del flujo de un periodo de retorno de 5 años. En esta lección, se podrá ampliar la lección anterior para calcular también los perfiles de la superficie del agua para caudales punta de periodos de retorno de 25, 100 y 500 años. Además. Se añadirá una geometría adicional del terreno en dos perfiles transversales existentes, se añadirán dos perfiles transversales adicionales aguas arriba y se modificará el caudal en el perfil transversal aguas arriba para tener en cuenta la aportación de un afluente. Nótese que esta lección requiere el dibujo L02.FLX. Este fichero de dibujo se facilita en los ejemplos que se encuentran en los disquetes del programa. El dibujo del ejemplo cargado se muestra en la Figura 7.2.1.

Figura 6.2.1 Ejemplo de dibujo usado en esta lección 7,2,1 Configuración de las ventanas de vistas Cuando se inicia un nuevo proyecto, el dibujo tendrá por lo general una sola ventana de vista. Sin embargo, algunas veces resulta ventajoso configurar varias ventanas de vista superpuestas. Una pantalla con múltiples ventanas de vista superpuestas permite diferenciar distintas partes del dibujo al mismo tiempo. En este apartado se informará sobre cómo configurar múltiples ventanas de vista superpuestas. Es necesario comenzar la configuración y salvar la vista topográfica que será necesaria para trabajar con ella. Como se vio en la Lección1, al hacer zoom de


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una zona que linda con la zona contiene los marcadores A, B, C, D y E. Luego, esta vista será por defecto la vista topográfica. Ahora puede configurarse las múltiples ventanas para usar con su dibujo. Desde el menú de ventana se selecciona OPEN NEW VIEWPORT. RCAD entonces abre otra ventana del mismo dibujo. Seguir como se ve en la figura 7.2.1.1. BOSS RCAD mostrará en pantalla una caja de diálogo de nueva ventana. Se selecciona TOP (PLAN VIEW) en la caja de diálogo y que se elige OK.

Figura 7.2.1.1 Caja de diálogo usada para crear una nueva ventana para el dibujo actual BOSS RCAD mostrará en pantalla plana nueva ventana para el dibujo actual. Se repite este comando 2 veces más de modo que aparezcan en pantalla 4 ventanas. A continuación se selecciona TILE en el menú de ventana. BOSS RCAD volverá a organizar las ventanas que aparecen en pantalla, como se ve en la figuran 7.2.1.2. Puede abrirse un máximo de 4 ventanas del mismo dibujo.


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Figura 7.2.1.2 Resultado de la pantalla con ventanas apiladas La pantalla de ventanas superpuestas que RCAD genera no se puede usar en este formato. Por lo tanto, el necesario cambiar las vistas que aparecen en pantalla para cada ventana. Comencemos a configurar una de las ventanas para mostrar en pantalla la vista topográfica previamente salvada. Primero, nos aseguramos que una de las ventanas es la ventana activa. La ventana activa mostrará un cursor sobre ella, como se ve en la de figura 7.2.1.2. Para cambiar la ventana de activa, se hace clic en la ventana para hacerla activa. Para mostrar en pantalla la vista topográfica previamente salvada en la ventana seleccionada, se selecciona VIEW TOPO MAP en el menú de herramientas. De otra forma, se hace clic en el icono de VIEW TOPO MAP de la paleta flotante de RIVERCAD. (Si no estuviera en pantalla la paleta flotante de RIVERCAD, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de herramientas). BOSS RCAD mostrará en pantalla la vista topográfica salvada. A continuación, se quiere mostrar en pantalla las cuadrículas de perfil transversal previamente creadas en la ventanas restantes. Se comienza mostrando en pantalla la cuadrícula del perfil transversal 100 en la ventana superior izquierda. Se selecciona la ventana superior izquierda como ventana activa. Luego, se selecciona VIEW en el menú de entrada de perfil transversal. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de vista de cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la figura 7.2.1.3.(Si aparece el identificador ID en la barra de opciones que aparece en pantalla bajo la ventana de la línea de comandos, al pinchar el identificador ID aparecerá en pantalla esta caja de diálogo. O bien, al seleccionar el icono de VIEW CROOS-SECTION GRID en la paleta de herramientas de RCAD, aparecerá en pantalla esta caja de diálogo.


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Figura 7.2.1.3 Selección del perfil transversal a mostrar en pantalla En la caja de diálogo de vista de la cuadrícula del perfil transversal, se selecciona la cuadrícula del perfil transversal 100 como perfil a mostrar en pantalla y se elige OK. RCAD mostrará a continuación en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionada en la ventana activa y hará que el perfil transversal 100 sea el que está activo actualmente. Se repite este proceso para las dos ventanas restantes, colocando los perfiles transversales 150 y 200 en ellas. Nótese que si aparece en la barra de opciones <and> bajo la ventana de la línea de comandos, seleccionando > aparecerá en pantalla el perfil transversal aguas arriba en la ventana activa. O bien, al seleccionar el icono de NEXT CROSS-SECTION GRID en la paleta de herramientas flotante de RCAD, la pantalla aparecerá como se ve en la figura 7.2.1.4.


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Figura 7.2.1.4. Pantalla completa con ventanas Para más información sobre la configuración de la pantalla de ventanas múltiples, véase el apartado titulado ventanas múltiples en el capítulo 3. 7.2.2 Definición de perfil de múltiples Después de cargar el dibujo y configurar las ventanas de la pantalla, se está en disposición de definir las condiciones iniciales de calculó del perfil para los caudales con el período de retorno deben 25, 100 y 500 años. Según un cálculo probabilístico de datos históricos, se estimó que el caudal en el perfil transversal aguas abajo 100 era de 550 pies cúbicos por segundo para un periodo de retorno de veinticinco años, de 750 pies cúbicos por segundo para un período de retorno de 100 años y debió presentarse 50 pies cúbicos por segundo para un periodo de retorno de 500 años. Como se vio en la Lección 1,se usa FlowCalc para determinar la cota correspondiente de la superficie del agua en el perfil transversal 100 con estos tres caudales. Debe asegurarse que está relacionado el perfil transversal 100 antes de usar FlowCalc.


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Figura 7.2.2.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Una vez calculadas las cotas de la superficie del agua, estos valores de caudal y cota deben especificarse en la caja de diálogo de lección del cálculo del perfil. En el menú de metajob selecciona PROFILE DESCRIPCTION, RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de descripción del cálculo del perfil, como se ve en la figura de 6.2.2.1. Al comenzar, se ilumina la entrada del perfil siguiente en blanco de la lista haciendo clic sobre el punto se introducen los valores del caudal para periodo de retorno de veinticinco años y la cota de la superficie del agua en entradas de datos apropiadas y luego se pulsa Update para insertar estos valores en la lista. Se repite este procedimiento para los valores de los periodos de retorno de 100 y 500 años. Cuando se haya terminado, se elige OK. 7.2.3 Introducción de geometría adicional del terreno En este apartado se ilustra como pueden añadirse puntos adicionales de la geometría del terreno a un perfil provenzal existente a partir de un mapa topográfico en 3D. la técnica puede usarse con mapas topográficos en 2D o en cuadrículas de perfil transversal. A medida que se crea el modelo, puede ser necesario añadir puntos adicionales de la geometría del terreno a un perfil transversal existente. Por ejemplo, cuando se realiza un estudio de invasión de la plana de inundación, puede descubrirse que algunos de los perfiles transversales que se crearon inicialmente a partir de un mapa topográfico en 3D no bastante anchos para crear el modelo del perfil de la superficie del agua para la plana de inundación original invasión. Por lo tanto, será necesario añadir puntos adicionales del terreno a estos perfiles transversales que necesitan ser ampliados. Al empezar con la estación del terreno más a la izquierda de la cuadrícula del perfil & con un valor de 1000, como se recomienda en la Lección 1, hay espacio suficiente para añadir puntos adicionales de terreno a la izquierda de la actual geometría del terreno.


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En esta lección la geometría del terreno digitalizada en los perfiles transversales de 100 y 200, necesita ser ampliada para abarcar el perfil calculado de la superficie del agua para periodos de retorno de 100 y 500 años. Se ampliará la geometría de terreno del pero sin provenzal hasta los extremos revisados marcando con B-B y C-C. Se comienza cenando el perfil transversal 150 como perfil transversal activo. Según explicó en la Lección 1, el identificador ID de perfil transversal seleccionado aparecerá en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos. No está de seleccionado el perfil transversal 150, se selecciona PICK en el menú de entrada de perfiles transversales. RCAD pedirá que se seleccione el perfil transversal para para hacerlo activo. Se selecciona el perfil transversal 150 pinchando simplemente y haciendo clic sobre el otro creando el identificador de perfil transversal. Una vez seleccionado el perfil transversal 150,se selecciona GRIND GEOMETRY DIALOG en el menú de entrada de geometría del terreno. BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de edición de la geometría del perfil transversal, como se ve en la figura 6.2.3.1. Esta caja de diálogo se usa para insertar, añadir, editar y borrar puntos individuales del terreno de la cuadrícula del perfil transversal activo.

Figura 7.2.3.1 Caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal Para añadir un nuevo punto de la geometría del terreno borrar, se elige NEW. BOSS RCAD permitirá seleccionar un nuevo punto del terreno en la cuadrícula del perfil transversal activo o del mapa topográfico. Este punto de la geometría del terreno se insertará automáticamente en la lista. Se usa este método repetidamente para ensanchar la geometría del terreno digitalizada en el perfil transversal 150 hasta las marcas finales revisadas. Cuando se termina, se pulsa OK. Se repite este proceso para ensanchar la geometría digitalizada del perfil transversal 200. Nótese que, a diferencia de los perfiles transversales dados en un mapa topográfico, cuando se usa este método de inserción de puntos adicionales del terreno cada línea de curva del nivel que cruza la nueva sección debe ser pinchada.


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7.2.4 Cambio de tamaño de las cuadrículas de perfil transversal existente Después de añadir, editar o borrar datos de la geometría del terreno en un perfil transversal, puede ser necesario cambiar de tamaño la cuadrícula del perfil transversal para acoplarse a los límites de la nueva geometría del terreno. En esta lección es necesario ajustar las cuadrículas de los perfiles transversales 150 y 200 para ensanchar la geometría del terreno que se realizó en el apartado anterior. Se comienza seleccionando el perfil transversal 150 como perfil transversal activo. En el menú de entrada se selecciona CROSS-SECTIONS y luego RESIZE ALL. BOSS RCAD cambiará automáticamente e tamaño de las cuadrículas de los perfiles transversales 150 y 200 para acoplarse a las dimensiones ampliadas de la geometría del terreno. 7.2.5. Adición de perfiles transversales adicionales En la Lección 1,se aprendió cómo digitalizar perfiles transversales a partir de un mapa topográfico. En esta lección será necesario ampliar el modelo aguas arriba hasta los perfiles transversales 250 y 300, identificados por los marcadores D-D y E-E de final de sección. Sin embargo, se puede desear el empleo de la cuadrícula de perfil transversal de definición del bloque para la cuadrícula del perfil transversal 200 cuando se definen los nuevos perfiles transversales. Esto permitirá comparar fácilmente la geometría del terreno entre perfiles transversales. Antes de cortar nuevos perfiles transversales, se comienza seleccionando el perfil transversal 200 de cómo perfil transversal activo. Al hacer esto se podrá ubicar al programa se refiera a la definición del bloque de la cuadrícula del perfil transversal activo como muestra para la nueva cuadrícula del perfil transversal. El perfil transversal 200 corresponde a las marcas D-D del final de la sección. Desde el menú de entrada de la geometría del terreno se selecciona SCREEN 3D MAP. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de nueva cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la figura 6.2 .5.1. Se piden que está la nueva cuadrícula de perfil dorsal como 250 y se selecciona COPY CURRENT GRID como opción para crear la cuadrícula. BOSS RCAD se referirá a la definición del bloque de la cuadrícula del paro en transversal de la herencia usada para la cuadrícula del y transversal 200 cuando se vaya a crear la nueva cuadrícula del perfil transversal. Se elige OK para empezar a cortar el perfil transversal 250.


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Figura 7.2.5.1 Caja de diálogo de nueva cuadrícula de perfil transversal Cómo se dijo que en la Lección 1, BOSS RCAD aparecerá un mensaje en el que se pide la estación más a la izquierda de la cuadrícula del perfil transversal. En un valor de estación más para izquierda similar al que se usó para el perfil transversal 200. A continuación, se digitaliza la geometría del terreno del perfil transversal a partir del mapa topográfico. Una vez que se haya digitalizado el perfil transversal, se pulsa ENTER. BOSS RCAD mostrará un mensaje para que diga en qué ventana se verá la geometría del terreno del perfil transversal. Nótese que BOSS RCAD ayuda al usuario al intentar encontrar una ventana vacía para mostrar la sección del perfil transversal. Si se encuentra una ventana vacía, se transformará en la ventana en activo. El usuario puede elegir la ventana seleccionada o seleccionar otra para mostrar la sección del perfil transversal. Si no se encuentra una ventana vacía, permanecerá seleccionada la ventana activa en uso. Se selecciona una de las ventanas existentes de perfil transversal para colocar el perfil transversal digitalizado. Después de elegir una ventana, BOSS RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal, idéntica a la cuadrícula del perfil transversal 200, con la nueva geometría del terreno en la cuadrícula. Además, el programa transformará al perfil transversal 250 como perfil transversal activo. Si se está dispuesto a digitalizar la geometría del terreno del perfil transversal 350. El perfil transversal 300 corresponde a los marcadores E-E de final de sección. Se repite el proceso descrito para crear el perfil transversal 250. Sin embargo, se deja el perfil transversal 250 como cuadrícula seleccionada activa. No es necesario volver a seleccionar la cuadrícula del perfil transversal 200 como la cuadrícula activa ya que las cuadrículas 200 y 250 tienen la misma definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal.


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Después de añadir los perfiles transversales 250 y 300, se usa la caja de diálogo de Descripción de Perfil Transversal (como se describió en la Lección 1) para definir las estaciones de las márgenes de la plana de inundación y las longitudes para estas dos nuevos perfiles transversales. 7.2.6 Consideración de los flujos de los afluentes En esta lección se pretende crear un modelo para tener en cuenta el pequeño afluente que desemboca en el cauce principal. Este pequeño arroyo se ven claramente en el mapa topográfico entre los perfiles transversales 200 y 250 (Véase la Figura 7.2.1). De los cálculos hidráulicos y las observaciones de campo se dedujo que este pequeño arroyo aporta aproximadamente 100 pies3/segundo al río principal en las tormentas introducidas en este modelo. Por lo tanto, es necesario reducir el caudal aguas arriba del perfil transversal 250 para tener en cuenta la aportación del afluente entre los perfiles transversales 200 y 250. Se empieza por seleccionar el perfil transversal 250 como perfil transversal activo. Después, se selecciona PROFILE ADJUSTMENT en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil, como se ve en la Figura 7.2.6.1.

Figura 7.2.6.1 Caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil Se especifican los valores de caudal ajustados en la caja de diálogo de Ajuste del Perfil restando el caudal aportado por el afluente de 100 pies3/segundo de los cuatro caudales especificados en la caja de diálogo de Descripción de Cálculo del Perfil. Por lo tanto, deben introducirse los valores de caudales ajustados de 200, 450, 650 y 850 pies3/segundo en la caja de diálogo de Ajuste del Perfil, Estos caudales ajustados se aplicarán después al resto de tramo de río aguas arriba del perfil transversal 250. Cuando se termina de especificar el ajuste del perfil, se elige OK. Para más


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información sobre los ajustes del perfil, véase el apartado titulado Descripción del Ajuste del Perfil en el Capítulo 4. 7.2.7 Análisis del Modelo Después de que se haya terminado de definir el modelo de HEC-RAS, como se vio en la Lección 1, se puede realizar el cálculo del modelo del perfil de la superficie del agua de HEC-RAS. Véase el apartado titulado Realización del Cálculo de este Capítulo. 7.2.8 Revisión de los resultados del cálculo La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua de esta lección se muestra en las Figuras 7.2.9.1 a 7.2.9.2. Al revisar la salida, se observa que se han creado dos avisos- uno en el perfil transversal 300 para el primer perfil calculado y el otro en el perfil transversal 150 para el cuarto perfil calculado. Los dos avisos alertan sobre el cambio importante de la conducción entre el perfil transversal que se calcula y el perfil transversal previo aguas abajo. Generalmente este aviso tiene lugar cuando el flujo por el cauce llega a rebasar las márgenes, o cuando el flujo por las márgenes llega a ser el flujo por el cauce. La relación entre la conducción aguas arriba y aguas abajo viene dada por la variable de salida KRATIO. El mensaje de aviso Conveyance Change Is Outside Of Acceptable Range (El Cambio de la conducción está fuera del rango aceptable) se creará si KRATIO es menor que 0,7 o mayor de 1,4. Sin embargo, si se piensa que este rango es demasiado estricto, y que puede usarse un rango aceptable entre 0,5 y 2,0 cuando se revisa la salida del cálculo de HEC-RAS. Puede añadirse perfiles transversales adicionales cuando la relación de conducción esta fuera del rango aceptable y la longitud del flujo entre perfiles transversales es demasiado grande. Si las longitudes entre perfiles transversales son razonables y se produce un valor de KRATIO extremo, se comienza a comprobar los datos de entrada que definen el modelo. Los datos que influyen directamente en los cálculos de conducción deben examinarse por si hubiera un posible desliz. Por ejemplo, quizá el lugar decimal en el valor del coeficiente de rugosidad de Manning se ha especificado incorrectamente y en lugar de 0,035, se especificó un valor de la rugosidad de 0,35. O, quizá la longitud de tramo del canal entre dos perfiles transversales se midió incorrectamente y en lugar de una longitud de tramo de 100 pies, se especificó una longitud de tramo de 1.000 pies. Si la entrada de datos parece que está especificada correctamente y persiste un valor de KRATIO, puede ser necesario bloquear regiones de flujo inefectivo en perfiles transversales específicos usando la opción de zona de flujo efectivo de HEC-RAS. La zona de flujo efectivo se define usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, y se describió con detalle en el apartado titulado Descripción de Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 4 y el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 8. Examinemos cada mensaje de alarma a su vez. Para comenzar, HEC-RAS informa sobre una cambio importante de la conducción en el perfil transversal 300. Sin embargo, se observa que entre los perfiles 250 y 300, se ha tenido en cuenta la aportación de un afluente con los cambios de caudal total de 100 pies3/segundo. Por lo tanto, este cambio de conducción se debe a la suma de la aportación del afluente y en consecuencia se puede ignorar este mensaje de alarma.


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A continuación, HEC-RAS informa sobre un cambio importante de la conducción en el perfil transversal 150. Al examinar los caudales en el cauce y en las márgenes en el perfil transversal 150, y en los perfiles transversales 100 y 200, se observa que el flujo está contenido dentro del cauce principal con un flujo mínimo por las márgenes. Por lo tanto, se puede llegar a la conclusión que este mensaje de alarma no se genera a causa del flujo cambiante del cauce al flujo por las márgenes (o viceversa). Sin embargo, se observa que hay un cambio brusco en la superficie de flujo y un aumento correspondiente en la velocidad en el perfil transversal 150. ¿Cuál puede ser la causa? Se observa que la pendiente del lecho del cauce en el perfil transversal 150 es el doble que la pendiente de los perfiles transversales adyacentes. Esta fuerte pendiente del lecho del cauce explica porqué HEC-RAS llega a la conclusión de calcular como flujo a gran velocidad en este perfil transversal. Sin embargo, debe asegurarse que la cota de la superficie del agua es válida y que esta alta velocidad del flujo no es la causante de que exista un flujo supercrítico en este perfil transversal. HEC-RAS hace una comprobación del calado crítico en cada perfil transversal cuando calcula un perfil subcrítico, para comprobar que el régimen de flujo supuesto es correcto (véase el apartado titulado Determinación del Calado Crítico en el Capítulo 8. Dado que HEC-RAS llega a la conclusión de que el calado crítico no ha sido generado (un valor de 0,00 fue declarado como CRIWS), debe asegurarse de que la cota de la superficie del agua calculada en este perfil transversal es válida. Como se cree que se ha sido capaz de explicar los mensajes de alarma generados por HEC-RAS, los resultados de esta lección son válidos.


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Figura 7.2.9.1 Salida del cálculo de HEC-RAS


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Figura 7.2.9.2 Salida del cálculo de HEC-RAS (continuación)


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7.2.10 Restricción del cálculo del perfil Es deseable en algunas ocasiones restringir el cálculo del perfil a un subconjunto de perfiles originales definidos en un modelo. Para ilustrar esta posibilidad, se selecciona PROFILE DESCRIPTION en el menú de Metajob. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil, como se ve en la Figura 7.2.10.1.

Figura 6.2.10.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil7 Como ejercicio, se restringe el cálculo del perfil a sólo las tormentas de 5 y 25 años. Se selecciona la entrada del caudal para la tormenta de 5 años en la lista punteando y haciendo clic sobre ella. La entrada de la lista se iluminará. Se elige TAG. BOSS RCAD etiquetará esta entrada. Se repite este proceso para la tormenta de 25 años. Cuando se han etiquetado ambos caudales de tormenta, la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil aparecerá como se muestra en la Figura 7.2.10.2.


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Figura 7.2.10.2 Se han etiquetado los caudales de tormenta para 5 y 25 años Cuando se termina de etiquetar ambos caudales de tormenta de 5 y 25 años, se elige OK. BOSS RCAD analizará sólo estos dos perfiles que se han etiquetado. Para más información sobre los cálculos restringidos de perfil, véase el apartado titulado Descripción del Cálculo del Perfil en el Capítulo 4. 7.2.11 Fichero de dibujo de solución El dibujo de solución de esta lección es el fichero de dibujo L02S.FLX. Este fichero de dibujo se incluye en los ejemplos incluidos en los disquetes del programa.


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7.3 Lección 3

Importación de ficheros de datos existentes de HEC-RAS Muchas veces el usuario necesita usar y modificar un fichero de datos de HEC-RAS preexistente que se creó sin BOSS RCAD. Esta lección muestra cómo usar la capacidad de importación para importar directamente estos ficheros en un dibujo, permitiendo así al usuario modificar u calcular el modelo de HEC-RAS. Esta lección siempre muestra cómo enlazar la geometría importada del perfil transversal y la información relacionada con las líneas de corte del perfil transversal en un mapa topográfico en el dibujo. Esta lección necesita el fichero de datos de HEC-RAS L03.DAT (véase 7.3.1) y el dibujo de ejemplo L03.FLX. Estos ficheros se incluyen en los ejemplos incluidos en los disquetes del programa. El dibujo del ejemplo cargado se muestra en la Figura 7.3.2.


El fichero de dibujo del ejemplo de esta lección contiene un mapa topográfico de la zona que se introdujo en el modelo con el fichero de datos de HEC-RAS. Se muestran sobre las líneas de corte del mapa topográfico que indican donde se tomaron topográficamente los perfiles transversales.


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7.3.1 Configuración de la generación de la cuadrícula del perfil transversal Antes de importar el fichero de datos de HEC-RAS existente, es importante configurar como debe generarse la cuadrícula del perfil transversal. Por ejemplo, si la geometría del terreno del perfil transversal que se va a importar es pequeña en anchura y el valor de la configuración del intervalo de marcas del perfil transversal es relativamente grande, entonces la geometría importada del terreno del perfil transversal se situará en una cuadrícula de perfil transversal con menos intervalo de marcas (véase la Figura 7.3.1.1).

Figura 7.3.1.1 La configuración del intervalo de marcas de la cuadrícula del perfil transversal era demasiado grande antes de importar este fichero de datos de HEC-RAS

Este problema presentado puede remediarse rápidamente después de importar el fichero de datos de HEC-RAS. Al volver a especificar el valor de la configuración del intervalo de las marcas de la cuadrícula del perfil transversal, BOSS RCAD regenerará automáticamente las cuadrículas del perfil transversal con el intervalo de marcas revisado. Para configurar cómo han de generarse las cuadrículas del perfil transversal, se selecciona SECTION GRIDS en el menú de Configuración de Ficheros. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Transversal, como se muestra en la Figura 7.3.1.2.


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Figura 7.3.1.2 Caja de diálogo de configuración usada para especificar cómo han de generarse las cuadrículas de perfil transversal.

Antes de importar un fichero de datos de HEC-RAS, es importante elegir la opción GENERATE NEW GRID en la entrada del botón circular de Generación de Cuadrícula. Al seleccionar esta opción, a medida que se importa la geometría del terreno del perfil transversal, BOSS RCAD intentará primero encontrar una definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal que coincida con la geometría del terreno importada. Si no puede encontrarse, esta opción añadirá automáticamente una nueva definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal para el dibujo, dimensionada adecuadamente a la geometría del terreno importada. Los valore redondeados contenidos en la caja de diálogo de Configuración de la Cuadrícula del Perfil Transversal determina en qué estaciones y cotas comenzará y terminará la nueva cuadrícula del perfil transversal. No se recomienda, pero si se selecciona la opción COPY CURRENT GRID, BOSS RCAD construirá una definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal durante la importación. La definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal se dimensionará para que coincida con el primer perfil transversal contenido en el fichero de datos de HEC-RAS. Sin embargo, todos los demás perfiles transversales se colocarán en las inserciones de bloque de la misma definición de bloque de cuadrícula de perfil transversal. Si la geometría del terreno del perfil transversal varía en estaciones y cotas (aunque ligeramente), es probable que la geometría del terreno del perfil transversal importada no coincidirá con la cuadrícula del perfil transversal. En esta lección, se elige GENERATE NEW GRID en la entrada del botón de Generación de Cuadrícula. Para más información sobre la configuración de generación de la cuadrícula de perfil transversal, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula de Perfil Transversal en el Capítulo 3. 7.3.2 Importación del Proyecto de HEC-RAS Después de cargar el fichero de dibujo de esta lección, se está en condiciones de importar un proyecto de HEC-RAS. En el menú de Metajob, se selecciona IMPORT y


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después IMPORT HEC-RAS2 DATA FILE. BOSS RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Importación del fichero de Proyecto de HEC-RAS, como se ve en la Figura 7.3.2.1. Esta caja de diálogo permite seleccionar el fichero de datos de HEC-RAS que se va a importar. Nótese que algunas versiones de Microsoft Windows no muestran en pantalla la extensión del fichero en la lista de selección de ficheros, y, por lo tanto, es necesario teclear el nombre del fichero con objeto de seleccionarlo.

Figura 7.3.2.1 Selección del fichero de proyecto de HEC-RAS L03.DAT para ser importado Después de seleccionar el fichero de proyecto de HEC-RAS L03.DAT, se elige OK. Entonces el programa importará el fichero de datos de HEC-RAS en el dibujo. A medida que el programa importa el fichero, se informa sobre su estado en la línea de comandos de RCAD. Se muestran en pantalla los errores y alarmas de la importación, lo que permite al usuario corregir más adelante los datos importados. Para más información, véase el apartado titulado Importación de Ficheros existentes en HEC-RAS


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7.3.3 Vista e impresión del fichero de registro de importación A medida que BOSS RCAD importa el fichero, aparecen en pantalla mensajes en la línea de comando, que informan de los errores y alarmas encontrados en la importación del fichero. Estos mensajes también se escriben en un fichero de registro, que permite verse o imprimirse más tarde. Para ver el fichero de registro, se selecciona VIEW IMPORT FILE en el menú de Importación del Metajob. El programa mostrará en pantalla el fichero de registro, como se ve en la Figura 7.3.3.1. Para más información sobre la aparición en pantalla del fichero de texto en ASCII, véase el apartado titulado Vista de los Resultados del Cálculo en el Capítulo 3.

Figura 7.3.3.1 Visor de la caja de diálogo del fichero que muestra el fichero de importación Si aparecen muchos mensajes de error y de alarma en el programa, puede ser oportuno imprimir una copia del fichero de importación de datos. Se puede referir al usuario a esta salida por impresora para corregir el modelo de HEC-RAS. Para imprimir el fichero, se selecciona PRINT IMPORT FILE en el menú de Importación del Metajob. El programa mostrará en pantalla la caja de diálogo de Imprimir Fichero, como se ve en la Figura 6.3.3.2. Para más información sobre la impresión de un fichero de texto en ASCII, véase el apartado titulado Impresión de los resultados del cálculo en el Capítulo 3.


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Figura 7.3.3.2 Caja de diálogo de Impresión del Fichero que permite imprimir el fichero de importación de datos 7.3.4 Unión de perfiles topográficos al mapa topográfico Como el dibujo de esta lección contiene un mapa topográfico de la zona modelada por el fichero de datos importados de HEC-RAS, es útil unir el fichero de proyecto importado de HEC-RAS con el mapa topográfico. BOSS RCAD permite asignar uniones entre la geometría del terreno del fichero de proyecto importado de HEC-RAS (cuadrículas de perfiles transversales) y las situaciones sobre el mapa topográfico. Esto permite editar, con SmartEdit, la información relativa al perfil transversal de una cuadrícula de perfil transversal al mapa topográfico haciendo simplemente clic sobre la entidad gráfica representativa. También permite que el perfil calculado de la superficie del agua se muestre en pantalla sobre el mapa topográfico. Antes de unir las cuadrículas de perfil transversal al mapa topográfico, algunas veces es útil configurar varias ventanas de vista. Esto permite ver tanto las cuadrículas importadas de perfil transversal como el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista. Después de configurar varias ventanas de vista, es necesario mostrar en pantalla el mapa topográfico en una de las ventanas. Esto se realiza seleccionando VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas, como se ve en la Figura 7.3.4.2.


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Figura 7.3.4.2 Selección de VIEW TOPO MAP en el menú de Herramientas para mostrara en pantalla en la ventana de vista activa. Para asignar una unión entre una cuadrícula de perfil transversal y el mapa topográfico, es necesario seleccionar primero una cuadrícula de perfil transversal para unirla al mapa topográfico. Con objeto de seleccionar una cuadrícula de perfil transversal como activa, es necesario verla en pantalla. Primero, se selecciona la ventana de vista superior izquierda como ventana activa. Luego se hace clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o el icono de VIEW CROSS-SECTION GRID en la paleta flotante de herramientas de RiverCAD. (Si la paleta flotante de herramientas de RiverCAD no aparece en pantalla, se elige PALETTE RIVERCAD en e menú de Herramientas). RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.3.4.2.

Figura 7.3.4.2 Selección de la Cuadrícula del perfil transversal 100 en la caja de diálogo de Cuadrícula de Perfil Transversal


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Desde la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal 100 u se elige OK. RCAD mostrará después en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionado en la ventana de vista activa y hará que sea el perfil transversal activo, mostrando en pantalla su identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos (como se ve en la Figura 7.3.4.3).

Figura 7.3.4.3 La Cuadrícula de perfil transversal 100 es la que está activa A continuación, se selecciona TOPO LINK en el menú de Entrada de Geometría del Terreno. BOSS RCAD pedirá que se dibuje en el mapa topográfico una línea de corte temporal de perfil transversal que represente donde debe colocarse la cuadrícula de perfil transversal seleccionada. Se traza la línea de corte mostrada en el mapa topográfico para el perfil transversal 100. Se comienza por la estación más a la izquierda (mirando hacia aguas abajo), haciendo clic en los puntos donde la traza del perfil transversal cambia de dirección, terminando en la estación más a la derecha. No es necesario identificar ningún punto de estación del terreno. Solo se identifican las estaciones inicial y final y donde el perfil transversal cambia de dirección. La Figura 7.3.4.4 muestra cómo se traza la línea de corte del perfil transversal desde la estación más a la izquierda hasta la estación más a la derecha.


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Figura 7.3.4.4 Trazado de la línea de corte sobre el mapa topográfico para el perfil transversal 100 Después de haber trazado la línea de corte en el mapa topográfico, BOSS RCAD sustituirá esta línea temporal por una nueva línea que contiene todos lo puntos que describe la geometría del terreno para la cuadrícula de perfil transversal. Se repite este procedimiento para el resto de perfiles transversales que es necesario unir al mapa topográfico. Según se unen las cuadrículas de perfiles transversales al mapa topográfico, BOSS RCAD dibujará automáticamente los identificadores de perfil transversal y los datos relacionados, tales como las estaciones de las orillas, en el mapa topográfico. Para más información, véase el apartado titulado Unión de Cuadrículas de Perfiles Transversales a un Mapa topográfico en el Capítulo 4.


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7.3.5 Análisis del Modelo importado de HEC-RAS Se analiza el modelo importado de HEC-RAS tanto con BOSS RCAD. Véase el apartado titulado Realización del cálculo de este capítulo para más información. Una vez que se unen las cuadrículas de perfil transversal al mapa topográfico, los resultados de la superficie del agua calculados pueden mostrarse en pantalla sobre el mapa topográfico, como se ve en la Figura 7.3.5.1. Véase el apartado titulado Vista de los resultados topográficos en este capítulo para más información.

Figura 7.3.5.1 Se muestra en pantalla los resultados del perfil de la superficie del agua de HEC-RAS sobre el mapa topográfico

7.3.6 Fichero de dibujo de la solución El dibujo de la solución de esta lección es el fichero de dibujo L03S.FLX. Este fichero de dibujo se incluye en los ejemplo suministrados en los disquetes del programa.


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7.3 Lección 4 Creación del modelo de Puente

Esta lección muestra cómo usar BOSS RCAD para realizar la creación de un modelo de puente normal. En esta lección se empezará con el modelo de trabajo ya existente de dibujo que no contiene ninguna información sobre puentes. Luego se usa este dibujo para crear el modelo de una estructura de un puente de varios vanos para una carretera del condado en unas condiciones de flujo ya ocurridas (sin flujo a presión) usando el método de puente normal. Esta lección necesita el ejemplo de dibujo L05.FLX. Este fichero de dibujo se proporciona con los ejemplos que se incluye n en los disquetes del programa. El dibujo del ejemplo cargado se muestra en la Figura 7.4.1.


El fichero de dibujo mostrado en la Figura 7.4.1 se ha definido ya adecuadamente para crear el modelo del perfil de la superficie del agua sin la estructura de puente propuesta. Por lo tanto, en esta lección será necesario definir solo aquellos datos que están directamente relacionados con la estructura del puente.


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Figura 7.4.2 Esquema de los perfiles transversales para el puente normal propuesto

En relación con el dibujo del ejemplo de la Figura 7.4.1 y el esquema de perfiles transversales mostrados en la Figura 7.4.2, la cara exterior aguas debajo de la estructura de puente propuesta figura como perfil transversal 4,850 y la cara interior aguas abajo es el perfil transversal 4,860, la cara interior aguas arriba en el perfil transversal 4,900 y la cara exterior aguas arriba en el perfil transversal 4,910. El perfil transversal 4,550 se denomina perfil transversal de salida y el perfil transversal 5,060 se conoce con el perfil transversal de aproximación. Para una discusión sobre la situación de los perfiles transversales para el cálculo del puente normal, véase el apartado titulado Perfiles Transversales de Puente Normal en el Capítulo 8. Configuración de las ventanas múltiples Algunas veces es útil configurar varias ventanas de vista antes de trabajar con un modelo. Esto permite ver las cuadrículas de perfil transversal y el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista en este capítulo para una descripción de cómo configurar las ventanas de vista. 7.4.1 Definición de la estructura de puente normal La estructura de puente debe definirse en el perfil transversal que corresponde a la cara externa aguas debajo de la estructura del puente. Por lo tanto, es necesario definir el puente en el perfil transversal 4,850. En primer lugar, después de configurar varias ventanas de vista, se selecciona una de las ventanas de vista como ventana activa para mostrar en ella la vista del mapa topográfico. En el menú de Herramientas se selecciona VIEW TOPO MAP. O se selecciona el icono VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de RiverCAD. (Si la paleta flotante de herramientas de RiverCAD no aparece en pantalla, se elige PALETTE RIVERCAD en e menú de Herramientas). Este comando mostrará en pantalla la vista topográfica por defecto.


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Para poder definir la situación de la estructura del puente, es necesario seleccionar el perfil transversal 4,850 como perfil transversal activo y mostrar en pantalla la cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas de vista. Se cambia a una de las ventanas de vista (haciendo clic sobre ella), para mostrar el perfil transversal sobre el que se ha de trabajar. Haciendo clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o en el icono de VIEW CROSS-SECTION GRID en la paleta flotante de herramientas de RiverCAD. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, como se ve en la Figura 7.4.1.1.

Figura 7.4.1.1 Selección del perfil transversal 4,850 en la Caja de diálogo de cuadrícula de perfil transversal. En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de perfil transversal, se selecciona el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente y se pulsa OK. Como se ve en la Figura 7.4.1.2, RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula del perfil transversal seleccionado en la ventana de vista activa y hará el perfil transversal activo, mostrando si identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos.


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Figura 7.4.1.3 La estructura de puente se define usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas mientras está activo el perfil transversal 4,850 de la cara exterior aguas abajo del puente Se elige NORMAL BRIDGE en el botón circular de entrada en la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Se define la estructura de puente normal solo en el perfil transversal que corresponde a la cara exterior aguas debajo de la estructura. En todos los demás perfiles transversales relacionados con el puente, esta entra de datos debe especificarse NO OPENING. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales para Creación del modelo de Puentes y Obras de Desagüe en el Capítulo 8 para más información sobre la situación y descripción de los perfiles transversales cuando se analizan estructuras de puente.


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7.4.2 Definición de la geometría de la arista inferior y de la calzada Una vez definida la estructura de puente normal usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se puede definir la geometría de la arista inferior y de la calzada. Esta información sobre la geometría debe definirse en los dos perfiles transversales de la cara interior del puente normal 4,860 y 4,900. Sin embargo, la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas seleccionara automáticamente estos perfiles transversales cuando se define la geometría de la arista inferior y de la calzada. Véase el apartado titulado Perfiles transversales de un Puente Normal en el Capítulo 8 para más información. Primero se digitalizará la geometría de la arista inferior del puente. Para empezar desde la caja de diálogo de Definiciones de Abertura, se selecciona DOWNSTREAM END en el grupo de botones circulares de Edición de Geometría en y luego se selecciona DRAW LC. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla el perfil transversal 4,860 de la cara interior aguas abajo del puente en la ventana de vista activa, como se ve en la Figura 7.4.2.1.

Figura 7.4.2.1 Obsérvese que la geometría de la arista inferior y de la calzada se ha dibujado en la cuadrícula del perfil transversal Obsérvese que la geometría de la arista inferior y de la calzada se ha dibujado en la cuadrícula del perfil transversal 4,860. Esto se hace como ayuda para digitalizar la geometría de la arista inferior y de la calzada en este perfil transversal. Nótese que RCAD le pedirá que trace la geometría de la arista inferior haciendo clic en cualquier lugar de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de estación y cota (tales como 100,1320). Se traza la línea de la geometría de la arista inferior previamente dibujada. A medida que se define la geometría de la arista inferior del puente usando este método, BOSS RCAD comprobará que cada estación de la arista inferior coincide con una estación de terreno existente. Si no fuera así, el valor de la estación de la arista inferior se actualizará para que coincida con la estación de terreno más próxima. Para más precisión durante la digitalización, debe fijarse el calibrado en 0,05. Las teclas PgUP y PgDn pueden usarse para hacer zoom dentro y fuera dinámicamente.


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Después usando AutoPan para moverse, se obtendrá mayor precisión al definir la geometría de la arista inferior. Cuando se termina de digitalizar la arista inferior, se pulsa ENTER. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas volverá a aparecer. Una vez que se haya terminado la digitalización de la geometría de la arista inferior, se puede digitalizar después la geometría de la calzada. Desde la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se selecciona DRAW ROAD. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente. Como cuando se digitaliza la geometría de la arista inferior, RCAD indicará que se trace la geometría de la calzada. Haciendo clic en cualquier punto de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de estación y cota. Se traza la línea de la geometría de la calzada previamente dibujada. Cuando se termina de digitalizar la geometría de la calzada, se pulsa ENTER. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas volverá a aparecer. Después de digitalizar la geometría de la arista inferior y de la calzada, puede ser necesario insertar, editar o borrar puntos individuales de la geometría. Desde la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se selecciona DIALOG. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente y la caja de diálogo de Edición de Geometría del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.4.2.2, aparecerá. Para más precisión durante la digitalización, debe fijarse el calibrado en 0,05. Las teclas PgUP y PgDn pueden usarse para hacer zoom dentro y fuera dinámicamente. Después usando AutoPan para moverse, se obtendrá mayor precisión al definir la geometría de la arista inferior. Cuando se termina de digitalizar la arista inferior, se pulsa ENTER. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas volverá a aparecer. Una vez que se haya terminado la digitalización de la geometría de la arista inferior, se puede digitalizar después la geometría de la calzada. Desde la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se selecciona DRAW ROAD. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente. Como cuando se digitaliza la geometría de la arista inferior, RCAD indicará que se trace la geometría de la calzada. Haciendo clic en cualquier punto de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de estación y cota. Se traza la línea de la geometría de la calzada previamente dibujada. Cuando se termina de digitalizar la geometría de la calzada, se pulsa ENTER. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas volverá a aparecer. Después de digitalizar la geometría de la arista inferior y de la calzada, puede ser necesario insertar, editar o borrar puntos individuales de la geometría. Desde la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se selecciona DIALOG. La caja de diálogo de Definiciones de Aberturas desaparecerá temporalmente y la caja de diálogo de Edición de Geometría del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.4.2.2, aparecerá.


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Figura 7.4.2.2 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal usada para añadir, borrar y editar los puntos de estación y cota de la arista inferior y de la calzada Una vez que se haya terminado de definir la geometría de la arista inferior y de la calzada en el perfil transversal 4,860 de la cara interior aguas abajo del puente, se pude definir la geometría en el perfil transversal 4,900 de la cara aguas arriba interior del puente. Esto se hace seleccionando UPSTREAM END en el botón redondo de Edición de la Geometría en y se repiten los pasos anteriores. Para más información sobre cómo definir la geometría de la arista inferior y de la calzada del puente, véanse los apartados titulados Definición de Puente Normal y Definición de Calzada en el Capítulo 5. 7.4.3 Definición de la Metodología de Cálculo del Puente Después de definir el puente, se puede especificar el tipo de método de cálculo que se usará para calcular en condiciones de flujo bajo y flujo alto. Las condiciones de flujo bajo son aquellas en que el flujo discurre por debajo de la cota de la arista inferior, y las condiciones de flujo alto son aquellas en que el flujo está por encima de la cota máxima de la arista inferior. Típicamente, no es necesario proyectar un puente para condiciones de flujo alto, pero debe analizarlo para ver qué sucede cuando se dan las condiciones de flujo alto. Las condiciones de flujo alto están típicamente relacionadas con el flujo a presión y el flujo por encima de la calzada. La caja de diálogo de Metodología de Cálculo del Puente, como se ve en la Figura 7.4.3.1, permite especificar el método de cálculo que ha de usarse para calcular en condiciones de flujo bajo de la Clase A y en condiciones de flujo alto. La caja de diálogo de Metodología de Cálculo del Puente aparece en pantalla seleccionando METHODOLOGY en la caja de diálogo de Definición de Aberturas.


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Figura 7.4.3.1 Se definen los métodos de cálculo para flujos bajo y alto para el puente que se ha definido A continuación se describen las entradas de datos de Metodología de Cálculo del Puente y cómo deben especificarse en esta lección. MÉTODO DE CÁLCULO DE FLUJO BAJO DE LA CLASE A Esta entrada permite al usuario informar al programa para que use un método de cálculo de flujo bajo cuando se calcula un flujo bajo de la Clase A seleccionando el botón circular apropiado. Nótese que por defecto, se usará HIGHEST ENERGY ANSWER y solo se usará el método de cálculo de ENERGÏA. Además, el usuario puede informar a HEC-RAS para que calcule cualquiera de las respuestas de flujo bajo cambiando ON en las cajas de comprobación del método de flujo bajo de la Clase A. MÉTODO DE CÁLCULO DE FLUJO ALTO Esta entrada permite al usuario informar al programa para que use un método de cálculo concreto cuando se calcula en condiciones de flujo alto (es decir, cuando la arista inferior del puente está sumergida) seleccionando el botón circular adecuado. Por defecto, se selecciona el método de cálculo PRESSURE AND WEIR, ya que representa las situaciones típicas de flujo sobre calzada. Al elegir el método de cálculo de ENERGIA usa el método basado en la energía (de la misma forma como se calcula para los flujos bajos) para calcular los flujos altos – y selo se emplea en aquellas ocasiones en que hay vertido sobre la calzada ciando el flujo por vertedero está sumergido. Este método de cálculo se describe en el Capítulo 9.


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El método de cálculo de PRESSURE AND WEIR utiliza las ecuaciones hidráulicas independientes para calcular el flujo como a presión o por vertedero. Este método de cálculo se describe en el Capítulo 9. En esta lección se selecciona PRESSURE AND WEIR como método de cálculo. COEFICIENTE DE DESCARGA EN ENTRADA SUMERGIDA Esta entrada especifica el coeficiente de descarga para flujo a presión de entrada sumergida. Este coeficiente de descarga varía en función del calado del agua aguas arriba. Los valores pueden oscilar entre 0,35 y 0,5 con un valor de 0,5 comúnmente usado en la práctica. El usuario puede introducir un valor fijo de este coeficiente o el programa calculará basándose en la cantidad en que la entrada está sumergida. Nótese que este coeficiente de descarga no se usa en el cálculo basado en la energía. En esta lección se especifica un valor de 0,5. COEFICIENTE DE DESCARGA EN ENTRADA Y SALIDA SUMERGIDAS Esta entrada especifica el coeficiente de descarga tanto para a entrada como para la salida sumergida con flujo a presión. Cuando ambos lados de aguas arriba y aguas debajo de un puente están sumergidas., se usa la ecuación de flujo por orificio lleno (véase el Capítulo 9), Este coeficiente de descarga puede variar entre 0,7 y 0,9 con un valor de 0,8 como más usado en la práctica. El usuario puede introducir un valor fijo de este coeficiente o el programa calculará basándose en la cantidad en que la entrada está sumergida. Nótese que este coeficiente de descarga no se usa en el cálculo basado en la energía. En esta lección se especifica un valor de 0,8. COTA DE INICIO DE FLUJO A PRESIÓN Esta entrada de datos permite al usuario prescindir de la cota máxima de la arista inferior para ser usado por el programa cuando se comprueba para la posibilidad de flujo a presión. El programa comprueba la posibilidad de flujo a presión cuando la cota de la pendiente de energía de flujo bajo está por encima de la cota máxima de la arista inferior en el lado aguas arriba del puente. Si esta cota de la línea de energía está por encima de la cota máxima de la arista inferior, entonces el se calcula la cota de la superficie del agua con flujo a presión. A continuación, la cota de la superficie del agua con flujo a presión se compara con la cota de la superficie del agua con flujo bajo y la más alta de las dos cotas se supone que es la de control. Esta entrada de datos permite, por lo tanto, al usuario especificar una cota de inicio más ala (o más baja) a usarse (en lugar de la cota máxima de la arista inferior) para que se inicie el cálculo de la cota de la superficie del agua con flujo a presión). En esta lección se deja en blanco esta entrada de datos. 7.4.4 Definición de las zonas de flujo efectivo Cuando se define un puente, puede limitarse el flujo en los perfiles transversales de las caras aguas arriba y aguas abajo del puente a las zonas de flujo efectivo. La zona de flujo efectivo se limita típicamente a los bordes de la abertura real del puente. Al definir esta zona de flujo, se informa a HEC-RAS que una zona de perfil transversal transporte el flujo eficazmente. La Figura 7.4.2 muestra la contracción y expansión del flujo a medida que se aproxima a la estructura del puente.


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Para comenzar, se selecciona el perfil transversal 4,910 de la cara externa de aguas arriba del puente como cuadrícula de perfil transversal activa y muestra en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en la ventana de vista en uso. A continuación, se selecciona EFFECTIVE FLOW AREA en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de las Zonas de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 7.4.4.1.

Figura 7.4.4.1 Definición de las zonas de flujo efectivo como anchura exterior de la abertura del puente En el perfil transversal 4,910 de la cara externa aguas arriba del puente, debe limitarse la zona de flujo efectivo a las estaciones y cotas de los bordes de la abertura real del puente y de coronación de la calzada. Deben seleccionarse gráficamente tanto las estaciones como las cotas de las limitaciones izquierda y derecha del flujo en la cuadrícula del perfil transversal usando BOSS RCAD. En las entradas de datos de limitaciones de flujo efectivo izquierdo. Se elige PICK- RCAD pedirá que se pinche sobre la estación y cota de la limitación de flujo izquierda. Se repite este procedimiento para la zona de flujo efectivo derecha. Cuando se termina, se elige OK. RCAD dibujará las líneas para distinguir la zona a la que se restringirá el flujo efectivo. Después de definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,910 de la cara aguas arriba del puente, es necesario definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente. Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,850 como cuadrícula de perfil transversal activa. Luego, aparece de nuevo la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo (véase Figura 7.4.4.1).


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En el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente, la zona de flujo efectivo debe limitarse a las estaciones de los bordes de la abertura real del puente y a la mitad entre las cotas de coronación de la calzada y de la arista inferior del puente. Como se hizo en el perfil transversal de la cara aguas arriba, se usa el botón PICK para limitar la zona de flujo efectivo en la abertura del puente. Cuando se termina, se elige OK. Para más información de cómo definir las zonas de flujo efectivo en un puente, véase el apartado titulado Descripción de Zonas de Flujo Efectivo en el Capítulo 4 y el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 8. 7.4.5 Definición de los parámetros de vertido por la calzada La caja de diálogo de Descripción de vertido por coronación, como se ve en la Figura 7.4.5.1, permite definir las características de vertido por la calzada para crear el modelo de flujo por vertedero en este cruce de carretera. Para mostrar esta caja de diálogo de Descripción de vertido por coronación, se selecciona WEIIR DESCRIPTION en el menú de Entrada de Abertura.

Figura 7.4.5.1 Caja de diálogo de Descripción de flujo por vertido sobre la calzada A continuación de expone una descripción de las entradas de datos de la caja de diálogo de Descripción de vertido por coronación y cómo deben especificarse estas entradas en esta lección.


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COEFICIENTE DE FLUJO DE VERTIDO POR LA CALZADA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga a usar la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos oscilan entre 2,5 pata vertedero en pared gruesa de forma rectangular a 3,0 para vertedero de forma trapecial. Como en esta lección el flujo sobre la calzada ocupará la mayor parte de la geometría de la calzada, se especifica un valor de 2,5. RELACIÓN DE MÁXIMA SUBMERGENCIA Esta entrada de datos especifica la máxima relación de submergencia permitida que puede tener lugar durante los cálculos de flujo por vertedero sobre el tablero de la obra de desagüe. Si se deje en blanco esta entrada, se usa un máximo valor de submergencia por defecto de 0,95 (95%). En esta lección, se deja en blanco esta entrada. COTA DE LA CALZADA Esta entrada de datos define la cota mínima en que comienza el flujo por vertedero. Si se deje en blanco esta entrada, HEC-RAS buscará en toda la geometría especificada de la geometría de la calzada para determinar la cota mínima de la calzada. En esta lección, se deja en blanco esta entrada. Sin embargo, se puede usar esta entrada para elevar o disminuir artificialmente la cota mínima en que se considera que empieza el flujo por vertedero. Al elegir PICK permite seleccionar gráficamente la cota de coronación de la calzada desde la cuadrícula del perfil transversal. DISTANCIA DESDE LA BARANDILLA DEL PUENTE AL PERFIL TRANSVERSAL Esta entrada de datos especifica la distancia desde el lado agua arriba del puente hasta el perfil transversal inmediatamente aguas arriba del puente (lado del perfil aguas arriba del puente). Nótese que normalmente este valor es de 0,0 a menos que el puente esté empotrado en el perfil transversal de aguas arriba. En esta lección, se deja en blanco esta entrada. Al elegir PICK se puede medir gráficamente esta distancia en una vista en planta. ANCHURA DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la anchura de la calzada (medida según la dirección del flujo). En esta lección se introduce un valor de 40 pies. Al elegir PICK se puede medir gráficamente esta distancia en una vista en planta. MÉTODO DE REDUCCIÓN DE LA SUBMERGENCIA El grupo de botones redondos permite seleccionar qué método ha de usarse para reducir el coeficiente de flujo por vertedero debido al efecto de la submergencia cuando hay submergencia en el flujo por vertedero. En esta lección se elige el método de BROAD CRESTED (PARED GRUESA). 7.4.6 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción Como el perfil de la superficie del agua en esta lección esta siendo introducido en el modelo como perfil subcrítico, los coeficientes de pérdidas por expansión y contracción se propagan hacia aguas arriba de perfil en perfil. Estos coeficientes tienen en cuenta


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las pérdidas de energía debida a la expansión y contracción del flujo a medida que se desplaza hacia aguas abajo. Como la contracción del flujo consume menos energía que la expansión del flujo, los coeficientes de pérdida por contracción son más pequeños que los coeficientes de pérdida por expansión. En el perfil transversal 4,400 más aguas abajo, ya se han especificado los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con valores de pérdida por transición gradual de 0,3 y 0,1. Sin embargo, en el perfil transversal 4,860 del puente pueden especificarse los mayores coeficientes de pérdida, ya que el efecto de la expansión del flujo puede ser efectivo (a medida que el cálculo se traslada aguas arriba desde el perfil transversal inmediatamente aguas abajo). Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,860 como cuadrícula activa de perfil transversal. Después, en el menú de Entrada se selecciona SECTION DESCRIPTION. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 6.5.1.3. Se especifica una coeficiente de pérdida por expansión de 0,5 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,3. Cuando se termina, se pulsa OK. En el perfil transversal 4,860 de aproximación al puente, deben volverse a especificar los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con los valores de pérdida por transición gradual, ya que el efecto de contracción por la abertura del puente no se ha observado en muchos casos ( a medida que los cálculos del flujo se trasladan hacia aguas arriba). Se selecciona el perfil transversal 5,060 como perfil transversal activo, aparece en pantalla la caja de diálogo de Descripción de perfil transversal, y se introduce un coeficiente de pérdida por expansión de 0,3 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,1. Para más información, véase el apartado titulado Coeficientes de Contracción y Expansión en el Capítulo 8. 7.4.7 Revisión de los resultados del cálculo Una vez que se haya especificado adecuadamente el puente especial, se puede realizar el cálculo del puente. Para más información, véase el apartado titulado Realización del Cálculo en este mismo Capítulo. La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua para esta lección se muestra en las Figuras 7.4.7.1 a 7.4.7.5. En esta lección, se analizaron tres perfiles distintos: 300 y 4000 pies3/seg.


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Figura 7.4.7.5 Salida del cálculo de HEC-RAS (continuación) 7.4.8 Vista de los resultados en un mapa topográfico El perfil de la superficie del agua se muestra en pantalla, como se ve en la Figura 7.4.8.1, Al aparecer en pantalla el perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico se ve cómo el río se estrecha a medida que se aproxima al puente y luego se ensancha después de pasar a través de la abertura del puente. Para más información sobre la muestra en pantalla del perfil de la superficie del agua en un mapa topográfico, véase el apartado correspondiente en este Capítulo.

Figura 7.4.8.1 Perfil de la superficie del agua mostrado sobre un mapa topográfico


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7.4.9 Vista de los resultados del perfil El perfil de la superficie del agua se muestra en la Figura 7.4.9.1. Para más información sobre la muestra en pantalla de los gráficos del perfil de la superficie del agua, véase el apartado correspondiente en este Capítulo.


7.4.10 Fichero de dibujo de la solución Se proporciona un fichero de dibujo de esta lección con el nombre de L06S.FLX. Este fichero de dibujo se encuentra en los disquetes suministrados con el programa.

7.5 Lección 6 Creación del modelo de obra de desagüe especial

Esta lección ilustra cómo usar BOSS RCAD para crear el modelo de obra de desagüe especial. En esta lección se empezará con un modelo de dibujo ya elaborado que no contiene ninguna información sobre obra de desagüe. Después de emplea este dibujo para crear el modelo propuesto de obra de desagüe para un proyecto de mejora de una carretera transversal del condado. Se están estudiando obras de desagüe de hormigón para este proyecto ya que son más económicas que la construcción de un puente sustitutivo. Esta lección requiere el dibujo de ejemplo L07.FLX. Este fichero de dibujo se encuentra en los disquetes suministrados con el programa. El dibujo del ejemplo se muestra en la Figura 7.5.1.


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Figura 7.5.1 Dibujo del ejemplo que se usa en esta lección

El fichero de dibujo de la Figura 7.5.1 ya ha sido definido adecuadamente para crear el modelo de una perfil de la superficie del agua sin la estructura de obra de desagüe. Por lo tanto, en esta lección es necesario definir solo aquellos datos que están directamente relacionados para crear el modelo de la estructura de la obra de desagüe.

Figura 7.5.2 Esquema de perfiles transversales para la obra de desagüe propuesta

Respecto al dibujo de ejemplo de la Figura 7.5.1 y del esquema de perfiles transversales de la Figura 7.5.2, la cara aguas debajo de la estructura de obra de desagüe propuesta se sitúa en el perfil transversal 4,860 y su cara aguas arriba se sitúa en el perfil transversal 4,900. El perfil transversal 4,590 se conoce como perfil transversal de salida y el perfil transversal 5,060 se conoce como perfil transversal de


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aproximación. Para una discusión sobre la situación de los perfiles transversales para el cálculo de una obra de desagüe especial, véase el apartado titulado Perfiles Transversales para una obra de desagüe especial en el Capítulo 8. En esta lección la calzada transversal propuesta se especifica mediante dos obras de desagüe rectangulares de hormigón de 3,5 pies por 10 pies. Las dos obras de desagüe se va a colocar en unos muros frontales de hormigón para ayudar en el armado de la calzada transversal. La calzada tendrá una anchura de 40 pies y la parte superior tendrá una cota de 1237,5 pies.

Configuración de múltiples ventanas de vista Algunas veces resulta útil configurar múltiples ventanas de vista antes de trabajar con un modelo, Esto permite ver las cuadrículas de los perfiles transversales y el mapa topográfico simultáneamente. Véase el apartado titulado Configuración de las ventanas de vista en este Capítulo para una descripción sobre la creación de múltiples ventanas.


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7.5.1 Definición de la estructura de obra de desagüe especial La estructura de obra de desagüe debe definirse en el perfil transversal que corresponde a la cara aguas debajo de la estructura de la obra de desagüe. Por lo tanto, es necesario definir la obra de desagüe en el perfil transversal 4,860. En primer lugar, después de configurar las múltiples ventanas, se selecciona una de ellas con ventana activa para mostrar la vista del mapa topográfico. Desde el menú de Herramientas se selecciona VIEW TOPO MAP. O se selecciona el icono de VIEW TOPO MAP en la paleta flotante de herramientas de RCAD (si no apareciese en pantalla esta paleta flotante, se elige PALETTE RIVERCAD en el menú de Herramientas). Este comando de menú mostrará en pantalla la vista topográfica por defecto. Para poder definir la situación de la estructura de la obra de desagüe, es necesario seleccionar el perfil transversal 4,860 como cuadrícula de perfil transversal activa y muestra en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en una de las ventanas. Se cambia a una de las ventanas (haciendo clic sobre ella), para mostrar el perfil transversal sobre el que se va a trabajar. Se hace clic sobre el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos o sobre el icono VIEW CROSS-SECTION GRID de la paleta flotante de herramientas de RCAD. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.5.1.1

Figura 7.5.1.1 Cuadrícula de perfil transversal 4,860 seleccionado en la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal


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En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, se selecciona el perfil transversal 4,860 de la cara aguas debajo de la obra de desagüe y se elige OK. Como se ve en la Figura 7.5.1.2, RCAD mostrará en pantalla la cuadrícula de perfil transversal seleccionado en la ventana activa y activará el perfil transversal, mostrando el identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos.

Figura 7.5.1.2 Perfil Transversal 4,860 de la cara aguas debajo de la obra de desagüe

A continuación, en el menú de Entrada de Aberturas, se selecciona OPENING DEFINITIONS. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Definición de Aberturas, como se ve en la Figura 7.5.1.3.


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Figura 7.5.1.3 La estructura de la obra de desagüe se define usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas en el perfil transversal 4,860 de la cara aguas abajo.

En la caja de diálogo de Definición de Abertura, se elige SINGLE OPENING en el botón redondo Tipo de Perfil Transversal y después CULVERT en la entrada de datos Tipo de Abertura. La estructura de la obra de desagüe se define sólo en el perfil transversal que corresponde al lado aguas debajo de la estructura. En todos los demás perfiles transversales relacionados con la obra de desagüe, debe especificarse en la entrada de datos de Tipo de Perfil Transversal la opción NO OPENING. Véase el apartado titulado Creación del Modelo de perfiles transversales para puente y obra de desagüe en el Capítulo 9 para más información sobre la colocación y descripción de loas perfiles transversales cuando se analizan obras de desagüe. 7.5.2 Definición de Obra de desagüe Una vez definida la estructura de la obra de desagüe usando la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se está en disposición de definir los parámetros de la abertura de la obra de desagüe. En la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona DEFINE. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Descripción de la obra de desagüe especial, como se ve en la Figura 7.5.2.1.


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Figura 7.5.2.1 Definición de los parámetros de la abertura de la obra de desagüe usando la caja de diálogo de Descripción de la Obra de desagüe A continuación de expone una descripción de las entradas de datos de la caja de diálogo de Descripción de Obra de desagüe y cómo deben especificarse estas entradas en esta lección. DIÁMETRO O ALTURA DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica el diámetro interior de una obra de circular o la altura interior de una obra de desagüe rectangular. Esta dimensión es importante no solo para determinar la superficie de flujo total de la obra de desagüe, pero también para determinar si las cotas aguas arriba y aguas abajo son adecuadas para sumergir la entrada o la salida de la obra de desagüe. En esta lección, se especifica un valor de 3,5. ANCHURA DE LA ABERTURA RECTANGULAR DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica la anchura interior de la obra de desagüe rectangular. Si hay obras de desagüe múltiples, se introduce la anchura de una sola obra de desagüe rectangular, no la anchura acumulada de todas las obras de desagüe. En esta lección, se especifica un valor de 10,0. LONGITUD DE LA OBRA DE DESAGÜE La longitud de la obra de desagüe se mide a lo largo del eje de la misma. La longitud de la obra de desagüe se usa para determinar la pérdida por rozamiento en el


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conducto de la obra de desagüe y además la pendiente de la obra de desagüe. Como en esta lección la calzada tiene una anchura de 40 pies, se especifica un valor de 42 pies para tener en cuenta los muros frontales verticales. COTA DE SOLERA AGUAS DEBAJO DE LA OBRA DE DESAGÜE COTA DE SOLERA AGUAS ARRIBA DE LA OBRA DE DESAGÜE Estas entradas de datos especifican la cota de solera de la obra de desagüe tanto de las caras aguas arriba como aguas debajo de la estructura. El programa usa estos valores para calcular la pendiente de la obra de desagüe. Esta pendiente se usa para calcular el calado del flujo en la obra de desagüe en condiciones de entrada. Al elegir PICK en una de estas dos entradas de datos se puede seleccionar gráficamente la cota de solera en la cuadrícula del perfil transversal. HEC-RAS no puede calcular obras de desagüe con pendientes negativas. Por lo tanto, la cota de la solera aguas arriba debe ser igual o mayor que la cota de solera aguas debajo de modo que la velocidad del flujo pueda mantenerse dentro de la obra de desagüe, incluso en condiciones de flujo bajo. A menudo es necesario una pendiente suficiente para mantener una velocidad mínima del flujo de tres pies por segundo ( o un metro por segundo). En esta lección, se seleccionan las cotas de solera de la obra de desagüe cerca de la cota de solera del cauce. LONGITUD DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica la longitud de la obra de desagüe. La longitud de la obra de desagüe se usa para determinar la pérdida por rozamiento en el conducto de la obra de desagüe y además la pendiente de la obra de desagüe. Como en esta lección la calzada tiene una anchura de 40 pies, se especifica un valor de 42 para tener en cuenta los muros verticales COEFICIENTE n DE MANNING DE LA OBRA DE DESAGÜE Esta entrada de datos especifica el coeficiente de rugosidad de Manning que ha de usarse para tener en cuenta las pérdidas por rozamiento del flujo a través de la obra de desagüe. Los típicos coeficientes de rugosidad se dan en el apartado titulado Definición de Obra de Desagüe Especial en el Capítulo 4. El coeficiente de rugosidad de la obra de desagüe seleccionado debe ajustarse para tener en cuenta el envejecimiento de la obra de desagüe y el posible descuido de conservación. Para la mejora propuesta, se usarán obras de desagüe de hormigón sin acabar. El coeficiente de rugosidad sin ajustar para estas obras de desagüe está alrededor de 0,012. Con el paso del tiempo, este valor de rugosidad aumentaría probablemente a 0,015. Por lo tanto, en esta lección se especifica un coeficiente de 0,015. COEFICIENTE DE PÉRDIDA EN LA ENTRADA La principal pérdida de energía en una obra de desagüe, junto con las pérdidas por rozamiento, es la pérdida de energía debida a la ineficacia del flujo en la entrada de la


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obra de desagüe. Cuando el flujo encuentra una estructura de obra de desagüe, hay una gran pérdida de carga en la entrada. En este proyecto, se recomiendan muros frontales de hormigón para que contribuyan a reducir las pérdidas en la entrada y participen a la conservación y el blindaje de la calzada transversal. Los coeficientes típicos de pérdida en la entrada se proporcionan en el apartado titulado Definición de obra de desagüe en el Capítulo 5. En esta lección, se especifica un valor de 0,5. COEFICIENTE DE PÉRDIDA EN LA SALIDA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de pérdida en la salida que ha de usarse al calcular la pérdida de carga en la salida de la obra de desagüe. El coeficiente introducido en esta entrada de datos se multiplicará por el cambio de altura debida a la velocidad desde el interior de la obra de desagüe hasta el extremo aguas abajo fuera de la obra de desagüe. Este valor representa el coeficiente de pérdida en la salida que tiene lugar a medida que el flujo sale de la obra de desagüe. Por lo general, el coeficiente de pérdida en la salida puede variar de 0,3 a 1,0. Para una expansión brusca del flujo, tales como en una obra de desagüe típica, el coeficiente de pérdida en la salida se fija normalmente en 1,0. Como en esta lección se está creando un modelo de obra de desagüe típica, se especifica una pérdida en la salida de 1,0. FORMA DE LA OBRA DE DESAGÜE La lista desplegable permite seleccionar una de las ocho formas diferentes de obra de desagüe. Se hace clic sobre la flecha hacia abajo al lado de la entrada para listar las formas disponibles. En esta lección se está creando el modelo de una obra de desagüe rectangular. Se selecciona BOX como forma de la obra de desagüe. NÚMERO DE PLANO DEL FHWA NÚMERO DE ESCALA DEL FHWA Estas dos entradas de datos se refieren a los números de plano y escala para una serie de nomogramas publicados por la Administración Federal de Carreteras (FHWA). Estos nomogramas permiten calcular la carga de agua en la entrada para diferentes tipos de aperturas de obra de desagüe en un amplio rango de condiciones de flujo. Los números de plano y escala del FHWA se dan en el apartado titulado Definición de obras de desagüe en el Capítulo 5. En esta lección, se especifica el número de plano 8 y el número de escala 2. CRITERIOS DE SOLUCIÓN Este grupo de botones redondos permite seleccionar qué solución de obra de desagüe debería seleccionarse para el cálculo del flujo a través de una obra de desagüe. Se recomienda seleccionar HIGHEST UPSTREAM ENERGY ELEVATION (Máxima cota de energía aguas arriba) (ésta es la solución por defecto). El cálculo del flujo en obras de desagüe es muy complicado. Es corriente usar el concepto de control de entrada y control de salida para simplificar el cálculo. El flujo con control de entrada tiene lugar cuando la capacidad de flujo en la entrada de la obra de desagüe es menor que la capacidad de flujo del conducto de la obra de desagüe. La sección de control de una obra de desagüe que funciona con control de entrada está situada justo dentro de la entrada de la obra de desagüe. La superficie del agua pasa por el calado crítico en o cerca de esta sección y el régimen de flujo


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inmediatamente aguas abajo es supercrítico. El flujo con control de salida tiene lugar cuando la capacidad de flujo de la obra de desagüe está limitada por las condiciones de aguas abajo (por ejemplo, alto nivel aguas abajo) o por la capacidad de transporte del flujo del conducto de la obra de desagüe. HEC-RAS calcula la energía aguas arriba necesaria para producir un flujo dado a través de la obra de desagüe tanto en condiciones de control de entrada como de salida. Al seleccionar HIGHEST UPSTREAM ENERGY ELEVATION (Máxima cota de energía aguas arriba), la cota más alta aguas arriba de la línea de energía controla y por lo tanto determina el tipo de flujo en la obra de desagüe para un ritmo de flujo y una condición del nivel de aguas abajo. SITUACIÓN DE LOS EJES La tabla proporcionada permite definir obras de desagüe múltiples, cada una con una estación del eje distinta. Nótese que cada obra de desagüe tiene un valor de estación distinto aguas arriba y aguas abajo. Sin embargo, estas obras de desagüe deben tener una forma, tamaño y cotas de solera idénticas, así como coeficientes de pérdida iguales. Las obras de desagüe múltiples así definidas se conocen como grupo de obras de desagüe. En esta lección, los dos ejes de las obras de desagüe están en las estaciones 1.280 pies y 1.300 pies. Para añadir una nueva obra de desagüe a la caja de las lista, se introducen las estaciones de los ejes aguas arriba y aguas abajo en las entradas de datos y se elige ADD. Para cambiar una entrada de estación de una obra de desagüe, se selecciona la entrada apropiada en la caja de la lista, se introducen los nuevos valores y se elige UPDATE. Para borrar una obra de desagüe, se selecciona la entrada apropiada de la caja de la lista y se elige DELETE. Para copiar el valor de una estación del eje especificado aguas arriba en la entrada de datos de la estación del eje de aguas abajo, se elige↓↓↓↓ . Del mismo modo, para copiar el valor de aguas abajo a la entrada de datos de aguas arriba, se elige↑↑↑↑ . Cuando se termina de introducir los parámetros en la caja de diálogo de Descripción de la obra de desagüe, se selecciona OK. Luego aparecerá la caja de diálogo de Definición de la Abertura.

Nota Solo puede introducirse un tipo de obra de desagüe en la caja de diálogo de Definición de la obra de desagüe. Las obras de desagüe múltiples pueden especificarse definiendo las cotas de los ejes aguas arriba y aguas abajo. Sin embargo, estas obras de desagüe deben tener forma, tamaño y cotas de solera idénticas y los mismos coeficientes de pérdida. Las obras de desagüe múltiples definidas de esta forma se conocen como grupo de obras de desagüe. Por lo tanto, si se han definido múltiples grupos de obras de desagüe, entonces el usuario debe especificar MULTIPLE OPENING en la entrada de botones de Tipo de Perfil Transversal en la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Para más información sobre las entradas de datos contenidas en la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe, véase el apartado titulado Definición de la obra de desagüe en el Capítulo 5.


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7.5.3 Definición de la Geometría de la Calzada Una vez definida la estructura de la obra de desagüe usando la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, se puede especificar la geometría de la calzada de la obra de desagüe. Esta información de la geometría debe definirse en los perfiles transversales 4.860 y 4.900. Sin embargo, la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas seleccionará automáticamente estos perfiles transversales cuando se define la geometría de la calzada. Véase el apartado titulado Perfiles Transversales de Obra de Desagüe Especial en el Capítulo 9 para más información. Para comenzar, desde la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona DOWNSTREAM END en el botón circular de Editar la geometría en y luego se selecciona DRAW ROAD. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla el perfil transversal 4,900 de la cara aguas abajo de la obra de desagüe en la ventana activa, como se ve en la Figura 7.5.3.1.

Figura 7.5.3.1 Obsérvese que la geometría de la obra de desagüe propuesta se ha dibujado en la cuadrícula del perfil transversal

En la Figura 7.5.3.1 se observa que la geometría de la obra de desagüe propuesta ya ha sido dibujada en la cuadrícula del perfil transversal 4,860. Este se hizo con ayuda de la digitalización de la geometría en este perfil transversal. Nótese que RCAD emitirá un mensaje para que se trace la geometría de la calzada haciendo clic en cualquier parte de la cuadrícula del perfil transversal o tecleando las coordenadas de la estación y cota (tales como 100,1320). Se traza la línea auxiliar de la geometría de la calzada previamente dibujada. Para mayor precisión durante la digitalización puede ser aconsejable hacer zoom con las teclas PgUp y PgDn para ampliar o reducir la imagen. Luego usando AutoPan para moverse sobre la imagen, se puede obtener una mayor precisión para definir la geometría de la calzada. Cuando se haya terminado de digitalizar la geometría de la


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calzada, se pulsa ENTER. De nuevo aparecerá la caja de diálogo de Definición de Aberturas. Después de digitalizar la geometría de la calzada, puede ser necesario insertar, editar o borrar puntos individuales de la geometría de la calzada. En la caja de diálogo de Definición de Aberturas, se selecciona DIALOG. La caja de diálogo de Definición de Aberturas desaparecerá temporalmente y aparecerá en pantalla la caja de diálogo de Edición de la Geometría de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.5.3.2.

Figura 7.5.3.2 La caja de diálogo de Edición de la geometría del Perfil Transversal se usa para añadir, borrar y editar puntos individuales de estación y cota de la calzada

Una vez que se haya definido la geometría de la calzada en la cara aguas abajo del perfil transversal 4.860, se puede definir la geometría de la calzada en la cara aguas arriba del perfil transversal 4.900. Esto se hace seleccionando UPSTREAM END en el grupo de botones Editar Geometría en y repitiendo los pasos anteriores. Para más información sobre la definición de la geometría de la calzada de la obra de desagüe, véase el apartado titulado Definición de la Obra de desagüe y Definición de la Calzada en el Capítulo 5.

7.5.4 Definición de los parámetros de vertido por la calzada La caja de diálogo de Descripción de vertido por coronación, como se ve en la Figura 7.5.4.1, permite definir las características de vertido por la calzada para crear el modelo de flujo por vertedero en este cruce de carretera. Para mostrar esta caja de diálogo de Descripción de vertido por coronación, se selecciona WEIIR DESCRIPTION en el menú de Entrada de Abertura.


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Figura 7.5.4.1 Caja de diálogo de Descripción de flujo por vertido sobre la calzada A continuación de expone una descripción de las entradas de datos de la caja de diálogo de Descripción de vertido por coronación y cómo deben especificarse estas entradas en esta lección. COEFICIENTE DE FLUJO DE VERTIDO POR LA CALZADA Esta entrada de datos especifica el coeficiente de descarga a usar la ecuación de flujo por vertedero. Los valores típicos oscilan entre 2,5 pata vertedero en pared gruesa de forma rectangular a 3,0 para vertedero de forma trapecial. Como en esta lección el flujo sobre la calzada ocupará la mayor parte de la geometría de la calzada, se especifica un valor de 2,5. RELACIÓN DE MÁXIMA SUBMERGENCIA Esta entrada de datos especifica la máxima relación de submergencia permitida que puede tener lugar durante los cálculos de flujo por vertedero sobre el tablero de la obra de desagüe. Si se deje en blanco esta entrada, se usa un máximo valor de submergencia por defecto de 0,95 (95%). En esta lección, se deja en blanco esta entrada. COTA DE LA CALZADA Esta entrada de datos define la cota mínima en que comienza el flujo por vertedero. Si se deje en blanco esta entrada, HEC-RAS buscará en toda la geometría especificada de la geometría de la calzada para determinar la cota mínima de la calzada. En esta lección, se deja en blanco esta entrada. Sin embargo, se puede usar esta entrada para elevar o disminuir artificialmente la cota mínima en que se considera que empieza el


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flujo por vertedero. Al elegir PICK permite seleccionar gráficamente la cota de coronación de la calzada desde la cuadrícula del perfil transversal. DISTANCIA DESDE LA BARANDILLA DEL PUENTE AL PERFIL TRANSVERSAL Esta entrada de datos especifica la distancia desde el lado agua arriba del puente hasta el perfil transversal inmediatamente aguas arriba del puente (lado del perfil aguas arriba del puente). Nótese que normalmente este valor es de 0,0 a menos que el puente esté empotrado en el perfil transversal de aguas arriba. En esta lección, se deja en blanco esta entrada. Al elegir PICK se puede medir gráficamente esta distancia en una vista en planta. ANCHURA DE LA CALZADA Esta entrada de datos especifica la anchura de la calzada (medida según la dirección del flujo). En esta lección se introduce un valor de 40 pies. Al elegir PICK se puede medir gráficamente esta distancia en una vista en planta. MÉTODO DE REDUCCIÓN DE LA SUBMERGENCIA El grupo de botones redondos permite seleccionar qué método ha de usarse para reducir el coeficiente de flujo por vertedero debido al efecto de la submergencia cuando hay submergencia en el flujo por vertedero. En esta lección se elige el método de BROAD CRESTED (PARED GRUESA).

7.5.5 Definición de las zonas de flujo efectivo Cuando se define un puente, puede limitarse el flujo en los perfiles transversales de las caras aguas arriba y aguas abajo del puente a las zonas de flujo efectivo. La zona de flujo efectivo se limita típicamente a los bordes de la abertura real del puente. Al definir esta zona de flujo, se informa a HEC-RAS que una zona de perfil transversal transporte el flujo eficazmente. La Figura 7.4.2 muestra la contracción y expansión del flujo a medida que se aproxima a la estructura de la obra de desagüe. Para comenzar, se selecciona el perfil transversal 4,860 de la cara externa de aguas arriba del puente como cuadrícula de perfil transversal activa y muestra en pantalla esta cuadrícula de perfil transversal en la ventana de vista en uso. A continuación, se selecciona EFFECTIVE FLOW AREA en el menú de Entrada. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción de las Zonas de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 7.5.5.1.


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Figura 7.5.5.1 Definición de las zonas de flujo efectivo como anchura exterior de la abertura de la obra de desagüe En el perfil transversal 4,860 de la cara externa aguas debajo de la obra de desagüe , debe limitarse la zona de flujo efectivo a las estaciones y cotas de los bordes de la abertura real del puente y de coronación de la calzada. Deben seleccionarse gráficamente tanto las estaciones como las cotas de las limitaciones izquierda y derecha del flujo en la cuadrícula del perfil transversal usando BOSS RCAD. En las entradas de datos de limitaciones de flujo efectivo izquierdo. Se elige PICK- RCAD pedirá que se pinche sobre la estación y cota de la limitación de flujo izquierda. Se repite este procedimiento para la zona de flujo efectivo derecha. Cuando se termina, se elige OK. RCAD dibujará las líneas para distinguir la zona a la que se restringirá el flujo efectivo. Después de definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,910 de la cara aguas arriba del puente, es necesario definir las zonas de flujo efectivo en el perfil transversal 4,850 de la cara externa aguas abajo del puente. Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,850 como cuadrícula de perfil transversal activa. Luego, aparece de nuevo la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo (véase Figura 7.5.5.1). En el perfil transversal 4,900 de la cara externa aguas abajo del puente, la zona de flujo efectivo debe limitarse a las estaciones de los bordes de la abertura real del puente y a la mitad entre las cotas de coronación de la calzada y de la cota de la parte superior de la obra de desagüe. Como se hizo en el perfil transversal de la cara aguas abajo, se usa el botón PICK para limitar la zona de flujo efectivo en la abertura de la obra de desagüe . Cuando se termina, se elige OK.


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Para más información de cómo definir las zonas de flujo efectivo en una obra de desagüe, véase el apartado titulado Descripción de Zonas de Flujo Efectivo en el Capítulo 5 y el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en el Capítulo 9.

7.5.6 Consideración de las pérdidas por expansión y contracción Como el perfil de la superficie del agua en esta lección esta siendo introducido en el modelo como perfil subcrítico, los coeficientes de pérdidas por expansión y contracción se propagan hacia aguas arriba de perfil en perfil. Estos coeficientes tienen en cuenta las pérdidas de energía debida a la expansión y contracción del flujo a medida que se desplaza hacia aguas abajo. Como la contracción del flujo consume menos energía que la expansión del flujo, los coeficientes de pérdida por contracción son más pequeños que los coeficientes de pérdida por expansión. En el perfil transversal 4,400 más aguas abajo, ya se han especificado los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con valores de pérdida por transición gradual de 0,3 y 0,1. Sin embargo, en el perfil transversal 4,860 del puente pueden especificarse los mayores coeficientes de pérdida, ya que el efecto de la expansión del flujo puede ser efectivo (a medida que el cálculo se traslada aguas arriba desde el perfil transversal inmediatamente aguas abajo). Se selecciona y muestra en pantalla el perfil transversal 4,860 como cuadrícula activa de perfil transversal. Después, en el menú de Entrada se selecciona SECTION DESCRIPTION. RCAD mostrará en pantalla la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.5.1.3. Se especifica una coeficiente de pérdida por expansión de 0,5 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,3. Cuando se termina, se pulsa OK. En el perfil transversal 4,860 de aproximación al puente, deben volverse a especificar los coeficientes de pérdida por expansión y contracción con los valores de pérdida por transición gradual, ya que el efecto de contracción por la abertura del puente no se ha observado en muchos casos ( a medida que los cálculos del flujo se trasladan hacia aguas arriba). Se selecciona el perfil transversal 5,060 como perfil transversal activo, aparece en pantalla la caja de diálogo de Descripción de perfil transversal, y se introduce un coeficiente de pérdida por expansión de 0,3 y un coeficiente de pérdida por contracción de 0,1. Para más información, véase el apartado titulado Coeficientes de Contracción y Expansión en el Capítulo 89


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7.5.7 Revisión de los resultados del cálculo Una vez que se haya especificado adecuadamente el puente especial, se puede realizar el cálculo del puente. Para más información, véase el apartado titulado Realización del Cálculo en este mismo Capítulo. Si se ha realizado con éxito el cálculo, se genera un informe de los resultados del cálculo. Véase el apartado titulado Generación del Informe e los resultados del cálculo en este mismo capítulo para más información. La salida del cálculo del perfil de la superficie del agua para esta lección se muestra en las Figuras 7.5.7.1 a 7.5.7.5. En esta lección, se analizaron tres perfiles distintos: 100, 400 y 600 pies3/seg. Al revisar la salida de esta lección, se observa que se han creado 8 avisos. Estos avisos reportados se resumen al final de la salida del cálculo, como se ve en la Figura 7.5.7.5. Los avisos generados especifican que la relación entre la conducción aguas arriba y aguas abajo del perfil transversal se determinó que era menor que 0,7 y mayor que 1,4. Estos avisos pueden ignorarse en los perfiles transversales de la obra de desagüe, ya que puede esperarse un valor extremo del valor de la conducción cuando el flujo cambia bruscamente dentro y fuera del cauce del río a medida que pasa a través de la estructura de la obra de desagüe. Además de comprobar las salida resumen, se debe comprobar también los cálculos especiales de la obra de desagüe en todos los tres perfiles. Al revisar la salida del primer perfil de 100 pies3/segundo, se observa en la Figura 6.6.7.2 que la obra de desagüe está sometida a un flujo bajo con control en la salida. HEC-RAS elige las cotas más altas de la pendiente de energía de la entrada y salida para determinar la cota de control y, por lo tanto, determina que la obra de desagüe está sometida a las condiciones de control en la salida. En el segundo perfil de 400 pies3/segundo, se observa que la obra de desagüe está sometida a un flujo a presión con control en la salida. Para el tercer perfil de 600 pies3/segundo, se observa que la obra de desagüe está sometida a una presión con control en la entrada y a flujo por vertedero. También se observa que, en el perfil tercero, HEC-RAS prolonga los extremos del perfil transversal verticalmente hacia arriba en los perfiles transversales 5,060 y 5,180 para contener el remanso creado por la estructura de la obra de desagüe. Por lo tanto, puede ser necesario digitalizar un geometría del terreno más amplia en la situación de estos dos perfiles.


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Figura 7.5.7.4 Salida del Cálculo de HEC-RAS (continuación)


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7.5.8 Vista de los resultados topográficos El perfil de la superficie del agua se muestra en pantalla sobre el mapa topográfico, como se ve en la Figura 7.5.8.1. Al mostrar el perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico se ve que el río se estrecha a medida que alcanza la obra de desagüe y luego se ensancha después de pasar a través de la abertura de la obra de desagüe. Para más información sobre cómo mostrar el perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico, véase el principio de este capítulo.

Figura 7.5.8.1 Perfil de la superficie del agua sobre el mapa topográfico


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7.5.9 Vista de los resultados de los perfiles El perfil de la superficie del agua se muestra en la Figura 7.5.9.1. Para más información sobre cómo mostrar en pantalla los gráficos del perfil, véase el apartado al principio de este capítulo.

Figura 7.5.9.1 Perfil de la superficie del agua 7.5.10 Fichero del dibujo de solución Se proporciona un dibujo de la solución en el fichero de dibujo L07S.FLX. Este fichero de dibujo se incluye en la documentación contenida en los disquetes de ejemplos suministrados con el programa.

7.6 Lección 8 Creación del modelo de invasión de la plana de inundación

Esta lección expone cómo usar BOSS RCAD para realizar un cálculo de invasión de la plana de inundación. En esta lección se comenzará con un modelo de dibujo ya elaborado que no contiene información sobre invasión de la plana de inundación. El tramo de río que va a introducirse en el modelo es una zona que está situada fuera de una ciudad principal en la que se piensa un desarrollo a ambos lados de la plana de inundación. Debe usarse el dibujo de esta lección para determinar cómo puede mejorarse gran cantidad de terreno en la plana de inundación actualmente diseñada y volver a distribuir las zonas con vistas al desarrollo.


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Esta lección requiere el dibujo de ejemplo L09.FLX. Este fichero de dibujo se suministra en los ejemplos que se encuentran en los disquetes. El dibujo de ejemplo cargado se muestra en la Figura 7.6.1.


El fichero de dibujo mostrado en la Figura 7.6.1 ya ha sido definido adecuadamente para crear el modelo del perfil de la superficie del agua sin invasión de la plana de inundación. Por lo tanto, en esta lección es necesario definir solo aquellos datos que están relacionados directamente para crear el modelo de invasión del cauce. En esta lección se pretende invadir la plana de inundación existente de modo que puede tener lugar un desarrollo a ambos lados del río. La plana de inundación invadida debe proyectarse para que pueda pasar la avenida de periodo de retorno de 100 años sin elevar la cota de la superficie del agua más de 1 pie sobre la que tendría lugar normalmente en la plana de inundación existente. La punta de avenida de periodo de retorno de 100 años en este tramo de río es de 3.150 pies3/segundo.

7.61 Elección del método de invasión Se usará el método 4 de invasión para determinar las estaciones preliminares de invasión de la plana de inundación basándose en la condición de un aumento de 1 pie de la superficie del agua. El método 1 de invasión se usará posteriormente en esta lección para iterar las situaciones finales de las estaciones de invasión de la plana de inundación a lo largo del este tramo de río.


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De los seis métodos de invasión disponibles, los métodos 1 y 4 son los que más se usan generalmente. El método 4 es el primero que se emplea para calcular las situaciones aproximadas de las estaciones de la plana de inundación. En los tramos de río con altas velocidades del flujo (alta energía), el método 6 de invasión ofrece mejores resultados que el método 4, ya que funciona con un aumento de la tasa de cota de la pendiente de energía.

Figura 7.6.1.1 Método 4 de invasión

Con el método 4 de invasión (véase la Figura 7.6.1.1), el programa calcula las estaciones de invasión sobre la base de un aumento de cota de la superficie natural del agua mientras se mantiene la misma conducción. Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba (si se calcula un perfil subcrítico) hasta que cambia. Para más información sobre el método 4 de invasión, véase el apartado titulado Opciones de Invasión de la Plana de Inundación en el Capítulo 8.

6.8.1 Definición de las condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua

Pueden definirse un máximo de cuatro perfiles cuando se usa el método 4 de invasión, que permite al usuario especificar diferentes tipos de invasión. BOSS RCAD usará el segundo al cuarto perfil junto con el aumento especificado de la cota de la superficie del agua. Los cálculos de invasión de la plana de inundación pueden producir cambios en la superficie del agua mayor o menor que el aumento especificado de la cota de la


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superficie del agua. Por lo tanto, para simplificar lo suficiente los resultados del cálculo para determinar las estaciones finales de la invasión de la plana de inundación, a menudo es necesario examinar varios aumentos distintos de la cota de la superficie del agua (es decir, 0,8 – 1,0 y 1,2 pies). Este método de especificación de distintas cotas de una sola pasada se llama algunas veces aproximación por dispersión, donde se espera que uno de los tanteos de las cotas especificadas tenga una coincidencia con el aumento de la cota de la superficie del agua permitida. En este ejemplo, se especifican cuatro perfiles de la superficie del agua con el mismo caudal en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil /véase la Figura 6.8.2.1). Se examinarán tres diferentes tipos de aumento parta intentar coincidir con la cota de la superficie del agua exigida en el aumento de cota de 1 pie.

Figura 7.6.2.1 Se especifica cuatro condiciones iniciales del perfil de la superficie del agua

Debido a que se usa el método de cálculo de perfil pendiente/superficie para determinar la cota de la superficie del agua inicial aguas abajo y debido a que se usa el método 4 de invasión para determinar automáticamente las estaciones de la invasión de la plana de inundación, los cálculos de invasión no pueden comenzar en el perfil transversal inicial de aguas abajo. Por lo tanto, los cálculos de invasión de la plana de inundación comienzan en el siguiente perfil transversal 2,050 inmediatamente aguas arriba.


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7.6.4 Definición de las invasiones preliminares de la plana de inundación Como se dijo anteriormente, la invasión de la plana de inundación debe comenzar en el perfil transversal 2,050. Se comienza por seleccionar y mostrar en pantalla el perfil transversal 2,050 como cuadrícula de perfil transversal activo. Si no está seleccionado y no aparece en pantalla el perfil transversal 2,050 como perfil transversal activo, se hace clic en el identificador ID del perfil transversal activo en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos. RCAD mostrará después la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, como se ve en la Figura 7.6.3.1.

Figura 7.6.3.1 Se selecciona la cuadrícula del perfil transversal 2,050 en la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula del Perfil Transversal

En la caja de diálogo de Vista de la Cuadrícula de Perfil Transversal, se selecciona el perfil transversal 2,050 y se elige OK. Como se ve en la Figura 7.6.3.2, RCAD muestra después en pantalla la cuadrícula del perfil transversal 2,050 como ventana activa y activará el perfil transversal, mostrando su identificador ID en la barra de opciones bajo la ventana de la línea de comandos.


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Figura 7.6.3.2 Perfil transversal 2,050 mostrada en la ventana principal

A continuación, en el menú de Entrada se selecciona FLOODWAY ENCROACHMENT. RCAD mostrará después en pantalla la caja de diálogo de Descripción de Invasión de la Plana de Inundación, como se ve en la Figura 7.6.3.3. La caja de diálogo de Descripción de Invasión de la Plana de Inundación permite al usuario especificar cualquiera de los seis métodos de invasión de la plana de inundación. Esta caja de diálogo permite al usuario cambiar entre distintos métodos de invasión sin perder los datos anteriormente definidos. Las entradas de datos que no se aplican a un método de invasión concreto aparecen en color gris. Algunos de los avisos de entradas de datos disponibles cambiarán según el método de invasión seleccionado. Se selecciona el método 4 de invasión. Aparecerá la caja de diálogo de Descripción de Invasión de la Plana de Inundación como se ve en la Figura 7.6.3.3.


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Figura 7.6.3.3 Definición de los aumentos de tarjeta para el Método 4 de invasión

Se especifican unos aumentos de 8, 10 y 12 en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión de la Plana de inundación. Además, se selecciona que debe usarse una distribución igual de reducción de márgenes. Debido a que las opciones de invasión no se repiten automáticamente en todos los perfiles transversales siguientes de aguas arriba (cuando se calcula un perfil subcrítico), es necesario especificar la invasión de la plan de inundación en todos los demás perfiles transversales aguas arriba. Sin embargo, es práctica habitual considerar las invasiones de la plana de inundación en o cerca de la estructura del puente, ya que una elevación incremental causada por las invasiones puede invalidar los cálculos previos de diseño del puente.

6.8.2 Revisión de los resultados preliminares de la invasión de la plana de inundación

Una vez que se haya especificado adecuadamente la invasión de la plana de inundación, se puede hacer que el programa realice un cálculo de la invasión de la plana de inundación. Para más información, véase el apartado titulado Realización del Cálculo en este Capítulo. Si se ha realizado el cálculo satisfactoriamente, se genera un informe de los resultados del cálculo de HEC-RAS. Cuando se define el informe de HEC-RAS, debe asegurarse el usuario se especificar las Tablas de Invasión 1, 2 y 3 en la caja de diálogo de Opciones de Datos de Salida. Véase el apartado titulado Informe de los Resultados del Cálculo en este Capítulo para más información.


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Los resultados preliminares de la invasión de la plana de inundación se muestran el las Figuras 7.6.4.1 y 7.6.4.3. Muchas veces es necesario realizar varias iteraciones de tanteo, tratando diferentes aumentos de cota para obtener el aumento deseado de la cota de la superficie del agua.

Figura 7.6.4.1 Resultados preliminares de la invasión de la plana de inundación


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Figura 7.6.4.2 Resultados preliminares de la invasión de la plana de inundación(continuación)


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Figura 7.6.4.3 Resultados preliminares de la invasión de la plana de inundación (continuación)

Adviértase que la cota de la superficie el agua calculada aumenta en el perfil transversal 2,050 entre 0,13 a 0,19 pies – bastante por debajo de aumento definido y los criterios de diseño de 1 pie. De hecho, en el ajuste de esta lección de la invasión de la plana de inundación, se trasladarán las estaciones de invasión del perfil transversal hacia dentro para disponer de más plana de inundación para el desarrollo del terreno. Una técnica que puede usarse para aproximar rápidamente las invasiones de la plana de inundación consiste en especificar, en la primera iteración de cálculo, un aumento de cota mucho mayor que el que se ha previsto. Esto permite interpolar, a partir de los resultados de la salida de la iteración, una estimación más precisa del aumento de cota de la invasión del cauce. Específicamente, para determinar que aumento de cota de invasión debería especificarse en un perfil transversal, se puede hacer una mejor estimación interpolando a partir de los resultados previos, en lugar de extrapolar a partir de los resultados previos. Por ejemplo, si se ha previsto un aumento de la superficie del agua de 1 pie, y se produce un aumento de cota de 0,6 `pies y una previsión de cota de 2


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pies produce un aumento de 1,2 pies, se pueden interpolar una aumento de cota de 1,7 pies que producirá el aumento deseado. Este método permite determinar rápidamente las cotas de invasión de la plana de inundación necesaria en lugar de tantear, extrapolar o aumentar la cota de invasión 0,1 pies para cada iteración de cálculo. Esta misma técnica permite también determinar si la invasión del perfil transversal está bajo la influencia del remanso. Por ejemplo, inmediatamente aguas arriba de un puente puede aparecer que una cantidad adecuada de aumento de la cota de invasión afecta en el aumento de la cota de la superficie del agua. La técnica presentada anteriormente permite distinguir las zonas de remanso en la primera iteración de cálculo, ya que no habrá una aumento apreciable de la superficie del agua cuando se especifique una mayor aumento de cota. Al revisar la salida de este ejemplo, se observan cinco avisos generados. Estos avisos se resumen al final de la salida del cálculo de HEC-RAS, como se ve en la Figura 7.6.4.1. La Figura 7.6.4.1 también muestra la Tabla Resumen Predefinida 110 y la Figura 7.6.4.2 muestra la Tabla Resumen Predefinida 200. Estas dos tablas se usarán en el siguiente apartado para refinar posteriormente las situaciones de las estaciones de invasión. Los avisos generados especifican que la relación entre la conducción en los perfiles aguas arriba y aguas abajo (KRATIO) se determinó que eran menores de 0,7 o mayores que 1,4. Sin embargo, se recomienda en la Lección 2 que debe usarse un rango aceptable para KRATIO de 0,5 a 2,0 cuando se revisa la salida del cálculo. Al comprobar los resultados del cálculo, se observa que los valores de KRATIO dados pro el programa están dentro del rango aceptable sugerido.

7.6.5 Ajuste de la invasión de la plana de inundación Después de usar el método 4 de invasión para determinar la situación preliminar de las estaciones de invasión de la plana de inundación, puede usarse el método 1 de invasión para comenzar el ajuste de la situación de las estaciones de invasión de modo que se recobre la máxima cantidad de plana de inundación para el desarrollo del terreno. El Método 1 de invasión se usa para ajustar las situaciones de las estaciones de la invasión de la plana de inundación, debido a que este método de invasión permite especificar la situación de las estaciones izquierda y derecha de las invasiones (véase la Figura 7.6.5.1).


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Figura 7.6.5.1 Método 1 de invasión que permite definir la situación de las estaciones izquierda y derecha de la invasión

La caja de diálogo de Descripción de Invasión de la Plana de Inundación para el método 1 se muestra en la Figura 7.6.5.2.


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Figura 7.6.5.2 Caja de diálogo de Descripción de la Invasión de la Plana de Inundación para el método 1 de invasión

Debido a que los resultados del método 4 de invasión proporcionan cambios en la cota de la superficie del agua en algunos lugares del perfil transversal que eran bastante más grandes o menores que el aumento especificado de 1 pie, al usar el método 1 de invasión se necesario, por lo general, realizar unos cuantos tanteos para lograr un aumento de la cota de la superficie del agua de 1 pie en cada perfil transversal. Es importante recordar que un ajuste de la invasión de la plana de inundación en un perfil transversal puede afectar a la cota de la superficie del agua en el perfil transversal aguas arriba (cuando se calcula un perfil subcrítico). Por lo tanto, no es posible generalmente lograr un aumento de 1 pie en la cota de la superficie del agua en cada perfil transversal. Además, es deseable suavizar los límites de la plana de inundación propuesta y tener cuidado con la irregularidades topográficas cuando se sitúan las estaciones de invasión de la plana de inundación. Puede ser necesario considerar los condicionantes especiales de desarrollo del terreno para el proyecto de plana de inundación individual que se va a estudiar. Cuando se hacen iteraciones para la plana de inundación de proyecto final (especificando las estaciones de las invasiones izquierda y derecha), se recomienda que se inicie en el perfil transversal más aguas abajo, realizando los ajustes trasladándose hacia aguas arriba. Esto se debe a que el cambio de la invasión de aguas abajo afectará al perfil de la superficie del agua aguas arriba. Cuando se traslada la invasión hacia aguas arriba, se sugiere que se mueva gradual y uniformemente la invasión a lo largo del cauce del río. Por el contrario, si se mueve demasiado una invasión en un solo perfil transversal, esto puede causar un ligero descenso en el perfil de la superficie del agua localmente (forzando el perfil del flujo con calado crítico) y elevando demasiado el perfil de la superficie del agua en los perfiles transversales de aguas arriba.


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7.6.6. Revisión de los resultados finales de la invasión de la plana de inundación

La Figura 7.6.6.1 muestra la Tabla de Invasión 3, que ofrece un listado de las estaciones finales de la invasión izquierda y derecha determinadas en esta lección. En esta tabla resumen, es aparente que el aumento de la cota de la superficie del agua debida a la invasión de la plana de inundación está muy cercano al aumento especificado, mientras que se mantiene un límite suave de la plana de inundación.

Figura 7.6.6.1 Resultados finales de la invasión de la plana de inundación

7.6.7 Vista de los resultados del perfil Pueden mostrarse en pantalla tanto el perfil de la superficie original como el de la invasión en el mismo gráfico de perfil, como se ve en la Figura 7.6.7.1. Esto permite al usuario comprobar fácilmente los efectos de la invasión de la plana de inundación propuesta. Para más información sobre como mostrar en pantalla los gráficos de perfil, véase el apartado titulado Configuración de la Cuadrícula del Perfil en este Capítulo.


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Figura 7.6.7.1 Los perfiles de la superficie del agua original y con invasión se muestran en el mismo gráfico

7.6.8 Fichero del dibujo de la solución Se proporcionan dos dibujos de la solución para esta lección en un fichero de dibujo con la extensión L09BS.FLX que define las invasiones preliminares de la plana de inundación y el fichero de dibujo L09BS.FLX. que define las invasiones finales de la plana de inundación. Este fichero de dibujo está incluido en los disquetes entregados con el programa.

7.8 Otros Ejemplos de Ficheros de Dibujo En los disquetes pueden encontrarse ficheros de dibujos adicionales de HEC-RAS

7.9 Calibrado del modelo El calibrado del modelo es una fase importante del desarrollo inicial del modelo. La precisión de los coeficientes de pérdida y el número de perfiles transversales especificados es crucial para el calibrado del modelo. El proceso de calibrado debería comenzar con las mejores estimaciones de los coeficientes de pérdida dentro de un rango razonable de sus valores. Al calcular los perfiles para avenidas históricas y


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comprobar los resultados calculados con los valores observados, puede determinarse una medida de precisión del modelo y puede realizarse un calibrado del modelo. Si tienen que ajustarse los coeficientes de pérdida durante el proceso de calibrado, es razonable suponer que los valores de los coeficientes de pérdida no se conocen con exactitud, pero la magnitud relativa de los coeficientes de pérdida deben ser razonable. El apartado titulado Calibrado del coeficiente n de Manning en el Capítulo 8 suministra información sobre cómo calibrar el coeficiente n de Manning. Otra consideración principal de la creación del modelo es la separación de perfiles transversales. La separación de los perfiles transversales es uno de los factores más importantes en la precisión del perfil calculado. El Estudio de Precisión del Perfil de la Superficie del Agua del Centro de Ingeniería Hidráulica (1986) indicaba que la separación entre perfiles transversales es más importante que la precisión absoluta de los mismos perfiles transversales. Típicamente, hay un número insuficiente de perfiles transversales especificados para la mayoría de los modelos de perfil de la superficie del agua. Si pueden obtenerse perfiles transversales adicionales de los datos de campo o de los mapas topográficos. Estos perfiles transversales deben añadirse al modelo cuando sea necesario. Por lo general, los modelos iniciales requieren ajustes y datos adicionales de perfiles transversales. El usuario no debería suponer nunca que el modelo inicial es adecuado debido a que HEC-RAS no puede calcular el conjunto de datos.

7.9 Revisión de la salida Al final de los resultados de la salida del cálculo, se obtiene una salida por impresora de la salida resumen (véase la Figura 6.12.1). Esta salida está siempre incluida en los resultados de la salida, pero el usuario puede pedir otras tablas de salida. Véase el apartado titulado Opciones de Salida en el Capítulo 3 sobre cómo solicitar tablas resumen de salida definidas por el usuario o incluidas en el programa.


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Figura 7.9.1 Tablas de muestra 1 y 2 de los resultados del cálculo resumen de HEC-RAS

Por lo general, la impresión del resumen es el primer sitio para revisar la salida del cálculo. Este resumen constituye una revisión del cálculo y además muestra si se ejecutó totalmente el cálculo. Al final del resumen impreso hay un resumen de mensajes de avisos y estado (véase la Figura 7.9.1). Este resumen proporciona una lista de algunos de los avisos más importantes que se generaron durante el cálculo. Deben revisarse estos mensajes para ver si hay problemas de cálculo con el modelo especificado. Algunos de los mensajes de avisos, tales como Calado crítico supuesto, indican que hay serios problemas con la solución del perfil. En la salida por la Tabla Resumen1, se revisan las cotas de la superficie del agua , la cota crítica de la superficie del agua y la velocidad del flujo en el cauce, Si se emplearon caudales crecientes en los datos de un perfil múltiple, el usuario debe esperar que el aumento de las cotas de la superficie del agua en un perfil transversal con cada caudal siguiente. A medida que la solución de traslada hacia aguas arriba (si se calcula un perfil subcrítico), las cotas de la superficie del agua y del gradiente de energía deberían aumentar generalmente. El gráfico del perfil de la superficie del agua así lo mostrará. El aumento de las cotas de la superficie del agua entre perfiles transversales debería ser parecido en los múltiples perfiles. El proceso de revisión debería contemplar cualquier inconsistencia en los resultados de la salida. La persona que revisa debe ser capaz de predecir y explicar la solución obtenida. La anchura superior de la superficie del agua calculada (en la Tabla Resumen1 y 2) deberá ser revisada también. HEC-RAS no comprueba la continuidad entre perfiles transversales. Es posible obtener una solución que muestre una anchura superior de la superficie del agua de 5.000 pies en un perfil transversal y de 500 pies en el


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siguiente perfil transversal de aguas arriba. A menudo, una anchura superior variable es el resultado de que el flujo que circula por el cauce en un perfil transversal y en las márgenes de la plana de inundación en el siguiente perfil transversal. El gráfico en 3D del valle del río mostrará también cualquier discontinuidad en la anchura de la superficie del agua entre perfiles transversales. La persona que revisa debe decidir si estas discontinuidades son razonables. Si hubiera flujo por las márgenes sólo en un perfil transversal y no en el perfil transversal de aguas arriba o aguas abajo, puede ser razonable llegar a la conclusión de que el flujo en el perfil transversal corriente está utilizando totalmente toda la zona de las márgenes. En los lugares en que haya cambios radicales en la anchura superior, se determina con ayuda del mapa topográfico la trayectoria que sigue el flujo con más probabilidad. Se compara la trayectoria del flujo con la situación del perfil transversal y la orientación especificada en el modelo. El usuario puede necesitar insertar perfiles adicionales de transición o modificar el perfil transversal actual basándose en los resultados del modelo inicial. Las áreas inundadas (zonas con flujo activo) no deben incluirse en la definición del perfil transversal. Otra manera de comprobar la continuidad del flujo entre perfiles transversales es comparar el flujo en la margen izquierda, flujo en el cauce y el flujo en la margen derecha en cada perfil transversal. Una aproximación alternativa consiste en comprobar el porcentaje de flujo en estas zonas. La distribución del flujo no debería variar demasiado de un perfil transversal a otro. Por ejemplo, no sería razonable que el 70% del flujo sea por la margen izquierda en un perfil transversal sin ningún flujo en la margen izquierda en el perfil transversal adyacente. Si esto ocurre debido a la inundación, entonces la zona inundada no debe incluirse en el cálculo. La caja de diálogo de Descripción de la Zona de Flujo Efectivo (véase la Figura 7.9.2) puede usarse para eliminar las zonas de flujo inefectivo en las márgenes.

Figura 7.9.2 Caja de diálogo de Descripción de la Zona de Flujo Efectivo


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Se revisa el cálculo de la pérdida de energía inspeccionando la pendiente de la línea de energía entre perfiles transversales, dados en la Tabla Estándar 1. La pendiente de la línea de energía es muy sensible a la conducción. Sin importar que el cálculo de la pérdida por rozamiento se use para promediar la pendiente de la línea de energía entre perfiles transversales (véase la caja de diálogo de Parámetros del Trabajo), el cambio de la pendiente de la línea de energía entre perfiles no debería ser demasiado grande. Si entre perfiles transversales la pendiente de la línea de energía disminuye en más de un 50% o aumenta más de un 100%, la longitud del tramo del perfil transversal puede ser demasiado larga para tener en cuenta la determinación precisa de las pérdidas de energía. Sería aconsejable insertar perfiles transversales adicionales.

Figura 7.9.3 Caja de diálogo de Parámetros del Trabajo

La velocidad en el cauce de un perfil transversal (dado por la Tabla Estándar 1) también debería revisarse del modo que se describió anteriormente para la pendiente de la línea de energía. Las velocidades muy altas y los grandes cambios en la velocidad entre perfiles transversales pueden indicar problemas en el modelo especificado. La velocidad debe ser realística para el tramo que se estudia. La relación entre la conducción de aguas arriba a aguas abajo se calcula por el programa, se generará un mensaje de aviso El Cambio de Conducción está fuera del rango aceptable. Si esta relación es menor que 0,7 o mayor y mayor que 1,4. Estos avisos pueden ignorarse en los perfiles transversales de la obra de desagüe, ya que puede esperarse un valor extremo del valor de la conducción cuando el flujo cambia bruscamente dentro y fuera del cauce del río a medida que pasa a través de la estructura de puente u obra de desagüe.


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Puede añadirse perfiles transversales adicionales cuando la relación de conducción esta fuera del rango aceptable y la longitud del flujo entre perfiles transversales es demasiado grande. Si las longitudes entre perfiles transversales son razonables y se produce un valor razonable y se produce un cambio de conducción extremo, será necesario bloquear las zonas de flujo inefectivo en aquellos perfiles transversales usando la Opciones de Zona de Flujo Efectivo en HEC-RAS. La zona de flujo efectivo se define usando la pantalla de entrada de datos de Descripción de Zona de Flujo Efectivo y se describe con detalle en el apartado titulado Descripción del Valle del Cauce en el Capítulo 5. Y en el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en ele Capítulo 9. La revisión de la salida resumen a menudo presenta una serie de problemas. La salida secuencial del cálculo, proporcionada por la salida del resumen, debería examinarse para determinar las razones de las inconsistencias observadas. El apartado Resumen de Avisos y Mensajes de estado debería revisarse también. Este apartado proporcionará a menudo las claves de los problemas de cálculo. Las soluciones con calado crítico deben examinarse. A menudo HEC-RAS invierte la solución a un calado crítico cuando el proceso de cálculo no encuentra un equilibrio entre las cotas supuestas y calculadas de la superficie del agua. Muchas veces este es el resultado de grandes cambios en la conducción entre perfiles transversales que están colocados demasiado separados entre sí. La solución corriente consiste en insertar perfiles transversales adicionales. Además, hay una opción que permite al programa seleccionar automáticamente el método de cálculo de pérdidas por rozamiento en condiciones de flujo (véase la caja de diálogo de Parámetros de trabajo en la Figura 7.9.3). Algunas veces esta opción proporcionará una solución correcta del perfil de la superficie del agua, pero no sustituye el insuficiente número de perfiles transversales. El usuario debería revisar cuidadosamente las soluciones en puentes y obras de desagüe. La salida secuencial del cálculo es la presentación más completa de la solución de un puente u obra de desagüe. Son muy útiles las Tablas Resumen para revisar la tabla resumen de las soluciones de puente especial, y la Tabla Resumen es útil para la revisión de las soluciones de obras de desagüe especiales. Los resultados del puente en la salida secuencial del cálculo deben revisarse con vistas a la transición del flujo arriba y abajo del puente. La secuencia de cálculo y las pérdidas totales en el puente, calculadas dentro de la rutina del puente, deben revisarse. El apartado titulado Método de Puente del Capítulo 9 describe la lógica de cálculo para el método de la solución del puente. Si hay un problema en la solución del puente, el usuario puede buscar en la solución del puente, determinar la base de la decisión lógica crítica usada en la solución y proporcionar los ajustes necesarios del modelo para corregir la solución. El ingeniero debería comparar el calado del flujo calculado y el calado crítico en la estructura de un puente. No debe tenerse cuidado si estas dos calados están dentro de un ±10%, ya que un ligero cambio de las condiciones de flujo puede ocasionar un cambio enorme en la cota de la superficie del agua calculada. Se revisa el gráfico en 3D dado por RCAD. Este gráfico situará los perfiles transversales, ilustrará la trayectoria del flujo calculado y proporcionará un visión general de los resultados del modelo. También es una forma conveniente de comprobar la salida del programa comparándola con una representación en mapa del tramo que se está estudiando.


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El usuario debería tratar los datos de entrada en el tramo de estudio como modelo inicial. Es razonable esperar varias iteraciones antes de que el modelo represente con precisión el tramo de estudio. La primera iteración se basa generalmente en la geometría física y en las características del tramo en estudio y el flujo esperado en el tramo. Los resultados del cálculo deben revisarse de forma consistente y razonable. Algunas veces los resultados no son consistentes con la hipótesis inicial. Puede ser necesario volver a definir el modelo para reflejar la información adicional obtenida de los resultados iniciales del cálculo.

Capítulo 8 Metodología del Programa HEC-2

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CAPÍTULO 8 Metodología del Programa HEC-2 8.1 Introducción 8.1.1 Antecedentes del programa 8.1.2 Capacidades del programa 8.1.3 Limitaciones del programa 8.2 Base teórica del cálculo del perfil 8.2.1 Ecuaciones para el cálculo básico del perfil 8.2.2 Subdivisión del perfil transversal 8.2.3 Valoración de la pérdida por rozamiento 8.2.4 Procedimiento de cálculo 8.2.5 Determinación del calado crítico 8.3 Requisitos básicos de entrada 8.3.1 Tipo de perfil de flujo 8.3.2 Cota inicial de la superficie del agua 8.3.3 Caudal 8.3.4 Coeficientes de pérdida 8.3.5 Geometría del perfil transversal 8.3.6 Longitudes de tramo 8.3.7 Propagación de los datos 8.4 Cálculos de pérdidas en puentes y obras de desagüe 8.4.1 Pérdidas por contracción y expansión 8.4.2 Método de puente normal 8.4.3 Método de puente especial 8.4.4 Método de obra de desagüe especial 8.4.5 Pérdidas en la entrada 8.5 Normas para creación del modelo 8.5.1 Elección de los métodos de creación del modelo 8.5.2 Perfiles transversales para creación del modelo de puente y obra de desagüe 8.5.3 Perfiles transversales para puente normal 8.5.4 Perfiles transversales para puente especial 8.5.5 Perfiles transversales para obra de desagüe especial 8.5.6 Perfiles transversales intermedios 8.5.7 Zona de flujo efectivo 8.6 Coeficientes de pérdida de energía 8.6.1 Coeficientes de pérdida de energía 8.6.2 Ecuaciones opcionales de pérdida por rozamiento 8.6.3 Perfiles transversales interpolados 8.6.4 Coeficientes de puente especial 8.6.5 Coeficientes de pérdida en la entrada de obra de desagüe 8.6.6 Coeficientes de flujo por vertedero 8.7 Técnicas avanzadas de creación del modelo 8.7.1 Puente con múltiples aberturas 8.7.2 Puentes con pretiles 8.7.3 Puentes colgantes 8.7.4 Puentes con aguas bajas 8.7.5 Puentes esviados 8.7.6 Puentes excéntricos 8.7.7 Puentes paralelos 8.7.8 Presas y azudes 8.7.9 Obras de desagüe no estandarizadas


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8.7.10 Obras de desagüe múltiples diferentes 8.7.11 Puentes y obras de desagüe combinados 8.8 Cálculo de flujo dividido 8.8.1 Capacidades del flujo dividido 8.8.2 Limitaciones del flujo dividido 8.8.3 Procedimiento de cálculo del flujo dividido 8.8.4 Consideraciones de longitudes de tramo 8.8.5 Consideraciones hidrológicas 8.9 Determinación de los cauces de evacuación de avenidas 8.9.1 Normas para trazado de cauces de evacuación de avenidas 8.9.2 Procedimiento de creación del modelo de cauces de evacuación de avenidas 8.9.3 Opciones de invasión del cauces de evacuación de avenidas 8.9.4 Invasiones en puentes y obras de desagüe 8.9.5 Distribución del flujo 8.9.6 Cauces de avenidas idealizados 8.9.7 Problemas de determinación del cauce de evacuación de avenidas 8.9.8 Dificultades de ríos con pendientes suaves 8.9.9 Dificultades de vertido por coronación en avenidas 8.9.10 Dificultades en ríos aluviales 8.9.11 Dificultades en ríos con altas velocidades 8.9.12 Dificultades del cauce de evacuación de avenidas creado 8.10 Determinación de zonas con riesgo de inundación 8.10.1 Factores de riesgo en avenidas 8.10.2 Determinación del tramo 8.10.3 Designación de la zona 8.10.4 Aplicación de HEC-2 8.11 Cálculo de las mejoras del cauce 8.12 Otras opciones de HEC-2 8.12.1 Cálculo de múltiples perfiles 8.12.2 Cálculo del calado crítico 8.12.3 Perfiles de los afluentes 8.12.4 Calibrado del coeficiente n de Manning 8.12.5 Método modificado de Puls 8.12.6 Ríos cubiertos de hielo 8.13 Referencias


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CAPÍTULO 8 Metodología del Programa HEC-2 Este capítulo describe la base teórica del programa, sus capacidades y las maneras de utilizar el programa para calcular los perfiles de la superficie del agua. 1 Introducción BOSS RiverCAD (en adelante BOSS RCAD) se basa en una versión muy mejorada del modelo HEC-2 de cálculo del perfil de la superficie del agua del Centro Técnico de Hidrología del U.S. Army Corps of Engineers. Algunas de las discusiones de este capítulo proceden del Manual del Usuario del Perfil de la Superficie del Agua del U.S. Army Corps of Engineers y de la Aplicación de la Opción de flujo dividido de HEC-2 del U.S. Army Corps of Engineers. Las referencias citadas al final de este capítulo constituyen una fuente preciada para explicaciones adicionales sobre la teoría y metodología. Los procedimientos de investigaciones en el terreno se discuten por Benson y Dalrymple (1967). Los coeficientes de rugosidad se discuten en los textos de hidráulica más comunes tales como Chow (1959) y Henderson (1966). Barbes (1967) presenta fotografías en color de lugares en que se habían calculado los coeficientes de rugosidad para caudales aforados. Davidian (1984) discute la situación adecuada y subdivisión de los perfiles transversales y es una referencia excelente de los tópicos relacionados con los cálculos del perfil de la superficie del agua. 1 Antecedentes del programa El programa HEC-2 se creó en 1960 por el U.S. Army Corps of Engineers en el Centro Técnico de Hidrología. A lo largo de los años, se han hecho muchas mejoras para la creación del modelo del programa. El programa emplea un procedimiento numérico llamado método de paso estándar para calcular los cambios de la cota de la superficie el agua entre perfiles transversales adyacentes. Los cálculos comienzan en un extremo del río que se estudia y avanza perfil transversal por perfil transversal hasta el otro extremo. En los lugares en que hay puentes u obras de desagüe, donde la mecánica del flujo es más compleja, se emplean otros métodos para determinar el cambio de cota en la superficie del agua. 1 Capacidades del programa El programa HEC-2 es un modelo de cálculo ampliamente aceptado. El programa calcula los perfiles de la superficie del agua para flujos estables y gradualmente variables en cauces naturales o artificiales. Se pueden calcular tanto perfiles subcríticos como supercríticos. El programa puede tener en cuenta el remanso creado por puentes, obras de desagüe, azudes u otras estructuras de la plana de inundación. El programa puede usarse para valorar las invasiones de la plana de inundación, identificar las zonas con riesgos de inundación, y proyectar y valorar las mejoras del cauce.


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Otras capacidades del programa incluyen la opción de seleccionar ecuaciones alternativas de pérdida por rozamiento, calcular el calado crítico, resolver directamente el coeficiente n de rugosidad de Manning, insertar automáticamente perfiles transversales generados por el programa, especificar las zonas de flujo efectivo, y realizar el cálculo de múltiples perfiles en una sola ejecución del programa. Estas opciones se describen con detalle en los apartados siguientes. 1 Limitaciones del programa Aunque el modelo de HEC-2 proporciona unos resultados satisfactorios en las mayoría de las aplicaciones, la metodología usada por el modelo se basa en varias hipótesis simplificadas. Estas hipótesis son las siguientes: 1. El flujo es constante o gradualmente variable. Los cambios bruscos en el flujo

(tales como resaltos hidráulicos) y los dependientes del tiempo (tales como las condiciones de onda) no pueden ser calculados.

2. El flujo es unidimensional; los componentes de la velocidad en direcciones distintas de la dirección del flujo no se tiene en cuenta- Las ecuaciones usadas por el programa suponen que la carga de total de energía es la misma en todos los puntos de una posición de un perfil transversal.

3. Los cauces del río tienen la misma pendiente, digamos menos de 1:10. La carga debida a la presión se representa por el calado del agua medido verticalmente hacia abajo y no es sentido perpendicular a la superficie del agua inclinada.

4. La pendiente de rozamiento se supone constante entre perfiles transversales. 5. Se suponen unos límites rígidos del flujo. Las condiciones con límites móviles

(por ejemplo, el transporte de sedimentos o las situaciones de erosión) no pueden calcularse.

6. Los cálculos del perfil no están permitidos en los cambios de calado crítico. Deben realizarse cálculos por separado para los perfiles subcríticos y supercríticos.

Como en todos los modelos de cálculo, debe tenerse especial cuidado al interpretar los resultados del cálculo del programa. Es esencial comprender la base de los cálculos hidráulicos del programa y sus limitaciones. Aunque las cotas de la superficie del agua se imprimen con dos cifras decimales, los resultados pueden variar algunos pies. 1 Base teórica del cálculo del perfil El procedimiento de cálculo usado en HEC-2 se basa en la solución de la ecuación de energía unidimensional con las pérdidas de energía debidas al rozamiento dado pro la ecuación de Manning. Este procedimiento de cálculo se conoce como método de paso estándar. Los siguientes apartados describen el procedimiento de cálculo y las ecuaciones usadas por el modelo para el cálculo de los perfiles de la superficie del agua. Otros temas que se discuten son los siguientes: subdivisión de los perfiles transversales para determinar la conducción y la distribución de la velocidad, la valoración de las pérdidas por rozamiento, el procedimiento iterativo para resolver las ecuaciones básicas y la determinación del calado crítico.


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Los procedimientos de cálculo usados para calcular el flujo a través de puentes u obras de desagüe, para valorar las invasiones de la plana de inundación y las mejoras del cauce y para determinar los flujos divididos se discuten en los apartados siguientes. 1 Ecuaciones para el cálculo del perfil básico Las dos siguientes ecuaciones se resuelven mediante un proceso iterativo (método de paso estándar) para calcular una cota desconocida de la superficie del agua en un perfil transversal:

donde (véase la Figura 8.2.1.1) ws1, ws2 son las cotas de la superficie del agua en los extremos del tramo v1 v2 son las velocidades medias (superficie total del caudal total) en los

extremos del tramo α1 α2 son los coeficientes de velocidad para el flujo en los extremos del tramo g aceleración de la gravedad he pérdida de carga de energía L longitud del tramo compensado por el caudal Sf pendiente de rozamiento representativa en el tramo C coeficiente de pérdida por expansión o contracción

Figura 8.2.1.1 Representación de la ecuación de energía en RCAD


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La longitud del tramo compensado por el caudal, L, se calcula mediante:

donde Llob = longitud del tramo para el flujo en la margen izquierda Lch = longitud del tramo para el flujo en el cauce Lrob = longitud del tramo para el flujo en la margen derecha Qlob = media aritmética del flujo en el extremo del tramo en la margen izquierda Qch = media aritmética del flujo en el extremo del tramo en el cauce principal Qrob = media aritmética del flujo en el extremo del tramo en la margen derecha La determinación de una pendiente de rozamiento representativa, Sf, se discute en el apartado titulado Valoración de la pérdida por rozamiento en este capítulo. La elección de las magnitudes apropiadas para los coeficientes de expansión y contracción se discuten en los apartados titulados Coeficientes de Pérdida de Energía y Pérdidas por Contracción y Expansión en este capítulo. 1 Subdivisión del perfil transversal La determinación de la conducción total del coeficiente de velocidad para un perfil transversal requiere que el flujo se subdivida en unidades en las que la velocidad se distribuye uniformemente. La aproximación usada en HEC-2 consiste en subdividir el flujo en zonas de márgenes usando las estaciones especificadas del perfil transversal como base para la subdivisión. La conducción se calcula dentro de cada subdivisión mediante la siguiente ecuación (que emplea unidades anglosajonas):

donde k = conducción para la subdivisión n = coeficiente n de Manning para la subdivisión a = superficie del flujo para la subdivisión r = radio hidráulico para la subdivisión (superficie dividida por el perímetro

mojado) El flujo en el cauce principal no se subdivide en las aplicaciones normales. La conducción total para el perfil transversal se obtiene sumando las conducciones incrementales. El coeficiente de distribución de la velocidad,α, se calcula basándose en la conducción de los elementos de flujo en la margen izquierda, en el cauce y en la margen derecha. Se obtiene mediante la siguiente ecuación:


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donde At = superficie del flujo total del perfil transversal Alob = superficie del flujo en la margen izquierda Ach = superficie del flujo en el cauce Arob = superficie del flujo en la margen derecha Kt = conducción total del perfil transversal Klob = conducción de la margen izquierda Kch = conducción del cauce Krob = conducción de la margen derecha Nótese que el valor más pequeño del coeficiente de distribución de la velocidad,α, que puede suceder es 1,0. Esto corresponde a un perfil de velocidad uniforme a lo largo de toda ña anchura del flujo del río. 1 Valoración de la pérdida por rozamiento La pérdida por rozamiento se valora en HEC-2 como el producto de Sf y L, donde Sf es la pendiente de rozamiento representativa del tramo y L se define mediante la Ecuación 8,2,3, Las expresiones alternativas de Sf disponibles en HEC-2 son las siguientes: Ecuación de la conducción media (por defecto):

Ecuación de la pendiente media de rozamiento

Ecuación de la pendiente de rozamiento de media geométrica


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Ecuación de la pendiente de rozamiento de media armónica

La ecuación 8.2.6 es la ecuación que se usa por defecto en el programa a menos que se especifique una ecuación distinta por el usuario (véase La Figura 8.2.3.1). El programa también permite que una de las ecuaciones anteriores de seleccione automáticamente tramo por tramo dependiendo del régimen de flujo y del tipo de perfil (es decir, S1, M1, etc.). Una discusión posterior de los métodos alternativos para valorar la pérdida por rozamiento está incluida en el apartado titulado Capacidades Opcionales en el capítulo 6 y en el apartado titulado Parámetros de Trabajo en el Capítulo 4.

Figura 8.2.3.1 Caja de diálogo de Parámetros de Trabajo 1 Procedimiento de cálculo La cota desconocida de la superficie del agua en un perfil transversal se determina por una solución alternativa de las ecuaciones 8.2.1 y 8.2.2. El procedimiento de cálculo es el siguiente: 1. Se supone una cota de la superficie del agua en el perfil transversal aguas arriba si

se va a calcular un perfil subcrítico o en el perfil transversal aguas abajo si se va a calcular un perfil supercrítico.

2. Basándose en la cota supuesta de la superficie del agua, se determina la correspondiente conducción total y la carga debida a la velocidad.

3. Con los valores del paso 2, se calcula Sf y se resuelve la Ecuación 8.2.2 para he.


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4. Con los valores de los pasos 2 y 3, se resuelve la Ecuación 8.2.1 para WS2. 5. Se compara el valor calculado de WS2 con los valores supuestos en el paso 1; se

repiten los pasos 1 a 5 hasta que los valores coinciden dentro de 0,01 pies (o 0,01 metros).

Los criterios usados para suponer las cotas de la superficie del agua en el procedimiento iterativo varía de ensayo en ensayo. Generalmente, el primer ensayo se basa en proyectar la cota de la superficie del agua previa del perfil transversal usando una media de las pendientes de rozamiento desde los dos perfiles transversales previos. El segundo ensayo es una media aritmética de las cotas calculadas y supuestas en el primer ensayo. El tercer y subsiguientes ensayos se basan generalmente en un método secante de proyectar el ritmo de cambio de la diferencia entre las cotas calculada y supuesta para los dos ensayos previos. El cambio de un ensayo al siguiente se limita a un máximo del 50% del calado supuesto en el ensayo previo. Una vez que se haya obtenido una cota equilibrada de la superficie del agua para un perfil transversal, se comprueba que es segura que la cota está en el lado correcto de la cota crítica de la superficie del agua (es decir, sobre la coa de calado crítico si se está analizando un perfil subcrítico). Si la cota equilibrada está en el lado erróneo de la cota crítica de la superficie del agua, el calado crítico se supone en el perfil transversal y se imprime una mensaje de aviso que describe esta hipótesis en la salida del cálculo. El ingeniero debería estar alerta sobre los mensajes de aviso sobre calado crítico y determinar la causa de tal evento. Muchas veces estos mensajes de aviso tienen lugar en longitudes de tramo de perfil transversal, al ser demasiado largas o de la mala representación de las zonas de flujo efectivo del perfil transversal. Cuando se calcula un perfil subcrítico, se realiza una comprobación preliminar en cada perfil transversal para un régimen de flujo adecuado. Esta comprobación corresponde a la siguiente ecuación:

donde αν2/(2g)test = carga debida a la velocidad que podría existir si existiera una

condición crítica en la cota equilibrada de la superficie del agua At = superficie total del flujo T = anchura superior de la superficie del agua Si la carga debida a la velocidad, αν2/(2g), es inferior al 94% de αν2/(2g)test, será aceptable la cota equilibrada de la superficie del agua para el perfil transversal. Si la carga debida a la velocidad es superior al 94% del valor del ensayo, la cota crítica de la superficie del agua se determinará de modo que pueda hacerse una comparación directa de la cota equilibrada con la cota crítica. La cota crítica de la superficie del agua se determina mediante un procedimiento en el apartado titulado Determinación del calado crítico en este Capítulo. Cuando se calcula un perfil supercrítico, el calado crítico, el calado crítico se calcula automáticamente en cada perfil transversal. Esto permite hacer una comparación entre la cota equilibrada y la cota crítica de la superficie del agua.


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1 Determinación del calado crítico El calado crítico para un perfil transversal se calculará si se satisface cualquiera de estas condiciones: 1. Se va a calcular un perfil supercrítico 2. El cálculo del calado crítico ha sido solicitado por el usuario en la caja de diálogo

de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.2.3.1) 3. Este es el primer perfil transversal que va a calcularse, se ha especificado una

condición de calado crítico por el usuario. 4. La comprobación del calado crítico aproximado cuando se calcula un perfil

supercrítico indica que el calado crítico real debería determinarse para comprobar el régimen de flujo relacionado con la cota equilibrada.

La carga de energía total para un perfil transversal se define como:

donde H = carga de energía total WS = cota de la superficie del agua αν2/(2g) = carga debida a la velocidad El calado crítico es aquel cuyo calado del agua para la carga de energía total es un mínimo en un perfil transversal dado para un régimen de flujo concreto. El calado crítico se determina usando un proceso iterativo en el que se supone que las cotas de las superficie del agua y sus correspondientes cargas de energía total se determinan mediante la ecuación 8.2.11 hasta que se alcanza un carga de energía total mínima. Para acelerar el proceso de iteración, se sigue un procedimiento de interpolación parabólico. Este procedimiento incluye la determinación de valores de H para tres valores de WS que se espacian en intervalos iguales de ∆WS. El WS correspondiente al valor mínimo para H, definido por una parábola que pasa a través de los tres puntos (en un gráfico de H en función de WS), y se usa después para el siguiente valor supuesto de WS. Si se supone que se ha obtenido el calado crítico cuando hay un cambio inferior al 2,5% en el caldo de una iteración a la siguiente y la carga de energía no se ha modificado en más de 0,01 pies. La tolerancia de error del calado crítico del 2,5% puede ser modificada por el usuario en la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.2.3.1). 8.3 Requisitos básicos de entrada El programa HEC-2 está proyectado para calcular las cotas de la superficie del agua en todos los puntos de interés de unos valores de flujo dados, Los datos necesarios para realizar estos cálculos incluyen los siguientes: • Tipo de perfil de flujo (subcrítico o supercrítico) • Cota inicial de la superficie del agua.


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• Caudal • Coeficientes de pérdida. • Geometría del perfil transversal • Longitudes de tramo Estos requisitos de datos de entrada se discuten en los siguientes apartados. 8.3.1 Tipo de perfil de flujo Los cálculos del perfil comienzan en un perfil transversal con unas condiciones iniciales sabidas o supuestas y sigue hacia aguas arriba cuando calcula un perfil subcrítico o hacia aguas abajo cuando se calcula un perfil supercrítico. El tipo de perfil se especifica en la caja de diálogo de Descripción de Cálculo del Perfil (véase la Figura 8.3.1.1). Por lo general, los perfiles de flujo subcríticos son para cauces naturales.

Figura 8.3.1.1 Caja de diálogo de Descripción de Cálculo del Perfil Los perfiles subcríticos calculados por el programa se limitan al calado crítico o por encima de él, y los perfiles supercríticos se limitan al calado crítico o por debajo de él. El programa no permite el cálculo del perfil para sobrepasar el calado crítico excepto para ciertos problemas de cálculo de puentes u obras de desagüe. En tramos donde el flujo pasa de un tipo de perfil a otro (como se ve en la Figura 8.3.1.2), es necesario calcular el perfil dos veces, suponiendo primero un flujo subcrítico y suponiendo después un flujo supercrítico.


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Figura 8.3.1.2 Perfiles calculados para flujos subcríticos y supercríticos Los resultados del perfil subcrítico calculado para el río del ejemplo podrían presentar un gráfico con calado crítico (sobre el perfil real de la superficie del agua) en el tramo con más pendiente del río. Los resultados del cálculo del perfil supercrítico podrían presentar un gráfico con calado crítico (por debajo del perfil real de la superficie del agua) para tramos con pendiente suave del río. El perfil final podría incorporar los resultados calculados en ambos cálculos y un cálculo del resalto hidráulico (véase los problemas de ejemplo en el Capítulo 6). HEC-2 no puede determinar la posición del resalto hidráulico o las pérdidas de energía relacionadas con el resalto. 8.3.2 Cota inicial de la superficie del agua La cota de la superficie del agua para el perfil transversal pueden especificarse en una de las tres maneras siguientes: 1. Como una cota de la superficie del agua conocida, como una curva de gastos 2. Como calado crítico 3. Como calado normal, determinado por los cálculos de pendiente/superficie La entrada de selección del botón redondo del Método de Cálculo en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil (véase la Figura 8.3.1.1) permite al usuario definir la cota inicial de la superficie del agua mediante uno de los tres métodos anteriores. El método más preferido para definir una cota inicial de la superficie del agua es el conocido como método de cálculo de cota de la superficie del agua conocida. Por lo general, esta cota puede determinarse a partir de una curva que relaciona las cotas con los caudales, datos históricos de lagos o mares, o un estación de aforos. Si no se dispone de una cota del agua conocida, puede aplicarse el método de cálculo pendiente/superficie. Una estimación de la pendiente de la línea de energía y una estimación inicial de la cota inicial del agua debe ser especificada por el usuario. La


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pendiente del fondo del río puede introducirse para aproximar la pendiente de la línea de energía. Después el programa calcula un caudal usando estas condiciones iniciales y compara con el caudal calculado con el caudal especificado. Si hubiese una gran diferencia entre caudales, la cota estimada de la superficie del agua se ajusta y se determina de nuevo el caudal. Este procedimiento se repite hasta que el caudal calculado y el especificado se diferencien un 1%. La última superficie del agua calculada se usa después como cota inicial de la superficie del agua. Si se selecciona el método de calado crítico, entonces la cota inicial de la superficie del agua se fijará con cota crítica. Este método debería seleccionarse en aquellos sitios donde se sabe que las condiciones son críticas o casi críticas en el rango de caudales que se analizan, por ejemplo, como una catarata, azud o secciones de rápidos. Después se usa la cota inicial de la superficie del agua para los siguientes cálculos aguas arriba (cuando se calcula un perfil subcrítico) o aguas abajo (cuando se calcula un perfil supercrítico). Nota Si hay dudas sobre en que perfil transversal debería situarse la cota inicial de la superficie el agua, puede ser ventajoso comenzar los cálculos del perfil en el perfil transversal más aguas abajo (cuando se calcula un perfil subcrítico) o en el perfil transversal más aguas arriba (cuando se calcula un perfil supercrítico). Luego se calcula el perfil de la superficie del agua en varios perfiles transversales dejando el perfil transversal inicial. Si la cota de la superficie del agua inicial supuesta está en el lado correcto del calado crítico para el perfil que se está analizando, entonces la cota de la superficie del agua calculada tenderá a converger hacia la cota correcta.

Figura 8.3.2.1 Determinación de la cota inicial de la superficie del agua comenzando por el perfil transversal más aguas abajo


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Pueden suponerse varios calados para tratar de abarcar la cota inicial correcta. Por ejemplo, pueden suponerse el calado crítico, el calado normal y otros calados. Si los cálculos se comienzan bastante lejos del perfil transversal original, entonces, a medida que progresan los cálculos de perfil transversal a perfil transversal, las cotas de la superficie del agua deberían converger hacia la cota real de la superficie del agua (véase la Figura 8.3.2.1). Un buena regla de andar por casa consiste en comenzar aguas abajo ( o aguas arriba unos 4 a 10 anchuras del cauce separado del perfil transversal inicial). 8.3.3 Caudal La caja de diálogo de Descripción de Cálculo del Perfil (véase la Figura 8.3.3.1) especifica el caudal inicial en cada perfil, en el perfil transversal aguas abajo (cuando se calcula un perfil subcrítico) o en el perfil transversal aguas arriba (si se calcula un perfil supercrítico).

Figura 8.3.3.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil Los caudales pueden determinarse a partir de tormentas o análisis de frecuencias aplicadas a modelos de lluvias/escorrentías (tales como HEC-1). Por ejemplo, estos caudales podrían consistir en los caudales punta para periodos de retorno de 10, 50. 100 y 500 años. Se pueden especificar hasta 14 caudales. Para cambiar el caudal en un perfil transversal concreto para terne en cuenta la aportación o salida de flujo debida a afluentes del río, puede usarse la caja de diálogo de Descripción de Ajuste del Perfil (véase la Figura 8.3.3.2)


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Figura 8.3.3.2 Caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil 8.3.4 Coeficientes de pérdida Se utilizan cuatro tipos de coeficientes de pérdida en el programa para valorar las pérdidas de energía (en altura): 1. Coeficientes de rugosidad de Manning para pérdidas por rozamiento. 2. Coeficientes de contracción y expansión para valorar las pérdidas de transición

del flujo. 3. Coeficientes de pérdida en puentes para valorar las pérdidas relativas a forma

de vertedero, configuración de las pilas y condiciones de flujo a presión. 4. Coeficiente de pérdida en entrada de obras de desagüe para valorar las

pérdidas debidas a la entrada del flujo en la obra de desagüe. Coeficientes de rugosidad de Manning Cuando son suficientes tres coeficientes de rugosidad de Manning para describir las rugosidad en el cauce y las márgenes, pueden usarse las entradas de datos de rugosidad de Manning en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 8.3.4.1). Estos valores pueden cambiarse en cualquier perfil transversal cuando sea necesario reflejar cambios de la rugosidad.


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Figura 8.3.4.1 Caja de diálogo de Descripción del perfil transversal A menudo, son suficientes tres coeficientes de rugosidad de Manning para describir adecuadamente la variación de rugosidad horizontal en un perfil transversal. En este caso, las entradas de datos de rugosidad horizontal de la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 8.3.4.2) pueden usarse para describir la rugosidad encontrada por el flujo a través de las subzonas definidas del perfil transversal. Estos coeficientes de rugosidad permanecen constantes hasta que se cambia en un perfil transversal concreto. Deberían volverse a definir en cada perfil transversal que tenga un situación de la geometría del terreno distinta.


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Figura 8.3.4.2 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del perfil transversal La referencia Curvas de Remanso en Cauces fluviales muestra los coeficientes de Manning para cauces medios. Una recopilación más extensa de los coeficientes de rugosidad para ríos y planas de inundación se expone en la publicación Hidráulica en Cauces Abiertos de Chow. La Guía para seleccionar los valore n de los coeficientes de rugosidad de Fasken y Características de rugosidad de en cauces naturales de Barnes usan imágenes de los ríos seleccionados como guía para la determinación de los coeficientes de rugosidad. Rugosidad compuesta El límite de la rugosidad entre las estaciones de las márgenes se divide incorrectamente algunas veces en dos zonas distintas. Una zona define la rugosidad de las márgenes laterales del cauce y la otra define la rugosidad del fondo del cauce. Esta situación se introduce en el modelo usando más de una rugosidad dentro del cauce , suponiendo que esta subdivisión de la rugosidad definirá mejor las propiedades hidráulicas del perfil transversal. Sin embargo, esta suposición puede producir una grave distorsión en el cálculo de la conducción en el perfil transversal., como se ilustra en el ejemplo siguiente.


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Figura 8.3.4.3 Subdivisión de la sección trapecial para variación de la rugosidad El perfil transversal de un cauce trapecial que tenga vegetación y árboles en los taludes de las márgenes y un fondo relativamente suave se emplea para ilustrar el problema antes mencionado. Este perfil transversal se ha subdividido para lograr una mejor definición de la variación de la rugosidad (véase la Figura 8.3.4.3). Sin embargo, el cálculo de la conducción, basado en los perímetros mojados, las superficies, los radios hidráulicos y los valores n de Manning de las subdivisiones produce unos resultados poco razonables. Como se dice en el Cálculo de Perfiles de la Superficie del agua de Davidian, la conducción total (KT) calculada para este perfil transversal sería equivalente al uso de un valor n de 0,034 para toda la sección, que es menor que los valores n de 0,035 y 0,10 de las subdivisiones. El procedimiento correcto consiste en emplear un solo valor n de Manning en todo el cauce, asignando un valor algo más alto que 0,035 para tener en cuenta la mayor rugosidad en las márgenes. La conducción total se calcula como la suma de la conducción en cada subdivisión, de la siguiente manera:

Para la sección compuesta, los valores de las subdivisiones se suman.


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y

HEC-2 ensayará la aplicabilidad de cualquier subdivisión definida de la rugosidad dentro de la parte del cauce del perfil transversal. Si no es de aplicación, el programa calculará un valor compuesto de n para todo el cauce. El programa determina si la parte de cauce del perfil transversal puede subdividirse o si se debería aplicar un valor compuesto de n. Si un talud lateral del cauce es más pendiente que 5:1 (horizontal a vertical) y el perfil transversal se subdivide, se calculará una rugosidad compuesta (nC) con la Ecuación 8.3.3. Para determinar nC, la superficie de flujo del cauce se divide en N partes imaginarias, cada una de las cuales tiene un perímetro mojado conocido Pi , y un coeficiente de rugosidad ni :

donde nc = coeficiente de rugosidad compuesto o equivalente P = perímetro mojado del perfil transversal Pi = perímetro mojado de la subdivisión imaginaria i ni = coeficiente de rugosidad de la subdivisión imaginaria i La talud lateral utilizado por el programa se define como las distancia horizontal entre estaciones de rugosidad adyacentes dentro del cauce subdividido por las diferencia de cotas entre las dos estaciones. Se recomienda que cualquier rugosidad compuesta sea comprobada por el usuario para que responda a las condiciones especificadas. Coeficientes de contracción y expansión La contracción o expansión del flujo debida a los cambios de la geometría del perfil transversal del cauce es la causa común de perdida de energía dentro de un tramo. Siempre que esto ocurra, la pérdida puede calcularse especificando los coeficientes de pérdida por contracción y expansión en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal. (véase la Figura 8.3.4.4).


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Figura 8.3.4.4 Caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal Estos coeficientes se multiplican por la diferencia absoluta en las cargas debidas a la velocidad entre perfiles transversales para proporcionar la pérdida de carga causada por la transición. Cuando el cambio en el perfil transversal del río es pequeño, los coeficientes de pérdida por contracción y expansión son típicamente del orden de 0,1 y 0,3, respectivamente. Cuando el cambio en el perfil transversal del río es brusco, tal como sucede en puentes, los coeficientes pueden ser más altos del orden de 0,6 y 1,0, respectivamente. Estos valores pueden cambiarse en cualquier perfil transversal, y se usará hasta que sea cambiado de nuevo por el usuario. Coeficientes de pérdida en puentes Los coeficientes de pérdida en puentes se usan para valorar las pérdidas de carga en una estructura de puente. La determinación de estos coeficientes se discute con detalle en el apartado titulado Coeficientes de Pérdida de Energía en este Capítulo. Coeficientes de pérdida en la entrada de obras de desagüe Los coeficientes de pérdida en la entrada de las obras de desagüe se usan para valorar las pérdidas de carga en la entra de una obra de desagüe. La determinación de estos coeficientes se discute con detalle en el apartado titulado Coeficientes de Pérdida de Energía en este Capítulo. 8.3.5 Geometría del perfil transversal La geometría del contorno para el cálculo del flujo en arroyos naturales se define mediante perfiles transversales y las distancias medidas (longitudes de flujo) entre ellos. Los perfiles transversales se sitúan a intervalos a lo largo de un río para caracterizar la capacidad de transporte del flujo del río y sus planas de inundación adyacentes. Deberían prolongarse en toda la plana de inundación y deberían ser perpendiculares a la líneas de flujo previstas (aproximadamente perpendiculares a las curvas de nivel). En ocasiones, es necesario disponer perfiles transversales en un tramo en curva o meandros que sean perpendiculares de las líneas de flujo previstas. Debe procurarse la obtención de perfiles transversales que representen la geometría del río y de las


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planas de inundación. Sin embargo, las zonas de flujo inefectivo de las planas de inundación, tales como entradas de arroyos, pequeños embalses o depresiones en el fondo del valle, no deberían incluirse en la geometría de los perfiles transversales. Los perfiles transversales deberían situarse en puntos representativos a lo largo del río, situados de modo que representen el tramo de flujo medio aguas abajo y aguas arriba con los perfiles transversales adyacentes. Además, los perfiles transversales son necesarios en los lugares en que hay un cambio de caudal, pendiente, forma o rugosidad; en lugares donde comienzan o terminan los diques; en los puentes o estructuras de control tales como azudes. Donde haya cambios bruscos, deben disponerse perfiles transversales para describir el cambio sin tener en cuenta la distancia entre perfiles transversales. La separación de perfiles transversales solo es función del tamaño y pendiente del río y de la uniformidad de la forma de los perfiles transversales. Por lo general, los grandes ríos uniformes de pendientes suaves requieren generalmente el menor número de perfiles transversales por milla. El objeto del estudio también afecta a la separación de los perfiles transversales. Por ejemplo, los estudios de navegación sobre ríos grandes y relativamente planos pueden necesitar perfiles transversales con una separación menor (por ejemplo, quinientos pies) para analizar el efecto de las condiciones locales con calados poco profundos. Los perfiles transversales para estudios de sedimentación en embalses pueden separarse más (por ejemplo, 5 a 10 millas). La elección de la ecuación de pérdida por rozamiento puede también influir sobre la separación de los perfiles transversales. Por ejemplo, la separación de perfiles transversales pueden llegar a un máximo cuando se calcula un perfil M1 con la ecuación de pendiente de rozamiento o cuando se emplea la ecuación de pendiente de rozamiento con la media armónica en los cálculos de perfiles M2. La geometría de los perfiles transversales se especifica usando varios métodos (véase el apartado titulado Definición de la Geometría del perfil transversal n el Capítulo 4). Pueden usarse hasta 100 estaciones del terreno para describir un perfil transversal. Cuando se utilizan invasiones del cauce, no deben especificarse más de 95 estaciones debido a que se generan automáticamente estaciones adicionales para definir los límites de las invasiones. Cuando se usan mejoras del cauce, deberían especificarse menos de 95 estaciones ya que el programa añadirá estaciones adicionales dependiendo de la mejora especificada. Los datos de perfiles transversales se orientan generalmente mirando el usuario hacia aguas abajo (ya que el programa considera que el lado izquierdo del perfil transversal tiene el número de estación más bajo). Por lo tanto, las estaciones de los perfiles transversales están relacionados con origen arbitrario en el extremo de la margen izquierda (mirando hacia aguas abajo). Las estaciones de las márgenes izquierda y derecha del cauce principal, la separación de la zona de flujo por el cauce de las zonas de flujo por las márgenes, se especifican en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 8.3.4.1). Los puntos finales de un perfil transversal que están por debajo de la coa de la superficie del agua calculada se prolongarán automáticamente y en vertical hacia arriba por el programa. Un mensaje de aviso que indica que se ha realizado una prolongación de la geometría del perfil transversal se imprimirá en la salida de programa.


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8.3.6 Longitudes de tramo La distancia entre sucesivos perfiles transversales se denomina como longitud de flujo o longitud del tramo. Hay dos métodos para definir las longitud de flujo entre perfiles transversales. El primer método es permitir simplemente que el programa use la diferencia entre los identificadores ID de las cuadrículas, especificados en la caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal (véase la Figura 8.3.6.1). Después el programa usará estas distancias para as longitudes de flujo de la margen izquierda, la margen derecha y el cauce principal.

Figura 8.3.6.1 Caja de diálogo de Añadir Cuadrícula de Perfil Transversal 8.3.7 Propagación de los datos El programa HEC-2 está proyectado para minimizar las especificación de datos repetitivos. Los datos aplicables a perfiles transversales de aguas arriba (cuando se calcula un perfil subcrítico) o los sucesivos perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico). Esto es, una vez que se establecen ciertos parámetros (por otras especificaciones o por defecto) este valor se usará en cada perfil transversal adyacente hasta que se especifique un nuevo valor. El valor cambiado se propagará después hasta que se especifique otro valor. Por ejemplo, los coeficientes de rugosidad de Manning en un perfil transversal concreto se propagarán hacia aguas arriba o aguas abajo (dependiendo del tipo d e perfil) de perfil a perfil., hasta que el programa encuentre nuevos valores . Debería advertirse que la geometría del perfil transversal debe especificarse en cada perfil transversal – BOSS RCAD no propagará la geometría de perfil a perfil.


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8.4 Cálculos de pérdidas en puentes y obras de desagüe HEC-2 calcula las pérdidas de energía causados por estructuras tales como puentes y obras de desagüe en dos partes: • Las pérdida que tienen lugar en tramos inmediatamente aguas arriba y aguas

debajo de la estructura donde hay contracciones y expansiones. • Las pérdidas en la misma estructura. Las pérdidas a través de la estructura del puente se calculan mediante uno de dos métodos, bien el método de puente normal o el método de puente especial. Las pérdidas a través de una obra de desagüe se calculan mediante el método de obra de desagüe especial. Como alternativa del programa para calcular las pérdidas, el usuario puede especificar una cota de la superficie del agua que se determinó externamente al programa. El método de puente normal se basa en la ecuación de Manning y emplea el método de paso estándar para calcular las pérdidas. El método de puente especial emplea la secuencia de ecuaciones hidráulicas para analizar el flujo a través de la abertura del puente con diferentes condiciones de flujo. El método de obra de desagüe especial es similar al método de puente especial excepto en que las ecuaciones estándar del Federal Highway Administration (FHWA) para la hidráulica de las obras de desagüe que se usan para calcular las pérdidas a través de la estructura. La elección del método adecuado para un puente dado depende de varios factores, entre los que se incluyen las descripción del puente y las condiciones de flujo previstas. Véase el apartado titulado Elección del Método de Puente en este Capítulo para más discusión al seleccionar el método apropiado de puente. 8.4.1 Pérdidas por contracción y expansión Las pérdidas debidas a la contracción o expansión del flujo entre perfiles transversales se determinan mediante cálculos del perfil con el método de paso estándar. La ecuación de Manning se usa para calcular las pérdidas por rozamiento y todas las demás pérdidas se describen en RCAD. Cuando la carga debida a la velocidad aumenta el dirección aguas abajo (es decir, cuando ocurre una contracción de la superficie de flujo), se emplea un coeficiente de contracción. Del mismo modo, cuando la carga debida a la velocidad disminuye (es decir, cuando ocurre una expansión de la superficie del flujo), se usa un coeficiente de expansión. 8.4.2 El método de puente normal calcula las pérdidas de energía a través de una sección de puente del mismo modo como se calculan las pérdidas en sección natural de río. Las pérdidas de energía calculadas se deben principalmente al rozamiento y se determinan usando el método de paso estándar. El programa resta la superficie del tablero del puente que está por debajo de la superficie del agua de la sección total para tener en cuenta la abertura del puente. Además, el programa aumenta el perímetro mojado donde el agua está en contacto con la arista inferior del puente y sus pilas. El tablero del puente se describe bien introduciendo una cotas constantes para la Cota de la Calzada y la Cota de la Arista Inferior en la caja de diálogo de Tablero Horizontal


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del Puente (véase la Figura 8.4.2.1) o especificando las estaciones horizontales, las cotas de la calzada y las cotas correspondientes de la arista inferior (véase la Figura 8.4.2.2). La Figura 8.4.3.1 ilustra las cotas de la parte superior de la calzada y de la arista inferior del puente.

Figura 8.4.2.1 Caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente

Figura 8.4.2.2 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal


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Figura 8.4.2.3 Obstrucción de pila del puente definida como obstrucción del terreno 8.4.2 Método de puente especial El método de puente especial calcula las pérdidas a través de la estructura para flujo bajo, flujo a presión, flujo por vertedero o para una combinación de ellos. El perfil través del puente se calcula usando las fórmulas hidráulicas para determinar el cambio de energía y la cota de la superficie del agua a través del puente. Flujo bajo El flujo bajo tiene lugar en un puente cuando el flujo pasa a través de la abertura del puente sin inundar toda la arista inferior del puente. La superficie del agua puede contactar con parte de la arista inferior, incluso si el flujo permanece aín en la condición de flujo bajo (véase la Figura 8.4.3.1).


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Figura 8.4.3.1 Sección y perfil de las condiciones de flujo bajo El procedimiento usado por el programa para los cálculos de flujo bajo en el método de puente especial depende de si el puente tiene pilas. Si no tiene pilas, el programa regresa la método de paso estándar para condiciones de flujo bajo usado en el método de puente normal. Es necesario debido a que las ecuaciones usadas en el método de puente especial se basan en la presencia de pilas. Las ecuaciones hidráulicas no son válidas si no hay pilas. Para un puente con pilas, el programa mediante el equilibrio de momentos para los perfiles transversales fuera y dentro del puente para determinar la clase de flujo (es decir, Clase A, Clase B o Clase C). Los cálculos de momentos se realizan usando las siguientes relaciones de momentos basadas en las ecuaciones propuestas por Koch y Carstanjen:

donde A1 = superficie del flujo en la sección aguas arriba A2 = superficie del flujo (área total – área de las pilas) de una sección dentro del

tramo comprimido A3 = superficie del flujo en la sección aguas abajo Apl = superficie obstruida en la sección aguas arriba Ap3 = superficie obstruida en la sección aguas abajo y1, y2, y3 = distancia vertical desde la superficie del agua al centro de gravedad

de A1,A2, A3, respectivamente mp1, mp3 = Ap1 yp1 y Ap3 yp3, respectivamente CD = coeficiente de dragad0 igual a 2 para pilas de forma cuadrada y 1,33 para


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pilas de forma semicircular. yyp1, yp2 = distancia vertical desde la superficie del agua al centro de gravedad

de Ap1,Ap3, respectivamente Q = caudal g = aceleración de la gravedad Las tres partes de la ecuación del momento representan el flujo total del momento en la contracción expresada en las propiedades del cauce y los calados del flujo aguas arriba, centro y aguas abajo del perfil contraído. Si cada aparte de esta ecuación de representa gráficamente en función del calado del agua, se obtienen tres curvas que representan el flujo del momento total en la contracción para varios calados en cada lugar. Las soluciones deseadas (calados de agua) están entonces disponibles para cualquier clase de flujo. La ecuación del momento se basa en una sección trapecial y, por lo tanto, requiere una aproximación trapecial de la abertura del puente. Flujo bajo de la Clase A El flujo bajo de la Clase A tiene lugar cuando el flujo a través del puente es totalmente subcrítico (es decir, el calado del flujo está por encima del calado crítico). La Figura 8.4.3.2 muestra el flujo bajo de la Clase A.

Figura 8.4.3.2 Perfil de la superficie del agua del Flujo bajo de la Clase A a través de la contracción del puente El método de puente especial emplea la ecuación de Yarnell para esta clase de flujo para determinar el cambio de la cota de la superficie del agua a través del puente. Como en los cálculos previo del momento, se usa una aproximación trapecial d ela abertura del puente para determinar la superficie del flujo:


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donde H3 = caída de la superficie del agua desde aguas arriba a aguas abajo del puente K = coeficiente de forma de la pila ϖ = relación entre la carga debida a la velocidad y el calado aguas debajo de

puente α = relación entre la superficie obstruida y la superficie total sin obstrucción V3 = velocidad aguas abajo del puente La cota calculada de la superficie del agua es simplemente las cota de la superficie del agua aguas abajo más H3. Con la cota de la superficie del agua aguas arriba, el programa calcula la carga debida a la velocidad correspondiente y la cota de energía para el perfil aguas arriba. Flujo bajo de la Clase B El flujo bajo de la Clase B tiene lugar cuando el flujo a través del calado crítico en el puente. El flujo de la Clase B puede existir tanto para el perfil subcrítico como para el perfil supercrítico. La Figura 8.4.3.3 muestra el flujo bajo de la Clase B.

Figura 8.4.3.3 Perfil de la superficie del agua del Flujo bajo de la Clase B a través de la contracción del puente


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Para un perfil subcrítico, primero se determina el calado crítico en el puente. Luego se calculan un nuevo cala aguas abajo (por debajo del calado crítico) y in calado aguas arriba (por encima del calado crítico) hallando los calados que corresponden a los flujos del momento iguales al flujo del momento en el puente para el calado crítico. Con esta solución, el mensaje WARNING (5227) la cota aguas abajo es X, no Y, hay resalto hidráulico aguas abajo se imprime con la cota X como cota supercrítica. El programa no indica el lugar del resalto hidráulico. Podría calcularse un perfil supercrítico comenzando en el perfil aguas abajo con la cota X de la superficie del agua. Para un perfil supercrítico, el puente está actuando como control y da lugar a que la cota de la superficie del agua aguas arriba esté por encima del calado crítico. Las ecuaciones del momento se usan otra vez para volver a calcular una cota de la superficie del agua (por debajo del calado crítico). En esta situación, el mensaje WARNING (5920) la cota aguas arriba es X no Y, se necesita un nuevo nivel aguas abajo se imprime, lo que indica que debería calcularse un perfil subcrítico aguas arriba dl puente comenzando con la cota X. Flujo bajo de la Clase C El flujo bajo de la Clase C tiene lugar cuando el perfil de la superficie del agua permanece supercrítico en toda la contracción del puente. La Figura 8.4.3. muestra el flujo bajo de la Clase C

Figura 8.4.3.4 Perfil de la superficie del agua del Flujo bajo de la Clase C a través de la contracción del puente .


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Flujo a presión El flujo a presión tiene lugar cuando el tablero del puente llega a estar sumergido como cuando toda la arista inferior del puente está en contacto con el agua (véase la Figura 8.4.3.5)

Figura 8.4.3.5 Sección y perfil de las condiciones de flujo a presión Los cálculos de flujo a presión usan la ecuación de flujo por orificio. La ecuación 8.4.3 que se encuentra en la referencia Hydraulic Design of Reservoir Oulet Structures

donde H = diferencia entre la cota del gradiente de energía aguas arriba y la cota aguas

Abajo K = coeficiente de pérdida total A = superficie neta del orificio g = aceleración de la gravedad Q = flujo total por el orificio El coeficiente de pérdida total, K, para determinar las pérdidas entre perfiles transversales aguas arriba y aguas abajo del puente, es igual a 1,0 más la suma de los coeficientes de pérdida en la toma, las pilas intermedias, el rozamiento y otras pérdidas menores. El apartado titulado Coeficientes de Pérdida de Energía de este Capítulo proporcionan los valores del coeficiente total de pérdidas y muestra el desvío de la ecuación y la definición del coeficiente de pérdida.


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Coeficientes de pérdida en flujo por vertedero El flujo por vertedero tiene lugar ciando el agua comienza a fluir sobre el tablero del puente o sobre los accesos de la calzada (véase la Figura 8.4.3.6).

Figura 8.4.3.6 Sección y perfil de las condiciones de flujo por vertedero El flujo pro vertedero sobre el puente y los accesos a la calzada se calcula usando la ecuación estándar de vertido:

donde C = coeficiente de descarga L = longitud efectiva de flujo por vertedero H = diferencia entre la cota de la línea de energía y la cota de coronación de la

Calzada Q = flujo total sobre el vertedero La velocidad de aproximación se incluye usando la cota de la línea de energía en lugar de la cota aguas arriba de la superficie del agua para calcular la carga, H, Los valores para el coeficiente de descarga, C, se presentan en el apartado titulado Coeficientes de Pérdida de Energía en este Capítulo. Cuando hay submergencia por el nivel de aguas abajo, el coeficiente de descarga, C, se reduce por el programa de acuerdo con el método indicado en la publicación Hydraulics of Bridge Waterways de Bradley. Las correcciones de submergencia se basan en un aliviadero en forma de ojiva. Como se ve en la referencia Water Surface Profiles, la corrección por submergencia basada en una sección ojival puede conducir a errores para altas submergencias sobre vertederos con otras formas. Un flujo por vertedero total, Q, se calcula mediante el


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siguiente procedimiento: se subdivide la coronación del vertedero en segmentos; se calculan L, H y una corrección por submergencia, y Q para cada segmento; y se suman los caudales incrementales. Flujo combinado Algunas veces pueden ocurrir combinaciones de flujo bajo o flujo a presión con flujo por vertedero (véase la Figura 8.4.3.7)

Figura 8.4.3.7 Sección de las condiciones de flujo combinado En situaciones de combinación de flujo, se usa un procedimiento de tanteos con las ecuaciones antes descritas para determinar la cantidad de cada tipo de flujo. El procedimiento consiste en suponer las cotas de energía y calcular el caudal total hasta que el caudal sea igual al caudal deseado (dentro de un 1%). Otras condiciones de flujo Si el agua fluye sobre un puente o un acceso de la calzada no tiene que ser necesariamente flujo por vertedero. La submergencia o la sección relativamente suave del acceso de la calzada pueden evitar que ocurra el flujo por vertedero. Cálculo lógico El primer paso en el método de puente especial consiste en suponer las condiciones de flujo bajo y estimar la cota de la superficie del agua a ambos lados del puente. Cómo se hace esta estimación depende de si el puente tiene pilas. Si hay pilas en el puente, el programa mediante las ecuaciones del momento determina la clase de flujo y la cota de la superficie del agua. Si el puente no tiene pilas, el programa supone temporalmente que el calado del agua es el mismo a ambos lados del puente.


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El programa también comprueba el flujo por vertedero comparando la cota de la superficie del agua estimada con la parte superior de la cota de la calzada. Si existe la posibilidad de flujo por vertedero, el programa estima una cota de energía basada en la carga debida a la velocidad en la sección previa. Luego el programa compara la cota estimada de la energía de flujo bajo con la cota máxima de la arista inferior del puente. Si la cota de energía con flujo bajo es superior a la cota de la arista inferior, el programa calculará una cota de energía suponiendo el flujo a presión. Si la cota de energía con flujo bajo es inferior a la cota de la arista inferior, el programa determina que predomina el flujo bajo y comprueba otra vez para determinar si hay flujo por vertedero. Si hay flujo por vertedero, el programa comprobará si hay pilas. Si las hubiese, se hará un tanteo para flujo bajo, (con la ecuación de Yarnell) y el flujo por vertedero (con la ecuación de vertedero). Si no hubiese pilas, se usará la solución de puente normal para calcular la cota aguas arriba. Si no hay flujo por vertedero, el programa comprobará si hay pilas y luego resolverá con una solución de flujo bajo. Si hubiese pilas, la solución de flujo bajo se basará en las ecuaciones del momento y de Yarnell. Si no hubiese pilas, la solución se calculará usando la solución de puente normal. Si se ha calculado la cota de energía con flujo a presión, el programa comparará la cota de energía con flujo bajo con la cota de energía con flujo a presión para ver cal predomina. La Figura 8.4.3.8 muestra una curva de caudales típica que ilustra los controles de la cota de energía más alta.

Figura 8.4.3.8 Curva de caudales típica para puente Hay una excepción en la comparación de la cota previa de energía cuando la cota mínima de la parte superior de la calzada es inferior a la cota máxima de la cota de la


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arista inferior del puente. Con este tipo de puente, puede haber una situación de flujo por vertedero y de flujo bajo. La cota de la energía de flujo bajo se compara con la cota máxima de energía estimada para control de flujo bajo (1,5 veces el caldo más la cota de la solera), en lugar de la cota de energía de flujo a presión, ya que la cota de la calzada podría dar lugar a flujo por vertedero antes de que exista el flujo a presión. El calado se define en esta situación como la diferencia entre las cotas de la arista inferior y la cota de solera. Con calado crítico, 1,5 veces el calado representa la energía mínima específica que puede ocurrir para una sección rectangular. Si el calado crítico ocurre justo a la cota de máxima de la arista inferior, se produciría la cota de energía máxima posible para flujo bajo. Por lo tanto, una cota de energía superior que este valor existiría para flujo a presión. Par el tango comprendido entre la cota de energía de flujo bajo y la cota de la arista inferior, el programa calculará las cotas de energía las cotas de energía para flujo bajo y por vertedero y para flujo a presión y por vertedero. Las más altas de las dos cotas de energía predominará. Para este tipo de puente, las cotas de energía por debajo de la cota máxima de la arista inferior son para flujo bajo o para flujo bajo y por vertedero. Basándose en los cálculos discutidos previamente, el programa ha diferenciado entre flujo bajo y flujo a presión. Sea el que sea el tipo de flujo, el programa calcula la parte superior mínima de la cota de la calzada para determinar si también hay flujo por vertedero. Si la cota de energía es superior a la parte superior de la cota de la calzada, entonces se realiza una solución de tanteos para determinar la distribución del flujo. El flujo por vertedero calculado se lista como QWEIR en la salida del programa y el flujo bajo el puente se lista como QPR sin tener en cuenta si es flujo bajo o flujo a presión. Se hacen hasta veinte iteraciones para equilibrar el caudal total calculado caiga dentro del 1% del caudal dado. Debido a que las cotas de la arista inferior del puente y la parte superior de la calzada juegan un papel tan importante en el cálculo de puente especial, se recomienda que el usuario especifique siempre esas cotas en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.4.3.9).


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Figura 8.4.3.9 Caja de diálogo de Descripción de Puente Especial 8.4.4 Método de obra de desagüe especial Una obra de desagüe es un conducto cerrado de longitud relativamente corta que une dos masas de agua. Los tipos más corrientes de obras de desagüe son las tuberías (de sección circular) y las obras de desagüe en cajón (de sección rectangular). Las Figuras 8.4.4.1 y 8.4.4.2 muestran una obra de desagüe en tubería y en cajón respectivamente.


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Figura 8.4.4.1 Sección de una obra de desagüe en tubería (circular)

Figura 8.4.4.2 Sección de obra de desagüe en cajón (rectangular)


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Las obras de desagüe están formadas por una entrada por donde el agua fluye dentro de la obra de desagüe, una salida por donde le flujo sale de la obra de la obra de desagüe y un conducto (parte cerrada de la obra de desagüe). La capacidad total de flujo de una obra de desagüe depende de las características de la entrada así como de las del conducto. El calado del nivel de aguas abajo es el calado del agua en el lado aguas debajo de la obra de desagüe, medido desde la línea de flujo aguas debajo de la obra de desagüe. La línea de flujo es el punto más bajo a lo largo del interior de la obra de desagüe. La línea de flujo de la obra de desagüe se conoce comúnmente como solera de la obra de desagüe. El calado del nivel aguas abajo depende del caudal a través de la obra de desagüe y de las condiciones hidráulicas de la obra de desagüe. El calado aguas arriba en una obra de desagüe es el calado del agua en el lado aguas arriba de la obra de desagüe, medido desde la solera aguas arriba de la obra de desagüe. El calado aguas arriba está relacionado de la siguiente forma: Calado aguas abajo + Pérdida de energía a través de la obra de desagüe

- Caída de la línea de flujo a través de la obra de desagüe

= Calado aguas arriba Cálculo del flujo de las obras de desagüe El cálculo del flujo de una obra de desagüe es bastante complicado, Es normal el empleo del concepto de control de entrada y control de salida para simplificar el cálculo. El control de entrada del flujo tiene lugar cuando la capacidad de flujo de la entrada de la obra de desagüe es menor que la capacidad de flujo en el conducto de la obra de desagüe. El control de salida tiene lugar cuando la capacidad de flujo de la obra de desagüe está limitada por las condiciones aguas abajo o por la capacidad de flujo del conducto de la obra de desagüe. HEC-2 calcula la cota aguas arriba necesaria para producir un ritmo de flujo dado a través de la obra de desagüe para las condiciones de control de entrada y para las condiciones de control de salida. La cota más alta de aguas arriba controla la solución y determina el tipo de flujo en la obra de desagüe para un caudal dado y las condiciones del nivel aguas abajo. Para un control de entrada del flujo, se calcula el calado aguas arriba necesario suponiendo que la entrada de la obra de desagüe actúa con orificio o como vertedero. Por lo tanto, la capacidad de del control de entrada depende principalmente de la geometría de la entrada de la obra de desagüe. Para un control de salida del flujo, se calcula el calado aguas arriba tomando el calado del flujo en la salida de la obra de desagüe, añadiendo todas las pérdidas de carga y restando el cambio de cota de la línea de flujo de la obra de desagüe desde el extremo aguas arriba y el extremo aguas abajo. HEC-2 considera que las pérdidas en la entrada, la pérdida por rozamiento en el conducto de la obra de desagüe y la pérdida de carga debida a la velocidad en la salida al calcular la carga de agua en el control de salida de la obra de desagüe.


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Cálculo de la carga de agua en el control de entrada En condiciones de control de entrada, la capacidad de la obra de desagüe está limitada por la capacidad de la abertura del conducto., en lugar de por las condiciones más aguas abajo. Amplios ensayos de laboratorio, realizados por el Bureau of Standars y por el Bureau of Public Roads, dieron como resultado una serie de ecuaciones que describen las carga de agua en el control de entrada en distintas condiciones. Estas ecuaciones forman la base de los nomogramas de control de entrada del FHWA (FHWA, 1985). Las ecuaciones de control de entrada del FHWA se usan en HEC-2 para calcular la carga de agua en el control de entrada.. Las ecuaciones se adaptan ligeramente a partir de su forma original para que admitan las unidades del Sistema Internacional. Los nomogramas del FHWA se consideran precisos dentro de un 10% para determinar la carga de agua necesaria en el control de entrada. (FHWA, 1985). Los nomogramas del FHWA se calculan suponiendo que una pendiente de la obra de desagüe del 0,02 pies por pie (pendiente del 2%), Para diferentes pendientes de la obra de desagüe, los nomogramas son menos precisos debido a que la carga de agua cambia con la pendiente. Sin embargo, HEC-2 considera la pendiente al calcular la carga de agua en el control de entrada. Por lo tanto, el método de obra de desagüe especial usado en HEC-2 debería ser más preciso que los nomogramas del FHWA, especialmente para pendientes distintas del 2%. Ecuaciones de flujo total del FHWA Para obras de desagüe que fluyen llenas, la pérdida de carga total (o pérdida de energía) a través de la obra de desagüe se miden en pies. La pérdida de carga, LH,, se calcula usando la siguiente fórmula:

donde LF = pérdida por rozamiento (en pies) LE = pérdida en la entrada (en pies) LX = pérdida en la salida (en pies) La pérdida por rozamiento en la obra de desagüe se calcula usando la fórmula de Manning, que viene expresada así:

donde LF = pérdida por rozamiento (en pies) L = longitud de la obra de desagüe (en pies) Q = caudal en la obra de desagüe (en pies3/seg) n = coeficiente de rugosidad de Manning A = superficie del flujo (en pies2) R = radio hidráulico


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Las pérdidas en la entrada, LE, se describen con detalle en el apartado titulado Coeficientes de Pérdida en la Entrada de una Obras de desagüe en este Capítulo. Las pérdidas en la salida LX, se suponen iguales a la carga debida a la velocidad en la obra de desagüe. Cálculos del perfil de la superficie del agua por el método de paso directo En obras de desagüe que fluyen parcialmente llenas, el perfil de la superficie del agua en la obra de desagüe se calcula usando el método de paso directo. Este método es muy eficiente, ya que nos e requieren iteraciones para determinar el calado del flujo en cada paso. El perfil de la superficie del agua se calcula mediante pequeños incrementos del calado (generalmente entre 0,01 a 0,05 pies). Si el calado del flujo es igual a la altura de la obra de desagüe entes de que el perfil alcance el extremo aguas arriba de la obra de desagüe, la pérdida por rozamiento a través del resto de la obra de desagüe se calcula suponiendo el flujo total. El método de paso directo calcula el calado del flujo en la obra de desagüe en la entrada. La pérdida en la entrada se añade al calado del flujo calculado en la obra de desagüe para calcular la carga de agua en el control de salida. Calado del flujo normal en la obra de desagüe El calado normal es aquel calado que tiene lugar con flujo uniforme en una cauce abierto. En otras palabras, para un cauce uniforme de longitud infinita que transporta un caudal constante, el calado del flujo en el cauce será constante (calado normal) en todos los puntos a lo largo del cauce. El calado normal a menudo representa una buena aproximación de calado real del flujo dentro de una segmento del cauce. En condiciones de control de entrada, el calado del flujo dentro de la obra de desagüe se supone que es igual al calado normal. Esta hipótesis sólo es válida si el conducto de la obra de desagüe es suficientemente largo para permitir que el calado del flujo se estabilice con el calado normal. Tanto en obras de desagüe circulares como rectangulares, el programa calcula el calado normal usando un procedimiento iterativo para llegar a un valor que satisfaga la ecuación de Manning:

donde Q = caudal en la obra de desagüe (en pies3/seg) n = coeficiente de rugosidad de Manning A = superficie del flujo (en pies2) R = radio hidráulico (en pies) = (superficie del flujo/perímetro mojado) S = pendiente de la línea de energía (en %)


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Calado del flujo crítico en la obra de desagüe El calado crítico tiene lugar cuando el flujo en un cauce tiene una energía específica mínima. La energía específica se refiere a la suma del calado del flujo y la carga debida a la velocidad. Con calado crítico, la carga debida a la velocidad es igual a la mitad de la media del calado crítico. El calado crítico depende sólo de la forma del cauce y del caudal. El calado del flujo en una salida de una obra de desagüe se supone igual a calado crítico para obras de desagüe con control en la salida con un nivel de aguas abajo reducido. El calado crítico puede influir también en la carga de agua con control de entrada en condiciones sin submersión. HEC-2 calcula el calado crítico en una obra de desagüe circular mediante un procedimiento iterativo, convergiendo en un valor que satisface la igual siguiente:

donde Q = caudal en el cauce(en pies3/seg) g = aceleración de la gravedad (32,2 pies/seg2) A = superficie transversal (en pies2) T = anchura superior del flujo (en pies) El calado crítico para obras de desagüe se calcula mediante la siguiente ecuación (AISI, 1980)

donde yc = calado crítico (en pies) q = caudal unitario por pie lineal de anchura (pies3/seg/pie) g = aceleración de la gravedad (32,2 pies/seg2) Flujo supercrítico en obras de desagüe El método de obra de desagüe especial usado en HEC-2 permite el flujo supercrítico en una obra de desagüe como una condición temporal en un perfil del río subcrítico. Entonces el programa usa la hipótesis simplificada para calcular el calado de la carga de agua para flujo supercrítico en una obra de desagüe. Pendiente horizontal de la obra de desagüe El método de obra de desagüe especial permite también unas pendientes horizontales de la obra de desagüe. El programa calculará la carga de agua para una obra de desagüe horizontal usando diferentes métodos, dependiendo de si en la obra de desagüe existen condiciones subcríticas o supercríticas..


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8.4.5 Pérdidas en la entrada Otro método para calcular los perfiles de la superficie del agua a través de un puente u obra de desagüe consiste en especificar la pérdida de carga. La pérdida definida debe responder justo a la pérdida en la estructura, o podría ser la pérdida total entre perfiles transversales adyacentes. Las cotas de la superficie del agua puede especificarse directamente en la caja de diálogo de Descripción de Ajustes del Perfil, (véase la Figura 8.4.5.1) para cada perfil de caudal definido, permitiendo al usuario especificar la pérdida total entre perfiles transversales.

Figura 8.4.5.1 Caja de diálogo de Descripción de Ajustes del Perfil 8.5 Normas generales de creación del modelo de puentes y obras de

desagüe Las normas generales para crear el modelo de un tramo de río en un puente son esencialmente las mismas tanto para el método de puente normal como para el método de puente especial. Además, el método de obra de desagüe especial funciona de forma mucho más parecido que el método de puente especial. Las técnicas sugeridas se presentan en el siguiente apartado y se aplican en el ejemplo dispuesto en el Capítulo 5. 8.5.1 Elección de los métodos de creación del modelo Cuando se selecciona el método de cálculo de la superficie del agua a través de una estructura, hay cuatro opciones básicas: 1. Se determina la cota de la superficie del agua en una estructura mediante una

Técnica externa y se introduce esta cota en el programa. 2. Se calculan las pérdidas de energía en la estructura de un puente basadas en

el rozamiento (ecuación de Manning) usando el método de puente normal.


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3. Se calcula la pérdida de energía en la estructura de un puente usando las fórmulas antes discutidas del método de puente especial.

4. Se calcula la pérdida de energía en la estructura de una obra de desagüe usando las fórmulas antes mencionadas del método de obra de desagüe especial.

Cada método debe considerarse y las siguientes discusiones proporcionan algunas normas básicas. Entrada directa de las pérdidas de energía La entrada directa de las pérdidas de energía especificando la cota de la superficie del agua en una estructura en las siguientes situaciones: 1. Si una estructura funciona como control hidráulico y si se dispone de una curva

de caudales en función de las cotas, especificando la cota conocida de la superficie del agua, es la forma más sencilla y segura de establecer las cotas adecuadas de la superficie del agua.

2. Los datos observados pueden usarse para estimar las pérdidas de energía a través de una estructura.

3. Una técnica de cálculo alternativa puede usarse para determinar la pérdida bajo condiciones de flujo bajo. El procedimiento usado por el Bureau of Publica Roads (BPR) descrito en Hydarulics of Bridge Waterways de Bradley es uande estas técnicas. La pérdida calculada puede introducirse después en el programa. Debe tenerse cuidado en asegurarse que la pérdida calculada por el método alternativo se usa adecuadamente por el programa. Por ejemplo, la técnica del BPR calcula el aumento de la cota de la superficie del agua debido al estrechamiento por encima de la cota de la superficie del agua sin el estrechamiento del puente. Por lo tanto, esto incluye los efectos de las pérdidas por contracción y expansión y las pérdidas causadas por la estructura, pero no refleja la pérdida normal por rozamiento que podría ocurrir sin el puente..

Método de puente normal El uso del método de puente normal para calcular las pérdidas es laque más se aplica cuando las pérdidas por rozamiento son las causa predominante del cambio de la cota de la superficie del agua a través de un puente. Típicamente, el método de puente normal puede usarse en las siguientes condiciones: 1. Cuando las condiciones de flujo bajo existen en puentes sin pilas 2. Cuando son de esperar unas combinaciones de flujo bajo y flujo a presión en

una puente de múltiples aberturas 3. Cuando las obras de desagües especiales están sometidas a flujo bajo.

Pueden tomarse perfiles transversales a través de la obra de desagüe para crear el modelo del cambio en una obra de desagüe larga.

4. Cuando el tablero del puente y los estribos funcionan como obstrucción insignificante al flujo(es decir, la pérdida en el momento del flujo noe s importante)

5. Cuando la abertura del puente no puede asimilarse razonablemente a una sección trapecial, como es necesario en el método de puente especial.

6. Cuando sobre la parte superior de la calzada se espera un importante flujo por vertedero y submergencia por el nivel aguas abajo (es decir, la submergencia aguas abajo es mayor que el 70% de la carga por vertedero). Esto es debido a


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la corrección por submergencia en el método de puente especial no es muy real por la gran submergencia en los vertidos no son por aliviadero en ojiva..

7. Cuando un puente colgante está elevado por encima de la carretera de acceso y la calzada de acceso podría sufrir una gran cantidad de submergencia por el flujo por vertedero.

8. Cuando las pérdidas de energía por rozamiento son importantes. Método de puente especial El método de puente especial es capaz de resolver una amplia variedad de situaciones de flujo. Típicamente, el método de puente especial puede usarse en las siguientes condiciones: 1. Cuando existen condiciones de flujo bajo en puentes con pilas 2. Cuando son se esperar condiciones de flujo a presión en un puente 3. Cuando las condiciones de flujo son de flujo a presión con o pocos efectos de

submergencia en el nivel de aguas abajo 4. Cuando hay una combinación de flujo bajo y flujo por vertedero, o flujo a presión y

flujo por vertedero 5. Cuando tiene lugar flujos sobre vertedero y presas sin compuertas 6. Cuando hay flujo a presión a través de puente con múltiples aberturas en que las

aberturas del puente están sumergidas o se usa una cota única de arista inferior. 7. Cuando la abertura del puente puede aproximarse a un trapecio 8. Cuando se espera que el flujo con calado critico en a través del tramo del puente Método de obra de desagüe especial El método de obra de desagüe especial ofrece varias ventajas para crear el modelo de flujo a través de obras de desagüe. Cuando se compara con los métodos de puente normal y especial: 1. En los métodos de puente especial y puente normal, la forma de la obra de

desagüe debe definirse usando las coordenadas de las cotas del terreno y las coordenadas de la arista inferior del puente. Esto puede ser aburrido, especialmente en obras de desagüe circulares. En el método de obra de desagüe especial, la forma de la obra de desagüe se define usando el diámetro en obras de desagüe circulares y la altura y la anchura de la abertura en obras de desagüe rectangulares. Por lo tanto, el método de obra de desagüe especial reduce enormemente los requisitos de entrada de datos necesarios para crear el modelo de obra de desagüe.

2. La capacidad hidráulica de las obras de desagüe se describe usando la terminología familiar y los coeficientes tales como el coeficiente de rugosidad de Manning y el coeficiente de pérdida en la entrada.

3. El método de obra de desagüe especial de HEC-2 se basa en las mismas ecuaciones que los nomogramas de las obras de desagüe del FHWA. Por lo tanto, los resultados del método de obra de desagüe especial pueden confirmarse usando los nomogramas.

4. El método de obra de desagüe especial de HEC-2 proporciona un buena solución para la pérdida de carga a través de una calzada transversal en una amplia variedad de condiciones de flujo, incluyendo el flujo bajo.

Debe advertirse que el método de obra de desagüe especial ha sido proyectado para funcionar como el método de puente especial. Esta similitud facilita la conversión de los modelos de puente especial en modelos de obra de desagüe especial.


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Aunque el método de obra de desagüe especial es capaz de resolver una variedad de situaciones de flujo en obras de desagüe, el método de obra de desagüe especial está sometido a ciertas limitaciones: 1. La sección transversal de la obra de desagüe, el caudal y la pendiente del fondo

se suponen constantes a lo largo de toda la longitud de la obra de desagüe. 2. La pendiente del fondo de la obra de desagüe se necesario que sea positiva o que

sea horizontal. Es decir, que la solera aguas arriba de la obra de desagüe no puede estar por debajo de la solera aguas debajo de la obra de desagüe.

3. Se supone que la calzada que cruza la obra de desagüe está compuesta por una sola obra de desagüe o por un número de obras de desagüe idénticas.

4. El método de obra de desagüe especial puede usarse solo en cálculos de perfil subcrítico.

Nota Cuando se crea un modelo de puente, una buena regla casera consiste en utilizar el método de puente especial a menos que las condiciones indiquen que sea necesario el método de puente normal o sea necesaria o la entrada de datos de las cotas de la superficie del agua. Por lo general, el método de puente especial es más aplicable a una variedad de caudales y condiciones que el método de puente normal. Otro punto que hay que tener en cuenta al elegir el método de creación de modelo de puente es, aparte del método de puente especial, es que el método de puente normal no informará sobre la clase de flujo encontrada en la estructura del puente. Por lo tanto, cuando se usa el método de puente normal, el usuario necesitará revisar los resultados del programa con más detalle que cuando verifica los resultados del cálculo. 8.5.2 Perfiles transversales para crear el modelo de puente y obra de desagüe La situación de los perfiles transversales para calcular la estructura de un puente u obra de desagüe depende del método seleccionado para la creación del modelo. Los siguientes apartados describen con detalle la colocación y definición de los perfiles transversales para métodos de puente normal, puente especial y obra de desagüe especial. Para aplicaciones específicas de métodos de puente normal, puente especial y obra de desagüe especial., véanse los problemas dados en el Capítulo 6. Nota Si el puente u obra de desagüe y sus estribos no suponen un estrechamiento importante para el flujo del río, la contracción del flujo puede introducirse en el modelo mediante un solo perfil transversal. Este método puede usarse en lugar de los métodos más complicados de puente normal, puente especial y obra de desagüe especial..


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8.5.3 Perfiles transversales de puente normal Para el método de puente normal, son necesarios seis perfiles transversales para definir la estructura de un puente como modelo completo. Estos perfiles transversales son los siguientes: • Perfil transversal 1 situado bastante aguas abajo del puente que no influye en el

flujo del puente. • Perfil transversal 2 situado inmediatamente aguas abajo de la cara aguas abajo del

puente. • Perfil transversal 3 situado en la cara aguas abajo del puente. • Perfil transversal 4 situado en la cara aguas arriba del puente. • Perfil transversal 5 situado inmediatamente aguas arriba de la cara aguas arriba

del puente. • Perfil transversal 6 situado bastante aguas arriba del puente en que no influye el

puente en el flujo del perfil transversal. Una vista en planta de los perfiles transversales necesarios para calcular las pérdidas a través de un puente en el método de puente normal se muestra en la Figura 8.5.3.1. A continuación de expone una descripción detallada de cada perfil transversal.

Figura 8.5.3.1 Esquema de los perfiles transversales para el método de puente normal El tramo aguas abajo viene definido por los perfiles transversales 1 y 2. Este tramo se usa para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento en el cauce y las pérdidas de expansión aguas abajo del puente. El perfil transversal 1, llamado algunos veces sección de salida, es el primer perfil transversal necesario para el cálculo del puente, pero no tiene que ser necesariamente el primer perfil transversal del modelo. Por lo


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general, hay perfiles transversales adicionales aguas arriba y aguas debajo de los seis perfiles transversales que se ven en la Figura 8.5.3.1. El perfil transversal 1 debe estar situado suficientemente aguas abajo del perfil transversal 2 de modo que el flujo se expanda totalmente y no sea afectado por la contracción de la abertura del puente. Una regla de andar por casa creada por los estudios de campo consiste en situar el perfil transversal 1 aguas abajo del perfil transversal 2 a una distancia de 4 veces (puede ser de 3 a 5 veces) la media de las proyecciones de los estribos del puente. En otras palabras, se supone que el flujo se expande después de ser contraído por la abertura del puente, a razón de 1 pie lateralmente por cada 4 pies recorridos hacia aguas abajo. Debido a que la contracción del flujo puede variar con el caudal, la longitud del tramo aguas abajo debería representar la condición media si el rango de caudales se usa en el modelo. Al situar el perfil transversal 1 basándose en una relación de 4:1 de la expansión del flujo aguas abajo del perfil transversal 2 se logra una longitud de tramo que no es demasiado larga para una estimación razonable de las pérdidas por rozamiento. Si se necesitan perfiles transversales adicionales, podría usarse la relación de expansión 4:1 para situar la ampliación lateral de los perfiles transversales intermedios. El usuario debe revisar cuidadosamente la salida del programa para determinar si se ha usado el número suficiente de perfiles transversales. Un cambio en la conducción superior al 50% entre los perfiles transversales 1 y 2 y una longitud de tramo relativamente larga podrían indicar la necesidad de perfiles transversales intermedios. Perfil transversal 2 El perfil transversal 2 es la sección inmediatamente aguas abajo (entre 1 a 10 pies) de la cara aguas abajo del puente. Esta sección representa la zona de flujo efectivo y la geometría física del cauce del puente, pero no incluye la estructura del puente o los estribos. La presencia del puente se define en el perfil transversal 2 en la caja de diálogo de Definiciones de la Abertura, como se ve en la Figura 8.5.3.2, usando la entrada de selección de Tipo de Abertura.


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Figura 8.5.3.2 Caja de diálogo de Definición de Aberturas Es importante que la geometría del cauce en el perfil transversal 2 representa la zona de flujo efectivo en el puente. El flujo efectivo es aquella parte del flujo donde la velocidad principal es normal al perfil transversal y en dirección hacia aguas abajo. La zona de flujo efectivo en el perfil transversal 2 se especifica usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, que se muestra en la Figura 8.5.3.3.

Figura 8.5.3.3 Caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo


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Una discusión más detallada para definir la zona de flujo efectivo se proporciona en el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en este Capítulo. Perfil transversal 3 El perfil transversal 3 está situado en la cara aguas abajo del puente. Este perfil transversal debería representar la geometría física de la estructura del puente y sus estribos. El tramo definido por los perfiles transversales 3 y 4 se usan para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento en el cauce a través del puente. Si este tramo es excesivamente largo, como en el caso de una obra de desagüe larga, o si hay cambios en la forma o rugosidad dentro del puente, deben usarse múltiples puentes normales – colocados uno tras otro – para crear adecuadamente el modelo del cambio de flujo. Perfil transversal 3 y perfiles subcríticos Debe especificarse la situación de la calzada y de la arista inferior del puente en la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal (véase la Figura 8.5.3.4) en este perfil transversal. La situación de la calzada y de la arista inferior del puente debe corresponder a estaciones el terreno, ya que el programa calcula la conducción para el perfil transversal en forma de incrementos para cada estación del terreno. Para las estaciones del terreno entre la calzada especificada y la situación de la arista inferior del puente, el programa interpola linealmente las cotas de la calzada y de la arista inferior del puente para calcular la conducción por incrementos.

Figura 8.5.3.4 Caga de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal


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Si se desea una cota constante de la arista inferior del puente y de la parte superior de la calzada, entonces, en lugar de introducir estos valores en la cada de diálogo de la geometría del perfil transversal, puede especificarse una sola cota de las arista inferior del puente y de la parte superior de la calzada en la caja de diálogo de Tablero del Puente (véase la Figura 8.5.3.5) en este perfil transversal. Entonces el programa crea automáticamente los datos de las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente para este perfil transversal.

Figura 8.5.3.5 Caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente Perfil transversal 3 y perfiles supercríticos Si las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente difieren bastante de los del perfil transversal 4, entonces deben especificarse las diferencias de las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente usando la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal (véase la Figura 8.5.3.4) para este perfil transversal. Esta opción no puede usarse si las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente se especificaron en la caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente en el perfil transversal 4. Perfil transversal 4 El perfil transversal 4 está situado en la cara aguas arriba del puente. Este perfil transversal, como el perfil transversal 3, deber representar la geometría física de la estructura del puente y sus estribos.


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Perfil transversal 4 y perfiles subcríticos Si las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente difieren bastante de los del perfil transversal 3, entonces deben especificarse las diferencias de las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente usando la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal (véase la Figura 8.5.3.4) para este perfil transversal. Esta opción no puede usarse si las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente se especificaron en la caja de diálogo de Tablero Horizontal del Puente(véase la Figura 8.5.3.5) en el perfil transversal 3. La situación de la calzada y de la arista inferior del puente deben corresponder a estaciones el terreno, ya que el programa calcula la conducción para el perfil transversal en forma de incrementos para cada estación del terreno. Perfil transversal 4 y perfiles supercríticos Deben especificarse .las estaciones de la calzada y de la arista inferior del puente en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase La Figura 8.5.3.4) para este perfil transversal. la geometría del perfil transversal (véase la Figura 8.5.3.4) en este perfil transversal. La situación de la calzada y de la arista inferior del puente debe corresponder a estaciones el terreno, ya que el programa calcula la conducción para el perfil transversal en forma de incrementos para cada estación del terreno. Para las estaciones del terreno entre la calzada especificada y la situación de la arista inferior del puente, el programa interpola linealmente las cotas de la calzada y de la arista inferior del puente para calcular la conducción por incrementos Si se desea una cota constante de la arista inferior del puente y de la parte superior de la calzada, entonces, en lugar de introducir estos valores en la cada de diálogo de la geometría del perfil transversal, puede especificarse una sola cota de las arista inferior del puente y de la parte superior de la calzada en la caja de diálogo de Tablero del Puente (véase la Figura 8.5.3.5) en este perfil transversal. Entonces el programa crea automáticamente los datos de las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente para este perfil transversal. Perfil transversal 5 El perfil transversal 5 es la sección inmediatamente aguas arriba (entre 1 a 10 pies) desde la cara aguas arriba del puente. Este perfil representa la zona de flujo efectivo y la geometría física del cauce del puente, pero no incluye las estructura del puente y de sus estribos. Es importante que la geometría del cauce en este perfil transversal 5 represente la zona de flujo efectivo en el puente. La zona de flujo efectivo en el perfil transversal 5 se especifica usando la caja de diálogo de Descripción de La Zona de Flujo Efectivo, que se muestra en la Figura 8.5.3.3. Perfil transversal 6 El tramo aguas arriba se define por los perfiles transversales 5 y 6. Este tramo se usa para crear el modelo del rozamiento en el cauce y las pérdidas por contracción aguas arriba del puente. Algunas veces el perfil transversal 6 llamado sección de aproximación, es el último perfil transversal necesario para el cálculo del puente.


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El perfil transversal 6 debe situarse suficientemente aguas arriba del perfil transversal 5 en que el flujo aún no ha llegado a contraerse debido a la contracción del puente aguas abajo. Debido a que la contracción del flujo puede ocurrir en una distancia más corta que las expansiones del flujo, la longitud del tramo entre los perfiles 5 y 6 puede ser igual a la distancia media de la abertura entre estribos. Sin embargo, esta norma puede resultar un tramo demasiado corto entre los perfiles transversales 5 y 6 en situaciones con pequeñas abertura de puente (en relación con la anchura de la plana de inundación). Un método alternativo consistiría en situar el perfil transversal 6 aguas arriba a una distancia del perfil transversal 5 igual a la media de las proyecciones de los estribos del puente (es decir, una ángulo de contracción equivalente a una relación de 1:1). 8.5.4 Perfiles transversales en puente especial En el método de puente especial, son necesarios cuatro perfiles transversales para definir las estructura del puente como modelo completo, a diferencia de los seis perfiles transversales necesarios en el método de puente normal. Los dos perfiles transversales que faltan respecto al puente normal, son los dos que están situados dentro de la estructura del puente. Los cuatro perfiles transversales necesarios para el método de puente especial son los siguientes: • Perfil transversal 1 situado bastante aguas abajo del puente y que no influye sobre

el flujo del puente • Perfil transversal 2 situado justo aguas debajo de la cara aguas abajo del puente. • Perfil transversal 3 situado justo aguas arriba de la cara aguas arriba del puente • Perfil transversal 4 situado bastante aguas arriba del puente que no influye en el

flujo del perfil transversal Una vista en planta de los perfiles transversales usados para calcular las pérdidas a través del puente mediante el método de puente especial se muestra en la Figura 8.5.4.1. A continuación de expone una detallada descripción de los perfiles transversales.


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Figura 8.5.4.1 Esquema de los perfiles transversales para el método de puente especial Perfil transversal 1 El tramo aguas abajo se define por el perfil transversal 1 y por el 2. Este tramo se usa para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento en el cauce y por contracción y expansión. El perfil transversal 1, llamado algunas veces sección de salida, es el primer perfil transversal requerido para el cálculo de un puente, pero no es necesariamente el primer perfil transversal del modelo. Por lo general, hay perfiles transversales adicionales aguas arriba y aguas debajo de los cuatro perfiles transversales que se muestran en la Figura 8.5.4.1. El perfil transversal debe estar situado suficientemente aguas abajo del perfil transversal 2 donde el flujo se expande y no está afectado por la contracción de la abertura del puente. Una regla corriente deducida de los trabajos de campo consiste en situar el perfil transversal 1 aguas abajo del perfil transversal 2 a una distancia de unas 4 veces (se permite de 3 o 5 veces) la media de las proyecciones de los estribos del puente. En otras palabras, se supone que el flujo se expande, después de ser contraído por la abertura del puente, a un ritmo de 1 pie lateralmente por cada 4 pies de trayectoria aguas abajo. Debido a que la constricción del flujo puede variar con el caudal, la longitud del tramo aguas abajo debería representar la condición media si se emplea un rango de caudales en el modelo. Al situar el perfil transversal basándose en una relación de expansión del flujo de 4:1 aguas abajo del perfil transversal 2 se puede lograr una longitud de tramo que es demasiado largo para una estimación razonable de la pérdida pro rozamiento. Si son necesarios perfiles transversales intermedios, debería usarse una relación de expansión de 4:1 para situar la extensión lateral de los perfiles intermedios. El usuario debe revisar cuidadosamente la salida del programa para determinar si se ha empleado el suficiente número de perfiles transversales. Un cambio de conducción de


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más del 50% entre los perfiles transversales 1 y 2 y una longitud de tramo relativamente largo indicaría la necesidad de perfiles transversales intermedios. Perfil transversal 2 El perfil transversal 2 es el perfil situado inmediatamente aguas abajo (entre 1 y 10 pies) de la cara aguas abajo del puente. Este perfil transversal representa la zona de flujo efectivo y la geometría física del cauce en el puente, pero no incluye la estructura del puente ni sus estribos. La presencia del puente se define en el perfil transversal 2 en la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 8.5.3.2, usando la entrada de botón circular de Tipo de Abertura. Este perfil transversal se usa también para definir los parámetros especiales del puente usando la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.5.4.2).

Figura 8.5.4.2 Caja de diálogo de Descripción de Puente Especial Es importante que la geometría del cauce en el perfil transversal 2 represente la zona de flujo efectivo en el puente. El flujo efectivo es aquella porción del flujo en que la velocidad media es normal al perfil transversal y en dirección hacia aguas abajo. La zona de flujo efectivo en el perfil transversal 2 se especifica usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 8.5.3.3. Una definición más detallada sobre la definición de zona de flujo efectivo se encuentra en el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en este Capítulo.


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Perfil transversal 2 y perfiles supercríticos El método de puente especial emplea los datos de las estaciones de la calzada para definir los cálculos de perfil de vertido y flujo por vertedero. Para permitir que el método de puente especial cambie al método de puente normal en condiciones de flujo bajo, deben prepararse los datos de las estaciones de la calzada y de la arista inferior. Como en el método de puente normal, y no puede especificarse la información de las pilas del puente. Por lo tanto, si se permite que el método de puente especial cambie al método de puente normal, deben especificarse las estaciones de la calzada y la arista inferior del puente en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, de modo que las estaciones coincidan con las estaciones del terreno.. Este debe hacerse porque el programa calcula la conducción para el perfil transversal con incrementos para cada estación del terreno. Para estaciones del terreno situadas entre estaciones especificadas de la calzada y de la arista inferior, el programa interpola linealmente las cotas de la calzada y de la arista inferior para calcular la conducción con incrementos. Si no se permite que el método de puente especial cambie al método de puente normal, los datos de las estaciones de la calzada y de la arista inferior no tienen que corresponder con las estaciones del terreno, ya que el programa calcula la conducción para la abertura del puente por separado del flujo por vertedero. Si se desea una cota constante para la arista inferior y la calzada del puente, entonces en lugar de introducir estos valores en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, pueden especificarse la única cota de la arista inferior y de la calzada del puente en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.5.4.2) en el perfil transversal en que el puente se define (perfil transversal 2). Si se especifica una cota constante de la parte superior de la calzada, entonces debería especificarse también la longitud de calzada correspondiente en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial. Esta longitud de calzada se usará después en los cálculos de flujo por vertedero. Se usa la máxima cota de la arista inferior del puente para determinar cuando tiene lugar el flujo a presión. Se usa la cota mínima de la calzada para determinar cuando tiene lugar el flujo por vertedero. Aunque HEC-2 puede investigar los datos especificados en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, es buena medida repetir estos valores en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial. Perfil transversal 3 El perfil transversal 3 es el perfil situado inmediatamente aguas arriba (entre 1 y 10 pies) desde la cara aguas arriba del puente. Este perfil transversal representa la zona de flujo efectivo y la geometría física del cauce en el puente, pero no incluye la estructura del puente ni sus estribos. El tramo aguas abajo se define por el perfil transversal 2 y por el 3. Este tramo se usa para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento a través del puente. Es importante que la geometría del cauce en el perfil transversal 3 represente la zona de flujo efectivo en el puente.. La zona de flujo efectivo en el perfil transversal 3 se


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especifica usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 8.5.3.3). Perfil transversal 3 y perfiles subcríticos El método de puente especial usa los datos de las estaciones de la calzada para definir el perfil de vertido para los cálculos de flujo por vertedero. Para permitir el método de puente especial cambie al método de puente normal en condiciones de flujo bajo, deben prepararse los datos de las estaciones de la calzada y de la arista inferior. Como en el método de puente normal, y no puede especificarse la información de las pilas del puente. Por lo tanto, si se permite que el método de puente especial cambie al método de puente normal, deben especificarse las estaciones de la calzada y la arista inferior del puente en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, de modo que las estaciones coincidan con las estaciones del terreno.. Este debe hacerse porque el programa calcula la conducción para el perfil transversal con incrementos para cada estación del terreno. Para estaciones del terreno situadas entre estaciones especificadas de la calzada y de la arista inferior, el programa interpola linealmente las cotas de la calzada y de la arista inferior para calcular la conducción con incrementos. Si no se permite que el método de puente especial cambie al método de puente normal, los datos de las estaciones de la calzada y de la arista inferior no tienen que corresponder con las estaciones del terreno, ya que el programa calcula la conducción para la abertura del puente por separado del flujo por vertedero. Si se desea una cota constante para la arista inferior y la calzada del puente, entonces en lugar de introducir estos valores en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, pueden especificarse la única cota de la arista inferior y de la calzada del puente en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.5.4.2) en el perfil transversal en que el puente se define (perfil transversal 2). Si se especifica una cota constante de la parte superior de la calzada, entonces debería especificarse también la longitud de calzada correspondiente en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial. Esta longitud de calzada se usará después en los cálculos de flujo por vertedero. Se usa la máxima cota de la arista inferior del puente para determinar cuando tiene lugar el flujo a presión. Se usa la cota mínima de la calzada para determinar cuando tiene lugar el flujo por vertedero. Aunque HEC-2 puede investigar los datos especificados en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, es buena medida repetir estos valores en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial. Perfil transversal 4 El tramo aguas arriba se define por los perfiles transversales 3 y 4. Este tramo se usa para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento en el cauce y por contracción y expansión. El perfil transversal 4, llamado algunas veces sección de aproximación, es el último perfil transversal requerido para el cálculo de un puente El perfil transversal 4 debe estar situado suficientemente aguas arriba del perfil transversal 3 donde el flujo aún no comienza a contraerse y no está afectado por la contracción de la abertura del puente. Debido a que las constricciones del flujo puede tener lugar a una distancia más corta que la expansión del flujo, la longitud del tramo


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entre los perfiles transversales 3 y 4 puede ser igual a la longitud de la abertura media del puente entre estribos. Sin embargo, esta norma puede dar lugar una longitud de tramo demasiado corta (en relación con la anchura de la plana de inundación). Un método alternativo podría consistir en situar el perfil transversal 4 aguas arriba del perfil transversal 3 a una distancia igual a la media de las proyecciones de los dos estribos del puente (es decir, un ángulo de contracción equivalente a una relación de 1:1). Perfiles transversales de obra de desagüe especial El método de obra de desagüe especial requiere los mismos perfiles transversales que el método de puente especial. Son necesarios cuatro perfiles transversales para definir las estructura del puente como modelo completo, a diferencia de los seis perfiles transversales necesarios en el método de puente normal. Los dos perfiles transversales que faltan respecto al puente normal, son los dos que están situados dentro de la estructura del puente. Los cuatro perfiles transversales necesarios para el método de puente especial son los siguientes: • Perfil transversal 1 situado bastante aguas debajo de la obra de desagüe y que no

influye sobre el flujo de la obra de desagüe • Perfil transversal 2 situado justo aguas debajo de la cara aguas debajo de la obra

de desagüe • Perfil transversal 3 situado justo aguas arriba de la cara aguas arriba de la obra de

desagüe • Perfil transversal 4 situado bastante aguas arriba de la obra de desagüe que no

influye en el flujo del perfil transversal Una vista en planta de los perfiles transversales usados para calcular las pérdidas a través de la obra de desagüe mediante el método de obra de desagüe especial se muestra en la Figura 8.5.5.1. A continuación de expone una detallada descripción de los perfiles transversales.


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Figura 8.5.5.1 Esquema de perfiles transversales para el método de obra de desagüe especial El tramo aguas abajo se define por el perfil transversal 1 y por el 2. Este tramo se usa para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento en el cauce y por contracción y expansión. El perfil transversal 1, llamado algunas veces sección de salida, es el primer perfil transversal requerido para el cálculo de una obra de desagüe, pero no es necesariamente el primer perfil transversal del modelo. Por lo general, hay perfiles transversales adicionales aguas arriba y aguas debajo de los cuatro perfiles transversales que se muestran en la Figura 8.5.5.1. El perfil transversal debe estar situado suficientemente aguas abajo del perfil transversal 2 donde el flujo se expande y no está afectado por la contracción de la obra de desagüe. Una regla corriente deducida de los trabajos de campo consiste en situar el perfil transversal 1 aguas abajo del perfil transversal 2 a una distancia de unas 4 veces (se permite de 3 o 5 veces) la media de las proyecciones de los estribos de la obra de desagüe. En otras palabras, se supone que el flujo se expande, después de ser contraído por la obra de desagüe, a un ritmo de 1 pie lateralmente por cada 4 pies de trayectoria aguas abajo. Al situar el perfil transversal basándose en una relación de expansión del flujo de 4:1 aguas abajo del perfil transversal 2 se puede lograr una longitud de tramo que es demasiado largo para una estimación razonable de la pérdida pro rozamiento. Si son necesarios perfiles transversales intermedios, debería usarse una relación de expansión de 4:1 para situar la extensión lateral de los perfiles intermedios. El usuario debe revisar cuidadosamente la salida del programa para determinar si se ha empleado el suficiente número de perfiles transversales. Un cambio de conducción de más del 50% entre los perfiles transversales 1 y 2 y una longitud de tramo relativamente largo indicaría la necesidad de perfiles transversales intermedios.


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Perfil transversal 2 El perfil transversal 2 es el perfil situado inmediatamente aguas abajo (entre 1 y 10 pies) de la cara aguas abajo del puente. Este perfil transversal representa la zona de flujo efectivo y la geometría física del cauce en la obra de desagüe, pero no incluye la estructura de la obra de desagüe ni sus estribos. La presencia de la obra de desagüe se define en el perfil transversal 2 en la caja de diálogo de Definiciones de Aberturas, como se ve en la Figura 8.5.3.2, usando la entrada de botón circular de Tipo de Abertura. Este perfil transversal se usa también para definir los parámetros especiales de la obra de desagüe usando la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial (véase la Figura 8.5.5.2).

Figura 8.5.5.2 Caja de diálogo de Descripción de la obra de desagüe especial Es importante que la geometría del cauce en el perfil transversal 2 represente la zona de flujo efectivo en la obra de desagüe. El flujo efectivo es aquella porción del flujo en que la velocidad media es normal al perfil transversal y en dirección hacia aguas abajo. La zona de flujo efectivo en el perfil transversal 2 se especifica usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 8.5.3.3. Una definición más detallada sobre la definición de zona de flujo efectivo se encuentra en el apartado titulado Zona de Flujo Efectivo en este Capítulo. Perfil transversal 3 El perfil transversal 3 es el perfil situado inmediatamente aguas arriba (entre 1 y 10 pies) desde la cara aguas arriba de la obra de desagüe. Este perfil transversal representa la zona de flujo efectivo y la geometría física del cauce en la obra de desagüe, pero no incluye la estructura del puente ni sus estribos.


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El método de puente especial emplea los datos de las estaciones de la calzada para definir los cálculos de perfil de vertido y flujo por vertedero. Debe especificarse la situación de la calzada en la caja de diálogo de Edición de la geometría del perfil transversal (véase la Figura 8.5.3.4) en este perfil transversal. La situación de la calzada no debe corresponder a estaciones el terreno, ya que el programa calcula la conducción para el perfil transversal por separado del flujo por vertedero. Si se desea una cota constante de la parte superior de la calzada, entonces, en lugar de introducir estos valores en la caja de diálogo de la geometría del perfil transversal, puede especificarse una sola cota de la parte superior de la calzada en la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial (véase la Figura 8.5.5.2) en este perfil transversal, en que el perfil transversal donde se define la obra de desagüe. Si se especifica una cota constante de la parte superior de la calzada, entonces debería especificarse también la longitud de calzada correspondiente en la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial. Esta longitud de calzada se usará después en los cálculos de flujo por vertedero. Se usa la cota mínima de la calzada para determinar cuando tiene lugar el flujo por vertedero. Aunque HEC-2 puede investigar los datos especificados en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal, es buena medida repetir estos valores en la caja de diálogo de Descripción de obra de desagüe especial. Es importante que la geometría del cauce en el perfil transversal 3 represente la zona de flujo efectivo en la obra de desagüe. El flujo efectivo es aquella porción del flujo en. La zona de flujo efectivo en el perfil transversal 3 se especifica usando la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 8.5.3.3. Perfil transversal 4 El tramo aguas arriba se define por los perfiles transversales 3 y 4. Este tramo se usa para crear el modelo de las pérdidas por rozamiento en el cauce y por contracción y expansión. El perfil transversal 4, llamado algunas veces sección de aproximación, es el último perfil transversal requerido para el cálculo de una obra de desagüe El perfil transversal 4 debe estar situado suficientemente aguas arriba del perfil transversal 3 donde el flujo aún no comienza a contraerse por la constricción de la obra de desagüe aguas abajo. Debido a que las constricciones del flujo puede tener lugar a una distancia más corta que la expansión del flujo, la longitud del tramo entre los perfiles transversales 3 y 4 puede ser igual a la longitud de la abertura media de la obra de desagüe entre estribos. Sin embargo, esta norma puede dar lugar una longitud de tramo demasiado corta (en relación con la anchura de la plana de inundación). Un método alternativo podría consistir en situar el perfil transversal 4 aguas arriba del perfil transversal 3 a una distancia igual a la media de las proyecciones de los dos estribos de la obra de desagüe (es decir, un ángulo de contracción equivalente a una relación de 1:1). 8.5.6 Perfiles transversales intermedios Algunas veces la diferencia entre la anchura de la plana de inundación sin restricciones tanto aguas arriba como aguas abajo del puente u obra de desagüe y la anchura constreñida de la abertura del puente u obra de desagüe puede ser muy grande. En tales casos, al situar el primer y último perfiles transversales en un puente u obra de desagüe usando las normas - 4:1 para el flujo por expansión y de 1:1 para el flujo por contracción- puede dar lugar a unas longitudes de tramo que sean demasiado


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largas dando lugar a unos resultados poco fiables en los cálculos de pérdidas por rozamiento. Para prevenir tales problemas, deben insertarse perfiles transversales intermedios para reducir las longitudes de tramo del cauce. Además, deben especificarse las zonas de flujo efectivo de los perfiles transversales intermedios (véase la Figura 8.5.3.3) para limitar la anchura lateral de la plana de inundación que se definieron previamente con las normas de contracción y expansión. Esto limitará el flujo a la zona de flujo efectivo que corresponde a la conducción de del flujo activo. Las invasiones de la zona de flujo efectivo (véase la Figura 8.5.3.3) no añaden ningún perímetro mojado adicional a los cálculos de pérdidas por rozamiento, y , por lo tanto, son ideales para crear el modelo de las regiones con agua embalsada fuera de los límites de la contracción y expansión del flujo activo. Si la calzada vierte por encima, las zonas de flujo inefectivo definidas por los perfiles transversales pueden ser necesarias también para conducir el flujo. El usuario debería revisar cuidadosamente tales situaciones para asegurarse de que se ha creado el modelo correctamente. 8.5.7 Zona de flujo efectivo El programa HEC-2 supone habitualmente que todo el perfil transversal por debajo de la cota calculada de la superficie del agua sirve para transportar el flujo. Sin embargo, esta hipótesis puede crear problemas cuando se especifican los perfiles transversales que definen un puente u obra de desagüe. Refiriéndose a la Figura 8.5.7.1, las líneas de trazos representan los límites del flujo efectivo para un puente que experimenta unas condiciones de flujo bajo o flujo a presión. En los perfiles transversales 2 y 3, las zonas de flujo inefectivo a cada lado de la abertura del puente (en una distancia A-B y C-D) no deben incluirse en condiciones de flujo bajo o flujo a presión. La eliminación de estas zonas de flujo inefectivo pueden llevarse a cabo mediante uno de estos dos métodos: • Volviendo a definir la geometría del perfil transversa en los perfiles transversales 2

y 3 (como se ve en las Figuras 8.5.7.2 y 8.5.7.3) para eliminar estas zonas de flujo inefectivo.

• Usando la geometría existente del perfil transversal y definiendo la zona de flujo inefectivo en los perfiles transversales 2 y 3 (como se ve en las Figuras 8.5.7.2 y 8.5.7.4) para eliminar las zonas de flujo inefectivo.


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Figura 8.5.7.1 Vista en planta de los perfiles transversales típicos usados para definir la estructura del puente Nueva definición de la geometría del perfil transversal Al volver a definir la geometría transversal de los perfiles transversales 2 y 3 para eliminar las zonas de flujo inefectivo, se emplea un límite fijo a ambos lados del perfil transversal para contener el flujo, ciando en realidad no hay allí ningún límite sólido y físico. El perímetro mojado adicional se añade a los cálculos de pérdida por rozamiento ciando se vuelve a definir la geometría de los perfiles transversales, produciendo unos resultados razonables. En lugar de usar este método, las zona de flujo efectivo de los perfiles transversales 2 y 3 pueden especificarse (véase la Figura 8.5.3.5) para evitar que sea incluido el perímetro mojado adicional en los cálculos de rozamiento.


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Figura 8.5.7.2 Vista en sección de los perfiles transversales 2 y 3

Figura 8.5.7.3 Vista en sección de los perfiles transversales 2 y 3 redefinidos


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Figura 8.5.7.4 Vista en sección de los perfiles transversales 2 y 3 con las zonas de flujo efectivo definidas Definición de la zona de flujo efectivo La zona de flujo efectivo en un perfil transversal se define especificando las invasiones en la caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo, como se ve en la Figura 8.5.3.3. La caja de diálogo de Descripción de Zona de Flujo Efectivo permite al usuario definir las estaciones de las márgenes de las invasiones izquierda y derecha para un perfil transversal. Estas estaciones de las márgenes de invasiones deben especificarse en los perfiles transversales 2 y 3, que están justo aguas arriba y aguas abajo del puente (véase la Figura 8,5.7.1). Muchas veces los perfiles transversales 2 y 3 se especifican como geométricamente idénticos. Las estaciones de las márgenes deberían estar alineadas con los estribos del puente (véanse las Figuras 8.5.7.2 y 8.5.7.4). Por lo general, la única diferencia entre los dos perfiles transversales es la cota de la invasión de la zona de flujo efectivo. Las invasiones de la zona de flujo efectivo permiten que toda la margen llegue a ser efectiva para el flujo por vertedero tan pronto como las cotas especificadas de la invasión hayan sido excedida por la cota de la superficie del agua calculada. La hipótesis general consiste en que, en condiciones de flujo por vertedero, el agua pueda fluir por toda la longitud del puente, y las márgenes de invasión especificadas en los perfiles transversales 2 y 3 sean efectivas en el flujo por vertedero; luego deberían volverse a definir en los perfiles transversales 2 y 3 para eliminar la zona de la margen de invasión en condiciones de flujo por vertedero. Por ejemplo, si la aproximación de la calzada coincide con la zona de desmontes (es decir, el terreno natural es más alto que la calzada), entonces debería usarse el perfil del terreno natural.(véase la Figura 8.5.7.5). Como se ensayan por separado las cotas de las invasiones izquierda y derecha en el programa, el flujo por vertedero pueden ocurrir en cualquier lado del cauce.


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Figura 8.5.7.5 Vista transversal que muestra la zona de flujo efectivo para puentes con calzada en desmontes abiertos. Ñas cotas especificadas de las márgenes de la invasión deben corresponder a una cota en la que comienza el flujo por vertedero sobre el puente. En el perfil transversal aguas arriba (perfil transversal 3), esta cota se generalmente la cota más baja especificada para la calzada. En el perfil transversal aguas abajo (perfil transversal 2), esta cota nos e conoce generalmente para el cálculo, de modo que debe hacerse una estimación. Si se conoce la pérdida de carga a través de la estructura del puente, entonces se fija igual a la cota de la invasión aguas abajo menos la pérdida de carga experimentada a través del puente (véase la Figura 8.5.7.6). Por el contrario, puede una cota cualquiera entre la arista inferior del puente y la parte superior de la calzada, de modo que una elección razonable consiste en adoptar la media de las dos cotas.


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Figura 8.5.7.6 Vista transversal y longitudinal que muestra la pérdida de carga experimentada por un puente El usuario debería comprobar las soluciones calculadas tanto en el lado aguas arriba como en el lado aguas abajo del puente para cerciorarse de que son consistentes con el tipo de flujo. Por ejemplo, para soluciones de flujo bajo o flujo a presión, la salida del cálculo debería indicar que se está usando la zona de flujo efectivo. Cuando la salida del cálculo muestre flujo por vertedero, la solución debería mostrar que el perfil transversal restante sin invasión es también eficiente para conducir el flujo. 8.6 Coeficientes de pérdida de energía Los siguientes apartados describen cómo deben seleccionarse los coeficientes de pérdida de energía que se usan en HEC-2 en los cálculos del perfil. 8.6.1 Coeficientes de contracción y expansión Los coeficientes de contracción y expansión se usan para calcular las pérdidas de energía relacionados con los cambios de forma del perfil transversal. La pérdida debida a la expansión del flujo es generalmente mayor que la pérdida debida a la contracción del flujo, y las pérdidas de las transiciones cortes y bruscas son mayores que las pérdidas en transiciones graduales. Las pérdidas por transiciones se calculan multiplicando el coeficiente de pérdida pro la diferencia absoluta de las cargas debidas a la velocidad entre perfiles transversales. Si la carga debida a la velocidad aumenta en dirección aguas abajo (es decir, cuando tiene lugar una contracción de la zona de flujo), entonces se aplica un coeficiente de contracción. Del mismo modo, cuando la carga debida a la velocidad disminuye en dirección aguas abajo (es decir, cuando tiene lugar una expansión de la zona de flujo),


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entonces se aplica un coeficiente de expansión. Los valores de los coeficientes típicos de pérdida por contracción y expansión se muestran en la Tabla 8.6.1.1. Tabla 8.6.1.1 Coeficientes típicos de pérdida pro contracción y expansión

Descripción Coeficiente de Contracción

Coeficiente de expansión

Pérdida calculada sin transición 0.0 0.0 Transición gradual 0.1 0.3 Puentes (y obras de desagüe con muros laterales

0.3 0.5

Transiciones bruscas ( y la mayoría de las obras de desagüe)

0.6 0.9

Nótese que el máximo coeficiente de expansión permitido es 1,0 Si los que coeficientes que se van a usar para tener en cuenta las pérdidas de energía que se dan a través de un puente o una obra de desagüe, los coeficientes de pérdida se especifican en la caja de diálogo de contracción y expansión se especifican en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 8.6.1.1) antes del perfil transversal en que cambia la carga debida a la velocidad sea valorada. Por ejemplo (al referirnos a la Figura 8.5.7.1), para un perfil subcrítico, deben especificarse unos nuevos coeficientes de pérdida por contracción y expansión en el perfil transversal 1 para tener en cuenta las pérdidas por contracción y expansión que se dan en el flujo a través de un puente. Después, en el perfil transversal 4, deben especificarse los coeficientes de pérdida por contracción y expansión previos para tener en cuenta la pérdidas de energía en el cauce natural.

Figura 8.6.1.1 Caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal


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8.6.2 Ecuaciones opcionales de pérdidas por rozamiento La pérdida por rozamiento entre perfiles transversales adyacentes se calcula como el producto de la relación representativa de la pérdida por rozamiento (pendiente de rozamiento) por la longitud de tramo promediada. El usuario puede seleccionar en la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.6.2.1) una de las cuatro ecuaciones que usa el programa para calcular las pérdidas por rozamiento. 1. Conducción media 2. Pendiente de rozamiento medio 3. Pendiente de media geométrica de rozamiento 4. Pendiente de media armónica de rozamiento

Figura 8.6.2.1 Caja de diálogo de Parámetros de Trabajo Las ecuaciones de pérdida por rozamiento, especificadas en la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.6.2.1), se discuten con detalle en el apartado titulado Valoración de las Pérdidas por Rozamiento en este Capítulo. Cualquiera de estas cuatro ecuaciones de pérdida por rozamiento dará unas estimaciones satisfactorias suponiendo que las longitudes de tramo no son demasiado margas. La ventaja implícita en las fórmulas alternativas de pérdida por rozamiento reside en que se puede utilizar las máximas longitudes de tramo sin sacrificar la precisión del perfil. Por ejemplo, la investigación de Reed y Wolkfill en Modelos de Valoración de las pendientes de rozamiento, indica que la ecuación de pendiente media de rozamiento es la más adecuada para perfiles M1. Además, Reed y Walkfill muestran que la ecuación pendiente de media armónica de rozamiento es la más adecuada para los perfiles M2. El usuario puede solicitar que el programa elija la ecuación de pérdida por rozamiento más adecuada para ser usada, en base al cálculo tramo a tramo, que se basa en las condiciones del flujo. Los criterios usados para seleccionar la ecuación adecuada de la


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pérdida por rozamiento se muestra en la Tabla 8.6.2.1. Sin embargo, debería resaltarse que los criterios de la Tabla 8.6.2.1 no seleccionarán la mejor ecuación en tramos en tramos en que haya una expansión lateral importante, como sucede en tramos por debajo de la abertura contraida del puente. Tabla 8.6.2.1 Criterios utilizados para seleccionar la ecuación de rozamiento

Tipo de Perfil ¿Es mayor la pendiente de rozamiento en el perfil transversal actual que en el perfil

transversal precedente?

Ecuación usada

Subcrítico (M1, S1) Si (2) Subcrítico (M2) No (4) Supercrítico (S2) Si (2) Supercrítico (M3.S3) No (3) Nota Si se selección la elección automática de la ecuación, el usuario puede pedir en la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida (véase la Figura 8.6.2.2) para imprimir la variable IHLEQ para identificar la ecuación de pérdida pro rozamiento usada en cada tramo.

Figura 8.6.2.2 Caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida


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8.6.3 Perfiles transversales interpolados En ocasiones, es necesario insertar perfiles transversales adicionales entre los perfiles transversales existentes para mejorar la precisión del cálculo. Por ejemplo, el cambio de carga debida a la velocidad puede ser demasiado grande para calcular con precisión las pérdidas por rozamiento entre dos perfiles transversales. Los perfiles transversales adicionales pueden especificarse manualmente o el programa puede generar perfiles transversales interpolados automáticamente. Las entradas de datos de Cambio máximo permitido de carga debida a la velocidad en la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.6.2.1) pueden usarse para permitir que el programa añada tantos perfiles transversales interpolados como sean necesarios. Se insertarán hasta tres perfiles transversales por el programa entre cualesquiera perfiles transversales adyacentes definidos por el usuario. Cuando el programa determina que el cambio de carga debido a la velocidad entre el perfil transversal actual y el perfil transversal previo sobrepasa el criterio especificado por el usuario, el programa insertará perfiles transversales adicionales. Los perfiles transversales interpolados se crean por HEC-2 elevando (o bajando) y ampliando (o reduciendo) el perfil transversal definido por el usuario (es decir, el perfil transversal aguas arriba cuando se calcula un perfil subcrítico). Los perfiles transversales interpolados se insertan uniformemente entre los perfiles transversales definidos por el usuario. La cota mínima de los perfiles transversales interpolados se establece mediante interpolación lineal entre las cotas mínimas de los perfiles transversales actual y previo definidos por el usuario. Las coordenadas horizontales de los perfiles transversales interpolados se basan en la relación de las superficies del cauce de los perfiles transversales definidos por el usuario. Los perfiles transversales interpolados se identifican en la salida del cálculo por números de perfil transversal que terminan en .01, .02 y .03. El programa no añadirá perfiles transversales interpolados en las siguientes situaciones: 1. Si la longitud del tramo entre los perfiles transversales definidos por el usuario

es menor de 50 pies (o 50 metros). 2. Si se han encontrado previamente las invasiones en el modelo 3. Si el perfil transversal se ha definido como perfil transversal de puente especial. Precaución Cuando haya una diferencia sustancial en la forma de los perfiles transversales actual y previo definidos por el usuario, los perfiles transversales generados por el programa puede que no sean representativos de la geometría real del río. El usuario debe comprobar si el programa ha generado razonablemente los perfiles transversales generados por el programa. Además, el número de los perfiles transversales interpolados añadidos a cada cálculo de perfil pueden variar con el caudal especificado. Por lo tanto, no se recomienda el que el programa añada perfiles transversales interpolados para el cálculo de perfiles múltiples, ya que es deseable realizar estos cálculos usando los mismos perfiles transversales en todos los perfiles.


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8.6.4 Coeficientes de Puente especial Cuando se usa el método de puente especial, los coeficientes de pérdida de energía deben especificarse en al ecuación de Yarnell, ecuación del orificio, y la ecuación de flujo por vertedero. La Figura 8.6.4.1 muestra la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial, que se usa para definir los coeficientes de pérdida de energía en puente especial. Los siguientes comentarios sugieren valores y métodos para estimar los coeficientes requeridos. Coeficiente de forma de pila El coeficiente de forma de pila, XK, se usa en la ecuación de energía de Yarnell para calcular el cambio de la cota de la superficie del agua a través de un puente para flujo bajo de la Clase A. Debido a que os cálculos se basan en la presencia de pilas, deben especificarse tanto el coeficiente de forma de la pila y la anchura de la pila, BWP, n la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.6.4.1)

Figura 8.6.4.1 Caja de diálogo de Descripción de Puente Especial Si no hubiese pilas, ambas entradas deben dejarse en blanco y el programa usará el método de puente normal para calcular el perfil de flujo bajo. La Tabla 8.6.4.1 ofrece los coeficientes típicos para distintas formas de pila.


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Descripción de la pila Ilustración Coeficiente de forma de pila

Forma semicircular en ambos extremos

0,90

Pilas gemelas cilíndricas con diafragma

0,95

Pilas gemelas cilíndricas sin diafragma

1.05


1,05

Extremos cuadrados

1,25

La ecuación de Yarnell es una ecuación semiempírica derivada de las observaciones obtenidas en los modelos hidráulicos de pilas. Como tal, la ecuación sólo debe aplicarse en situaciones en que la obstrucción del flujo sea debida a una pila de puente. Se recomienda emplear la ecuación de energía de Yarnell para valorar otras obstrucciones, tales como el relleno que separa las obras de desagüe circulares múltiples. En condiciones de flujo de las Clases B y C, la pérdida de carga a través de la estructura de un puente, calculada usando el método de puente especial, se determina mediante el método de equilibrio del momento. El valor recomendado para el coeficiente de dragado por pérdida en pilas SB-CMOM, especificado en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.6.4.1) es de 1,33 para pilas circulares y de 2,00 para pilas cuadradas. Coeficiente de pérdida total en puentes El flujo a presión en HEC-2 se calcula mediante la ecuación de flujo por orificio modificada (Ecuación 8.6.1). El coeficiente de pérdida total en puentes, K (variable del programa SB-XKOR) se usa en la ecuación de flujo por orificio (véase la Ecuación 8.6.1): donde:

H = diferencia entre la cota de la pendiente de energía aguas arriba y la cota del nivel del agua aguas abajo

K = coeficiente de pérdida total A = superficie neta del orificio g = aceleración de la gravedad Q = flujo total a través del orificio El coeficiente total de pérdida en el puente se especifica en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial, como se ve en la Figura 8.6.4.1. La ecuación de flujo por orificio (Ecuación 8.6.1) puede deducirse aplicando la ecuación de conservación de la energía desde un punto inmediatamente aguas abajo del puente (véase la


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Ecuación 8.6.4) hasta un punto inmediatamente aguas arriba del puente (véase la Ecuación 8.6.2): y

donde y = calado del agua Z = cota de la solera αν2

2 /2g = carga debida a la velocidad HL = pérdida de carga Sustituyendo H dado por la Ecuación 8.6.2 en la Ecuación 8.6.3, se obtiene lo siguiente:

La pérdida de carga HL, a través del puente puede definirse en RCAD como la carga debida a la velocidad en el puente y el coeficiente de pérdida Kb. La pérdida de carga, en un punto justo aguas abajo del puente, puede expresarse mediante un coeficiente de expansión, Ke, y el cambio de carga debida a la velocidad:

donde b = subíndice que indica el puente

La ecuación de pérdida de carga (Ecuación 8.6.5) puede sustituirse en la Ecuación 8..6.4 para obtener: Si el coeficiente de expansión, Ke, se toma igual a 1,0, la ecuación puede volverse a

escribir en forma de ecuación del orificio como la Ecuación 8.6.1 añadiendo la ecuación de continuidad (Q = VA): donde

donde

K = Kb + 1 El coeficiente de pérdida usado en la ecuación del orificio del programa puede relacionarse con el coeficiente de pérdida, C, desde otra ecuación de flujo por orificio: La conversión (K= 1/C2) puede usarse para los valores tabulados de coeficiente de

pérdida de carga, C. Sin embargo, debe tenerse cuidado para asegurarse de que la definición de carga H, usada en las distintas fórmulas, es de aplicación. Bradley (Hydraulics of Bridge Waterways) muestra valores experimentales para el coeficiente de pérdida, C, en condiciones de flujo totalmente sumergido que varían


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entre 0,7 y 0,9. Se recomienda un valor de 0,8 para ser aplicado en puentes con una media de dos a cuatro vanos. En ausencia de datos de calibrado, puede aplicarse un valor de C = 0,8 (K = 1,56) para la mayoría de puentes y obras de desagüe cortas. El flujo a presión en HEC-2 se calcula mediante la ecuación modificada de flujo por orificio (Ecuación 8.6.1). El coeficiente de pérdida total en puentes, K (variable del programa SB-XKOR) se usa en la ecuación de flujo por orificio. Por lo general, en la mayoría de puentes y obras de desagüe cortas, se recomienda un valor de 1,56 para el coeficiente de pérdida total. Para obras de desagüe más largas, el coeficiente de descarga total se calcula mediante la Ecuación 8.6.9: donde

ke = coeficiente de pérdida en la entrad (véase el apartado titulado Coeficiente de Pérdida den la

entrada de obras de desagüe) kf = coeficiente de pérdida por rozamiento kp = coeficiente de pérdida en pilas ko = coeficiente de pérdida en la salida (supuesto igual a 0 en HEC-2) El coeficiente para la pérdida por rozamiento, Kf, puede calcularse usando la ecuación de Manning igualando las dos ecuaciones de pérdida por rozamiento en la obra de desagüe: donde

sf = pendiente media de rozamiento L = longitud de la obra de desagüe La ecuación de Manning para la velocidad dentro de la obra de desagüe se vuelve a formular para definir la pendiente media de rozamiento, Sf: donde

Sustituyendo la Ecuación 8.6.11 en la Ecuación 8.6.10, el coeficiente, kf, puede definirse basándose en los parámetros de la obra de desagüe:

Entonces en unidades inglesas:

Y en unidades métricas (SI):

El coeficiente de pérdida en pilas, kp, está diseñado para tener en cuenta la pérdida de carga debida a los muros divisorios entre obras de desagüe múltiples. Se sugiere un valor de 0,05 para el coeficiente de pérdida en pilas en aquellas situaciones en que las obras de desagüe múltiples están separadas por muros divisorios.


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Para obras de desagüe múltiples diferentes, puede calcularse un coeficiente de pérdida total equivalente, kequiv, en lugar del método presentado anteriormente. El coeficiente de pérdida total equivalente, cuando todas las obras de desagüe fluyen llenas, viene dado por la siguiente expresión: donde

y At = superficie total Ai = superficie de una obra de desagüe individual Ki = coeficiente para una obra de desagüe individual n = número de obras de desagüe 8.6.5 Coeficientes de pérdida en la entrada de las obras de desagüe

Las pérdidas en la entrada a una obra de desagüe se calculan como parte de la carga debida a la velocidad o de la energía cinética del flujo en la obra de desagüe. La carga debida a la velocidad en la obra de desagüe se calcula con la siguiente expresión:

donde Hv = carga debida a la velocidad en la obra de desagüe (en pies) V = velocidad del flujo en la obra de desagüe (en pies/segundo) g = aceleración de la gravedad (32,2 pies/seg2) La carga debida a la velocidad se multiplica por el coeficiente de pérdida en la entrada para estimar la cantidad de pérdida de energía a medida que flujo entra en la obra de desagüe. A mayor valor del coeficiente mayor será la pérdida de carga. Como se ve en la Tabla 8.6.5.1, las pérdidas en la entrada puede variar entre 0,20 y 0,70 veces la carga debida a la velocidad para obras de desagüe rectangulares. La Tabla 8.6.5.2 indica que los valores del coeficiente de pérdida en la entrada oscilan entre 0,20 y 0,80 para obras de desagüe circulares. Para una entrada de obra de desagüe con aristas vivas sin redondear, se recomienda un valor de 0,50. Para una entrada con bordes redondeados, se recomienda un valor de 0,20. Tabla 8.6.5.1 Coeficientes de pérdida en la entrada, ke, para obras de desagüe rectangulares (Bureau of Public Roads, 1958)

Tipo de obra de desagüe y diseño de entrada ke

Obra de desagüe rectangular (Muro frontal paralelo al terraplén. sin muros en ala) Bordes redondeados 0.20 Bordes cuadrados en los tres lados 0.50 Obra de desagüe rectangular (muros en ala a 75º con el conducto) Borde superior redondeado 0.20 Borde superior cuadrado 0.40 Obra de desagüe rectangular (muros en ala entre 10º y 25º con el conducto) Borde superior redondeado 0.50 Obra de desagüe rectangular (muros en ala paralelos al conducto) Borde superior redondeado 0.70 Tabla 8.6.5.2 Coeficientes de pérdida en la entrada, ke, para obras de desagüe circulares (Bureau of Public Roads, 1958)


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Tipo de obra de desagüe y diseño de entrada K6 Obra de desagüe circular de hormigón armado Saliente del relleno, final de la tubería en arqueta 0.20 Saliente del relleno, final de la tubería con corte cuadrado 0.50 Sección final acompañando al talud del relleno 0.50 Cortada para acomodarse al talud del relleno 0.70 Obra de desagüe circular de hormigón y muro frontal y muros en ala Arqueta al final de la tubería 0.10 Entrada redondeada 0.10 Corte cuadrado al final de la tubería 0.50 Tubería metálica corrugada Muro frontal, bordes cuadrados 0.50 Muro frontal y muros en ala, bordes cuadrados 0.50 Sección final acompañando al talud del relleno 0.70 Cortada para acomodarse al talud del relleno 0.70 Saliente del relleno (sin muro frontal) 0.80 8.6.6 Coeficientes de flujo por vertedero

El flujo por vertedero sobre un puente y sobre la calzada de acceso se calcula mediante la ecuación estándar de vertido (Ecuación 8.6.17). El coeficiente del caudal de flujo por vertedero, C, (o variables del programa SB-COFQ o SC-COFQ) se usa como ecuación estándar de vertido, según:

Q = C L H1/2 (8.6.17) donde: C = coeficiente del caudal de flujo por vertedero L = longitud efectiva de la calzada inundada (longitud de vertido) H = diferencia entre la cota de la línea de energía y la cota superior de la

calzada )altura de vertido) Q = caudal total sobre vertedero


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Figura 8.6.6.1 Caja de diálogo de Descripción de Puente Especial

Figura 8.6.6.2 Caja de diálogo de Descripción de Obra de Desagüe Especial El coeficiente del caudal de flujo por vertedero varía entre 2,5 a 3,1 (1,39 y 1,72 para unidades métricas) para vertederos en pared gruesa en condiciones de flujo libre


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(caudal independiente del nivel aguas abajo). El coeficiente depende de la carga existente sobre el labio del vertedero. Este coeficiente depende de la altura existente en la coronación del vertedero. Este coeficiente debería aumentarse con el aumento de la carga y disminuirse cuando las obstrucciones, tales como rejillas o pretiles de puente, aumentan la resistencia al flujo. Cuando el vertedero (calzada) está sumergido por el nivel de aguas abajo, el coeficiente de flujo por vertedero es reducido automáticamente por el programa. Esta corrección se hace de acuerdo con la referencia Hydraulics of Bridge Waterways (Figura 24 de [FHWA, 1978] o Waterways Experiment Station Design Chart (U.S. Army Corps of Engineers, 1953). El método de Hydraulics of Bridge Waterways, método por defecto en el programa, se basa en una terraplén de calzada de forma trapecial, mientras que el método de Waterways Experiment Station Design Chart se basa en estudios sobre modelo con vertedero en forma de ojiva. Las tablas de caudal típico de flujo por vertedero para vertedero en pared gruesa se dan en la publicación de King Handbook of Hydraulics. Estos coeficientes varían con la altura medida y con la anchura de vertido. Por ejemplo, los vertederos rectangulares con una anchura de 15 pies y una carga de 1 pie o más tiene coeficientes de 2,63. Los vertederos trapeciales generalmente tienen mayores coeficientes, con valores que oscilan entre 2,70 a 3,08. La Tabla 8.6.6.1 ofrece algunos ejemplos de coeficientes de vertido para vertederos en pared gruesa. La Tabla 8.6.6.2 muestra algunos ejemplos de coeficientes de vertido para vertederos trapeciales. Nótese que la anchura de un vertedero trapecial de cero indica un vertedero triangular. Tabla 8.6.6.1 Coeficientes de flujo por vertedero en pared gruesa (Brater y King, 1976)

Anchura de cresta vertiente (en pies) Altura medida (en pies) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 5 2.68 2.65 2.66 2.70 2.79 10 2.68 2.64 2.64 2.64 2.64 15 2.63 2.63 2.63 2.63 2.63

Tabla 8.6.6.2 Coeficientes de flujo por vertedero trapecial (Brater y King, 1976) Pendiente de la cara a.arriba

(H:V)

Pendiente de la cara a. Abajo

(H:V)

Anchura de coronación(en pies)

Carga medida (en pies)

0,50 1,00 1,50 2,00 3,00 4,00 5,00 1:1 1:1 0 4,14 4,08 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 2:1 2:1 0 3,81 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87 2:1 2:1 0.67 3,13 3,43 3,61 3,56 3,58 3,62 3,68

Bradley (hydraulics of brige water waiys) proporciona una curva de coeficientes de caudales en función de la altura para una calzada. La sección de la calzada la muestra Bradley como un trapecio y el coeficiente cambia rápidamente desde 2,9 para una pequeña carga a 3,03 para una carga de 0,6 pies. A partir de ahí, la curva del gráfico se nivela para un valor máximo del coeficiente de 3,05. Con pocos datos disponibles del prototipo, la hipótesis de un vertedero rectangular sobre el tablero del puente (suponiendo que el puente no pueda aguantar los empujes) Debe ser razonable un coeficiente de descarga de 2,6. Si el flujo por vertedero se realiza sobre la calzada de acceso al puente, es oportuno un valor de 3,0 con los datos disponibles. Si el flujo por vertedero tiene lugar tanto en el puente como en la calzada de acceso, puede usarse un coeficiente medio (compensado por la longitud de vertido).


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8.7 Técnicas avanzadas de creación del modelo Las situaciones de creación del modelo presentadas en los apartados anteriores eran relativamente simples de modo que los principios fundamentales de la preparación de la entrada podrían ser representados. Sin embargo muchas situaciones de creación de modelo son más complicadas que las ya expuestas. Los siguientes apartados describen como aplicar HEC-2 a situaciones de creación de modelos más complejos. Tales situaciones son: • Puentes con múltiples aberturas. • Puentes con pretiles. • Puentes peraltados. • Puentes con aguas bajas. • Puentes esviados. • Puentes paralelos. • Presas y azudes. • Obras de desagüe no estandarizadas. • Obras de desagüe múltiples y distintas. 8.7.1 Puente con múltiples aberturas Muchos puentes tienen más de una abertura para facilitar el paso del caudal en avenidas, especialmente aquellos puentes situados en planas de inundación muy anchas. Los puentes y obras de desagües múltiples con aberturas laterales salientes, y los puentes separados sobre un cauce dividido son ejemplos de situaciones de puentes con múltiples aberturas. En puentes con más de una abertura (con posibles cotas diferentes de control), la situación puede ser muy complicada a la hora de crear el modelo. En este apartado se dan unas normas de cómo crear el modelo de situaciones con múltiples aberturas. En situaciones de flujo bajo el método de puente normal se aplica más por lo general que el método de puente especial. Este último método no puede usarse para crear el modelo en más de una abertura trapecial de puente, y para crear el modelo de dos o más aberturas de puente ya que una sola abertura de puente con pilas anchas no se satisface por lo general. La ecuación semiempírica de Yarnell usada en el método de puente especial no se calibra para tales condiciones de flujo. En situaciones de flujo a presión se puede aplicar el método de puente especial. Sin embargo solo puede usarse una sola cota para controlar la arista inferior en el método de puente especial. Si la cota máxima de la arista inferior, SB-ELLC, es la misma para todas las aberturas en el puente, o si la superficie del agua está por encima de todas las aberturas del puente, entonces se aplica la ecuación del orificio. El apartado titulado Coeficientes de puente especial en este capítulo proporciona un método para calcular un coeficiente total equivalente de las pérdidas en puentes (u obras de desagüe) con múltiples aberturas. Si hubiera flujo bajo en algunas aberturas del puente mientras que en otras hay flujo a presión en el mismo grupo, el programa no puede proporcionar una solución directa con el método de puente especial, ya que las aberturas han de ser creadas en el modelo por separado y después usar el método de flujo dividido para determinar el flujo en cada estructura del puente. El problema del ejemplo titulado Island Split Flow descrito en el capítulo 5 expone con detalle el método de flujo dividido. También se puede acudir al apartado titulado Floww Passing Islands en la publicación Open Channel Hydraulics de CHOW. Puede usarse el método de puente normal si se satisfacen las dos siguientes hipótesis:


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• Cuando es razonable la distribución del flujo basada en la conducción. • Cuando se supone una sola cota de la superficie del agua en toda la sección del

puente Un posible método para crear el modelo de esta compleja situación de flujo usando el método de puente especial consiste en crear un modelo de puente con múltiples aberturas usando una gran abertura trapecial y luego aplicar unos valores de rugosidad extremadamente altos para bloquear el flujo en las zonas de flujo inefectivo entre las aberturas reales del puente (véase la Figura 8.7.1.1). El problema de este método estriba en la dificultad de transformar las aberturas existentes en una sola abertura trapecial.

Figura 8.7.1.1 Puente con múltiples aberturas transformado en una sola abertura usando una gran rugosidad para bloquear el flujo. En el cálculo de perfiles múltiples, se puede obtener el cálculo del flujo bajo mediante el método de puente normal y del flujo a presión mediante el método de puente especial. Al especificar el puente usando el método de puente especial sin ninguna información sobre pilas, el programa usará el método de puente normal para soluciones de flujo bajo. Es necesario especificar la cota de la arista inferior y de la calzada del puente en la caja de dialogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal para lograr una conformidad con los requisitos del método de puente normal. Con caudales más altos con los que tiene lugar el flujo a presión, la solución se obtendrá con el método de puente especial.


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8.7.2 Puentes con pretiles Cuando la superficie del agua sobrepasa la calzada y comienza el flujo por vertedero, los pretiles del puente y los bordillos de las aceras pueden suponer una importante obstrucción al flujo sobre el puente. Las Figuras 8.7.2.1 y 8.7.2.2, muestran ambas situaciones.

Figura 8.7.2.1 Sección del puente con pretiles sólidos.


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Figura 8.7.2.2 Sección del puente con pretiles abiertos. Si los pretiles del puente o los bordillos de las aceras suponen una obstrucción importante del flujo sobre la calzada, entonces la parte superior del pretil o del bordillo deben considerarse como la parte superior efectiva de la calzada. Con pretiles abiertos en el puente (Véase la Figura 8.7.2.2), la parte superior de la calzada se situará probablemente igual a la parte superior del bordillo en lugar de la parte superior del pretil. Sin embargo, es probable que la suciedad sea retenida por el pretil, haciendo entonces que la parte superior de la calzada coincida con la parte superior del pretil. El ingeniero deberá considerar si es probable que el pretil se separe del puente bajo las condiciones de flujo que se están calculando. Si fuese así entonces el ingeniero deberá fijar la parte superior de la calzada igual a la parte superior del bordillo existente. 8.7.3 Puentes peraltados Un puente peraltado es aquel en que la carretera de acceso al puente está a nivel del terreno de la plana de inundación, y solo en la zona inmediata al puente se eleva la carretera por encima del nivel del terreno para salvar el curso de agua. La Figura 8.7.3.1 muestra un ejemplo de un puente peraltado.


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Figura 8.7.3.1 Sección de un puente peraltado La situación típica del flujo de avenida en puente peraltado es aquella en que el flujo bajo tiene lugar bajo el puente y el flujo por las márgenes tiene lugar a cada lado del puente a lo largo de la calzada de acceso. Debido a que la carretera de acceso no puede estar mucho más alta que la plana de inundación circundante, la hipótesis de flujo por vertedero no está justificada algunas veces. En solución basada en el método de puente normal se usa preferentemente para un puente peraltado, especialmente cuando un gran porcentaje del caudal total se desvía por las márgenes. 8.7.4 Puentes con aguas bajas Un puente con aguas bajas se proyecta para conducir solo los flujos bajos bajo el puente. Los flujos de avenida se transportan generalmente sobre el puente y la calzada como una combinación de flujo por vertedero y flujo a presión. Cuando se crea el modelo de este tipo de puente, debe usarse el método de puente especial ya que está implícita la combinación del flujo. Sin embargo, si la mayor parte del flujo circula por encima del puente y hay una gran submergencia, el programa puede introducir errores importantes al usar el método de puente especial. Si se espera que el nivel aguas abajo sea demasiado alto, puede ser aconsejable usar el método de puente normal. Además, puede ser razonable definir un perfil transversal estándar sin ninguna abertura de puente (es decir, ignorando el flujo bajo el puente) si la mayor parte del flujo circula sobre el puente. La omisión del flujo a presión por el puente no tendría un efecto importante en los resultados.


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8.7.5 Puentes esviados HEC-2 necesita que las propiedades del perfil transversal (es decir, superficie, conducción, perímetro mojado, etc.) estén en relación con un plano normal a la dirección del flujo. Por lo general, esto se consigue cuando el perfil transversal se ha tomado en el campo. En la mayoría de los casos, una sola línea recta a través del valle puede levantarse topográficamente normal a la dirección del flujo. Si se determina posteriormente que tal perfil transversal se ha desviado respecto a la dirección del flujo, o si las condiciones de campo obligan a levantamientos desviados respecto al flujo, las estaciones de la geometría del perfil transversal deben alterarse para tener en cuenta este desvío. HEC-2 no permite al usuario definir un ángulo de desvío de perfil transversal. Un ejemplo de un puente esviado se muestra en la Figura 8.7.5.1.

Figura 8.7.5.1 Vista en planta de un puente esviado Algunas veces, más de un segmento en línea recta (o quizás una línea curva) es necesario para obtener una plano normal al flujo. En tales casos, el perfil transversal debe ser levantado en el campo ( o modificado con levantamiento) para que refleje el plano normal apropiado a la dirección del flujo (véase la Figura 8.7.5.2).


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Figura 8.7.5.2 Perfil transversal esviado levantado en el campo para crear el modelo de río con meandros En la publicación de Bradley (Hydraulics of Bridge Waterways), se discute el efecto de la desviación con flujos bajos. En los ensayos en modelo, un puente esviado transversalmente con ángulos hasta 20º mostraron unos esquemas de flujo razonables. Para ángulos superiores a 30º, los modelos que tenían pequeñas contracciones del flujo y usaban la longitud proyectada se consideraron aceptables. El usuario debería comprobar con seriedad la aplicabilidad de HEC-2 en puentes muy esviados transversalmente. Un puente esviado puede dar lugar a situaciones de flujo más apropiadas para cálculos bidimensionales (2D). En cualquier flujo a través de un puente que muestre cierto grado de flujo en 2D, HEC-2 puede emplear técnicas de cálculo unidimensionales (1D) con éxito para calcular el comportamiento hidráulico de puentes que no son demasiado complejos. Esto puede completarse al situar el acceso al puente y los perfiles transversales de salida fuera la parte exterior de las zonas definitivas del flujo en 2D (véase el apartado titulado Perfiles Transversales para la Creación del Modelo de Puentes y Obras de Desagüe en este Capítulo). Sin embargo, un puente transversal esviado introduce la oportunidad adicional del flujo en 2D hasta el punto en que el cálculo en 1D en HEC-2 puede ser inválido. Pueden suceder dos problemas importantes en relación con el flujo unidimensional en el lado aguas arriba del puente transversal esviado: 1. El agua tiende a embalsarse a lo largo del segmento del terraplén que está

más aguas abajo. 2. El segmento del terraplén que está más aguas arriba tiende a interceptar el

flujo y crear un embudo del flujo interceptado a lo largo del terraplén hacia la abertura del puente, especialmente si hay un camino claro.


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El esquema de flujo resultante es bastante distinto del que tiene lugar en un perfil transversal perpendicular. Problemas parecidos pueden ser causados por la topografía compleja y /o por los esquemas complejos de distribución de la rugosidad. Otro problema que puede ocurrir en un puente transversal esviado es la dificultad en la situación de los perfiles transversales necesarios. No es raro que los perfiles transversales de salida y/o aproximación corten los terraplenes del puente cuando se intenta situar los perfiles transversales de modo perpendicular al flujo a una distancia apropiada de la abertura del puente.. 8.7.6 Puentes excéntricos Los perfiles transversales de salida y aproximación en un puente debe situarse suficientemente aguas arriba y aguas debajo de la estructura del puente de modo que el flujo modelado tenga una distancia adecuada para contraerse y expandirse. En el apartado titulado Perfiles Transversales de Puente Normal de este Capítulo, se sugieren un ángulo de contracción de 1:1 y un ángulo de expansión de 4:1 para situar los perfiles transversales de salida y aproximación en relación con la abertura del puente. Como se ve en la Figura 8.7.6.1, cuando se analiza el perfil del agua en un puente situado excéntricamente, llega a ser obvio al usar esta regla de andar por casa, que son posibles dos lugares tanto para los perfiles transversales de salida como de aproximación. El problema estriba en determinar donde se sitúan los perfiles transversales de salida y aproximación

Figura 8.7.6.1 Vista en planta de un puente excéntrico Si se sitúa un puente de forma moderadamente excéntrica, como se ve en la Figura 8.7.6.2, entonces los perfiles transversales de salida y aproximación deben situarse en los perfiles transversales más exteriores. Por ejemplo, si las longitudes de flujo A-B y D-E, mostradas en la Figura 8.7.6.2, son relativamente pequeñas si se comparan don las longitudes de flujo B-C y C-D, entonces los perfiles transversales de salida y aproximación pueden situarse en A y E.


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Figura 8.7.6.2 Puente moderadamente excéntrico Si se sitúa un puente de forma sumamente excéntrica, como se ve en la Figura 8.7.6.3, es necesario definir por separado los perfiles transversales de salida y aproximación Cada perfil transversal de aproximación y salida se sitúa basándose en el ángulo de contracción y expansión en relación con cada lado del río. Por ejemplo, en la Figura 8.7.6.3, las secciones de aproximación deben situarse en A y B y las secciones de salida en D y E. Los perfiles internos de aproximación y salida (es decir, los perfiles transversales B y D) deben definir únicamente la zona de flujo efectivo, sin incluir la zona de flujo embalsado fuera de la envolvente de flujo activo.

Figura 8.7.6.3 Puente sumamente excéntrico Sin embargo, debe tenerse cuidado cuando se trata de estudiar puentes sumamente excéntricos. Hay situaciones en las que hay flujo predominante en 2D, al que HEC-2 es incapaz de introducir en el modelo.


8-87

8.7.7 Puentes paralelos Con la creciente construcción de autovías divididas, se ha creado un reto al crear un modelo de perfil del agua en puentes paralelos (véase la Figura 8.7.7.1). Estos puentes son dos estructuras idénticas, los estudios en modelo (Bradley, Hydraulics of Bridge Waterways) indican que la pérdida total para los dos puentes paralelos oscila entre 1,3 a 1,5 veces la pérdida total de un solo puente para la separación de puentes estudiada. Probablemente, esta pérdida podría aumentar a 2,0 veces la pérdida total de un solo puente si los dos puentes paralelos están bastante separados.

Figura 8.7.7.1 Vista en planta de puentes paralelos Por lo general, el calcular la pérdida para un puente solo y luego ajustarla usando los criterios dados por Bradley es una aproximación bastante buena. Si se crea el modelo de ambos puentes, debe tenerse cuidado al representar la expansión y contracción del flujo entre los puentes. Sin embargo, el modelo de HEC-2 no es aplicable a todas las situaciones de puentes paralelos. Por ejemplo, en algunos asentamientos urbanos, los puentes pueden estar poco separados de modo que no pueden satisfacerse los requisitos de ubicación de los perfiles transversales de aproximación y salida en las técnica de cálculo de HEC-2. Además, si hubiera una esquema de flujo en varias direcciones entre los dos puentes, al crearse un impacto importante en el nivel aguas abajo del puente, HEC-2 no es el modelo apropiado para calcular el perfil del agua. Una cuestión importante a tener en cuenta en tales circunstancias sería si el sistema físico real puede describirse adecuadamente usando el cálculo unidimensional. Si la situación corresponde obviamente a un flujo bidimensional, no podrá usarse HEC-2.


8-88

8.7.8 Presas y azudes El flujo sobre presas sin compuertas y azudes (véase la Figura 8.7.8.1) puede introducirse en un modelo usando el método de puente especial, del mismo modo que se describió en el apartado titulado Puentes con aguas bajas.

Figura 8.7.8.1 Vista de un azud Para crear el modelo de flujo por vertedero de presas sin compuertas o azudes usando el método de puente especial, deben especificarse los mismos datos de entrada de creación de un modelo de puente. La llamada al método de puente especial supone en primer lugar un flujo bajo y luego un flujo a presión para determinar si hay flujo por vertedero. En la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial (véase la Figura 8.7.8.2) es necesario introducir arbitrariamente algunos valores para la descripción de la abertura del puente. La superficie resultante de la abertura del puente dará lugar a que HEC-2 resuelva la combinación de flujo bajo y de flujo a presión. Con aberturas de puente pequeñas, el flujo a presión calculado será despreciable y se obtendrá una solución de flujo por vertedero.


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Figura 8.7.8.2 Caja de diálogo de Descripción de Puente Especial La geometría del vertedero se define bien especificando las estaciones y cotas del vertedero (parte superior de la carretera) en la caja de diálogo de Edición de ña geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 8.7.8.3) o bien especificando un longitud fija de vertedero(longitud de la calzada) en la caja de diálogo de Descripción de Puente Especial.

Figura 8.7.8.3 Caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal En los cálculos de vertedero usados en el método de puente especial se incluyen las correcciones debidas a la submergencia del nivel aguas abajo. Sin embargo, estas ecuaciones se crearon para vertederos en forma de ojiva y no son precisas para vertederos de otra forma, especialmente bajo condiciones de alta submergencia. En estas condiciones, debe usarse el método de puente normal.


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8.7.9 Obras de desagüe no estandarizadas El método de obra de desagüe especial constituye un método excelente para calcular los perfiles de flujo subcrítico en modelos que contienen obras de desagüe circulares o rectangulares. Desgraciadamente, el método de obra de desagüe especial tiene las siguientes limitaciones: • La sección transversal de la obra de desagüe debe permanecer constante a lo

largo de toda la longitud de la obra de desagüe. • La obra de desagüe debe tener una pendiente de solera uniforme que no puede

ser negativa. • Las obras de desagüe no estandarizadas (por ejemplo, las obras de desagüe de

tubo en arco, etc.) no pueden crearse en el modelo. • Las formas y tamaños mixtos de obras de desagüe no están permitidas. • Solo puede realizarse el cálculo de perfil subcrítico, aunque pueda haber flujo

supercrítico dentro de la obra de desagüe. Este apartado sugiere algunos medios para crear el modelo de obras de desagüe no estandarizadas sujetas a las limitaciones anteriores. Las sugerencias con vistas a la creación del modelo de obras de desagüe no estandarizadas se discuten en el apartado titulado Obras de desagüe múltiples y diferentes en el apartado 8.7.10. La creación del modelo de flujo a través de una obra de desagüe no estandarizada puede ser dificultosa. Puede ser aconsejable determinar la pérdida de carga a través de la obra de desagüe mediante un método externo al programa ( como el descrito en la publicación de Bodhaine Measurement of Peak Discharge at Culverts by Indirect Method) y después introducir las cotas de la superficie del agua en HEC-2 usando la caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil (véase la Figura 8.7.9.1). Las cotas de la superficie del agua deben especificarse en el perfil transversal de entrada aguas arriba y en el perfil transversal de salida aguas debajo de la obra de desagüe.

Figura 8.7.9.1 Caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil En ocasiones, una obra de desagüe cambia de forma, de tamaño y/o de pendiente de la solera a medida que pasa bajo una carretera. Como las condiciones en la entrad y la salida controlan la cantidad de flujo que una obra de desagüe puede transportar (en


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lugar de la capacidad de transporte del flujo de una obra de desagüe), pueden hacerse algunas hipótesis al crear el modelo de esta estructuras de obras de desagüe complejas. En una obra de desagüe que cambia de forma y/o tamaño a medida que pasa bajo una carretera, se sugiere que cada forma de obra de desagüe (o tamaño) se introduzca en el modelo por separado y que se seleccione como control la obra de desagüe con la cota de carga en la entrada más alta. Por lo general, las condiciones de entrada de una obra de desagüe controlan la cota de carga en la entrada si el cambio de la superficie transversal de la obra de desagüe es menor que el 20%. En una obra de desagüe que cambia la pendiente de solera a medida que pasa bajo la carretera, se recomienda usar una pendiente media y que la longitud de la obra de desagüe se ajuste para que coincida con la longitud de flujo en toda la obra de desagüe. Por lo general, esta técnica funciona satisfactoriamente para cambios pequeños en la pendiente de la solera de la obra de desagüe (es decir, menos del 20%). Para cambios mayores de pendiente, es necesario tener en cuenta las pérdidas con la ecuación del momento. Debido al parecido entre los puentes y las obras de desagüe, pueden usarse los métodos de puente normal y especial en RCAD para calcular las obras de desagüe no estandarizadas. La situación de los perfiles transversales, la definición de las zonas de flujo efectivo, la selección de los coeficientes de pérdida de energía y otros aspectos usados en el cálculo de puentes pueden aplicarse a las obras de desagüe. El método de puente normal es el que más se aplica para crear el modelo de obra de desagüe con flujo bajo o siempre que las pérdidas por rozamiento sean considerables. Los perfiles transversales deben situarse de modo que tengan en cuenta las pérdidas por rozamiento y los cambios de pendiente de la solera de la obra de desagüe. En obras de desagüe con flujo a presión, debe usarse el método de puente especial. Cuando se define la geometría de la obra de desagüe como abertura de puente, la geometría de la solera de la obra de desagüe debe corresponder a la geometría del terreno y los muros y techo de la obra de desagüe debe corresponder a la geometría de estribos y arista inferior. La geometría de la abertura de la obra de desagüe se define en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 8.7.8.3) como se haría en un puente. La Figura 8.7.9.2 muestra una obra de desagüe en galería no estandarizada que puede definirse fácilmente como una abertura de puente usando las entradas de datos de la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal.


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Figura 8.7.9.2 Abertura de obra de desagüe (en galería) no estandarizada Cuando se crea el modelo de una obra de desagüe como puente normal o especial, se deberán seguir las mismas normas para la situación de los perfiles transversales y la definición de zonas de flujo efectivo que las del puente. El coeficiente de pérdida total correspondiente al puente puede ser calculado para la obra de desagüe para la que se crea el modelo usando el procedimiento descrito en el apartado titulado Coeficientes de Puente Especial que se encuentra en este Capítulo. 8.7.10 Obras de desagüe múltiples y diferentes Muchas veces, las carreteras transversales emplean obras de desagüe múltiples para conducir el caudal de un cauce. El método de obra de desagüe especial es un método excelente para calcular obras de desagüe múltiples idénticas (véase la Figura 8.7.10.1). Sin embargo, hay muchas situaciones de carreteras transversales en que hay diferentes obras de desagüe múltiples (véase la Figura 8.7.10.1).

Figura 8.7.10.1 Típica obra de desagüe múltiple en una carretera transversal


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Figura 8.7.10.2 Obra de desagüe múltiple y diferente en una carretera transversal Si es posible, puede ser aconsejable determinar la pérdida de carga a través de la obra de desagüe mediante un método externo al programa (véase el apartado titulado Obras de desagüe no estandarizadas) y después introducir las cotas de la superficie del agua en HEC-2 en las entrada correspondientes a carga en la entrada y nivel de aguas abajo. Por el contrario, debido a las similitudes entre las obras de desagüe y los puentes, los métodos de puente normal y de puente especial pueden usarse para analizar obras de desagüe múltiples y diferentes. La situación de los perfiles transversales, la definición de las zonas de flujo efectivo, la elección de los coeficientes de pérdida de energía y otros aspectos usados en el cálculo de puentes pueden aplicarse. Para crear el modelo de perfil del agua en una obra de desagüe múltiple y diferente que cruza una carretera, debe especificarse un coeficiente de pérdida total equivalente, Kequiv, para el coeficiente de pérdida total del puente. Véase el apartado titulado Coeficientes de Puente Especial en este capítulo para más información sobre cómo determinar un coeficiente de pérdida total equivalente. El método de puente especial puede especificarse para crear el modelo de obras de desagüe múltiples con flujo a presión y flujo por vertedero. El programa volverá automáticamente al método de puente normal para las situaciones de flujo bajo. Otro método, algo más sencillo, para crear el modelo de flujo a través de obras de desagüe múltiples y diferentes consiste en crear un modelo para cada obra de desagüe por separado (usando el método de obra de desagüe especial) y después emplear la aproximación de flujo dividido para determinar el flujo a través de cada obra de desagüe. El problema de ejemplo titulado Island Split Flow del Capítulo 6 describe el método de flujo dividido con detalle. También se puede consultar el apartado titulado Flow Passing Islands en la publicación de Chow titulada Open Channel Hydraulics. 8.7.11 Puentes y obras de desagüe combinados En ocasiones, una carretera transversal puede contener una mezcla de aberturas de puente y obra de desagüe, tal como se muestra en la Figura 8.7.11.1. En Hec-2 no es posible crear directamente el modelo de esta situación.


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Figura 8.7.11.1 Aberturas combinadas de puente y obra de desagüe en una carretera transversal Si la abertura de la obra de desagüe es pequeña en comparación con el tamaño total de la abertura del puente, a menudo se puede ignorar el flujo a través de la abertura de la obra de desagüe sin afectar realmente a los resultados generales del cálculo. Sin embargo, cuando la abertura de la obra de desagüe es mayor o hay una mezcla variada de aberturas de puente y obra de desagüe en una carretera transversal, entonces debe emplearse el método de flujo dividido. Este método analiza el flujo a través de cada estructura de flujo por separado y luego emplea una técnica de interpolación gráfica para determinar el flujo apropiado a través de cada estructura. El problema de ejemplo titulado Island Split Flow del Capítulo 6 describe el método de flujo dividido con detalle. También se puede consultar el apartado titulado Flow Passing Islands en la publicación de Chow titulada Open Channel Hydraulics. 8.8 Cálculo del flujo dividido El flujo dividido es aquel que abandona el cauce principal y toma una camino distinto del tomado por el flujo del cauce principal. El flujo dividido puede regresar posteriormente aguas abajo o puede perderse totalmente. El programa HEC-2 supone que el flujo dividido no regresa. Automáticamente reduce los caudales aguas abajo del flujo dividido a menos que el usuario especifique donde se incorpora el flujo dividido y qué porcentaje de él regresa. Un ejemplo de situación de flujo dividido se muestra en la Figura 8.8.1.


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Figura 8.8.1 Situación típica de flujo dividido 8.8.1 Capacidades del flujo dividido HEC-2 posee las siguientes capacidades de cálculo de flujo dividido: • Puede resolver hasta 100 flujos divididos por separado. • Puede resolver hasta 14 perfiles en una sola ejecución. • Dispone de tres métodos para determinar el flujo dividido en un lugar:

• Flujo por vertedero • Calado normal • Curva de gastos

• Puede regresar todo o parte del flujo dividido en una tramo concreto de aguas abajo

• Dispone de la opción de usar la cota de la superficie del agua o la coata de nergía para calcular los flujos divididos.

La opción de flujo dividido es compatible con la mayoría de las opciones estándar de HEC-2. A continuación figura una relación de las situaciones de flujo dividido más comunes. Estas situaciones se muestran en las Figuras 8.8.1.1 a 8.8.1.4. • Flujos divididos causados por islotes o elevaciones del terreno que dividen el flujo • Flujos divididos causados por vertido sobre diques • Flujos divididos causados por el vertido en divisorias de cuenca • Flujos divididos causados por estructuras de desvío (tales como aliviaderos

laterales para redes de riego)


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Figura 8.8.1.1 Flujo dividido causado por islotes o elevación del terreno

Figura 8.8.1.2 Flujo dividido ocasionado por vertido sobre diques


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Figura 8.8.1.3 Flujo dividido causado por vertido en divisoria de cuenca

Figura 8.8.1.4 Flujo dividido causado por una estructura de desvío


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La opción de flujo dividido de HEC-2 es capaz de analizar todas las situaciones de flujo dividido anteriores, excepto por la bifurcación del flujo por islotes o elevación del terreno. Sin embargo, esta situación de flujo dividido puede resolverse usando HEC-2 si se dispone de una curva de gastos para uno de los cauces en aquel lugar en que el flujo se divide. Esta situación de flujo dividido se reduce entonces a una situación de cauce estándar en el que el flujo dividido se trata como un simple desvío del flujo. Además, el problema del ejemplo titulado Island Split Flow del Capítulo 5 proporciona una técnica de interpolación para resolver la bifurcación del flujo dividido por un islote. 8.8.2 Limitaciones del flujo dividido Además de las limitaciones generales implícitas de HEC-2, se hacen las siguientes suposiciones en las expresiones de cálculo del flujo dividido en HEC-2: 1. Los flujos divididos pueden estimarse con precisión usando la ecuación

estándar de vertido, la ecuación de caldo normal y la curva de gastos de caudales en función de las cotas.

2. Es importante la submergencia del flujo por el nivel de aguas abajo. 3. El flujo dividido se calcula mediante la cota de la superficie del agua o mediante

la cota de energía. 4. El flujo por vertedero se integra linealmente a lo largo de la longitud de vertido,

basándose en las cotas aguas arriba y aguas debajo de la superficie del agua o de la energía.

5. La conducción con calado normal se integra linealmente a lo largo de la longitud del perfil transversal del flujo dividido, basándose en las cotas aguas arriba y aguas debajo de la superficie del agua.

6. Si se calcula el flujo dividido usando los procedimientos de calado normal, entonces se permiten los perfiles subcríticos.

7. La dirección del flujo dividido forma un ángulo recto con el flujo de cauce principal.

8. Los límites del flujo dividido son fijos. Por ejemplo, la geometría del perfil transversal y del vertedero no se erosionan o cambian con el tiempo.

9. Los flujos divididos que no regresan al sistema se eliminan en todo el modelo aguas debajo del lugar donde se produce el flujo dividido.

8.8.3 Procedimiento de cálculo del flujo dividido El procedimiento de cálculo usado por HEC-2 para resolver los problemas de flujo dividido es esencialmente un método unidimensional de flujo constante que usa el método de tanteos. Las situaciones de cada tramo de flujo dividido se definen por los valores de las situaciones de los perfiles transversales aguas arriba y aguas abajo (véase la Figura 8.8.3.1).


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Figura 8.8.3.1 Esquema de tramo de flujo dividido Los pasos que han de darse para calcular los flujos divididos se expone a continuación: 1. El programa calcula las cotas de la superficie del agua o de la energía,

mientras reduce el caudal del cauce principal en la cuantía del caudal de flujo dividido. No se realiza ninguna reducción del caudal en la primera iteración del cálculo a menos que el usuario haya especificado un valor supuesto de caudal perdido en la caja de la lista de Caudal Perdido en la caja de diálogo de Descripción del Flujo Dividido (véase la Figura 8.8.3.2).

Figura 8.8.3.2 Caja de diálogo de Descripción de Flujo Dividido


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2. Al usar las cotas de la superficie del agua o de la energía calculadas en el Paso 1, se calculan los caudales de flujo dividido oara cada tramo de flujo dividido.

3. El caudal supuesto de flujo dividido (en el Paso 1) y el caudal de flujo dividido calculado (en el Paso 2) se comparan, y si su diferencia es superior al 2%, el programa regresa al Paso 1 con un nuevo valor supuesto para el caudal de flujo dividido. Los Pasos 1 a 3 se repiten hasta que se logra una tolerancia aceptable o hasta que el programa haya realizado 20 iteraciones.

8.8.4 Consideraciones sobre la longitud de tramo Las longitudes de tramo del flujo dividido deben mantenerse tan cortas como sea posible con objeto de mantener los cálculos del caudal y de las cotas de la superficie del agua lo más precisos posible. La dificultad al calcular el caudal del flujo dividido en un tramo puede compararse con la determinación de la superficie de una curva que emplea la Regla del Trapecio. La Regla del Trapecio es un método de aproximación que consiste en subdividir una curva en cierto número de segmentos rectos, calculando las superficies bajo cada segmento recto, y luego sumando las subáreas para calcular la superficie total bajo la curva. Cuanto más corta sea la línea recta y mayor el número de segmentos, mayor será la precisión de la superficie calculada. La misma lógica se aplica a los cálculos de flujo dividido. Cuanto más cortas sean las longitudes de tramo de flujo dividido y mayor el número de tramos de flujo dividido, mayor será la precisión de los caudales de flujo dividido y de los resultados de las cotas de la superficie del agua. El efecto de subdividir un tramo de flujo dividido en tramos más cortos se ilustra en la siguiente exposición.

Figura 8.8.4.1 Ejemplo de esquema del perfil del río La Figura 8.8.4.1 muestra un esquema de un perfil de río y un tramo de flujo dividido. El tramo de flujo dividido tiene una longitud de 1.000 pies. El tramo de flujo dividido se introdujo en el modelo de cuatro formas distintas. El primer modelo representa el tramo de flujo dividido como un simple tramo de 1.000 pies de longitud. El segundo modelo subdivide el tramo de flujo dividido en dos tramos de 500 pies. El tercer modelo


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subdivide el tramo de flujo dividido en cuatro tramos de 250 pies y el cuarto modelo lo subdivide en diez tramos de 100 pies. Nótese que cada tramo subdividido emplea un perfil transversal para definir los extremos aguas arriba y aguas abajo. Deben añadirse perfiles transversales adicionales ya que los cálculos del caudal del flujo dividido emplean una interpolación lineal de las cotas aguas arriba y aguas debajo de la superficie del agua o de la energía. Al subdividir los tramos de flujo dividido en segmentos cada vez más cortos se logra más precisión en los resultados del caudal y de las cotas de la superficie del agua del flujo dividido. Los resultados de los cuatro modelos se presentan en las Figuras 8.8.4.a a 8.8.4.5, que muestran los gráficos del caudal a lo largo de la longitud del tramo. La Figura 8.8.4.5 revela claramente que el cuarto modelo, con las longitudes de tramo más cortas, produce los resultados más precisos. Debe advertirse que los modelos segundo y tercero ofrecen unos resultados aceptables.

Figura 8.8.4.2 Gráfico de caudales del río para el modelo de flujo dividido con un solo tramo.


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Figura 8.8.4.3 Gráfico de caudales del río para el modelo de flujo dividido con dos tramos separados


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Figura 8.8.4.3 Gráfico de caudales del río para el modelo de flujo dividido con cuatro tramos separados

Figura 8.8.4.3 Gráfico de caudales del río para el modelo de flujo dividido con cuatro tramos separados


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Figura 8.8.4.3 Gráfico de caudales del río para el modelo de flujo dividido con diez tramos separados El ejemplo previo también muestra que la zona aguas arriba de un tramo uniforme de flujo dividido se subdividirá en segmentos más cortos que la zona aguas abajo, ya que una gran parte del flujo dividido se pierde a lo largo de la zona aguas arriba. 8.8.5 Consideraciones hidrológicas Es bastante corriente en el cálculo hidráulico tratar el valor del caudal punta del hidrograma de avenida como un valor constante del caudal. Por lo general, esta hipótesis no afecta a la precisión de los cálculos del perfil, y la mayoría de los estudios de HEC-2 emplea esta aproximación. Sin embargo, en el cálculo de flujo dividido, esta hipótesis puede crear problemas y deben considerarse sus efectos. La opción de flujo dividido de HEC-2 reduce el caudal del cauce principal en la cantidad de flujo dividido que se calcula. Este flujo reducido continúa hacia aguas abajo en todos los límites del modelo, o hasta la situación del perfil transversal donde el usuario haya especificado que parte del flujo dividido se reintegra. La caja de diálogo de Descripción del Flujo Dividido (véase la Figura 8.8.5.1) permite al usuario describir la situación del perfil transversal en el que se reintegra parte o todo el flujo dividido. La reducción del caudal punta del hidrograma aguas abajo por el flujo dividido perdido puede ser importante, dependiendo del tiempo de recorrido en los afluentes y de las aportaciones, y debería ser estudiado.


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Figura 8.8.5.1 Caja de diálogo de Descripción del Flujo Dividido Para ilustrar el problema antes enunciado, se presenta el siguiente ejemplo. Como se ve en la Figura 8.8.5.2, el Río Principal Superior tiene una flujo dividido justo aguas arriba de su confluencia con el Afluente nº 1. La Figura 8.8.5.3 es un gráfico de los hidrogramas originales del Río Principal Superior, el Afluente nº 1 y los hidrogramas combinados para el Río Principal Inferior. Si el caudal que sobrepasa los 3.000 pies3/segundo en el Río Principal Superior se pierden como flujo dividido, entonces los hidrogramas modificados se muestran en la Figura 8.8.5.4.

Figura 8.8.5.2 Ejemplo de afluente


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Figura 8.8.5.3 Hidrograma de avenida original

Figura 8.8.5.4 Hidrograma de avenida modificado (incluyendo las pérdidas de flujo dividido Al comparar los hidrogramas originales de la Figura 8.8.5.3 con los hidrogramas modificados de la Figura 8.8.5.4, se observa que se redujo el caudal punta en el Río Principal Inferior en 1.000 pies3/segundo, el caudal punto en el Afluente nº 1 no fue afectado, y el caudal punta del Río Principal Superior se redujo en 500 pies3/segundo. El usar la opción de flujo dividido de HEC-2 se hubiera reducido incorrectamente el caudal punta del Río Principal Inferior en 1.000 pies3/segundo y no en la cantidad de 500 pies3/segundo. Por lo tanto, la única manera de comprobar la validez de los caudales calculados cuando se realiza el cálculo de flujo dividido en situaciones similares consiste en estudiar cómo afecta el flujo divido realmente a los caudales punta aguas abajo. El efecto de almacenamiento sobre los hidrogramas de avenida propagados debe tenerse también en cuenta cuando se realizan los cálculos de flujo dividido. Los efectos de almacenamiento (o propagación del almacenamiento) tienden a atenuar


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(suavizar) el hidrograma de avenida a medida que se traslada hacia aguas abajo y se reduce el valor del caudal punta. Por lo tanto, la propagación del almacenamiento también tiende a reducir el efecto aguas debajo de cualquier reducción del caudal punta de aguas arriba del flujo dividido. Puede usarse el siguiente procedimiento para tener en cuenta los aspectos hidrológicos de los flujos simples divididos: 1. Al usar HEC-2 y el hidrograma de entrada inicial, se calculan los flujos divididos

que reducen el flujo del cauce principal aguas abajo de los límites del modelo. 2. Después se usa el modelo hidrológico (HEC-1, TR-20,etc.) en los tramos de

flujo dividido para reflejar el caudal perdido en el Paso 1 y calcular un nuevo hidrograma de entrada.

3. Se estudia el efecto que las pérdidas de flujo dividido tienen sobre el caudal punta del cauce principal aguas debajo de los tramos de flujo dividido.

Si el caudal punta calculado en el Paso 2 se reduce por las pérdidas de flujo dividido aguas abajo, entonces parte del flujo dividido debe descontarse en el cauce principal. Esto puede realizarse especificando los caudales modificados del cauce principal en un perfil transversal más aguas abajo en la caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil (véase la Figura 8.8.5.5) para reflejar el flujo dividido reincorporado aguas abajo.

Figura 8.8.5.5 Caja de diálogo de Descripción del Ajuste del Perfil 4. Otro cálculo de HEC-2 debería realizarse usando el nuevo caudal punta

encontrado en el paso 2 y el caudal modificado especificado en el Paso 3. Este procedimiento debe repetirse hasta que las pérdidas del flujo dividido coincidan con la reducción del caudal punta aguas abajo.

El procedimiento antes mencionado es aplicable a los problemas sencillos de flujo dividido que no tienen más que 3 o 4 tramos de flujo dividido. En situaciones más complejas, debe emplearse un modelo de flujo inestable.


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8.9 Determinación del cauce de avenidas La determinación de los límites del cauce de avenidas y el efecto de las invasiones de la plana de inundación sobre estos límites tiene un interés considerable para los planificadores, los proyectistas de planificación del terreno y los ingenieros. También se estudian las invasiones de la plana de inundación cuando se determina la extensión del cauce de avenidas en los estudios de prevención de avenidas. Se emplea un estudio del cauce de avenidas para determinar los límites del mismo de modo que puede pasar una avenida de frecuencia dada. El cauce de avenidas, consistente en el cauce del río y las planas de inundación adyacentes, está reservado generalmente para acomodarse a esta avenida mientras se proporciona un uso adecuado del terreno circundante. La delineación de los límites del cauce de avenidas requiere el análisis del efecto de la eliminación de as zonas de flujo por las márgenes con vistas a la cotas de la superficie del agua calculadas. Si pueden eliminarse estas zonas sin violar los criterios prefijados de cauce de avenidas, pueden considerarse para la planificación. La adopción del cauce de avenidas final se coordina usualmente con las autoridades estatales y locales. 8.9.1 Normas para la delineación del cauce de avenidas Las normas especificas han sido establecidas por la Agencia Federal de Situaciones de Emergencia (FEMA) en la publicación Flood Insurance Study Guidelines ans Specifications for Study Contractors. Estas normas ayudan a lograr una aproximación consistente al determinar el alcance del cauce de avenidas. A continuación se expone un breve resumen de las normas del FEMA: 1. El cálculo de la capacidad del cauce de avenidas se basa en el caudal de la

avenida de 100 años de periodo de retorno. 2. La plana de inundación de divide en dos zonas: el cauce de avenidas y la franja

del cauce de avenidas (véase la Figura 8.9.1.1). 3. El cauce de avenidas se proyecta para que pase por él el caudal de la avenida

base sin elevar la cota de la superficie del agua más de 1 pie sobre la cota que habría normalmente en la plana de inundación existente.

4. La franja del cauce de avenidas es aquella zona entre los límites del cauce de avenidas y los límites de la plan de inundación para la avenida de periodo de retorno de 100 años. Para los cálculos hidráulicos, se supone generalmente que no hay conducción de flujo en la franja del cauce de avenidas.

5. El cauce de avenidas se determina realizando una reducción igual de la conducción a ambos lados del río. Deben tomarse las medidas especiales en las normas del FEMA en situaciones en que se desvíen de este requisito.

6. La hidrología y la hidráulica para la determinación del cauce de avenidas se basan en las condiciones existentes. Hay unas normas específicas para tener en cuenta las futuras obras de control del flujo.

7. La adopción final del cauce de avenidas se coordina con las autoridades gubernamentales estatales y locales.

Estas normas son de aplicación general en cualquier lugar, excepto en los estados y comunidades locales que hayan establecido unos requisitos más restrictivos para el cauce de avenidas.


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Figura 8.9.1.1 Perfil transversal del cauce de avenidas 8.9.2 Procedimiento para crear el modelo de cauce de avenidas La determinación del cauce de avenidas se basa en el ajuste de la conducción del río y en el cálculo posterior del perfil de la superficie del agua. La eliminación de la conducción en la franja del cauce de avenidas supone que podría dedicarse a la planificación en esta franja, esencialmente al eliminar la capacidad portante del flujo en la zona de la franja. Puede usarse el siguiente procedimiento para creación del modelo en HEC-2 y para determinar el alcance del cauce de avenidas: 1. Se crea un modelo para el tramo en estudio. Si se dispone de registros de marcas

de aguas altas en avenidas y/o de aforos, se calibrar el modelo de modo que refleje fielmente los perfiles de la superficie del agua en el tramo en estudio. (Véase el apartado titulado calibrado del coeficiente n de Manning en este Capítulo para más información sobre las técnicas de calibrado).

2. Se calculan los perfiles de la superficie del agua para un rango de caudales, que incluya las avenidas para periodos de retorno de 100 y 500 años.

3. Se calcula el perfil de la superficie del agua par la avenida base (periodo de retorno de 100 años) para las condiciones existentes y potenciales del cauce de avenidas. HEC-2 dispone de varias opciones para estimar los límites iniciales de invasión (véase el apartado titulado Opciones de Invasión del Cauce de Avenidas en este Capítulo). Esto se realiza reduciendo de forma igual la conducción del flujo en ambos lados del cauce, modificando el perfil transversal para eliminar la zona invadida, y calculando la cota resultante de la superficie del agua. La opción de distribución del flujo debe especificarse de modo que la distribución de la velocidad del flujo pueda comprobarse posteriormente (véase el apartado titulado Distribución del Flujo en este Capítulo).

4. Se comparan los perfiles calculados para los cauces de avenidas existente y propuesto. Se hacen los ajustes en el modelo para los cambios excesivos de las cotas de la superficie del agua, las distribuciones bruscas de la velocidad del flujo, los calados no deseables en la franja del cauce de avenidas, los límites ondulantes del flujo, y los resultados que son inconsistentes con los temas y requisitos de planificación, se vuelve a ejecutar el modelo y de nuevo se examinan los resultados. Se repite este proceso hasta que se logren unos resultados aceptables.


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5. Se presenta el cauce de avenidas propuesto a las agencias gubernamentales interesadas. Si fuese necesario, se hacen ajustes adicionales del cauce de avenidas. El resultado se etiqueta como cauce de avenidas final.

Este procedimiento de creación del modelo proporciona unas cotas de la superficie del agua y unas situaciones de los límites de invasión en los perfiles transversales definidos. Estos resultados deben llevarse a un mapa e identificar la zona resultante del cauce de avenidas identificado. Dado que los resultados del cálculo solo están disponibles en los perfiles transversales especificados, la definición real del cauce de avenidas requiere una ampliación de los resultados para definir el cauce de avenidas entre perfiles transversales. Generalmente las curvas de nivel del terreno y la forma de la plana de inundación pueden usarse como ayuda en la definición del cauce de avenidas. 8.9.3 Opciones de invasión del cauce de avenidas El procedimiento de cálculo del cauce de avenidas en HEC-2 requiere que se especifiquen, por lo menos, dos caudales en la caja de diálogo de Descripción del Cálculo d l Perfil (véase la Figura 8.9.3.1).

Figura 8.9.3.1 Caja de diálogo de Descripción del Cálculo del Perfil HEC-2 calcula el perfil de la superficie del agua para el cauce natural (sin invasiones) usando el primer caudal especificado, y después calcula los perfiles usando las invasiones especificadas para todos los caudales posteriores. Por lo tanto, el cálculo de las invasiones requiere que se especifiquen, por lo menos, dos caudales. El primer caudal del perfil y los subsiguientes se harán teniendo en cuenta las invasiones. Debe advertirse que solo puede ejecutarse un método de invasión en un perfil transversal individual. Pueden especificarse seis métodos diferentes para especificar las invasiones en los estudios de cauce de avenidas en la caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.2).


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Figura 8.9.3.2 Caja de diálogo de Descripción de Invasiones del Cauce de Avenidas En el método de invasión 1, el usuario especifica la situación exacta de las estaciones de invasión en un perfil transversal dado (véase la Figura 8.9.3.3). Las estaciones de invasión se especifican en la caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.4).



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Figura 8.9.3.4 Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenidas para el método de invasión 1 Las estaciones de invasión especificadas no tienen que coincidir con las estaciones del terreno especificadas en el perfil transversal; pueden situarse en cualquier lugar del perfil transversal. Estas invasiones son esencialmente paredes verticales que se prologan hacia arriba sobre cualquier cota de la superficie del agua posible. Todos los flujos fluviales se limitan al espacio comprendido entre las dos invasiones. Debe advertirse que las invasiones del método 1 no se repiten. Por el contrario, deben especificarse en cada perfil transversal en el que sean de aplicación. Debido a esta característica especial, el método 1 es el único medio que puede usarse para cambiar a otros métodos de invasiones en puentes u otros lugares en que no hay invasiones. Esto se hace especificando el método 1 en el perfil transversal apropiado y fijando las estaciones de la invasión en el perfil transversal inicial y final, quitando por lo tanto las invasiones del flujo. Con el método de invasión 2 (véase la Figura 8.9.3.5), la invasión se especifica por la anchura del cauce de avenida con una anchura superior fija que, hasta que cambia, se usará en todos los perfiles transversales aguas arriba (cuando se calcula un perfil subcrítico) o en los siguientes perfiles transversales de aguas abajo (cuando se calcula un perfil supercrítico). Las estaciones izquierda y derecha de la invasión especificadas en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.6) se sitúan equidistantes del eje del cauce, que es la distancia media entre las estaciones de las márgenes izquierda y derecha.


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Figura 8.9.3.6 Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenidas para el método de invasión 2 Esta opción de invasión es parecida al método 1 en que las invasiones especificadas por este método no se limitan solo a las zonas de las márgenes, ya que pueden caer también en el cauce. Con el método 3 de invasión, el programa calcula las estaciones de invasión para una reducción de conducción con porcentaje fijo en cada perfil transversal (véase la Figura 8.9.3.7). Este método de invasión se repite en todos los perfiles transversales aguas arriba (si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico). Por defecto, se elimina la mitad de la reducción especificada de la conducción a cada lado del perfil transversal (si es posible siempre que las estaciones de invasión


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calculadas no influyan en el cauce principal. Si la mitad de la reducción especificada de la conducción sobrepasa cualquier conducción por las márgenes, el programa intentará establecer la diferencia en la otra margen. Si la reducción porcentual en la conducción del perfil transversal no puede acomodarse a las zonas combinadas de las márgenes, las estaciones de invasión se fijan iguales a las estaciones de las márgenes izquierda y derecha del cauce.

Figura 8.9.3.7 Método de invasión 3 El porcentaje de conducción reducido se especifica en la caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenida (véase la Figura 8.9.3.8). Nótese que la reducción de la conducción puede reducirse proporcionalmente a la distribución de la conducción natural de la margen. Por ejemplo, si el perfil transversal natural tiene dos veces la conducción en la margen izquierda que en la margen derecha, esta opción reduciría dos veces la conducción de la margen izquierda como se redujo en la margen derecha.


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Figura 8.9.3.8 Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenida para el método de invasión 3 El método de invasión 4 es probablemente el que más se emplea. Con este método el programa calcula las estaciones de la invasión basándose en el aumento por incrementos de la tarjeta de la cota de la superficie del agua natural mientras se mantiene la misma conducción (véase la Figura 8.9.3.9). Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico).

Figura 8.9.3.9 Método de invasión 4 Este aumento por incrementos en la cota de la superficie del agua se especifica como una cantidad fija sobre el perfil natural (es decir, 100 años) en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.10). Las


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estaciones de invasión se determinan de modo que tenga lugar una pérdida de conducción igual (con cota de la superficie del agua más alta) en cada margen. Si no puede obtenerse la mitad de la pérdida de conducción en una margen, la diferencia se hará, si es posible, en la otra margen. Debería notarse que las invasiones no se permiten en el cauce principal.

Figura 8.9.3.10 Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenida para el método de invasión 4 y 5 La reducción de conducción puede reducirse proporcionalmente a la distribución de la conducción de la margen natural. Por ejemplo, si el perfil transversal natural tiene dos veces la conducción en la margen izquierda que en la margen derecha, esta opción reduciría dos veces la conducción de la margen izquierda como se redujo en la margen derecha. El método 4 generalmente no calcula una invasión que produce un perfil de la superficie del agua exactamente igual al perfil natural más el aumento especificado de la tarjeta. La cota calculada de la superficie del agua puede ser ligeramente superior o inferior que el nivel de la tarjeta. Para obtener exactamente la cota de la superficie del agua de la tarjeta, se selecciona el método de invasión 5. El método de invasión 5 funciona de forma parecida que el método 4 excepto en que se usa un esquema de optimización para obtener el aumento de tarjeta en la cota de la superficie del agua (véase la Figura 8.9.3.11). Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico).


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Figura 8.9.3.11 Método de invasión 5 Se realizarán un máximo de 20 tanteos para intentar converger con el aumento especificado de la tarjeta en la cota de la superficie del agua. HEC-2 emplea la reducción porcentual de la conducción para intentar obtener el aumento de cota de la tarjeta. Generalmente se obtiene una convergencia en tres o cuatro tanteos. El número de tanteos procesados se imprimen bajo la variable ICONT. Debido a que las invasiones se calculan perfil transversal por perfil transversal, los resultados calculados en el perfil transversal actual dependen de los resultados de los perfiles transversales previos, el programa no puede no es capaz de coincidir con el aumento especificado en la tarjeta exactamente. El método 5 trabaja generalmente mejor en ríos con velocidad baja con cambios graduales. En ríos con altas velocidades, se usará el método 6. El método de invasión 6 funciona de forma parecida que el método 5 excepto en que se usa un esquema de optimización para obtener la diferencia de la tarjeta en la cota de la línea de energía entre las condiciones naturales y con invasión (véase las Figuras 8.9.3.1) y 8.9.3.13). Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico).


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Figura 8.9.3.13 Caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenida para el método de invasión 6 La reducción de conducción puede reducirse proporcionalmente a la distribución de la conducción de la margen natural. Por ejemplo, si el perfil transversal natural tiene dos veces la conducción en la margen izquierda que en la margen derecha, esta opción reduciría dos veces la conducción de la margen izquierda como se redujo en la margen derecha. Dado que los cálculos iniciales de invasión del cauce de avenidas pueden dar cambios en la cota de la superficie del agua mayores o menores que la cota de la superficie del agua especificada en la tarjeta con los métodos 4, 5 y 6, puede ser necesario para realizar varias pasadas del modelo inicial con diferentes valores de tarjeta. Después de estas pasadas iniciales, las probables estaciones de la invasión aparecerán ser más aparentes. para el usuario. Debido a que pueden usarse parte de varios perfiles


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calculados, el modelo final de invasión se hace generalmente usando el método de invasión 1 definiendo las estaciones de invasión específicas en cada perfil transversal. 1. Invasiones en puentes y obras de desagüe Cada uno de los seis métodos de invasión disponibles pueden usarse para valorar el efecto de las invasiones en los perfiles transversales de puentes y obras de desagüe. Las invasiones para el método de puente especial u obra de desagüe especial deben especificarse usando la opción de Inclusión de Invasiones en Estructuras en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.1) en los perfiles transversales con que se va a crear el modelo de puente u obra de desagüe. Sin especificar la opción de Inclusión de Invasiones en Estructuras, el programa no calculará las invasiones en un perfil transversal de puente especial u obra de desagüe especial. En puentes normales, las invasiones se realizan del mismo modo que en los valles de cauce estándar y seleccionando esta opción no tiene efecto. Por lo tanto, las invasiones del cauce de avenidas deben ser retiradas manualmente (usando el método de invasión 1) en los perfiles transversales del puente normal y luego volviendo atrás después del puente. Es una práctica habitual no considerar las invasiones del cauce de avenidas en o cerca de la estructura del puente, ya que la elevación por incrementos causada por las invasiones puede invalidar los cálculos previos de diseño del puente. Con los métodos de invasiones 1 y 2, las invasiones se aplican por separado en cada puente especial u obra de desagüe especial. Con los métodos de invasión 3 a 6. Las invasiones de determinan para el perfil transversal a lo largo de la cara aguas abajo del puente u obra de desagüe (si se calcula un perfil subcrítico) o a lo largo del lado aguas arriba del puente (si se calcula un perfil supercrítico) y luego se aplican al resto de los perfiles transversales del puente y obra de desagüe. La Tabla 8.9.4.1 describe cómo se maneja cada método de invasión en los perfiles transversales de puente especial y obra de desagüe especial. Tabla 8.9.4.1 Cómo se aplican las invasiones a los perfiles transversales de puente especial y obra de desagüe especial

Método Descripción de la aplicación de la invasión 1-2 Las invasiones se definen por separado mediante valores de tarjeta en cada perfil transversal 3-6 Las invasiones se definen por las invasiones determinadas en el perfil transversal

inmediatamente aguas abajo del puente u obra de desagüe (si se calcula un perfil subcrítico) o en el perfil transversal aguas arriba del puente u obra de desagüe (si se calcula un perfil supercrítico)

1. Distribución del flujo La opción de distribución del flujo se recomienda cuando se calculan los perfiles de la superficie del agua para las determinaciones de los cauces de avenida. La distribución del flujo proporciona una información útil para determinar las situaciones apropiadas para las estaciones de invasión en perfiles transversales individuales. Cuando se selecciona la opción de distribución del flujo, el programa proporciona una salida por impresora en forma de tabla que describe la distribución lateral del flujo, la superficie del flujo, la velocidad media del flujo y un calado hidráulico medio para cada flujo por las subzonas de las márgenes. La tabla de distribución del flujo se imprime


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inmediatamente después de la salida por impresora de los cálculos del perfil de la superficie del agua para cada perfil transversal. Un ejemplo de salida por impresora de la tabla de distribución del flujo se muestra en la Figura 8.9.5.1.

Figura 8.9.5.1 Ejemplo de tabla de distribución del flujo La opción de distribución del flujo puede seleccionarse globalmente usando la caja de diálogo de Tablas Resumen y Opciones de Salida (véase la Figura 8.9.5.2) o seleccionadas localmente en cada perfil transversal usando la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal. (véase la Figura 8.9.5.3)


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Figura 8.9.5.2 Caja de diálogo de Tablas Resumen y Opciones de Salida que permite al usuario seleccionar la opción de distribución d l flujo en todos los perfiles transversales

Figura 8.9.5.3 Caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal que permite al usuario seleccionar la opción de distribución del flujo para un perfil transversal concreto HEC-2 crea automáticamente subzonas de las márgenes en cada perfil transversal usando las estaciones del terreno especificadas en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 8.9.5.4). Si el número de subzonas de flujo en las márgenes es menor que once, la distribución del flujo se imprimirá usando todas las subzonas definidas. Por el contrario, la distribución del flujo se basará en las subzonas que transporten más del tres por ciento del flujo.


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Figura 8.9.5.4 Cada de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal 8.9.6 Cauces de avenida idealizados Es necesario una comprensión total de las hipótesis de creación del modelo de HEC-2 antes de crear un modelo adecuado de un tramo de estudio puede desarrollarse (véase el apartado titulado Limitaciones del Programa en este Capítulo). Es necesario un juicio técnico considerable al situar y definir los perfiles transversales para cumplir estas hipótesis. Además, la elección del coeficiente de pérdida de energía y el calibrado del modelo pueden dar lugar a diferencias importantes en las cotas de la superficie del agua y la determinación del cauce de avenida. Por lo general, las dificultades al calcular los cauces de avenida surgen de los modelos que no reúnen las hipótesis inherentes a HEC-2. La aplicación de HEC-2 para definir y calcula un cauce de avenida requiere que el usuario se familiarice con el concepto de cauce de avenida y comprenda cómo definir un modelo de HEC-2 para cumplir este concepto. La determinación del cauce de avenida valora el efecto de la conducción perdida en un tramo de río y juzga el impacto que este tiene sobre el perfil de la superficie del agua. Se supone al crear el modelo del cauce de avenida que el desarrollo a lo largo de la franja del cauce de avenida elimina esencialmente la capacidad de transporte del flujo de la zona de la franja (véase la Figura 8.9.1.1). Por lo tanto, la creación del modelo del cauce de avenida supone que no hay conducción asociada con la franja del cauce de avenida. El proceso del cálculo sugerido en el apartado de este Capítulo titulado Procedimiento de Creación del Modelo del Cauce de Avenida debería usarse en el desarrollo del modelo del cauce de avenida. Si el tramo de río que se está estudiando de modo conforme con las hipótesis de RCAD y el modelo se crea de forma competente, el proceso de cálculo mostrará el impacto de la conducción perdida en la cota de la superficie del agua. Debe advertirse que el proceso de cálculo no determina


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directamente el impacto de conducción perdida en el estancamiento de la plana de inundación (valle), caudal punta, o tiempo de recorrido de la onda de avenida. Como puede opinarse sobre estos aspectos de la propagación de la avenida dinámica, no forman parte del proceso de cálculo al determinar el cauce de avenida. Cuando se elimina la conducción en la franja del cauce de avenida se refleja que el impacto del desarrollo real de la franja no es fácil de determinar. En una revisión de las determinaciones del cauce de avenida en 56 comunidades, se vio que los cauces de avenida calculados causaban menos cambios de los máximos permitidos en la cota de la superficie del agua (Goddard, 1978). Esto podría indicar que el cauce de avenida calculado reúne los requisitos del FEMA, pero no refleja necesariamente la máxima invasión posible en una plana de inundación. En el estudio, se determinó que el desarrollo real raras veces bloquea completamente el flujo o el estancamiento en la franja. Se vio que el desarrollo en la franja se bloqueaba entre un 0 y un 100 por ciento de la zona de la franja, con una media del 25 por ciento. Esto podría indicar que la hipótesis de la eliminación total de la conducción en la franja del cauce de avenida puede ser conservadora. Sin embargo, dado que la franja podría rellenarse completamente, es razonable definir los límites del cauce de avenida basándose en esta hipótesis. La premisa de la anterior hipótesis es que el desarrollo tendría lugar en toda la franja de la plana de inundación. En muchos lugares en que las pendientes del terreno caen hacia el río, la franja de la plana de inundación, que es poco profunda, es la más conveniente para situar las zonas de desarrollo. Sin embargo, hay planas de inundación en que las zonas de las márgenes son muy planas, la zona de las pendientes de las márgenes están alejadas del río o la zona de márgenes es generalmente llana con montículos de terreno más alto. En estas situaciones, los lugares de desarrollo más lógicos no están situados necesariamente a lo largo de la franja del cauce de avenida. Mientras sea posible calcular el cauce de avenida para estas situaciones especiales, queda la cuestión de si el modelo refleja razonablemente las mejores zonas para el desarrollo de la plana de inundación. Cuando se crea el modelo de la situaciones que pueden crear problemas en la determinación de un cauce de avenida, la mayoría de las situaciones se reflejan en el modelo y, por lo tanto, el proceso de definición de la plana de inundación y del cauce de avenida es sencillo. La siguiente discusión se refiere a la determinación del cauce de avenida en un modelo de plana de inundación ideal. No se consideran las situaciones problemáticas o problemas administrativos que pueden surgir de la adopción del cauce de avenida calculado. La plana de inundación ideal consiste en un simple y bien definido cauce en una plana de inundación con pendientes suaves (véase la Figura 8.9.1.1). La zona de márgenes aumenta generalmente con la elevación lateral, lejos de ambos lados del cauce. Los perfiles transversales de esta plana de inundación contienen el flujo dentro de la geometría del contorno y todo el perfil transversal conduce con efectividad el flujo. Las zonas de flujo inefectivo (zonas de embalse muerto) son escasas. No hay pérdida de flujo cuando aumentan los caudales. Por el contrario, existe una relación consistente entre cotas en función del caudal para un rango de caudales. El cauce con pendiente suave de la plana de inundación ideal mantiene el flujo como subcrítico. Las variaciones de la forma y la pendiente del cauce son relativamente pequeñas y graduales. Los afluentes del tramo en estudio son pocos y pequeños, y no afectan significadamente al perfil de la superficie del agua a pesar del caudal aportado por ellos. No hay condiciones aguas abajo (es decir, embalses o estuarios con mareas) que influyan en el nivel de la zona de interés.


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Hay pocas estructuras artificiales que afecten al flujo en la plan de inundación ideal. Los puentes transversales se proyectan para que puedan dar paso a la avenida de periodo de retorno de 100 años con el mínimo impacto, idealmente con todo el flujo pasando a través del puente en condiciones de flujo bajo. No hay presas, desvíos u otras estructuras que controlan el calado o la dirección del flujo en el río. Como el río puede ser aluvial, las velocidades son relativamente bajas y la hipótesis de unos límites rígidos del flujo es aceptable. Puede suponerse que el desarrollo esperado en la plana de inundación tenga lugar a lo largo de la franja del cauce de avenida. Puede suponerse que este desarrollo que sea continuo a lo largo de la franja. Esta hipótesis es consistente con las normas del FEMA de total eliminación de la conducción en la franja del cauce de avenida cuando se calculan los perfiles del cauce de avenida. Debe advertirse que es posible una inundación aleatoria de la franja, resultando así una expansión y contracción del flujo localizado, que puede causar pérdidas y unas cotas más altas de la superficie del agua que las calculadas suponiendo una inundación continua. Dado el tramo de estudio anterior de lana de inundación ideal, es necesario la creación de un modelo en HEC-2. El desarrollo del modelo se controla por el tramo físico real del estudio. Los perfiles transversales, las longitudes de tramo y los valores de Manning se seleccionan de acuerdo con el cálculo técnico del tramo real. Una vez que el modelo haya sido creado inicialmente y s ejecute, puede realizarse el ajuste y el calibrado del modelo. Este paso requiere una buen conocimiento del tramo en estudio., del programa de Hec-2 y de la teoría usada por el programa de HEC-2. Mientras el modelo inicial se basaba en las características físicas del tramo en estudio y en una visualización de la trayectoria del flujo, el calibrado del modelo debe comprobar que los resultados calculados son razonables y consistentes con las hipótesis originales. Generalmente son necesarios perfiles transversales adicionales y otros ajustes del modelo para crear una representación razonable del flujo y de las pérdidas de energía. Además, deben usarse los perfiles históricos de avenida para calibrar el modelo y garantizar la confianza de que pueden reproducirse con precisión los perfiles de avenida observados. La clave para unos cálculos del cauce de avenida es crear adecuadamente un modelo de plana de inundación bien desarrollado y calibrado. Con un ajuste y calibrado adecuados del modelo, los cálculos del cauce de avenida deberían ser fáciles. HEC-2 proporciona algunas opciones para estimar los límites de la franja del cauce de avenida y el perfil resultante de la superficie del agua. Si el modelo ha sido creado adecuadamente y el tramo en estudio refleja razonablemente las características de un cauce de avenida ideal, entonces las opciones proporcionadas por HEC-2 deberían proporcionar los límites de las invasiones del cauce de avenida para un cambio especificado de la cota de la superficie del agua. Si no se vuelve a definir adecuadamente y se vuelva a calibrar, los cálculos de los límites de las invasiones pueden producir resultados erróneos. 8.9.7 Problemas para la determinación del cauce de avenidas Existen varios problemas de cálculo que pueden surgir de modelos incompletos y/o con planas de inundación incorrectamente especificadas. Cuando se dispone de poco presupuesto para los estudios de planas de inundación, hay una tendencia para tomar pocos datos en el terreno, especialmente datos de perfiles transversales. Y, una vez que se han tomado los datos y definido el modelo, hay poco interés en obtener datos adicionales. Por lo tanto, surge el problema de cuantos datos son necesarios para calcular correctamente los perfiles de la superficie del agua.


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En un estudio reciente de HEC (1986), se usaron conjuntos de datos de HEC-2 98 para evaluar con precisión el perfil de la superficie del agua. Los datos, de estudios previos de plana de inundación, se editaron para crear un conjunto de datos consistentes sin puentes o perfiles transversales tomados en el campo. Las comparaciones hechas de los perfiles, calculados usando varias técnicas de aproximación muy utilizadas de las pérdidas de rozamiento, mostraron diferencias de más de 1 pie en muchos tramos de ríos. Un gran número de conjuntos de datos originales infravaloraban los perfiles de la superficie del agua, si se comparaban con los calculados con una integración más precisa de la función de pérdida de energía basada en la distancia usando perfiles transversales más próximos entre sí. (Burnham y Davis, 1986). El estudio usaba una separación entre perfiles transversales de 500 pies, interpolando perfiles transversales a partir de los datos topográficos, para calcular el verdadero perfil de la superficie del agua. Se hizo una hipótesis en el estudio sobre que los datos topográficos definían adecuadamente el tramo físico del estudio, pero los perfiles transversales añadidos eran necesarios para mejorar los cálculos de pérdida de energía. Los resultados del estudio indican que los escasos datos de perfiles transversales, en caso extremo, pueden dar lugar dificultades de cálculo que pueden hacer difícil los cálculos del perfil del flujo en avenidas y posible falta de precisión. En casos menos graves de datos deficientes, los perfiles pueden calcularse pero con una precisión dudosa. Son de esperar errores potenciales de 1 pie o más . Con datos suficientes y precisos de perfiles transversales, puede crearse un modelo razonable. El ajuste del modelo , mediante un proceso de calibrado, también es necesario. El calibrado del modelo puede llevar cierto tiempo. Son necesarios los datos de caudales y cotas de avenidas. El modelo puede requerir varios ciclos de ajustes u una ejecución antes de que los resultados reproduzcan la información histórica disponible. Sin este proceso, los perfiles calculados tienen una incertidumbre considerable. El estudio citado previamente determinó que los valores de rugosidad n de Manning pueden ser el elemento fundamental en el proceso de creación del modelo. Se advirtió que se debe dedicar un gran esfuerzo para determinar los coeficientes de rugosidad n de Manning (Brunham y Davis, 1986). El ajuste de este parámetro n del modelo se la parte principal del proceso de calibrado (véase el apartado titulado Calibrado del coeficiente n de Manning más adelante en este Capítulo). El proceso de ajuste y calibrado del modelo puede ser obviado con apresuramiento para desarrollar el modelo de plana de inundación. Sin embargo, los problemas de cálculo que pueden surgir de una especificación incompleta del modelo pueden causar grandes retrasos. Si no se eliminan los problemas básicos de cálculo, como los resultados que suponen el calado crítico, el ajuste y calibrado del modelo puede ser más difícil y pueda llevar más tiempo. Una vez creado y calibrado el modelo, puede empezar el proceso de cálculo del cauce de avenidas. Si el modelo funciona bien, el cálculo del cauce de avenidas basado en un aumento razonable de la cota de la superficie del agua, debe ser sencillo. Sin embargo, el cauce de avenidas calculado puede que no sea razonable desde un punto de vista práctico. Los cálculos típicos de invasión de los perfiles transversales, usando una reducción de la conducción en las márgenes, no consideran el cauce de avenidas como una entidad en dos o tres dimensiones. Los cálculos de invasión contemplan cada perfil transversal por separado. Por lo tanto, los resultados de la invasión puede dar lugar a unas anchuras superiores del cauce de avenidas que aumentan y disminuyen de perfil


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transversal a perfil transversal (anchuras superiores ondulantes). Además, estos resultados pueden indicar un cauce de avenidas que circula en sentido contrario al meandro natural de la plana de inundación. Por tanto, la definición del cauce de avenidas no es un simple problema de cálculo. Los resultados calculados requieren ajustes y un calibrado adicional técnico para definir adecuadamente el cauce de avenidas. En un estudio del origen, uso y raciocinio de un aumento de 1 pie en la cota de la superficie del agua permitido por las normas de FEMA, se revisaron un pequeño número de estudios del cauce de avenidas (Goddard, 1976). Incluso cuando el cambio máximo de la cota de la superficie del agua era de 1 pie, el cambio medio calculado estaba próximo a 0,7 pies. Además, el aumento de la cota de la superficie el agua en muchos perfiles transversales se vio que era menor que 0,4 pies. Esto indica que los cálculos revisados del cauce de avenidas no definen necesariamente el cauce de avenidas mínimo permitido. Las conversaciones con la dirección de FEMA indican que hay casos en que los cálculos siguientes han mostrado que podrían hacerse invasiones adicionales, con los cauces de avenidas definidos antes de los estudios, sin sobrepasar el aumento permitido de 1 pie en la cota de la superficie del agua. Esto ha impulsado el afán de determinar los máximos límites de la invasión permitida cuando se calcula el cauce de avenidas. El cálculo de un cauce de avenidas que define los límites máximos permitidos de la invasión puede requerir varias iteraciones y una considerable interpretación técnica. Los puentes y otras obstrucciones del flujo pueden complicar el problema. Debido a que el puente puede actuar como una estructura local de control, el cambio de la cota de la superficie del agua aguas arriba del puente puede ser totalmente diferente del de aguas abajo. Puede implicar a varios perfiles transversales antes de que el perfil se aproxime de nuevo al máximo cambio permitido de la cota de la superficie del agua. Y, con más puentes y obstrucciones, el problema se complica. El proceso de ajuste del cauce de avenidas puede continuar en muchos ciclos, ajustando las estaciones de invasión y calculando de nuevo el perfil de la superficie del agua para determinar el impacto del cauce de avenidas estimado. En aquellos estados con criterios adicionales para la determinación del cauce de avenidas, este proceso de ajuste requerirá también una evaluación de los resultados del modelo para los requisitos adicionales. El problema llega a ser cada vez más complejo cuando se agregan los planes de desarrollo local y los deseos más subjetivos. La determinación de un cauce de avenidas puede ser un reto, que requiere, por lo general, varias iteraciones del modelo. Se ha definido las situaciones siguientes como causantes de dificultades en la creación del modelo en la determinación del cauce de avenidas: 1. Ríos con pequeña pendiente con velocidad generalmente muy bajo; larga

duración de las avenidas en zonas amplias. 2. Situaciones de desbordamiento en avenidas, incluyendo el desbordamiento en

ríos con diques. 3. Ríos aluviales con contornos móviles 4. Ríos con alta velocidad del flujo con velocidades supercríticas y subcríticas. 5. Planas de inundación desarrolladas con implantaciones den zona potencial del

cauce de avenidas. El siguiente apartado proporciona un vistazo sobre estas dificultades en la creación de un modelo y los métodos sugeridos para aliviar estas dificultades.


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8.9.8 Dificultades en río con suaves pendientes Se observan con frecuencia unas situaciones de bajo gradiente en los tramos finales del curso de un rñio a medida que se aproxima a su desembocadura. Los ríos con pendientes suaves se sitúan comúnmente en amplias llanuras de inundación en zonas costeras y puede estar sometidos a la influencia de las mareas. Existen numerosos ejemplos de los Estados del Golfo. No solo son ríos con pendientes del 1/1000, pero la zona del río es generalmente ancha y plana. Además, los cauces de avenidas calculados son a menudo anchos. El calcular los límites del cauce de avenidas para ríos de baja pendiente no es sumamente difícil, dado un modelo bien creado y calibrado. La naturaleza general de las planas de inundación anchas es una zona amplia inundada, a menudo con calados someros y bajas velocidades. La conducción del flujo para la mayoría de las zona de márgenes puede ser muy baja, y, por lo tanto, cualquier pérdida de conducción debida al desarrollo es generalmente pequeña. Por lo general, la dificultad al crear un modelo para estas situaciones de planas de inundación es la determinación de la conducción y el estancamiento. Una vez definida esta superficie como zona de estancamiento (es decir, sin conducción), es automáticamente una parte de la franja de la plana de inundación. Los cálculos del perfil de la superficie del agua con régimen constante (como en HEC-2) no considera las zonas de estancamiento para determinar la conducción del flujo y los perfiles de la superficie del agua. Por lo tanto, el desarrollo en la zona de estancamiento no aumentará la cota de la superficie del agua calculada. Debe advertirse que la pérdida de estancamiento en las márgenes puede influir el caudal punta y el tiempo de propagación de la onda de avenida. Mientras que la mayoría de los cálculos no valoran el efecto de estancamiento, debe reconocerse este efecto. El caudal punta aguas abajo tenderá a ser más alto y llegar antes a una zona de margen ocupada, como se supuso en la determinación del cauce de avenidas (DeVries, 1980). Es probable que la plana de inundación ancha tenga una importante cantidad de estancamiento en márgenes, y si una importante cantidad de zona de estancamiento se pierde debido a la invasión de la plana de inundación, debe valorarse el efecto potencial sobre la onda de avenida. Por lo general, el problema que puede ocurrir al definir los modelos en planas de inundación estriba en la determinación de donde tienen lugar las estaciones inicial y final del perfil transversal. Debido a que l aplana de inundación es muy llana, los límites del flujo efectivo (y del perfil transversal) no son patentes por lo general. Pueden usarse fotografías aéreas de avenidas históricas para contribuir en la definición de los límites del cauce de avenidas. Estas fotografías pueden indicar algunas veces donde parece que el agua se mueve efectivamente e incluso puede indicar la dirección del flujo. Esta información puede usarse después para situar los perfiles transversales que sean perpendiculares al flujo. Debe advertirse que el flujo puede ser bidimensional en una margen ancha. Si no se dispone de fotografías aéreas, entonces los datos de campo y otras fuentes históricas de información pueden a menudo ser de utilidad para definir los límites de los perfiles transversales. Una vez obtenidos los datos de campo y creado el modelo, debe realizarse el calibrado del modelo, A menudo, los límites efectivos del flujo para los perfiles transversales definidos pueden causar problemas en el calibrado del modelo. La naturaleza de este problema de creación del modelo se expone a continuación:


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1. En el modelo unidimensional, el flujo en el perfil transversal se distribuye proporcionalmente a la conducción. Los elementos del perfil transversal sin el cauce principal y las dos zonas de márgenes.

2. Cuando el caudal es bastante alto para inundar las zonas de márgenes, la zona inundada de margen (y la conducción) es generalmente muy grande en comparación con la zona del cauce.

3. La distribución del flujo, basada en la conducción, sitúa una gran parte del caudal total en la zona de márgenes. Las propiedades de flujo en el cauce se reducen de acuerdo con esto.

4. El flujo calculado en el cauce puede estar bastante lejos del flujo en las márgenes para el caudal total. Además, la velocidad calculada en el cauce será menor que para caudales más bajos, cuando todo el flujo circula por el cauce.

Una aproximación para resolver este problema de la distribución del flujo consiste en reducir cierta conducción del flujo en las márgenes, que daría como resultado que permanezca en el cauce la mayor parte del caudal total. El problema anejo a esta aproximación es que a menudo se trata de modo arbitrario. En algunos casos, se emplea una distancia lateral fija cuando los datos del perfil transversal se obtienen para limitar la zona de márgenes. En otros casos, las velocidades medias de las subzonas de la franja del cauce de avenidas se usan para limitar la conducción en las márgenes. Una regla práctica que puede usarse consiste en eliminar las subzonas de las márgenes con una velocidad de flujo menor que 1 pie/segundo. La zona de margen eliminada deberían considerarse también como zona de estancamiento no usada para la conducción. Una aproximación más razonable consiste en reducir la conducción en las márgenes hasta que el flujo en el cauce produce unas velocidades próximas al valor obtenido cuando todo el flujo circula por el cauce. Hay un aumento general de la velocidad en el cauce con un aumento del caudal y del calado. Una velocidad en el cauce próxima o ligeramente superior a la velocidad en el cauce lleno hasta las orillas puede esperarse cuando el flujo es ligeramente más alto y se traslada a la zona de márgenes. El problema de esta aproximación consiste en que puede conllevar varias iteraciones para equilibrar la distribución del flujo para una avenida de proyecto determinada.


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Figura 8.9.8.1 Modificación de la zona de flujo en márgenes del perfil transversal Hay dos métodos disponibles para modificar la conducción den las márgenes. Se muestran en la Figura 8.9.8.1 y se exponen a continuación: 1. Bloqueo (o eliminación mediante algún método) de la franja de margen inefectiva 2. Elevación de los valores n de Manning en la zona de flujo inefectivo. Cuando se elimina la zona de márgenes inefectiva, la anchura real de la plana de inundación, y el volumen de avenida no se reflejan en los resultados del cálculo. Si estos valores no son importantes, entonces deberían usarse los valores n de Manning más altos para reducir la conducción en las zonas inefectivas. Los valores altos del coeficiente n de Manning permiten que el agua se sitúe en la zona inefectiva, pero la conducción calculada en esta zona será mínima. El método usado para redistribuir, o limitar, la conducción en márgenes afectará directamente a los cálculos del cauce de avenidas. La aproximación usual al calcular el cauce de avenidas consiste en eliminar parte de la conducción en las márgenes, calcular un nuevo perfil, y después valorar el cambio de cota de la superficie del agua. Si se ha ajustado la franja del cauce de avenidas para eliminar o reducir su conducción, la zona ajustada no es efectiva y no influirá en el perfil calculada del cauce de avenidas. Es decir, si se considera que la franja del cauce de avenidas tiene cierta conducción para la plana de inundación, entonces al eliminar la franja del cauce de avenidas propuesto no se realizará el perfil de la superficie del agua del cauce de avenidas propuesto. El empleo de valores altos del coeficiente n de Manning para definir las zonas de flujo inefectivo no limita los cálculos del cauce de avenidas. Usando valores altos del coeficiente n de Manning, puede obtenerse una valoración del estancamiento en el valle a partir de los cálculos del perfil de la superficie del agua. Puede crearse una relación estancamiento-caudal calculando perfiles para un rango de caudales y relacionando el caudal con el estancamiento para los perfiles calculados. La relación estancamiento-caudal puede representarse gráficamente para la plana de inundación


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y para el cauce de avenidas. Al propagar el hidrograma base de avenida a lo largo del tramo en estudio para los dos cauces de avenidas, puede estimarse el impacto del estancamiento perdido. Los cauces de avenidas calculados usando el procedimiento previo tienden a ensancharse y puede que no coincidan con el punto de vista de la comunidad sobre el desarrollo potencial de la zona en estudio. Parte de este problema surge de la metodología usada en el proceso de cálculo. El cauce de avenidas se determinó eliminando la franja del cauce de avenidas de los límites exteriores del perfil transversal, hacia la margen del cauce, hasta que el cambio de la cota de la superficie del agua alcance la cota de la tarjeta. La conducción se reduce igualmente en ambos lados de la plana de inundación. El procedimiento de creación del modelo previamente descrito no considera el desarrollo potencial o la fuerza atractiva del desarrollo para cualquier parte en concreto de un perfil transversal. Además, hay muchos casos en que las partes de una franja excluida del cauce de avenidas puede tener más conducción que las partes restantes del cauce de avenidas. Como la conducción depende de la superficie de flujo, las partes más profundas de la margen pueden considerarse generalmente que tienen una conducción mayor que las zonas de menor profundidad. Un examen de la superficie del perfil transversal en la franja del cauce de avenidas puede mostrar donde puede excluirse la franja. Otra parte de este problema procede del requisito que puede ocasionar el desarrollo sobre la cota de la avenida base. Debido a los costos adicionales que supone la elevación del primer escalón sobre el terreno natural, las partes de perfil transversal con una inundación poco profunda que permite el relleno y el desarrollo en algunas de las zonas de franja más profundas, mientras se preserva mas superficie de la plana de inundación de poca profundidad, podría ser atrayente para la comunidad local planificar la zona de desarrollo. 8.9.9 Dificultades por desbordamiento de la avenida Hay muchos casos en pueden aparecer situaciones de desbordamiento de la avenida. Esta discusión se limitará a aquellas situaciones en que parte del flujo de avenida abandona el camino del cauce y sigue por un curso distinto. La situación del desbordamiento puede ser una divisoria de cuenca o una estructura artificial. El desbordamiento que abandona el cauce principal puede o no volver a incorporarse al cauce más aguas abajo. El caso de ríos colgados – ríos en los que su cauce natural es más alto que la zona de las márgenes – también se discutirá. En los ríos colgados, el desbordamiento puede tener lugar en varios puntos, y puede ser difícil predecir estos lugares sin antes calcular el perfil. Los cauces con diques también se discutirán. La creación de modelos de situaciones de desbordamiento es difícil. El grado de dificultad depende de la naturaleza del desbordamiento, del impacto de las invasiones de la plana de inundación y de la interacción con la comunidad local sobre la aceptabilidad de alternativas potenciales del cauce de avenidas. En situaciones de desbordamiento, es importante determinar si el desbordamiento llega a una zona de estancamiento o a un camino secundario del flujo. La creación del modelo del desarrollo de la comunidad en zonas de estancamiento no afecta al perfil de la superficie del agua a lo largo del cauce de conducción. Por lo tanto, los cálculos del cauce de avenidas en función de la conducción no se aplican a las zonas de estancamiento.


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El desbordamiento en una zona de estancamiento reduce el caudal punta observado en el cauce principal. Un ejemplo de este tipo de situación sería una brecha en un dique. El caudal reducido debido a la brecha daría como resultado un perfil más bajo de la superficie del agua aguas debajo de la brecha. Una simulación de la avenida provocada por la Tormenta Tropical Agnes en la cuenca del Río Susquehanna ilustra este punto. Se estimó que el caudal punto aguas abajo sería del orden del 10% mayor si el dique no hubiese sido desbordado en Wilkes-Barre, Pennsylvania (Feldman, 1973). La zona inundada durante el desbordamiento debería delinearse como parte de la plana de inundación. Si esta superficie de una zona de estancamiento, entonces la zona inundada depende del volumen de desbordamiento y de las características de cotas/volúmenes de la zona inundada. El desarrollo en la zona inundada reduce generalmente la zona inundada disponible, pero en la mayoría de los casos no es importante. El desbordamiento en una trayectoria secundaria del flujo puede afectar directamente al perfil de la superficie del agua. En estas situaciones existe una gran dificultad para definir las trayectorias del flujo, su distribución a través de las distintas trayectorias y el impacto sobre el desarrollo a lo largo de las trayectorias de desbordamiento. Sin embargo, el concepto de cauce de avenidas es aplicable a estas situaciones. El desarrollo a lo largo de estas trayectorias de desbordamiento puede tener un impacto importante en la cota de la avenida base. Los siguientes apartados describen la aplicación del concepto de cauce de avenidas en tres situaciones de desbordamiento: • Desbordamiento en una divisoria de cuenca • Desbordamiento a lo largo de un río colgado • Desbordamiento a lo largo de un río con diques En algunos casos, las divisorias de cuenca pueden formar parte de un sistema de descarga de avenidas artificial (por ejemplo, el Bypass de Yolo en el río Sacramento). Por lo general, los sistemas artificiales no crean problemas ya que el desbordamiento de la avenida se conoce generalmente y se controla en tales sistemas. En el tramo que contiene una divisoria de cuenca natural, cuando los calados del flujo sobrepasan la cota de control, parte de la avenida escapará del tramo en estudio y tomará una dirección distinta (véase la Figura 8.9.91). Algunas veces, la situación de desbordamiento puede no ser conocida al principio del estudio, especialmente si los recientes sucesos de avenida no han excedido la cota de control y no se han revisado las avenidas históricas


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Figura 8.9.9.1 Desbordamiento en una divisoria de cuenca Todo el problema estriba en si el desbordamiento de la avenida tiene lugar con la plana de inundación existente, o si ocurre sólo con el cauce de avenidas propuesto. En cualquier caso, el cálculo del cauce de avenidas aumentará la cantidad de desbordamiento al elevar la cota de la superficie del agua. Sin embargo, si el desbordamiento no tiene lugar con el nivel de la avenida base, pero ocurre cuando se aumenta la cota del cauce de avenidas, entonces habrá un desbordamiento aumentado en la zona que normalmente no se inunda. Por lo tanto, los cálculos del cauce de avenidas deberían basarse en la cota de control de rebosamiento. No obstante, esta aproximación aumenta el riesgo de inundación de la zona de desbordamiento para casos de avenidas más altas que la avenida base. El procedimiento estándar del cauce de avenidas puede aplicarse a la situación de desbordamiento por divisoria de cuenca. Las dos preguntas necesarias para ser contestadas con objeto de aplicar este procedimiento son: 1. ¿Qué cantidad de flujo de avenida se pierde en el desbordamiento? 2. ¿ Cómo puede controlarse el paso del desbordamiento perdido? Los métodos para estimar la cantidad de flujo perdido se discuten más adelante en un apartado sin número titulado Estimación de la Pérdida debida a Desbordamiento. Se supone que el paso del desbordamiento debe negociarse con las autoridades locales pertinentes. El paso del desbordamiento debe considerarse como parte del cauce de avenidas con objeto de preservar su conducción. Los cálculos tradicionales del cauce de avenidas pueden realizarse después para el tramo en estudio con el resto de la avenida base como caudal de proyecto. Los ríos colgados resultan de la formación de diques naturales creados por depósitos de sedimentos. El río puede desbordarse en varios lugares, y el agua de desbordamiento se mueve lateralmente fuera del cauce (véase la Figura 8.9.9.2). En esta situación es muy difícil definir la plana de inundación y el cauce de avenidas. La aplicabilidad del procedimiento del cauce de avenidas depende del grado de desbordamiento, que generalmente no se conoce hasta que se ha realizado el modelo inicial.


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Figura 8.9.9.2 Desbordamiento a lo largo de un río colgado Si el cauce se desborda con caudales bastante inferiores al nivel de la avenida base, los cálculos convencionales del cauce de avenidas pueden aplicarse fácilmente. El problema consiste en si la suposición de modelo unidimensional inherente a HEC-2 es apropiada y si una sola cota de la superficie del agua puede suponerse en todo el perfil transversal. Si puede suponerse un modelo unidimensional, entonces el caudal de avenida puede contenerse de modo que el flujo sigue la trayectoria general del cauce (es decir, las líneas de flujo son generalmente paralelas entre sí). Si el agua desborda el cauce y fluye en una dirección distinta de la del cauce principal, la solución unidimensional no es de aplicación. Serán necesarios cálculos adicionales para estimar la cantidad de desbordamiento y la superficie inundada. Si los puntos de desbordamiento son limitados en número y se pueden definir en el modelo, el problema de cálculo es parecido al previamente discutido de situación de divisoria de cuenca. Una vez que se ha estimado el desbordamiento inicial, es más sencillo definir el cauce potencial de avenidas. La creación del modelo de un río con diques es parecido al antes discutido de ríos colgados, La diferencia principal en la determinación del cauce de avenidas consiste en la valoración del dique existente para comprobar que proporciona un nivel de protección frente a avenidas de periodo de retorno de 100 años. Las normas del FEMA requieren un certificado del propietario, la conservación y el resguardo suficiente para asegurar que el dique se comportará con el nivel requerido de protección (FEMS, 1985). Si el dique no reúne los requisitos necesarios, la superficie protegida por el dique debe valorarse como si no existiese el dique. Respecto a la superficie fuera de la protección del dique, también debe calcularse un perfil para la avenida base en el punto de desbordamiento del dique, y se usa el perfil más alto de los dos para definir las cotas de la avenida base. Los cauces de avenida se delinean en el pie del lado del terreno de los diques acreditados (FEMA, 1985). Por lo tanto, no son necesarios los cálculos del cauce de avenidas para los diques acreditados. Puede crearse desarrollo en la zona protegida por los diques sin ningún impacto sobre la avenida base. En los ríos con diques que no disponen del certificado del FEMA, las cotas de la avenida base se calculan ignorando los diques. Se crea el modelo de la plana de


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inundación y el cauce de avenidas suponiendo que el agua puede moverse libremente entre el cauce y las zonas de las márgenes. Hay tres preguntas básicas que deben contestarse cuando se calculan los perfiles de la superficie del agua para ríos con problemas potenciales de desbordamiento. 1. ¿Existe un problema de desbordamiento?

Para contestar esta pregunta, se calculan los perfiles de la superficie del agua suponiendo que no hay desbordamiento. Se revisan los resultados del cálculo y se determina si las cotas de la superficie del agua calculadas sobrepasan las cotas de control en el tramo en estudio. Si así fuera, existe un problema de desbordamiento.

2. ¿Qué caudal se pierde debido al desbordamiento?

Para contestar esta pregunta, se crea el modelo de la situación de desbordamiento para determinar cuanta agua se pierde y cuata permanece en el tramo de estudio. La aproximación del modelo depende de la naturaleza del desbordamiento. Se pueden considerar tres casos:

• El desbordamiento es limitado y confinado • El desbordamiento es general y cubre las márgenes • El desbordamiento es general y no confinado

3. ¿Qué sucede con el agua del desbordamiento?

Para contestar a esta pregunta, es necesario crear el modelo del agua de desbordamiento con objeto de definir la superficie inundada. Hay tres casos posibles:

• El agua está contenida en una superficie de estancamiento • El agua se conduce a lo largo de una trayectoria de flujo independiente • El agua se conduce a lo largo de una trayectoria incontrolada

Los procedimientos generalmente usados para estimar el desbordamiento perdido y la inundación resultante se discuten a continuación. Por lo general, el las etapas iniciales de un estudio, no se conoce si realmente hay desbordamiento. Por lo tanto, primero debe calcularse el perfil de la superficie del agua sin considerar el desbordamiento. Los resultados del perfil calculado deberían indicar si la superficie del agua sobrepasa los límites del cauce, y además indica los lugares y naturaleza del desbordamiento. A continuación, usando la opción de flujo dividido de HEC-2, pueden calcularse iterativamente el desbordamiento perdido y el perfil de la superficie del agua. Si se desea, los cálculos de desbordamiento puede realizarse externamente. El perfil inicial calculado puede usarse para estimar la cantidad de agua perdida en el desbordamiento. Esto se lleva a cabo usando la cota calculada de la superficie del agua para estimar la energía potencial necesaria para mover el agua sobre la superficie de desbordamiento. Luego se vuelve a calcular el perfil de la superficie del agua con HEC-2 usando el caudal restante en el cauce (ajustado de acuerdo con el desbordamiento perdido que se ha estimado).


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Un método alternativo consistiría en emplear un modelo bidimensional del perfil de la superficie del agua para valorar la transferencia de flujo a través de una divisoria de cuenca. Por lo general, la creación de un modelo bidimensional puede aumentar el tiempo del estudio de dos a tres veces el requerido al usar HEC-2. Sin embargo, puede obtenerse una solución más completa, dando el volumen y caudal para las dos trayectorias de flujo independientes. Si el perfil calculado de la superficie del agua indica que parte del flujo circula por una trayectoria separada, entonces es necesario estimar la pérdida por desbordamiento. Cuando se dispone de dos modelos bidimensionales de la superficie del agua para hacer esto, puede usarse HEC-2 para estimar la pérdida por desbordamiento. En la primera situación posible de desbordamiento, éste se confina y está limitado en una zona. Un ejemplo de esto sería el desbordamiento a una cuenca adyacente. En esta situación hay un número limitado de perfiles transversales en los que las cotas de la superficie del agua sobrepasan los límites de los perfiles transversales. Con las cotas calculadas, parte del flujo abandonaría el tramo en estudio y cruzaría por la divisoria de cuenca. Las cotas calculadas de la superficie del agua pueden usarse para estimar el potencial para que el flujo se traslade fuera del tramo en estudio. La naturaleza física de la geometría del desbordamiento proporcionará una indicación del método apropiado de flujo dividido que debería usarse para estimar la cantidad de flujo que abandona el tramo. Los ejemplo de métodos son la ecuación de vertido aplicada a los límites de desbordamiento y de conducción del cauce basada en la trayectoria del desbordamiento. Debe hacerse una determinación técnica sobre lo que controla el desbordamiento y sobre si el método de flujo dividido es el más adecuado para crear el modelo de desbordamiento. La opción de flujo dividido de HEC-2 puede aplicarse a una amplia gana de situaciones de desbordamiento. El caudal de desbordamiento puede introducirse en el modelo usando la ecuación de flujo por vertedero, una curva de gastos o usando los cálculos de calado normal. Un modelo de vertedero aplicaría el desbordamiento lateral a lo largo de un dique. El calado normal se usaría cuando el desbordamiento esté controlado por la conducción de la trayectoria del desbordamiento. La curva de gastos se calcula basándose en la cota calculada de la superficie del agua, y el caudal en el cauce se reduce para reflejar el desbordamiento perdido. Luego se calcula un nuevo perfil usando los caudales modificados, las cotas calculadas proporcionan una nueva estimación del desbordamiento. El programa itera hasta que los caudales supuestos y calculados concuerdan con la tolerancia de error especificada. La solución de flujo en régimen constante obtenida por la opción de flujo dividido supone que hay suficiente volumen de flujo para mantener los caudales calculados. En resumen, la opción de flujo dividido es más aplicable a avenidas de punta aplanada con un caudal punta mantenido durante un periodo considerable de tiempo. Si la avenida se eleva y cae rápidamente, el desbordamiento perdido puede ser bastante menor que la cantidad estimada por la solución de flujo en régimen constante. Por lo tanto, este método es más aplicable a grandes cuencas con grandes volúmenes de escorrentía. Para obtener una estimación del volumen de flujo perdido, es necesario el hidrograma entero. En un estudio típico de cauce de avenidas, el hidrograma de avenidas no se emplea. En su lugar, se suponen una caudal punta estimado y unas condiciones de flujo en régimen constante. Sin embargo, si se dispone de un hidrograma de avenida, pueden usarse las curvas de gastos en los lugares de desbordamiento. Estas curvas


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pueden usarse para estimar el desbordamiento en función del tiempo tratando los lugares de desbordamiento como desvíos en la simulación de la propagación de la avenida. HEC-1 proporcionará las estimaciones del volumen de desbordamiento perdido y el caudal restante en el cauce principal. DAMBRK puede proporcionar una completa propagación de la onda dinámica y puede resolver directamente el desbordamiento y el perfil resultante de la superficie del agua, sin necesidad del HEC-2. Un segundo tipo de situación de desbordamiento tiene lugar cuando el desbordamiento es general e inunda las márgenes. Un ejemplo de esto podría ser un desbordamiento a lo largo de un dique de poca altura. Este tipo de situación es fácil de resolver si se reúnen dos condiciones. La primera, el flujo de desbordamiento debe ser general e inundar las márgenes. La segunda, el flujo de desbordamiento debe seguir la misma trayectoria que la del cauce principal. Si la parte superior del dique es sobrepasada por las cotas del perfil de la superficie del agua en una cota bastante por debajo de la del caudal de periodo de retorno de 100 años y la zona de márgenes está totalmente ocupada por el desbordamiento, el modelo de plana de inundación no es diferente del de la plana de inundación ideal (véase la Figura 8.9.9.3). En esta situación, el propio dique bloquea parte de la superficie del perfil transversal. Como el perfil de la superficie del agua está bastante por debajo de la cota del dique, el agua puede moverse dentro y fuera de la zona de las márgenes, dependiendo de la cota del perfil. Si la zona de márgenes tiene la forma adecuada para controlar y mantener el flujo en la plana de inundación, no existen problemas de cálculo para determinar el cauce de avenidas.

Figura 8.9.9.3 El desbordamiento invade la plan de inundación (solo se aplica una cota de la superficie del agua) Hay una amplia gama de caudales con los que el flujo den la zona de márgenes se inunda parcialmente cuando no es apropiada una solución unidimensional (véase la Figura 8.9.9.4). El flujo en esta situación sobrepasa la capacidad del cauce, pero la capacidad de conducción de las márgenes es mayor que la necesaria para transportar el desbordamiento. La solución unidimensional usada en HEC-2 sitúa el flujo transversal proporcionalmente a la capacidad de conducción y, por lo tanto, no puede llegar a una solución con flujo parcial de desbordamiento. HEC-2 imprimirá un mensaje


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de alarma que indica que es incapaz de obtener una solución equilibrada. Puede obtenerse una solución correcta en esta situación si puede determinarse una caudal de desbordamiento. Luego se calcula el perfil de la superficie del agua usando el caudal restante en el cauce. Si el desbordamiento está confinado a una trayectoria de flujo, también puede calcularse un perfil de la superficie del agua para el desbordamiento usando el caudal de desbordamiento estimado.

Figura 8.9.9.4 Desbordamiento que ocupa parcialmente la plana de inundación (hay varias cotas de la superficie del agua) Debe advertirse que las invasiones del método 1 no se repiten. Por el contrario, deben especificarse en cada perfil transversal en el que sean de aplicación. Debido a esta característica especial, el método 1 es el único medio que puede usarse para cambiar a otros métodos de invasiones en puentes u otros lugares en que no hay invasiones. Esto se hace especificando el método 1 en el perfil transversal apropiado y fijando las estaciones de la invasión en el perfil transversal inicial y final, quitando por lo tanto las invasiones del flujo. Con el método de invasión 2 (véase la Figura 8.9.3.5), la invasión se especifica por la anchura del cauce de avenida con una anchura superior fija que, hasta que cambia, se usará en todos los perfiles transversales aguas arriba (cuando se calcula un perfil subcrítico) o en los siguientes perfiles transversales de aguas abajo (cuando se calcula un perfil supercrítico). Las estaciones izquierda y derecha de la invasión especificadas en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.6) se sitúan equidistantes del eje del cauce, que es la distancia media entre las estaciones de las márgenes izquierda y derecha. Figura 8.9.3.5 Método de invasión 2 Figura 8.9.3.6 Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenidas para el método de invasión 2


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Esta opción de invasión es parecida al método 1 en que las invasiones especificadas por este método no se limitan solo a las zonas de las márgenes, ya que pueden caer también en el cauce. Con el método 3 de invasión, el programa calcula las estaciones de invasión para una reducción de conducción con porcentaje fijo en cada perfil transversal (véase la Figura 8.9.3.7). Este método de invasión se repite en todos los perfiles transversales aguas arriba (si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico). Por defecto, se elimina la mitad de la reducción especificada de la conducción a cada lado del perfil transversal (si es posible siempre que las estaciones de invasión calculadas no influyan en el cauce principal. Si la mitad de la reducción especificada de la conducción sobrepasa cualquier conducción por las márgenes, el programa intentará establecer la diferencia en la otra margen. Si la reducción porcentual en la conducción del perfil transversal no puede acomodarse a las zonas combinadas de las márgenes, las estaciones de invasión se fijan iguales a las estaciones de las márgenes izquierda y derecha del cauce. Figura 8.9.3.7 Método de invasión 3 El porcentaje de conducción reducido se especifica en la caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenida (véase la Figura 8.9.3.8). Nótese que la reducción de la conducción puede reducirse proporcionalmente a la distribución de la conducción natural de la margen. Por ejemplo, si el perfil transversal natural tiene dos veces la conducción en la margen izquierda que en la margen derecha, esta opción reduciría dos veces la conducción de la margen izquierda como se redujo en la margen derecha. Figura 8.9.3.8 Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenida para el método de invasión 3 El método de invasión 4 es probablemente el que más se emplea. Con este método el programa calcula las estaciones de la invasión basándose en el aumento por incrementos de la tarjeta de la cota de la superficie del agua natural mientras se mantiene la misma conducción (véase la Figura 8.9.3.9). Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico). Figura 8.9.3.9 Método de invasión 4 Este aumento por incrementos en la cota de la superficie del agua se especifica como una cantidad fija sobre el perfil natural (es decir, 100 años) en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.10). Las estaciones de invasión se determinan de modo que tenga lugar una pérdida de conducción igual (con cota de la superficie del agua más alta) en cada margen. Si no puede obtenerse la mitad de la pérdida de conducción en una margen, la diferencia se hará, si es posible, en la otra margen. Debería notarse que las invasiones no se permiten en el cauce principal.


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Figura 8.9.3.1º Caja de diálogo de Descripción de Invasión del Cauce de Avenida para el método de invasión 4 y 5 La reducción de conducción puede reducirse proporcionalmente a la distribución de la conducción de la margen natural. Por ejemplo, si el perfil transversal natural tiene dos veces la conducción en la margen izquierda que en la margen derecha, esta opción reduciría dos veces la conducción de la margen izquierda como se redujo en la margen derecha. El método 4 generalmente no calcula una invasión que produce un perfil de la superficie del agua exactamente igual al perfil natural más el aumento especificado de la tarjeta. La cota calculada de la superficie del agua puede ser ligeramente superior o inferior que el nivel de la tarjeta. Para obtener exactamente la cota de la superficie del agua de la tarjeta, se selecciona el método de invasión 5. El método de invasión 5 funciona de forma parecida que el método 4 excepto en que se usa un esquema de optimización para obtener el aumento de tarjeta en la cota de la superficie del agua (véase la Figura 8.9.3.11). Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico). Figura 8.9.3.11 Método de invasión 5 Se realizarán un máximo de 20 tanteos para intentar converger con el aumento especificado de la tarjeta en la cota de la superficie del agua. HEC-2 emplea la reducción porcentual de la conducción para intentar obtener el aumento de cota de la tarjeta. Generalmente se obtiene una convergencia en tres o cuatro tanteos. El número de tanteos procesados se imprimen bajo la variable ICONT. Debido a que las invasiones se calculan perfil transversal por perfil transversal, los resultados calculados en el perfil transversal actual dependen de los resultados de los perfiles transversales previos, el programa no puede no es capaz de coincidir con el aumento especificado en la tarjeta exactamente. El método 5 trabaja generalmente mejor en ríos con velocidad baja con cambios graduales. En ríos con altas velocidades, se usará el método 6. El método de invasión 6 funciona de forma parecida que el método 5 excepto en que se usa un esquema de optimización para obtener la diferencia de la tarjeta en la cota de la línea de energía entre las condiciones naturales y con invasión (véase las Figuras 8.9.3.1) y 8.9.3.13). Este método de invasión se repite después en todos los perfiles transversales aguas arriba si se calcula un perfil subcrítico) o en los perfiles transversales aguas abajo (si se calcula un perfil supercrítico). Figura 8.9.3.12 Método de invasión 6 Figura 8.9.3.13 Caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenida para el método de invasión 6 La reducción de conducción puede reducirse proporcionalmente a la distribución de la conducción de la margen natural. Por ejemplo, si el perfil transversal natural tiene dos veces la conducción en la margen izquierda que en la margen derecha, esta opción


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reduciría dos veces la conducción de la margen izquierda como se redujo en la margen derecha. Dado que los cálculos iniciales de invasión del cauce de avenidas pueden dar cambios en la cota de la superficie del agua mayores o menores que la cota de la superficie del agua especificada en la tarjeta con los métodos 4, 5 y 6, puede ser necesario para realizar varias pasadas del modelo inicial con diferentes valores de tarjeta. Después de estas pasadas iniciales, las probables estaciones de la invasión aparecerán ser más aparentes. para el usuario. Debido a que pueden usarse parte de varios perfiles calculados, el modelo final de invasión se hace generalmente usando el método de invasión 1 definiendo las estaciones de invasión específicas en cada perfil transversal. 1. Invasiones en puentes y obras de desagüe Cada uno de los seis métodos de invasión disponibles pueden usarse para valorar el efecto de las invasiones en los perfiles transversales de puentes y obras de desagüe. Las invasiones para el método de puente especial u obra de desagüe especial deben especificarse usando la opción de Inclusión de Invasiones en Estructuras en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.3.1) en los perfiles transversales con que se va a crear el modelo de puente u obra de desagüe. Sin especificar la opción de Inclusión de Invasiones en Estructuras, el programa no calculará las invasiones en un perfil transversal de puente especial u obra de desagüe especial. En puentes normales, las invasiones se realizan del mismo modo que en los valles de cauce estándar y seleccionando esta opción no tiene efecto. Por lo tanto, las invasiones del cauce de avenidas deben ser retiradas manualmente (usando el método de invasión 1) en los perfiles transversales del puente normal y luego volviendo atrás después del puente. Es una práctica habitual no considerar las invasiones del cauce de avenidas en o cerca de la estructura del puente, ya que la elevación por incrementos causada por las invasiones puede invalidar los cálculos previos de diseño del puente. Con los métodos de invasiones 1 y 2, las invasiones se aplican por separado en cada puente especial u obra de desagüe especial. Con los métodos de invasión 3 a 6. Las invasiones de determinan para el perfil transversal a lo largo de la cara aguas abajo del puente u obra de desagüe (si se calcula un perfil subcrítico) o a lo largo del lado aguas arriba del puente (si se calcula un perfil supercrítico) y luego se aplican al resto de los perfiles transversales del puente y obra de desagüe. La Tabla 8.9.4.1 describe cómo se maneja cada método de invasión en los perfiles transversales de puente especial y obra de desagüe especial. Tabla 8.9.4.1 Cómo se aplican las invasiones a los perfiles transversales de puente especial y obra de desagüe especial

Método Descripción de la aplicación de la invasión 1-2 Las invasiones se definen por separado mediante valores de tarjeta en cada perfil transversal 3-6 Las invasiones se definen por las invasiones determinadas en el perfil transversal

inmediatamente aguas abajo del puente u obra de desagüe (si se calcula un perfil subcrítico) o en el perfil transversal aguas arriba del puente u obra de desagüe (si se calcula un perfil supercrítico)

1. Distribución del flujo


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La opción de distribución del flujo se recomienda cuando se calculan los perfiles de la superficie del agua para las determinaciones de los cauces de avenida. La distribución del flujo proporciona una información útil para determinar las situaciones apropiadas para las estaciones de invasión en perfiles transversales individuales. Cuando se selecciona la opción de distribución del flujo, el programa proporciona una salida por impresora en forma de tabla que describe la distribución lateral del flujo, la superficie del flujo, la velocidad media del flujo y un calado hidráulico medio para cada flujo por las subzonas de las márgenes. La tabla de distribución del flujo se imprime inmediatamente después de la salida por impresora de los cálculos del perfil de la superficie del agua para cada perfil transversal. Un ejemplo de salida por impresora de la tabla de distribución del flujo se muestra en la Figura 8.9.5.1.

Figura 8.9.5.1 Ejemplo de tabla de distribución del flujo La opción de distribución del flujo puede seleccionarse globalmente usando la caja de diálogo de Tablas Resumen y Opciones de Salida (véase la Figura 8.9.5.2) o seleccionadas localmente en cada perfil transversal usando la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal. (véase la Figura 8.9.5.3)


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Figura 8.9.5.2 Caja de diálogo de Tablas Resumen y Opciones de Salida que permite al usuario seleccionar la opción de distribución d l flujo en todos los perfiles transversales

Figura 8.9.5.3 Caja de diálogo que permite al usuario seleccionar la opción de distribución del flujo para un perfil transversal individual


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HEC-2 crea automáticamente subzonas de las márgenes en cada perfil transversal usando las estaciones del terreno especificadas en la caja de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 8.9.5.4). Si el número de subzonas de flujo en las márgenes es menor que once, la distribución del flujo se imprimirá usando todas las subzonas definidas. Por el contrario, la distribución del flujo se basará en las sibzonas que transporten más del tres por ciento del flujo.

Figura 8.9.5.4 Cada de diálogo de Edición de la Geometría del Perfil Transversal 1. Cauces de avenida idealizados Es necesario una comprensión total de las hipótesis de creación del modelo de HEC-2 antes de crear un modelo adecuado de un tramo de estudio puede desarrollarse (véase el apartado titulado Limitaciones del Programa en este Capítulo). Es necesario un juicio técnico considerable al situar y definir los perfiles transversales para cumplir estas hipótesis. Además, la elección del coeficiente de pérdida de energía y el calibrado del modelo pueden dar lugar a diferencias importantes en las cotas de la superficie del agua y la determinación del cauce de avenida. Por lo general, las dificultades al calcular los cauces de avenida surgen de los modelos que no reúnen las hipótesis inherentes a HEC-2. La aplicación de HEC-2 para definir y calcula un cauce de avenida requiere que el usuario se familiarice con el concepto de cauce de avenida y comprenda cómo definir un modelo de HEC-2 para cumplir este concepto. La determinación del cauce de avenida valora el efecto de la conducción perdida en un tramo de río y juzga el impacto que este tiene sobre el perfil de la superficie del agua. Se supone al crear el modelo del cauce de avenida que el desarrollo a lo largo de la franja del cauce de avenida elimina esencialmente la capacidad de transporte del flujo de la zona de la franja (véase la Figura 8.9.1.1). Por lo tanto, la creación del modelo del cauce de avenida supone que no hay conducción asociada con la franja del cauce de avenida.


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El proceso del cálculo sugerido en el apartado de este Capítulo titulado Procedimiento de Creación del Modelo del Cauce de Avenida debería usarse en el desarrollo del modelo del cauce de avenida. Si el tramo de río que se está estudiando de modo conforme con las hipótesis de RCAD y el modelo se crea de forma competente, el proceso de cálculo mostrará el impacto de la conducción perdida en la cota de la superficie del agua. Debe advertirse que el proceso de cálculo no determina directamente el impacto de conducción perdida en el estancamiento de la plana de inundación (valle), caudal punta, o tiempo de recorrido de la onda de avenida. Como puede opinarse sobre estos aspectos de la propagación de la avenida dinámica, no forman parte del proceso de cálculo al determinar el cauce de avenida. Cuando se elimina la conducción en la franja del cauce de avenida se refleja que el impacto del desarrollo real de la franja no es fácil de determinar. En una revisión de las determinaciones del cauce de avenida en 56 comunidades, se vio que los cauces de avenida calculados causaban menos cambios de los máximos permitidos en la cota de la superficie del agua (Goddard, 1978). Esto podría indicar que el cauce de avenida calculado reúne los requisitos del FEMA, pero no refleja necesariamente la máxima invasión posible en una plana de inundación. En el estudio, se determinó que el desarrollo real raras veces bloquea completamente el flujo o el estancamiento en la franja. Se vio que el desarrollo en la franja se bloqueaba entre un 0 y un 100 por ciento de la zona de la franja, con una media del 25 por ciento. Esto podría indicar que la hipótesis de la eliminación total de la conducción en la franja del cauce de avenida puede ser conservadora. Sin embargo, dado que la franja podría rellenarse completamente, es razonable definir los límites del cauce de avenida basándose en esta hipótesis. La premisa de la anterior hipótesis es que el desarrollo tendría lugar en toda la franja de la plana de inundación. En muchos lugares en que las pendientes del terreno caen hacia el río, la franja de la plana de inundación, que es poco profunda, es la más conveniente para situar las zonas de desarrollo. Sin embargo, hay planas de inundación en que las zonas de las márgenes son muy planas, la zona de las pendientes de las márgenes están alejadas del río o la zona de márgenes es generalmente llana con montículos de terreno más alto. En estas situaciones, los lugares de desarrollo más lógicos no están situados necesariamente a lo largo de la franja del cauce de avenida. Mientras sea posible calcular el cauce de avenida para estas situaciones especiales, queda la cuestión de si el modelo refleja razonablemente las mejores zonas para el desarrollo de la plana de inundación. Cuando se crea el modelo de la situaciones que pueden crear problemas en la determinación de un cauce de avenida, la mayoría de las situaciones se reflejan en el modelo y, por lo tanto, el proceso de definición de la plana de inundación y del cauce de avenida es sencillo. La siguiente discusión se refiere a la determinación del cauce de avenida en un modelo de plana de inundación ideal. No se consideran las situaciones problemáticas o problemas administrativos que pueden surgir de la adopción del cauce de avenida calculado. La plana de inundación ideal consiste en un simple y bien definido cauce en una plana de inundación con pendientes suaves (véase la Figura 8.9.1.1). La zona de márgenes aumenta generalmente con la elevación lateral, lejos de ambos lados del cauce. Los perfiles transversales de esta plana de inundación contienen el flujo dentro de la geometría del contorno y todo el perfil transversal conduce con efectividad el flujo. Las zonas de flujo inefectivo (zonas de embalse muerto) son escasas. No hay pérdida de flujo cuando aumentan los caudales. Por el contrario, existe una relación consistente entre cotas en función del caudal para un rango de caudales.


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El cauce con pendiente suave de la plana de inundación ideal mantiene el flujo como subcrítico. Las variaciones de la forma y la pendiente del cauce son relativamente pequeñas y graduales. Los afluentes del tramo en estudio son pocos y pequeños, y no afectan significadamente al perfil de la superficie del agua a pesar del caudal aportado por ellos. No hay condiciones aguas abajo (es decir, embalses o estuarios con mareas) que influyan en el nivel de la zona de interés. Hay pocas estructuras artificiales que afecten al flujo en la plan de inundación ideal. Los puentes transversales se proyectan para que puedan dar paso a la avenida de periodo de retorno de 100 años con el mínimo impacto, idealmente con todo el flujo pasando a través del puente en condiciones de flujo bajo. No hay presas, desvíos u otras estructuras que controlan el calado o la dirección del flujo en el río. Como el río puede ser aluvial, las velocidades son relativamente bajas y la hipótesis de unos límites rígidos del flujo es aceptable. Puede suponerse que el desarrollo esperado en la plana de inundación tenga lugar a lo largo de la franja del cauce de avenida. Puede suponerse que este desarrollo que sea continuo a lo largo de la franja. Esta hipótesis es consistente con las normas del FEMA de total eliminación de la conducción en la franja del cauce de avenida cuando se calculan los perfiles del cauce de avenida. Debe advertirse que es posible una inundación aleatoria de la franja, resultando así una expansión y contracción del flujo localizado, que puede causar pérdidas y unas cotas más altas de la superficie del agua que las calculadas suponiendo una inundación continua. Dado el tramo de estudio anterior de lana de inundación ideal, es necesario la creación de un modelo en HEC-2. El desarrollo del modelo se controla por el tramo físico real del estudio. Los perfiles transversales, las longitudes de tramo y los valores de Manning se seleccionan de acuerdo con el cálculo técnico del tramo real. Una vez que el modelo haya sido creado inicialmente y s ejecute, puede realizarse el ajuste y el calibrado del modelo. Este paso requiere una buen conocimiento del tramo en estudio., del programa de Hec-2 y de la teoría usada por el programa de HEC-2. Mientras el modelo inicial se basaba en las características físicas del tramo en estudio y en una visualización de la trayectoria del flujo, el calibrado del modelo debe comprobar que los resultados calculados son razonables y consistentes con las hipótesis originales. Generalmente son necesarios perfiles transversales adicionales y otros ajustes del modelo para crear una representación razonable del flujo y de las pérdidas de energía. Además, deben usarse los perfiles históricos de avenida para calibrar el modelo y garantizar la confianza de que pueden reproducirse con precisión los perfiles de avenida observados. La clave para unos cálculos del cauce de avenida es crear adecuadamente un modelo de plana de inundación bien desarrollado y calibrado. Con un ajuste y calibrado adecuados del modelo, los cálculos del cauce de avenida deberían ser fáciles. HEC-2 proporciona algunas opciones para estimar los límites de la franja del cauce de avenida y el perfil resultante de la superficie del agua. Si el modelo ha sido creado adecuadamente y el tramo en estudio refleja razonablemente las características de un cauce de avenida ideal, entonces las opciones proporcionadas por HEC-2 deberían proporcionar los límites de las invasiones del cauce de avenida para un cambio especificado de la cota de la superficie del agua. Si no se vuelve a definir adecuadamente y se vuelva a calibrar, los cálculos de los límites de las invasiones pueden producir resultados erróneos.


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1. Problemas para la determinación del cauce de avenidas Existen varios problemas de cálculo que pueden surgir de modelos incompletos y/o con planas de inundación incorrectamente especificadas. Cuando se dispone de poco presupuesto para los estudios de planas de inundación, hay una tendencia para tomar pocos datos en el terreno, especialmente datos de perfiles transversales. Y, una vez que se han tomado los datos y definido el modelo, hay poco interés en obtener datos adicionales. Por lo tanto, surge el problema de cuantos datos son necesarios para calcular correctamente los perfiles de la superficie del agua. En un estudio reciente de HEC (1986), se usaron conjuntos de datos de HEC-2 98 para evaluar con precisión el perfil de la superficie del agua. Los datos, de estudios previos de plana de inundación, se editaron para crear un conjunto de datos consistentes sin puentes o perfiles transversales tomados en el campo. Las comparaciones hechas de los perfiles, calculados usando varias técnicas de aproximación muy utilizadas de las pérdidas de rozamiento, mostraron diferencias de más de 1 pie en muchos tramos de ríos. Un gran número de conjuntos de datos originales infravaloraban los perfiles de la superficie del agua, si se comparaban con los calculados con una integración más precisa de la función de pérdida de energía basada en la distancia usando perfiles transversales más próximos entre sí. (Burnham y Davis, 1986). El estudio usaba una separación entre perfiles transversales de 500 pies, interpolando perfiles transversales a partir de los datos topográficos, para calcular el verdadero perfil de la superficie del agua. Se hizo una hipótesis en el estudio sobre que los datos topográficos definían adecuadamente el tramo físico del estudio, pero los perfiles transversales añadidos eran necesarios para mejorar los cálculos de pérdida de energía. Los resultados del estudio indican que los escasos datos de perfiles transversales, en caso extremo, pueden dar lugar dificultades de cálculo que pueden hacer difícil los cálculos del perfil del flujo en avenidas y posible falta de precisión. En casos menos graves de datos deficientes, los perfiles pueden calcularse pero con una precisión dudosa. Son de esperar errores potenciales de 1 pie o más . Con datos suficientes y precisos de perfiles transversales, puede crearse un modelo razonable. El ajuste del modelo , mediante un proceso de calibrado, también es necesario. El calibrado del modelo puede llevar cierto tiempo. Son necesarios los datos de caudales y cotas de avenidas. El modelo puede requerir varios ciclos de ajustes u una ejecución antes de que los resultados reproduzcan la información histórica disponible. Sin este proceso, los perfiles calculados tienen una incertidumbre considerable. El estudio citado previamente determinó que los valores de rugosidad n de Manning pueden ser el elemento fundamental en el proceso de creación del modelo. Se advirtió que se debe dedicar un gran esfuerzo para determinar los coeficientes de rugosidad n de Manning (Brunham y Davis, 1986). El ajuste de este parámetro n del modelo se la parte principal del proceso de calibrado (véase el apartado titulado Calibrado del coeficiente n de Manning más adelante en este Capítulo). El proceso de ajuste y calibrado del modelo puede ser obviado con apresuramiento para desarrollar el modelo de plana de inundación. Sin embargo, los problemas de cálculo que pueden surgir de una especificación incompleta del modelo pueden causar grandes retrasos. Si no se eliminan los problemas básicos de cálculo, como los resultados que suponen el calado crítico, el ajuste y calibrado del modelo puede ser más difícil y pueda llevar más tiempo.


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Una vez creado y calibrado el modelo, puede empezar el proceso de cálculo del cauce de avenidas. Si el modelo funciona bien, el cálculo del cauce de avenidas basado en un aumento razonable de la cota de la superficie del agua, debe ser sencillo. Sin embargo, el cauce de avenidas calculado puede que no sea razonable desde un punto de vista práctico. Los cálculos típicos de invasión de los perfiles transversales, usando una reducción de la conducción en las márgenes, no consideran el cauce de avenidas como una entidad en dos o tres dimensiones. Los cálculos de invasión contemplan cada perfil transversal por separado. Por lo tanto, los resultados de la invasión puede dar lugar a unas anchuras superiores del cauce de avenidas que aumentan y disminuyen de perfil transversal a perfil transversal (anchuras superiores ondulantes). Además, estos resultados pueden indicar un cauce de avenidas que circula en sentido contrario al meandro natural de la plana de inundación. Por tanto, la definición del cauce de avenidas no es un simple problema de cálculo. Los resultados calculados requieren ajustes y un calibrado adicional técnico para definir adecuadamente el cauce de avenidas. En un estudio del origen, uso y raciocinio de un aumento de 1 pie en la cota de la superficie del agua permitido por las normas de FEMA, se revisaron un pequeño número de estudios del cauce de avenidas (Goddard, 1976). Incluso cuando el cambio máximo de la cota de la superficie del agua era de 1 pie, el cambio medio calculado estaba próximo a 0,7 pies. Además, el aumento de la cota de la superficie el agua en muchos perfiles transversales se vio que era menor que 0,4 pies. Esto indica que los cálculos revisados del cauce de avenidas no definen necesariamente el cauce de avenidas mínimo permitido. Las conversaciones con la dirección de FEMA indican que hay casos en que los cálculos siguientes han mostrado que podrían hacerse invasiones adicionales, con los cauces de avenidas definidos antes de los estudios, sin sobrepasar el aumento permitido de 1 pie en la cota de la superficie del agua. Esto ha impulsado el afán de determinar los máximos límites de la invasión permitida cuando se calcula el cauce de avenidas. El cálculo de un cauce de avenidas que define los límites máximos permitidos de la invasión puede requerir varias iteraciones y una considerable interpretación técnica. Los puentes y otras obstrucciones del flujo pueden complicar el problema. Debido a que el puente puede actuar como una estructura local de control, el cambio de la cota de la superficie del agua aguas arriba del puente puede ser totalmente diferente del de aguas abajo. Puede implicar a varios perfiles transversales antes de que el perfil se aproxime de nuevo al máximo cambio permitido de la cota de la superficie del agua. Y, con más puentes y obstrucciones, el problema se complica. El proceso de ajuste del cauce de avenidas puede continuar en muchos ciclos, ajustando las estaciones de invasión y calculando de nuevo el perfil de la superficie del agua para determinar el impacto del cauce de avenidas estimado. En aquellos estados con criterios adicionales para la determinación del cauce de avenidas, este proceso de ajuste requerirá también una evaluación de los resultados del modelo para los requisitos adicionales. El problema llega a ser cada vez más complejo cuando se agregan los planes de desarrollo local y los deseos más subjetivos. La determinación de un cauce de avenidas puede ser un reto, que requiere, por lo general, varias iteraciones del modelo. Se ha definido las situaciones siguientes como causantes de dificultades en la creación del modelo en la determinación del cauce de avenidas: 6. Ríos con pequeña pendiente con velocidad generalmente muy bajo; larga


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duración de las avenidas en zonas amplias. 7. Situaciones de desbordamiento en avenidas, incluyendo el desbordamiento en

ríos con diques. 8. Ríos aluviales con contornos móviles 9. Ríos con alta velocidad del flujo con velocidades supercríticas y subcríticas. 10. Planas de inundación desarrolladas con implantaciones den zona potencial del

cauce de avenidas. El siguiente apartado proporciona un vistazo sobre estas dificultades en la creación de un modelo y los métodos sugeridos para aliviar estas dificultades. 1. Dificultades en río con suaves pendientes Se observan con frecuencia unas situaciones de bajo gradiente en los tramos finales del curso de un rñio a medida que se aproxima a su desembocadura. Los ríos con pendientes suaves se sitúan comúnmente en amplias llanuras de inundación en zonas costeras y puede estar sometidos a la influencia de las mareas. Existen numerosos ejemplos de los Estados del Golfo. No solo son ríos con pendientes del 1/1000, pero la zona del río es generalmente ancha y plana. Además, los cauces de avenidas calculados son a menudo anchos. El calcular los límites del cauce de avenidas para ríos de baja pendiente no es sumamente difícil, dado un modelo bien creado y calibrado. La naturaleza general de las planas de inundación anchas es una zona amplia inundada, a menudo con calados someros y bajas velocidades. La conducción del flujo para la mayoría de las zona de márgenes puede ser muy baja, y, por lo tanto, cualquier pérdida de conducción debida al desarrollo es generalmente pequeña. Por lo general, la dificultad al crear un modelo para estas situaciones de planas de inundación es la determinación de la conducción y el estancamiento. Una vez definida esta superficie como zona de estancamiento (es decir, sin conducción), es automáticamente una parte de la franja de la plana de inundación. Los cálculos del perfil de la superficie del agua con régimen constante (como en HEC-2) no considera las zonas de estancamiento para determinar la conducción del flujo y los perfiles de la superficie del agua. Por lo tanto, el desarrollo en la zona de estancamiento no aumentará la cota de la superficie del agua calculada. Debe advertirse que la pérdida de estancamiento en las márgenes puede influir el caudal punta y el tiempo de propagación de la onda de avenida. Mientras que la mayoría de los cálculos no valoran el efecto de estancamiento, debe reconocerse este efecto. El caudal punta aguas abajo tenderá a ser más alto y llegar antes a una zona de margen ocupada, como se supuso en la determinación del cauce de avenidas (DeVries, 1980). Es probable que la plana de inundación ancha tenga una importante cantidad de estancamiento en márgenes, y si una importante cantidad de zona de estancamiento se pierde debido a la invasión de la plana de inundación, debe valorarse el efecto potencial sobre la onda de avenida. Por lo general, el problema que puede ocurrir al definir los modelos en planas de inundación estriba en la determinación de donde tienen lugar las estaciones inicial y final del perfil transversal. Debido a que l aplana de inundación es muy llana, los límites del flujo efectivo (y del perfil transversal) no son patentes por lo general. Pueden usarse fotografías aéreas de avenidas históricas para contribuir en la definición de los límites del cauce de avenidas. Estas fotografías pueden indicar algunas veces donde parece que el agua se mueve efectivamente e incluso puede indicar la dirección del flujo. Esta información puede usarse después para situar los


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perfiles transversales que sean perpendiculares al flujo. Debe advertirse que el flujo puede ser bidimensional en una margen ancha. Si no se dispone de fotografías aéreas, entonces los datos de campo y otras fuentes históricas de información pueden a menudo ser de utilidad para definir los límites de los perfiles transversales. Una vez obtenidos los datos de campo y creado el modelo, debe realizarse el calibrado del modelo, A menudo, los límites efectivos del flujo para los perfiles transversales definidos pueden causar problemas en el calibrado del modelo. La naturaleza de este problema de creación del modelo se expone a continuación: 1. En el modelo unidimensional, el flujo en el perfil transversal se distribuye

proporcionalmente a la conducción. Los elementos del perfil transversal sin el cauce principal y las dos zonas de márgenes.

5. Cuando el caudal es bastante alto para inundar las zonas de márgenes, la zona inundada de margen (y la conducción) es generalmente muy grande en comparación con la zona del cauce.

6. La distribución del flujo, basada en la conducción, sitúa una gran parte del caudal total en la zona de márgenes. Las propiedades de flujo en el cauce se reducen de acuerdo con esto.

7. El flujo calculado en el cauce puede estar bastante lejos del flujo en las márgenes para el caudal total. Además, la velocidad calculada en el cauce será menor que para caudales más bajos, cuando todo el flujo circula por el cauce.

Una aproximación para resolver este problema de la distribución del flujo consiste en reducir cierta conducción del flujo en las márgenes, que daría como resultado que permanezca en el cauce la mayor parte del caudal total. El problema anejo a esta aproximación es que a menudo se trata de modo arbitrario. En algunos casos, se emplea una distancia lateral fija cuando los datos del perfil transversal se obtienen para limitar la zona de márgenes. En otros casos, las velocidades medias de las subzonas de la franja del cauce de avenidas se usan para limitar la conducción en las márgenes. Una regla práctica que puede usarse consiste en eliminar las subzonas de las márgenes con una velocidad de flujo menor que 1 pie/segundo. La zona de margen eliminada deberían considerarse también como zona de estancamiento no usada para la conducción. Una aproximación más razonable consiste en reducir la conducción en las márgenes hasta que el flujo en el cauce produce unas velocidades próximas al valor obtenido cuando todo el flujo circula por el cauce. Hay un aumento general de la velocidad en el cauce con un aumento del caudal y del calado. Una velocidad en el cauce próxima o ligeramente superior a la velocidad en el cauce lleno hasta las orillas puede esperarse cuando el flujo es ligeramente más alto y se traslada a la zona de márgenes. El problema de esta aproximación consiste en que puede conllevar varias iteraciones para equilibrar la distribución del flujo para una avenida de proyecto determinada.


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Figura 8.9.8.1 Modificación de la zona de flujo en márgenes del perfil transversal Hay dos métodos disponibles para modificar la conducción den las márgenes. Se muestran en la Figura 8.9.8.1 y se exponen a continuación: 3. Bloqueo (o eliminación mediante algún método) de la franja de margen inefectiva 4. Elevación de los valores n de Manning en la zona de flujo inefectivo. Cuando se elimina la zona de márgenes inefectiva, la anchura real de la plana de inundación, y el volumen de avenida no se reflejan en los resultados del cálculo. Si estos valores no son importantes, entonces deberían usarse los valores n de Manning más altos para reducir la conducción en las zonas inefectivas. Los valores altos del coeficiente n de Manning permiten que el agua se sitúe en la zona inefectiva, pero la conducción calculada en esta zona será mínima. El método usado para redistribuir, o limitar, la conducción en márgenes afectará directamente a los cálculos del cauce de avenidas. La aproximación usual al calcular el cauce de avenidas consiste en eliminar parte de la conducción en las márgenes, calcular un nuevo perfil, y después valorar el cambio de cota de la superficie del agua. Si se ha ajustado la franja del cauce de avenidas para eliminar o reducir su conducción, la zona ajustada no es efectiva y no influirá en el perfil calculado del cauce de avenidas. Es decir, la franja del cauce de avenidas no se consideraba que tuviera conducción alguna en la plana de inundación existente, entonces la eliminación de la franja del cauce de avenidas propuesto no tendrá ningún efecto sobre el perfil de la superficie del agua del cauce de avenidas propuesto. El empleo de valores n de Manning para definir las zonas de flujo inefectivo no limita los cálculos del cauce de avenidas. Al usar valore n de Manning más altos, puede obtenerse una estimación del almacenamiento en el valle a partir de los cálculos del perfil de la superficie del agua. Puede crearse una relación volumen/caudal calculando


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perfiles para un rango de caudales y relacionando los caudales con el almacenamiento para los perfiles calculados. La relación almacenamiento/caudal puede representarse gráficamente para la plana de inundación existente y para el cauce de avenidas propuesto. Al propagar el hidrograma de la avenida base a través del tramo que se está estudiando para los dos cauces de avenidas, puede estimarse el impacto del almacenamiento perdido. Los cauces de avenidas calculados usando el procedimiento previo tienden a ensancharse y no pueden fijar la atención de la comunidad sobre el potencial desarrollo de la zona de estudio. Parte del problema emana de la metodología usada en el proceso de cálculo. El cauce de avenidas se determina eliminando la franja del cauce de avenidas de los límites exteriores del perfil transversal, hacia la orilla del cauce, hasta que el cambio de la cota de la superficie del agua alcanza la cota de la tarjeta. La conducción se elimina igualmente a ambos lados de la plana de inundación. El procedimiento de creación del modelo previamente descrito no considera el desarrollo potencial o el atractivo del desarrollo para cualquier parte en concreto de una perfil transversal. Además, hay muchos ejemplos en que las partes de una franja de cauce de avenidas excluida puede tener más conducción que las partes restantes de la plana de inundación. Como la conducción es función de la zona de flujo, las partes más profundas de las márgenes pueden considerarse que tiene una conducción mayor que el de las zonas con menos calado. Una examen de la zona transversal de la franja de la plana de inundación puede mostrar donde puede excluirse la franja. Otra parte de este problema procede del requisito de que puede haber desarrollo por encima de la cota de la avenida base. Debido a los costos adicionales derivados de la elevación del primer piso sobre el terreno natural, las partes de un perfil transversal con la inundación menos profunda podría ser menos costoso para ser desarrollado. Teniendo esto presente, es obvio que el cauce de avenidas que permite el relleno y desarrollo en algunas de las zonas de franja más profundas, mientras se preserva más superficie de la plana de inundación menos profunda, no sería atractivo para la comunidad local al planificar la zona a desarrollar. 8.9.9 Dificultades del desbordamiento en avenidas Hay una multitud de ejemplos que pueden caracterizarse como situaciones de desbordamiento en avenidas. Esta discusión se limitará a las situaciones en que parte del flujo de avenida deja la trayectoria general del cauce y sigue hacia abajo por un cauce separado. La situación del desbordamiento puede suceder en una divisoria de cuenca o en una estructura artificial. El desbordamiento que abandona el cauce principal puede volver a unirse o no con el flujo del cauce principal aguas abajo. El caso de ríos colgados – ríos en los que el curso natural del río es más alto que la zona de las márgenes – también será tratado. En los ríos colgados, el desbordamiento puede tener lugar en varios lugares, y puede resultar difícil predecir estos lugares sin antes calcular el perfil. Los cauces con diques también serán tratados. Es difícil crear el modelo de las situaciones de desbordamiento. El grado de dificultad depende de la naturaleza del desbordamiento, el impacto de las invasiones de la plana de inundación en el desbordamiento y la interacción con la comunidad local sobre la disponibilidad de alternativas potenciales del cauce de avenidas. En una situación de desbordamiento, es importante determinar si el desbordamiento se conduce a una zona de almacenamiento o circula por una trayectoria secundaria.


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La creación del modelo de la comunidad en las zonas de almacenamiento no afecta al perfil de la superficie el agua a lo largo del cauce de conducción. Por lo tanto, los cálculos del cauce de avenidas basados en la conducción no se aplican a las zonas de almacenamiento. El desbordamiento en las zonas de almacenamiento reduce el caudal punta observado en el cauce primitivo. Un ejemplo de este tipo de situación sería un dique roro. El caudal reducido debido a la brecha dará como resultado un perfil más bajo de la superficie del agua aguas debajo de la brecha. Una simulación de la avenida causada por la tormenta tropical Agnes en la cuenca del río Susquehanna ilustra este punto. Se estimó que el caudal punta habría sido un 10 por ciento mayor si el dique no hubiese sido desbordado en Wilkes-Barre, Pennsylvania (Feldman, 1973). La zona inundada durante el episodio de desbordamiento debería delinearse como parte de la plana de inundación. Si esta zona es una zona de almacenamiento, entonces el área inundada depende del volumen del desbordamiento y de las características de la relación cotas/volúmenes de la zona inundada. El desarrollo urbanístico en la zona inundada reduce generalmente el almacenamiento disponible para la avenida, pero en la mayoría de los casos no tiene más importancia. El desbordamiento sobre una trayectoria de flujo secundaria puede afectar directamente al perfil de la superficie del agua. En estas situaciones puede ser muy difícil de definir las trayectorias del desbordamiento, la distribución del flujo a través de las distintas trayectorias y el impacto del desarrollo a lo largo de las trayectorias del desbordamiento. Sin embargo, el cauce de avenidas es aplicable a estas situaciones. El desarrollo a lo largo de las trayectorias del desbordamiento puede tener un impacto importante en la cota de la avenida base. Los siguientes apartados describen la aplicación de concepto de cauce de avenidas a tres situaciones de desbordamiento: • Desbordamiento en una divisoria de cuenca • Desbordamiento a lo largo de un río colgado • Desbordamiento a lo largo de un río con diques En algunos casos, las divisorias de cuenca pueden formar parte de un sistema artificial de desvío de avenidas (por ejemplo, el Bypass de Yolo en el río Sacramento). Por lo general, los sistemas artificiales no crean problemas ya que el desbordamiento de la avenida se conoce y maneja usualmente en tales sistemas. En el tramo que contiene una divisoria de cuenca natural, cuando los calados del flujo sobrepasan la cota de control, parte del flujo de avenida abandonará el tramo en estudio y puede circular por una dirección distinta (véase la Figura 8.9.9.1). Algunas veces, las situaciones de desbordamiento pueden desconocerse al principio del estudio, especialmente si los recientes sucesos de avenida no sobrepasan la cota de control y no tiene que realizarse una revisión de las avenidas históricas.


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Figura 8.9.9.1 Desbordamiento en una divisoria de cuenca También hay problemas si el desbordamiento de la avenida tiene lugar en la plan de inundación existente, o si ocurre solo con el cauce de avenida propuesto. En cualquier caso, los cálculos del cauce de avenidas aumentarán la cantidad de desbordamiento elevando la cota de la superficie del agua. Sin embargo, si el desbordamiento no tiene lugar para el nivel de la avenida base, pero sucede cuando se aumenta la cota de la plana de inundación, entonces aumentará la inundación en la zona que normalmente no sería inundada. Por lo tanto, los cálculos del cauce de avenidas deberían basarse en la cota de control para el desbordamiento. Sin embargo, esta hipótesis aumenta también el riesgo de inundación en la zona de desbordamiento para episodios de avenida que sean mayores que la avenida base. El procedimiento estándar del cauce de avenidas puede aplicarse a una situación de desbordamiento por una divisoria de cuenca. Es necesario contestar dos preguntas con objeto de aplicar este procedimiento: 1. ¿ Cúanto caudal se pierde debido al desbordamiento? 2. ¿Cómo debe manejarse el recorrido del desbordamiento perdido? Los métodos para estimar la cantidad de flujo perdido se discuten más adelante en una apartado sin número titulado Estimación del Agua Perdida debida al desbordamiento. Se supone que puede negociarse el recorrido del desbordamiento con las autoridades local apropiadas. El recorrido del desbordamiento debe considerarse como parte del cauce de avenidas con objeto de conservar su conducción. Los cálculos tradicionales del cauce de avenidas pueden realizarse después para el tramo en estudio con la avenida base restante usada como caudald e diseño. Los ríos colgados se forman debido al desarrollo de diques naturales creados po el depósito de sedimentos. El río puede desbordarse en varios lugares, y el agua de


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desbordamiento se traslada lateralmente alejándose del cauce (véase la Figura 8.9.9.2). En estas situaciones es difícil definir la plana de inundación y el cauce de avenidas. La aplicabilidad del procedimiento del cauce de avenidas depende del grado de desbordamiento que generalmente no es conocido hasta que se realiza el modelo inicial.

Figura 8.9.9.2 Desbordamiento a lo largo de un río colgado Si el cauce se desborda con caudales bastante por debajo del nivel de la avenida base, los cálculos convencionales del cauce de avenidas pueden aplicarse fácilmente. Es dudoso que sea apropiada la hipótesis unidimensional incluido en HEC-2 y si una sola cota de la superficie del agua puede suponerse a lo largo de todo el perfil transversal. Si se supone un modelo unidimensional, entonces el flujo de avenida deben contenerse de modo que el flujo siga por trayectoria general del cauce (es decir, las líneas de flujo son generalmente paralelas entre sí). Si el agua desbordada por el cauce y fluye en una dirección distinta que la del cauce principal, nos e puede aplicar la solución unidimensional. Serán necesarios cálculos adicionales para estimar la cantidad de desbordamiento y la superficie inundada. Si los lugares de desbordamiento se limitan en número y pueden definirse en el modelo, el problema de cálculo es parecido a la situación de desbordamiento en divisoria de cuenca antes expuesto. Una vez definido el desbordamiento inicial, puede ser más sencilla la definición del cauce de avenidas potencial. La creación de un modelo de río con diques es parecida a la expuesta anteriormente para los ríos colgados. La diferencia principal en la determinación del cauce de avenidas es una valoración del dique existente para comprobar si proporciona un nivel de protección para la avenida de periodo de retorno de 100 años. Las normas del FEMA requieren la certificación del propietario, la conservación y un resguardo suficiente para asegurar que el dique se comportará según el nivel requerido por el FEMA (1985). Si el dique no reúne los criterios requeridos, la superficie protegida por


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el dique debe evaluarse como si el dique no existiera. Para la superficie por fuera de la protección del dique, debe calcularse un perfil para la avenida base en el punto en que el dique sería desbordado, el mayor de los dos perfiles se usará para definir las cotas de la avenida base. Los cauces de avenidas se delinean en el lado del terreno de los diques acreditados (FEMA, 1985). Por lo tanto, no son necesarios los cálculos de cauce de avenidas para los diques acreditados. Puede haber desarrollo en la zona protegida por el dique sin ningún impacto sobre la avenida base. En ríos con diques deben responderse tres preguntas básicas cuando se calculan perfiles de la superficie del agua para ríos con problemas potenciales de desbordamiento: 1. ¿Existen problemas de desbordamiento?

Para contestar esta pregunta, se calculan los perfiles de la superficie del agua suponiendo que no tiene lugar el desbordamiento. Se revisan los resultados del cálculo y se determina si las cotas calculadas de la superficie del agua sobrepasan cualquier cota de control e el tramo de estudio. Si así fuera, hay problemas de desbordamiento.

2. ¿Cuándo agua se perderá debido al desbordamiento?

Para esta pregunta, se crea el modelo de la situación de desbordamiento para determinar cuanta agua se pierde y cuanta permanece en el tramo de estudio. La aproximación del modelo depende de la naturaleza del desbordamiento. Se pueden considerar tres casos: 2 El desbordamiento está confinado y limitado 2 El desbordamiento es general y cubre las márgenes 2 El desbordamiento es general y no está confinado

3. ¿Qué sucede al agua del desbordamiento?

Para esta pregunta puede ser necesario crear el modelo de agua de desbordamiento con objeto de definir la zona inundada. Hay tres casos posibles: 3 El agua está contenida en una zona de almacenamiento 3 El agua es conducida a lo largo de un trayectoria de flujo separada 3 El agua es conducida a lo largo de una trayectoria incontrolada

Los procedimientos generales usados para estimar el desbordamiento perdido y la inundación resultante se discuten a continuación. Por lo general, en la etapas iniciales de un estudio, se conoce si realmente ocurre un desbordamiento. Por lo tanto, debe calcularse en primer lugar el perfil de la superficie del agua sin considerar el desbordamiento. Los resultados de este perfil calculado podrían indicar si la superficie del agua sobrepasa los límites del cauce, y también proporciona información sobre los lugares y naturaleza del desbordamiento. Después, usando la opción de flujo dividido de HEC-2, puede calcularse iterativamente el desbordamiento perdido y el perfil resultante de la superficie del agua. Si se desea, el cálculo del desbordamiento puede realizarse fuera del programa. El perfil inicial calculado puede usarse para estimar la cantidad de agua perdida como


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desbordamiento. Esto se hace usando la cota calculada de la superficie del agua para estimar la energía potencial necesaria para mover el agua sobre la zona de desbordamiento. Luego se vuelve a a calcular el perfil de la superficie del agua con HEC-2 usando el caudal restante en el cauce (ajustando según la pérdida estimada por desbordamiento). Un procedimiento alternativo consistiría en emplear un modelo de perfil de la superficie del agua bidimensional para valorar la transferencia de flujo sobre la divisoria de vertido. Por lo general, la creación de un modelo bidimensional puede aumentar la duración del estudio entre 2 a 10 veces la empleada usando HEC-2. Sin embargo, puede obtenerse una solución más completa, que da el volumen y el caudal para las dos trayectorias por separado. Si el perfil calculado de la superficie del agua indica que hay una parte del flujo que pasa por una trayectoria de flujo separada, entonces es necesario estimar la pérdida por desbordamiento. Aunque hay dos modelos bidimensionales del perfil de la superficie del agua para hacer esto, HEC-2 puede usarse para estimar la pérdida por desbordamiento. En la primera situación posible de desbordamiento, éste se combina y limita en la zona. Un ejemplo de esto sería el desbordamiento en la cuenca de drenaje adyacente. En esta situación hay un número limitado de perfiles transversales donde las cotas calculadas de la superficie del agua sobrepasan los límites de los perfiles transversales. Con las cotas calculadas, parte del flujo podría dejar el tramo de estudio y cruzar los límites de la cuenca. Las cotas calculadas de la superficie del agua pueden usarse para estimar el potencial para que el flujo salga del tramo de estudio. La naturaleza física de la geometría del desbordamiento proporcionará una indicación del método de flujo dividido que debería usarse para estimar la cantidad de flujo que abandona el tramo. Los métodos de ejemplo son la ecuación de vertido aplicado a los límites de desbordamiento y el de conducción en el cauce basado de la trayectoria del desbordamiento. Debe hacerse una determinación técnica a medida que se controla el desbordamiento y a medida que el método de flujo dividido es más apropiado para crear el modelo del desbordamiento. La opción de flujo dividido de HEC-2 puede aplicarse a una variedad de situaciones de desbordamiento. El caudal de desbordamiento puede introducirse en el modelo usando la ecuación de flujo por vertedero, una curva de gastos o usando los cálculos de calado normal. Podría aplicarse un modelo de flujo por vertedero al desbordamiento lateral a lo largo de un dique. El calado normal podría usarse cuando el desbordamiento está controlado por la conducción de la trayectoria del desbordamiento. La curva de gastos se usa generalmente para crear el modelo de un desvío lateral en el cauce. El desbordamiento se calcula basándose en la cota calculada de la superficie del agua, y el caudal del cauce se reduce para reflejar la pérdida por desbordamiento. Luego se calcula un nuevo perfil usando los caudales modificados, y las cotas calculadas proporcionan unas nuevas estimaciones del desbordamiento. El programa realiza iteraciones hasta que los caudales supuestos y calculados concuerdan con el error de tolerancia especificado. La solución de flujo constante obtenida mediante la opción de flujo dividido supone que hay un suficiente volumen de flujo para mantener los caudales calculados. Como resultado, la opción de flujo dividido es más aplicable a muchas avenidas con un caudal punta mantenido durante un periodo de tiempo considerable. Si la avenida tiene unas ramas ascendente y descendente rápidas, el desbordamiento perdido


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puede estar bastante alejado de la cantidad estimada por la solución de flujo constante. Por lo tanto, esta aproximación es más aplicable a grandes cuencas con grandes volúmenes de escorrentía. Par obtener una estimación del volumen de flujo perdido, es necesario todo el hidrograma. En un estudio típico de cauce de avenidas, no se desarrolla el hidrograma de avenida. En su lugar, se suponen un caudal punta y un flujo constante estimados. Sin embargo, si se dispone de un hidrograma de avenida, puede usarse la opción de flujo dividido para crear curvas de gastos para los lugares de desbordamiento. Estas curvas puede usarse después para estimar el desbordamiento en función del tiempo tratando los lugares de desbordamiento como desvíos en una simulación de propagación de la avenida. Puede usarse HEC-1 para realizar esta simulación de propagación de la avenida. HEC-1 proporcionará unas estimaciones del volumen de desbordamiento perdido y el caudal restante en el cauce principal. El programa DAMBRK puede proporcionar una propagación completa de la onda dinámica y puede resolver directamente el desbordamiento y el perfil resultante de la superficie del agua, sin necesitar el programa HEC-2. Una segunda situación posible de tipo de desbordamiento tiene lugar cuando el desbordamiento es general e inunda las márgenes. Un ejemplo de este tipo sería el desbordamiento a lo largo de un dique de bajo nivel. Este tipo de situación es fácil de resolver si se reúnen dos condiciones. La primera, el desbordamiento debe ser general y rellenará las zonas de las márgenes. La segunda, el flujo de desbordamiento debe seguir la misma trayectoria que la del cauce principal.. Si la parte superior del dique es sobrepasada por el perfil de la superficie del agua a una cota bastante por debajo de la del caudal de avenida para un periodo de retorno de 100 años y la zona de márgenes está ocupada totalmente por el desbordamiento, el modelo de plana de inundación no es distinto del de la plana de inundación ideal (véase la Figura 8.9.9.3). En esta situación, los diques bloquean una parte de la zona transversal. Como el perfil de la superficie del agua está bastante por encima de la cota del dique, el agua es capaz de moverse dentro y fuera de la zona de las márgenes, dependiendo de la cota del perfil. Si la zona de las márgenes está conformada para controlar y mantener el flujo en la plana de inundación, podría haber problemas de cálculo al determinar el cauce de avenidas.


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Figura 8.9.9.3 El desbordamiento ocupa la plana de inundación (se aplica una cota común de la superficie del agua) Hay un abanico de caudales con los que las zonas de desbordamiento está parcialmente ocupada en los que una solución unidimensional no es aplicable (véase la Figura 8.9.9.4). El flujo en esta situación sobrepasa la capacidad del cauce, pero la capacidad de transporte de las márgenes es mayor que la necesaria para conducir el desbordamiento. La solución unidimensional usada en HEC-2 sitúa el flujo transversal proporcionalmente a la capacidad de transporte y, por lo tanto, converge a una solución con el flujo parcial en las márgenes. HEC-2 imprimirá un mensaje de alarma que indica que es incapaz de obtener una solución equilibrada. Una solución correcta puede obtenerse en esta situación si puede determinarse una caudal de desbordamiento. El perfil de la superficie del agua puede calcularse entonces usando el caudal restante en el cauce. Si el desbordamiento está confinado en una trayectoria de flujo, puede entonces calcularse un perfil de la superficie del agua para el desbordamiento usando el caudal de desbordamiento estimado.


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Figura 8.9.9.4 El desbordamiento ocupa la plana de inundación (se aplican varias cotas de la superficie del agua) Otra situación en que falla la solución unidimensional es cuando el flujo por las márgenes no discurre paralelamente al flujo del cauce principal. Un ejemplo de este tipo de situación es el desbordamiento a lo largo de un río colgado. Este tipo de desbordamiento es una situación difícil bidimensional. Un tercer tipo posible de situación de desbordamiento tiene lugar cuando el desbordamiento es general y no está confinado con una trayectoria de flujo identificable. La zona de desbordamiento puede ser amplia, y el agua de desbordamiento puede moverse en diferentes direcciones de flujo. Los ejemplos incluyen ríos colgados con desbordamiento que inunda grandes zonas de flujo y los ríos con diques con flujo que pasa por distintas partes del dique. Siempre que la situación del desbordamiento pueda considerarse estable. La opción de flujo dividido puede usarse para estimar el desbordamiento. El método de flujo por vertedero para los cálculos de flujo dividido es preferible a otros métodos disponibles. Es difícil aplicar los cálculos del método de calado normal, el flujo dividido basado en la conducción a zonas amplias de desbordamiento. La opción de flujo dividido no es aconsejable para las situaciones de flujo separado con múltiples y complejas trayectorias de flujo. Si el flujo está confinado en múltiples trayectorias de flujo, las trayectorias individuales puede analizarse por separado usando el procedimiento antes descrito en el apartado titulado Cálculo del Flujo Dividido. Si el flujo no está confinado, la solución requiere un modelo bidimensional del perfil de la superficie del agua. Los cálculos de flujo dividido puede requerir numerosos tramos de desbordamiento y varios ensayos para obtener una solución. Los cálculos del perfil se calculan de aguas abajo hacia aguas arriba, pero los cálculos de la pérdida por desbordamiento tiene


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lugar primero aguas arriba. Pueden necesitarse perfiles transversales adicionales para obtenerse una solución adecuada. El apartado de este capítulo titulado Consideraciones de la longitud de tramo de flujo dividido proporciona el efecto de las longitudes de tramo en los cálculos de desbordamiento. Una vez que se haya estimado la cantidad de desbordamiento perdido, puede ser necesario determinar la superficie inundada por el desbordamiento. Los casos posibles que pueden considerarse son los siguientes: 1. El agua está contenida en una zona de almacenamiento 2. El agua circula a lo largo de una trayectoria de flujo independiente 3. El agua circula a lo largo de una trayectoria de flujo incontrolada En el caso en que el agua esté contenida en una zona de almacenamiento adyacente al lugar de desbordamiento, los límites físicos de la zona de desbordamiento evitan que el agua se mueva a lo largo de una trayectoria separada. La zona inundada depende del volumen de desbordamiento, Por lo tanto, el hidrograma de avenida es necesario para estimar el volumen de desbordamiento. El hidrograma de avenida puede propagarse usando un modelo de flujo inestable, tal como DAMBRK, para determinar el volumen de desbordamiento. O pueden usarse los cálculos de flujo estable, como se describe más adelante. Con objeto de estimar el volumen de desbordamiento, debe crearse una curva de gastos para cada lugar de desbordamiento. La curva de gastos del desbordamiento puede calcularse usando la opción de flujo dividido para un rango de caudales en el cauce. Luego se usa el modelo de propagación del hidrograma de avenida (por ejemplo, HEC-1) para propagar el hidrograma de avenida a lo largo del tramo de estudio. El desbordamiento se crea en el modelo como un desvío, ya la curva de gastos del desbordamiento define la relación entre cotas/caudales del desvío. El hidrograma de desvío calculado representa el desbordamiento en la zona de almacenamiento. Si el desbordamiento se mueve en una zona baja, la zona inundada se definirá por el volumen de desbordamiento y la capacidad de almacenamiento de la superficie. Esta situación de modelo es parecida a la de almacenamiento en embalses sin una salida del desbordamiento. El cómo se elevará el agua puede determinarse por la curva volumen/cota para la superficie. La zona inundada debería tratarse como parte de la plana de inundación. Si ha de crearse un desarrollo urbanístico en esta zona, los límites del cauce de avenidas podrían estimarse usando un cambio de 1 pie en la cota de almacenamiento. Sin embargo, no se recomienda la definición de una cauce de avenidas de desbordamiento basado en un almacenamiento. Debería usarse un juicio sobre avenidas o el control del uso del terreno, de acuerdo den las normas del FEMA (FEMA, 1986) para mantener la zona de desbordamiento. En el caso en que el desbordamiento suficiente se conduzca a lo largo de una trayectoria independiente, debería realizarse un cálculo separado del perfil de la superficie del agua para delinear la zona de desbordamiento. Es necesario un conjunto de datos independientes para crear el modelo del perfil de desbordamiento. El caudal de desbordamiento, calculado a partir del tramo de estudio primario, será el caudal usado en los cálculos del perfil de la superficie del agua. La magnitud del caudal de desbordamiento puede ser diferente del tramo de estudio con y sin condiciones de cauce de avenidas. Presumiblemente, las condiciones del cauce de avenidas elevarían las cotas de la superficie del agua, y debería provocar unas cotas más altas se dieran en la zona de desbordamiento. Por lo tanto, al calcular


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el desbordamiento para estas dos condiciones pueden complicar gravemente el problema. Los cálculos del cauce de avenidas dependen del flujo, y el flujo depende de la cota resultante de la superficie del agua. Un caso final es cuando el agua es conducida a lo largo de una trayectoria incontrolada. Un ejemplo de esta situación es cuando el desbordamiento tiene lugar a lo largo de un río colgado. Si el desbordamiento ocurre a través de una zona amplia, no puede usarse generalmente un modelo unidimensional para crear adecuadamente el modelo del desbordamiento. La solución unidimensional generalmente requiere perfiles transversales que sean perpendiculares a la dirección del flujo y paralelos a las líneas horizontales esperadas que definen las mismas cotas de superficie del agua y de energía. Si hay flujo en varias direcciones, el problema requiere un modelo de la superficie del agua bidimensional. Pueden estimarse los calados aproximados del flujo usando HEC-2 tratando la superficie de desbordamiento como una plano de flujo. La aproximación de plano de flujo debería coincidir con los procedimientos de inundación poco profunda dados por las normas del FEMA (FEMA, 1985). Los siguientes apartados describen los problemas que pueden ocurrir cuando se aplican los procedimientos de creación de modelo antes descritos para situaciones de desbordamiento de la avenida. El desbordamiento de la avenida en una divisoria de cuenca puede estimarse usando los procedimientos descritos en el apartado anterior sin número titulado Estimación de la pérdida de agua debida a desbordamiento. Una vez determinada la distribución del flujo, los cálculos del cauce de avenidas pueden realizarse usando el caudal restante en el tramo de estudio. Los cálculos del cauce de avenidas para esta situación son similares a los cálculos de la plana de inundación ideal, excepto en que debe examinarse el impacto de las cotas más altas de la superficie del agua sobre el desbordamiento. Las cotas más altas de la superficie del agua del cauce de avenidas proporcionan un nivel de energía aumentado para el desbordamiento. La cantidad de desbordamiento aumentará, debido a la carga más alta. Por lo tanto, la distribución del flujo con o sin cauce de avenidas será diferente. La diferencia en la distribución del flujo depende de el cambio de cota y de las características del desbordamiento de la divisoria de cuenca. Deberá definirse una zona de bypass de la avenida para proporcionar el paso del desbordamiento. Es necesario un control adecuado del desarrollo urbanístico, y un seguimiento continuado de la zona de bypass asegurada con objeto de tolerar el cauce de avenidas propuesto. La zona de bypass puede delinearse usando los procedimientos descritos en el apartado anterior sin número titulado Estimación de la zona inundada por el desbordamiento. Si la zona de bypass que recibe el desbordamiento actúa como una zona de almacenamiento, los límites de la inundación de la zona de almacenamiento, en condiciones de avenida base, deben definirse a lo largo de la delineación del cauce de avenidas. Si el desbordamiento es conducido a través de a zona de bypass, la superficie de conducción debe definirse como plana de inundación independiente que se trata como parte integral del cauce de avenidas del tramo en estudio. Debe calcularse un cauce de avenidas por separado para la zona de bypass. Sin embargo, este problema llega a ser muy complejo cuando se considera la interacción del desbordamiento con las diferentes cotas posibles de la superficie del agua con y sin los cauces de avenida en el tramo de estudio primitivo y la zona de desbordamiento.


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Hay un intercambio potencial de terreno entre el cauce de avenidas del tramo de estudio y la zona de bypass del desbordamiento. Cuando se calcula el cauce de avenidas del tramo de estudio, la cota más alta de la superficie del agua puede aumentar el desbordamiento de la avenida y así aumentar la zona inundada por el desbordamiento. En efecto, el terreno inundado por el desbordamiento se cambia por terreno urbanizado a lo largo del tramo de estudio. Este intercambio puede valorarse, y negociar un compromiso con la comunidad local. Al aplicar los resultados del cauce de avenidas a un dique de poca altura, no surgirán problemas si el desbordamiento está contenido dentro de una zona de márgenes. El cálculo del cauce de avenidas debe ser lo más próximo a lo ideal si el terreno natural contiene el flujo de desbordamiento a lo largo de un cauce paralelo al flujo del cauce principal. La solución unidimensional supone que se aplica una cota común de la superficie del agua en todo el perfil transversal. Si el flujo de desbordamiento no está contenido a lo largo de un cauce paralelo al flujo del cauce principal, el flujo de desbordamiento es bidimensional. En aquellos casos en que el desbordamiento está limitado a una trayectoria o zona definidas, se aplican los procedimientos y conceptos presentados en los apartados relativos a la divisoria de cuenca. Si el desbordamiento no está limitado a una zona definida, entonces el desbordamiento es parecido a un flujo laminar, y no se aplica el concepto de cauce de avenidas presentado. La delineación de las zonas de flujo laminar se limita generalmente a la definición de una zona de desbordamiento y al calado aproximado del desbordamiento. Siempre que la delineación del cauce de avenidas para los diques certificados está definida claramente por las márgenes exteriores del dique, los diques se ignoran en situaciones en que los diques no proporcionan una protección contra avenidas de periodo de retorno de 100 años. Suponiendo que los diques no controlan el desbordamiento, la cota de la avenida base se calcula permitiendo que el agua se mueva libremente dentro y fuera de las zonas de las márgenes. Esta aproximación está incluida en las normas del FEMA. En diques de baja altura, que son sobrepasados por lo caudales de avenida bastante por debajo del caudal base, es apropiado el modelo unidimensional. Sin embargo, en diques que proporcionan una protección contra avenidas de periodo de retorno de 100 años, el modelo unidimensional puede no ser adecuado ya que pueden haber múltiples cotas de la superficie del agua en los perfiles transversales del dique. La creación de un modelo de un río contenido por diques de gran altura requiere unas hipótesis sobre el comportamiento de los diques durante una avenida máxima. Surge un problema al considerar si el dique puede mantenerse firme durante el desbordamiento, al ser desbordado. Si el dique resiste, entonces deberían usarse los procedimientos descritos para creación del modelo de divisoria de cuenca. Sin embargo, si el desbordamiento provoca que se rompa el dique, entonces las hipótesis actuales no creará correctamente el modelo del desbordamiento y la zona inundada será infravalorada. Aunque hay procedimientos para estimar el desbordamiento en un dique, la incertidumbre de un desbordamiento del dique hace sospechoso el funcionamiento del modelo. La aproximación prevista en el FEMA no requiere la determinación de donde se romperá un dique o cómo se comportará al sufrir el desbordamiento. El concepto de cauce de avenidas presentado en este apartado es aplicable a la mayoría de situaciones de desbordamiento. Si hay pérdida de agua debido al desbordamiento, entonces deben determinarse la cantidad de desbordamiento y la


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zona inundada por el mismo. Los cálculos de cauce de avenidas se realizan después basándose en el flujo restante que circula por el tramo de estudio después de sustraer el agua perdida en el desbordamiento. Se presentaron procedimientos para calcular el desbordamiento en una divisoria de cuenca y en situaciones de diques. También se presentó el empleo de la opción de flujo dividido. Usando la opción de flujo dividido, el caudal restante en el tramo de estudio puede estimarse y calcularse el cauce de avenidas. La delineación de la plana de inundación y del cauce de avenidas debe incluir las previsiones para el paso o almacenamiento del desbordamiento. La estimación de la zona inundada por el desbordamiento también se discutieron. La condición de flujo laminar, que algunas veces ocurre con el desbordamiento a lo largo de un río colgado, puede ser una excepción de los procedimientos presentados. El empleo de los cálculos tradicionales del cauce de avenidas no es apropiado para el flujo laminar. Sin embargo, la normas del FEMA proporcionan unos procedimientos generales para crear el modelo de flujo laminar. En aquellas ocasiones en que el flujo laminar es menor de 1 pie, solo es necesario definir la zona inundada – no son necesarios estudios detallados. En aquellos casos en que los calados del flujo laminar sean superiores a 1 pie, pero menos de 3 pies, se estima el calado del flujo laminar se sugiere usar las aproximaciones de calado normal. La opción de flujo dividido no es aplicable a las situaciones en las que el flujo se divide en dos o más trayectorias, tales como el flujo dividido alrededor de una isla. Sin embargo, si el flujo está confinado, las trayectorias individuales pueden introducirse en el modelo. Si el flujo no está confinado, es necesario un modelo bidimensional del perfil de la superficie del agua. Los cálculos del cauce de avenidas son aplicables a ríos con diques que no tienen el certificado del FEMA. Los cálculos del cauce de avenidas suponen que los diques no controlan el flujo, y el agua es libre de moverse dentro y fuera de las zonas de las márgenes. Si el tramo de estudio, ignorando los diques, controla el flujo, entonces son aplicables los procedimientos de cálculo del cauce de avenidas. En aquellos lugares en que los diques proporcionan una protección contra las avenidas de periodo de retorno de 100 años, la delineación del cauce de avenidas puede parecer poco razonable. 8.9.10 Dificultades en ríos aluviales Los ríos aluviales son los agentes de su propia geometría, que ajusta continuamente sus dimensiones (es decir, pendiente, calado y anchura) a través de los procesos de agradación y degradación (deposición y erosión) en respuesta a las condiciones actuales del flujo y a las características del transporte de sedimentos. Por lo tanto, los problemas potenciales de cálculo referentes a las planas de inundación y los cauces de avenidas se refieren a las hipótesis de que los límites del cauce sean rígidos (inamovibles) y estáticos (que no cambian con el tiempo). Algunos cauces aluviales son inactivos, y los procedimientos estándar del cauce de avenidas son adecuados para analizarlos. Sin embargo, muchos cauces aluviales, especialmente el sudoeste árido de Estados Unidos, demuestran una gran movilidad y reajuste durante y después de episodios de avenidas. En este tipo de cauces, son necesarios unos procedimientos de cálculo alternativos para delinear con precisión los límites del cauce de avenidas y las características del flujo.


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Una vez alterado, un río aluvial comienza un proceso automático y continuo que culmina con el alcance de un nuevo equilibrio con la naturaleza. Las características del nuevo equilibrio pueden ser parecidas o no a las características originales del río o las características del cauce. La falta de reconocimiento de las características importantes del transporte de sedimentos de los ríos aluviales puede llevar a situaciones en las que las cotas calculadas de la superficie del agua no sean precisas, se excedan las velocidades estimadas en el cauce, las modificaciones de los cauces artificiales requieran reparaciones costosas y periódicas. Este apartado discute estas situaciones en las que los procedimientos estándar del cauce de avenidas son inadecuados. Se presentan técnicas y procedimientos alternativos para proporcionar una información más fiable para el tratamiento de la plana de inundación. Los supuestos de límites rígidos, en los que se basan actualmente los estudios de control de avenidas y se seguros frente a avenidas, no reconocen la posibilidad de que los sistemas fluviales se mueva tanto lateral como verticalmente. La falta de directrices para esta característica natural de los ríos aluviales en el diseño y construcción de proyectos de control del flujo, cruce de ríos y otras estructuras, o modificaciones del cauce situadas dentro de la plana de inundación pueden llevar a daños, destrucción o a una obsolescencia prematura. Además, si los problemas relacionados con el transporte de sedimentos no se tratan adecuadamente durante la valoración de los cauces aluviales potencialmente activos, los cambios a largo plazo aguas arriba y aguas abajo pueden tener lugar a medida que el cauce se reajusta hasta llegar a un nuevo estado de equilibrio. Si ocurren cambios morfológicos importantes en el cauce a lo largo del tiempo, los resultados de los estudios de delineación pasados sobre delineación del cauce de avenidas y sobre la seguridad pueden ser inválidos, requiriendo unos nuevos estudios costosos. Según Linder (1976), “En el pasado, se han encontrado demasiados problemas relacionados con el control de avenidas, el drenaje, la navegación y otros tipos de proyectos hidráulicos que modifican el cauce del río en cuestión sin prestar igual atención al sedimento que está siendo transportado por el agua fluyente a estos cauces”. La falta de comprensión sobre el papel del agua que transporta cantidades enormes de sedimentos ha sido más un tema de descuido que de comprensión. Los estudios sobre seguros frente a avenidas y los cálculos del cauce de avenidas relacionados con estos estudios no son necesariamente interesantes cuando se proyecta o construyen obras de control de avenidas como parte del estudio. Corresponden a la delineación de los cauces de avenidas y a las zonas con riesgo de inundación de modo que pueden crearse mapas de riesgos y puedan estimarse los tipos de seguros frente a avenidas. El concepto de cauce de avenidas se basa en ser capaz de definir razonablemente la distribución del caudal de avenida en una plana de inundación. Se definen aquellas zonas que pueden desarrollarse con el mínimo impacto y que forman la base para las zonas de uso del suelo y control del desarrollo. La aplicabilidad del método del cauce de avenidas debe basarse en la disponibilidad de juzgar razonablemente la conducción para distintos tipos de ríos aluviales. Por lo tanto, antes de realizar un cálculo detallado del cauce de avenidas, se debe contestar a las siguientes preguntas: 1. ¿Refleja y contiene razonablemente el tramo de estudio las características de una

plana de inundación ideal y satisfará las hipótesis del modelo incluido en HEC-2? 2. ¿Serán válidos los perfiles de la superficie del agua y las velocidades calculadas

por los procedimientos tradicionales de plana de inundación? Si no fuese así, se


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puede estimar la cantidad aproximada de desvío de la cota real de la superficie del agua o de la velocidad que puede influir en las características de cauce aluvial.

3. ¿Es razonablemente estable el tramo de estudio? Si lo fuera, si se crea un cauce de avenidas basado en las características actuales del cauce, ¿Permanecerá esencialmente igual en el futuro? ¿Cuanto tardarán los ingenieros en determinar si un río puede ser activo y/o presentará problemas relacionados con el transporte de sedimentos para valorar ahora y en el futuro el cauce de avenidas?

4. ¿Cuántos procedimientos alternativos están disponibles para calcular las características del cauce de avenidas en ríos aluviales activos?

Los siguientes apartados presentan alguna guía preliminar para estas preguntas. A medida que se aplican los procedimientos sugeridos, indudablemente requieren una mejora posterior para cubrir una variedad de condiciones de campo en el condado. Existen situaciones en las que es difícil aplicar el concepto de cauce de avenidas. A menudo es difícil que las siguientes condiciones reúnan los criterios de una plana de inundación ideal. Por lo general, no es aplicable la hipótesis de un límite rígido, lo que dificulta el aplicar los procedimientos tradicionales de cauce de avenidas. Muchas de estas situaciones pueden definirse como zonas proclives a la erosión, que están incluidas en las normas del FEMA (FEMA, Octubre 1986). Una zona de avenida proclive a la erosión que frecuentemente no reúne los criterios de plana de inundación ideal es un abanico aluvial. Los abanicos fluviales creados por debajo de la boca de un cañón por lavado de los sedimentos y acarreos procedentes del cañón que drena la cuenca vertiente. La inundación de un abanico aluvial es parte de un proceso natural. Generalmente, el cauce está mal definido en un abanico aluvial. Incluso si parece ser un cauce, los flujos durante un episodio de avenidas puede abandonar el cauce y formar nuevos cauces (avulsiones). Los procedimientos dados por las normas del FEMA para crear eñ modelo de un abanico aluvial se basan en un análisis estadístico en lugar de basarse en los procedimientos del cauce de avenidas antes descritos. No está permitido calcular en los abanicos aluviales un cauce de avenidas. La metodología del FEMAS se basa en las siguientes suposiciones, que obviamente reúnen los criterios estándar del cauce de avenidas: 1. En la parte superior del abanico aluvial, el flujo está confinado en un solo cauce.

Se supone el calado crítico que define la velocidad y los calados de la avenida. 2. En la región inferior del abanico, el flujo se divide en múltiples cauces. Se supone

que existen unas condiciones normales de flujo. Por lo tanto, dado un caudal punta de avenida, se calculan el calado del flujo, la anchura del cauce, y la velocidad del flujo. El riesgo de avenida se distribuye espacialmente a través del abanico de acuerdo con una relación probabilística, que está relacionada con la distancia radial desde el vértice del abanico. La velocidad y el calado se consideran cuando se definen las zonas dentro de la zona de riesgo del abanico. Los ríos ramificados generalmente no reúnen los criterios de plana de inundación ideal. Los ríos ramificados son típicamente la forma menos estables de los cauces aluviales. Son relativamente anchos y mal definidos, con márgenes inestables. Típicamente poseen múltiples cauces y múltiples trayectorias del flujo dentro de esos cauces. Los cauces son muy activos y frecuentemente emigran sobre la plana de inundación. Los cauces ramificados se forman a partir de los siguientes procesos:


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1. El río está siendo alimentado con más sedimentos de los que puede transportar, resultando la deposición de la carga excesiva.

2. Las pendientes pronunciadas de los valles que producen una cauce ancho y poco profundo donde se forman barras e islas rápidamente.

Uno o ambos factores pueden contribuir a la ramificación. Cualquier cauce de avenidas creado en ríos ramificados debe compararse con el futuro tamaño y posición que probablemente tomará el cauce del río ramificado. La migración lateral de los cauces de los ríos, la estabilidad de las orillas y los riesgos de erosión asociados con los cauces de los ríos geomorfológicamente activos no se consideran en los procedimientos tradicionales de la plana de inundación del FEMA. Las orillas de un cauce que emigra lateralmente puede cambiar drásticamente debido a la erosión de las márgenes y su rotura. Este cambio lateral da lugar a que el cauce se traslade dentro de la zona de la franja del cauce de avenidas. La migración lateral de los cauces de los ríos ocurre a menudo en el árido sudoeste de Estados Unidos, donde los cauces efímeros de lecho arenoso se rellenan rápidamente con las aguas de avenida procedente de las tormentas. Antes de la tormenta, los mapas de cauce de avenidas del FEMA pueden incluir el cauce principal y solo una estrecha banda de terreno adyacente al cauce. Durante una tormenta, una cauce aluvial activo y sus márgenes pueden trasladarse decenas de pies lateralmente, moviendo el cauce de su cauce de avenidas del FEMA. Este tipo de movimiento invalida rápidamente los mapas de cauce de avenidas del FEMA y rigen los requisitos de cauce de avenidas extremadamente difíciles para las agencias de gestión de las planas de inundación locales. La explotación y desarrollo dentro del cauce, tales como la extracción de áridos, puede causar también cambios importantes en las situaciones de las márgenes de los cauces, la cota del lecho, la pendiente del río y la rugosidad del cauce. Dependiendo del alcance de las actividades de extracción de áridos, los ajustes aguas arriba y aguas debajo del lugar de las extracciones, pueden durar varios años a medida que el cauce busca restablecer su equilibrio. Los mismos efectos pueden tener lugar después de la implantación o construcción de nuevos cruces transversales en el cauce. Debido a que los impactos de amplia magnitud de estos desarrollos son difíciles de predecir, la gestión de un cauce de avenidas llega a ser una tarea difícil para la comunidad local. Se identifican fácilmente unos cuantos ejemplos extremos. Los ríos que se están incluidos en la zona media de la clasificación de estabilidad con más difíciles de evaluar. ¿Qué estabilidad ofrecen y cuán estáticos son, y qué soluciones de límite rígido pueden aplicarse?. A falta de estudios más detallados, la información histórica y los métodos generales de clasificación de ríos deberían usarse para hacer esa determinación. Si el tramo de estudio está incluido en una aplicación ideal y no viola en gran medida las hipótesis realizadas, y si el estado histórico y actual del tramo de estudio indica un cauce casi estable, pueden aplicarse los procedimientos tradicionales de determinación del cauce de avenidas con una confianza razonable. En cauces aluviales deben considerarse los efectos de las características del cauce que cambian al paso de un episodio de avenida. La interacción entre el flujo de mezcla de agua y sedimentos y el lecho de arena crea una configuración distinta del lecho que cambia su resistencia al flujo y el ritmo de transporte de sedimentos. Las medidas de caudal, tales como el calado del flujo, estado del río, cota del lecho y cambio de la velocidad del flujo cambian con diferentes configuraciones del lecho. En casos extremos, el cambio de configuración del lecho, de lecho plano a lecho con dunas y


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antidunas, puede causar un cambio en la resistencia al flujo del orden de tres veces mayor (Simons, Li & Associates, 1982). Para un caudal y una anchura de cauce dados, puede resultar un aumento del coeficiente n de Manning de 3 veces con el doble del calado del flujo. La interacción entre el flujo y el material del lecho y la interdependencia entre estas variables hace muy complejo el cálculo del flujo en los ríos aluviales con lecho arenoso. Si no es aplicable un modelo de límites rígidos debido a que la forma del cauce cambia significativamente durante los episodios de avenidas, o debido a que son de esperar cambios importantes en la forma y estado del cauce lo largo del horizonte de planificación, nos debemos preguntar porqué no se usa un modelo de cauce móvil. Un informe sobre una investigación titulada Evaluación de la predicción del nivel en avenidas usando modelos de cauces aluviales (NCR, 1983) describe un estudio que valora seis modelos de cálculo con lecho móvil. Uno de los objetivos del estudio fue la determinación de si los estudios de la zona de inundación deberían emplear los modelos de predicción avenida/cota que suponen la movilidad del lecho del río. Una de las conclusiones del estudio fue que, al usar estos métodos de cálculo, el proceso de creación del modelo deberá ser más fiable. Pero hasta que se hagan las mejoras de las citadas deficiencias del modelo, deberían utilizarse los modelos de límites rígidos para el estudio de seguros contra avenidas. El informe recomienda también examinar la sensibilidad de las soluciones del modelo con límites rígidos frente a las incertidumbres y variaciones de la rugosidad del cauce, su geometría y su pendiente. El Centro de Ingeniería Hidráulica ha terminado recientemente una investigación para determinar la precisión de los perfiles calculados de la superficie del agua usando HEC-2 para distintos tipos de rugosidad del cauce y cambios de su geometría (HEC-1986). De los tres factores citados previamente, la rugosidad del cauce es la que se valora más fácilmente y probablemente es el que tiene más importancia sobre los perfiles calculados de la superficie del agua. Un informe titulado Selección de los coeficientes de rugosidad de Manning para cauces naturales y planas de inundación (Arcement & Scheider, 1984) es útil para estimar los coeficientes de rugosidad de Manning en los estudios de planas de inundación. Se expone un procedimiento paso a paso para estimar los valores de la rugosidad de Manning en cauces y planas de inundación. El informe proporciona unos procedimientos para estimar la rugosidad en cauces con lechos arenosos, considerando la forma del lecho del cauce. Se presentaron por Vanoni (1977), Graf (1971) y Simons, Li & Associates (1982) unos métodos adicionales para calcular los efectos de la configuración del lecho (elementos de rugosidad) en cauces aluviales. Los métodos presentados en estas referencias pueden usarse para estimar la resistencia l flujo efectivo relacionada con los distintos materiales de tamaño granular y las distintas configuraciones del lecho. La dimensión de la configuración destacada de dunas y antidunas, puede ser del mismo orden que la del calado del flujo. La acumulación de derrubios en una cauce aluvial puede provocar cambios drásticos en los perfiles de la superficie del agua y en la velocidad local dentro del cauce. Los efectos de la acumulación de derrubios no están regidos explícitamente por los métodos tradicionales de cálculo. En algunos casos, puede hacerse una estimación de ala acumulación de derrubios. El impacto sobre la cota calculada de la superficie del agua puede evaluarse modificando


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el perfil transversal de modo que refleje el derrubio acumulado y volviendo a calcular el perfil de la superficie del agua. El problema de predecir la acumulación de derrubios hace difícil dar cierta credibilidad a los cálculos más allá de un juicio de sensibilidad del cálculo del perfil. Si pudiera estimarse con fiabilidad el impacto potencial o lo que influye en el cambio del lecho y las cotas de la superficie del agua, así como en la velocidad en el cauce debido a los derrubios, podría determinarse un cauce de avenidas más preciso. Un primer paso en la determinación sobre si un río aluvial puede calcularse con los métodos tradicionales de cauce de avenidas, consiste en clasificar el cauce según su situación y su potencial de actividad fluvial. Todos los ríos pueden agruparse en dos tipos principales dependiendo de su libertad para ajustar sus límites del cauce de acuerdo con las condiciones del flujo. Los cauces rocosos y no aluviales están confinados entre salientes rocosos de modo que el material que forma su lecho y márgenes determina la morfología del cauce. Geológicamente son cauces controlados. Los cauces aluviales son libres de ajustar su forma y pendiente en respuesta a los cambios hidráulicos. Los materiales de transporte son similares a los materiales que forman el lecho y las márgenes del cauce aluvial. Los cauces aluviales tiene interés debido a su comportamiento en respuesta a los cambios espaciales y temporales debidos a los procesos naturales o artificiales. Schumm (1977) presentó una definición generalizada de una cuenca de drenaje idealizada y un sistema fluvial como unión de tres zonas fisiográficas (véase la Figura 8.9.10.1). En esta definición, la Zona 1 es la cuenca de drenaje, cuenca alta o zona de fuente de sedimentos. El proceso de erosión y sedimentación es generalmente el proceso dominante de transporte en la Zona 1. La Zona 2 es la zona de transferencia o zona a cuyo través se transportan los sedimentos de la Zona 1. Los procesos de agradación y degradación se producen en la Zona 2. La Zona 3 es la zona de depósito de sedimentos o región de deposición.

Figura 8.9.10.1 Sistema fluvial idealizado (Schumm, 1977) Según la definición de Scumm, la Zona 3 se corresponde con los estuarios y la región costera, ya que se considera como la zona última de deposición. En consecuencia, en el cálculo de las vías fluviales interiores con objeto de delinear el cauce de avenidas, la Zona 3 (estuario y zona costera) no se tiene en cuenta en el cauce de avenidas. La Zona 3 se define generalmente como Zona V del FEMA (FEMA, 1986). El sistema


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fluvial de interés reside en la interacción de la zona de la cuenca (Zona 1) y la red fluvial del cauce aluvial (Zona 2). Niell (1978) propuso un reajuste del sistema fluvial idealizado de Schumm (véase la Figura 8.9.10.2). En el reajuste de Niell, están presentes las tres zonas descritas por Schumm. Sin embargo, las regiones se clasifican de acuerdo con los procesos dominantes de transporte de sedimentos que rige la morfología del cauce aluvial, tales como la erosión, el transporte y la deposición (como ocurre en deltas, lagos, embalses y estuarios). En la Figura 8.9.,10.2 también se muestran unos perfiles para distintos tamaños de sedimentos (gravas, arenas, limos y arcillas) que están en movimiento dentro de distintas zonas del sistema fluvial.

Figura 8.9.10.2 Clasificación de cauces aluviales (Niell, 1981) Aunque se limite la descripción de los sistemas fluviales con su cauces aluviales a unas sencillas definiciones, el sistema es sumamente complejo, ya que incluye la interacción de muchos procesos naturales. Estos procesos físicos naturales gobiernan la respuesta del sistema fluvial a las distintas acciones y alteraciones. Las dos primeras acciones son los factores climáticos (fuerzas de la hidrosfera) y las actividades humanas (intentos de mejorar o modificar las características naturales del sistema). El factor climático más importante que afecta a la erosión y al transporte de sedimentos es la precipitación – en forma de lluvia o nieve – que contribuye a una fase de escorrentía y caudal mayores en los cauces aluviales. Las actividades humanas incluyen la urbanización de los recursos hidráulicos, la conversión de cuencas, los recursos energéticos (energía, extracción de áridos, etc.), la urbanización y conservación de los sistemas de transporte y la urbanización y conservación de obras para control de avenidas. La respuesta de los sistemas fluviales a estas acciones y alteraciones está regida por los procesos físicos importantes que obran en el sistema. Como se ve en la Figura 8.9.10.2 y la proximidad del cauce a aquellas acciones y alteraciones. Por ejemplo, en cauces aluviales dentro del sistema, los procesos físicos que gobiernan la capacidad de transporte de sedimentos equilibrada con la disponibilidad de materiales de sedimentos, establece si el cauce se agradará o degradará, o no, en respuesta al agua de precipitación y al transporte de sedimentos.


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Simons, Li & Associates (1982) presentaron otro esquema de clasificación bastante útil. Este esquema de clasificación es especialmente útil para los estudios de cauce de avenidas, ya que define el río por el tipo de cauce, tal como recto, con meandros, ramificado o alguna combinación de esos tipos. En su esquema, el cauce progresa de estabilidad alta a estabilidad baja, desde una relación alta de anchura del cauce/calado a una relación baja, desde una carga de sedimentos baja a una alta. Cuanto mayores sean estas relaciones para el tramo en estudio, menos estable será este tramo. Las siguientes descripciones definen la estabilidad de los distintos cauces de ríos: 1. Cauce recto con un thalweg recto. (El thalweg es el punto más bajo del cauce). El

cauce es relativamente estable. 2. Cauce recto con thalweg sinuoso. El cauce es relativamente estable pero hay

protuberancias en el cauce o puntos con formación de barras. 3. Cauce con meandros. Si el cauce tiene una anchura uniforme con pocos puntos de

barras, el cauce es estable pero puede que haya estrangulamientos. Si el cauce es más ancho en las orillas y presenta puntos de barras, los estrangulamientos potenciales y los meandros pueden hacerlo inestable.

4. Cauce con meandros con transiciones ramificadas, grandes puntos con barras y frecuentes cortes. Por lo general, el cauce es inestable con un cauce sinuoso.

5. Cauce ramificado. Este es un cauce inestable con múltiples thalwegs y numerosas barras e islas. Las islas con vegetación permanente indican una condición más estable.

Lane (1955) creó una relación cualitativa que constituye una herramienta rápida y sencilla para estimar si los cambios de caudal, la carga de sedimentos, el tamaño medio del sedimento o la pendiente del cauce afectarán a la capacidad de transporte de sedimentos de un cauce y, por lo tanto, a su estabilidad. Simons, Li & Associates (1982) muestran ejemplos de cómo se usa con efectividad la relación de Lane para realizar valoraciones cualitativas. Los principales factores que afectan a la morfología de un cauce son el caudal y la carga de sedimentos. Un aumento o disminución del caudal – sea la avenida media anual o la media anual – cambia la geometría del cauce y su pendiente. La anchura y el calado del cauce están relacionadas directamente con el caudal, mientras que la pendiente del río tiene una relación inversamente proporcional. Un cambio de la carga del lecho altera las dimensiones del cauce, su pendiente, la relación anchura/calado y la sinuosidad (Simons, Li & Associates, 1982). La clasificación previamente descrita no considera el caudal, ya que éste influye principalmente en el tamaño del cauce, en el tipo de material transportado y en la proporción de carga del lecho. Los cambios en la geometría del cauce aluvial son importantes durante los periodos de caudales elevados. La situación contraria se da durante los periodos de caudales bajos. Las fuerzas de erosión durante los periodos de altos caudales pueden ser aproximadamente 100 veces mayores que las fuerzas que actúan cuando tienen lugar flujos intermedios o bajos. Se ha estimado que, aproximadamente, el 90 por ciento de los cambios de los ríos aluviales tiene lugar durante el 5 al 10% del tiempo en que suceden grandes avenidas. Las hipótesis de límites estáticos y rígidos pueden ser inadecuadas durante las situaciones de grandes caudales. Así pues, una valoración de la estabilidad del cauce aluvial para caudales de avenida puede indicar si los cálculos tradicionales del cauce de avenidas son aceptables. Los procedimientos dados por Ingram (1986), Simons, Li &Associates (1982), Vanoni (1977), Graf (1971) y Northwest Hydraulic Consultants (1984) pueden usarse para


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determinar rápidamente la estabilidad relativa de un cauce aluvial, dadas unas dimensiones generales del cauce, la pendiente, el tamaño del material del lecho y el rango de caudales. Los procedimientos par estimar la estabilidad del cauce basados en el diagrama de Shield para movimiento incipiente, tensión de corte cr´´itica en el lecho y/o velocidad crítica en el cauce son presentados por Chow (1959), Vanoni (1977), Simons, Li & Assaciates (1982) y en Hydraulic Design of Flood Control Chanels (HEC-1970). Estos procedimientos pueden aplicarse para valorar si las velocidades en el cauce pueden contribuir a la erosión y a una condición inestable del cauce. Los efectos de las invasiones del cauce sobre las velocidades en el cauce y el aumento potencial de la erosión en el cauce pueden valorarse también. El programa de cálculo HEC-6 es un ejemplo del modelo que puede usarse para estimar la estabilidad del cauce y la erosión. A continuación se expone una lista de los problemas de aplicación del cauce de avenidas que pueden surgir si se aplican los procedimientos de cauce de avenidas a cauces aluviales activos: 1. Migración lateral del cauce hacia el límite de cauce de avenidas que puede poner

en riesgo la urbanización de la franja. Vierta migración lateral puede afectar a zonas que antes estaban fuera de la zona del cauce en avenidas.

2. La agradación dentro del cauce de venidas puede elevar el nivel de la avenida base, contribuyendo a aumentar la inundación a lo largo del tiempo.

3. Los ríos ramificados o con migración lateral pueden requerir que las anchuras del cauce de avenidas sean mayores que las calculadas por los métodos tradicionales con objeto de evitar la inundación de las zonas urbanizadas (es decir, producir un retranqueo de los límites del cauce).

4. Los cauces de avenidas determinados a lo largo de los cauces en que puede haber extracciones de áridos requieren frecuentes actualizaciones y modificaciones.

5. Las determinaciones de los cauces de avenida para zonas con abanicos fluviales no son posibles con los procedimientos actuales.

6. Los cauces de avenida se determinan realizando una reducción igual en la conducción en las márgenes a ambos lados del río. Debe formularse la pregunta se si las invasiones de la plana de inundación pueden dar lugar a aceleraciones en los recodos, a flujos extraordinarios en las curvas, aumento de las velocidades en el cauce u otros problemas relacionados con la agradación o degradación. El examen del formulario del plan del tramo en estudio, además de los perfiles transversales y longitudinal del cauce, es igualmente importante.

7. Debe considerarse una transición suave dentro y fuera de las zonas de cauce de avenida, proyectadas de modo que no causen problemas de transporte de sedimentos aguas arriba y aguas abajo.

8. Los estudios del cauce de avenida solo consideran la avenida de periodo de retorno de 100 años en el cálculo. Un planteamiento adecuado y un proyecto de cauce de avenida y de urbanización de la plana de inundación debería tener en cuenta los efectos de todo el rango de caudales posibles. Un cauce de avenidas adecuadamente proyectado funcionará con eficacia y permanecerá estable con caudales bajos, intermedios y altos.

9. La conservación del cauce de avenidas es esencial. Los cálculos del cauce de avenida se basan en la hipótesis de que la rugosidad del cauce y los perfiles transversales permanecerán sin cambios a lo largo del tiempo. Es importante la limpieza de maleza y acarreos en el cauce de avenida.


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10. Si es posible que cambien las características de la cuenca aguas arriba respecto al caudal y a al carga total de sedimentos, estos cambios deben tenerse en cuenta en la gestión del cauce de avenidas.

11. La situación del cauce de avenidas se basa en el estado actual del cauce. En un estudio de cauce de avenidas es necesario plantearse las siguientes preguntas:

• ¿Ha sido siempre así el cauce? • En caso negativo ¿Cuando y porqué surgieron estos cambios? • ¿Qué probabilidad de cambio hay en el futuro?.

12. ¿Puede crear problemas la modificación de la capacidad de almacenamiento en el

cauce en los sedimentos de aguas arriba o aguas abajo? 13. El bloqueo del cauce por acumulación de acarreos durante una tormenta puede

contribuir a un aumento de las cotas de la superficie del agua, a la erosión de las márgenes del cauce y a unas condiciones hidráulicas que son totalmente distintas de las calculadas usando los métodos tradicionales de cálculo del cauce de avenidas.

Una valoración de la estabilidad del cauce puede proporcionar algún indicio sobre la probabilidad de que existan los problemas antes mencionados. Si el sistema fluvial perece suficientemente estable para aplicarle el modelo de límites rígidos, entonces pueden usarse los procedimientos tradicionales de cauce de avenidas. Si la valoración indica que es probable un cambio del cauce que podría invalidar cualquier determinación tradicional del cauce de avenidas, entonces deben tenerse en cuenta los siguientes procedimientos. Quizás el concepto más importante para comprender los sistemas fluviales, y especialmente los cauces aluviales, sea que son sistemas dinámicos que están intentando continuamente alcanzar el estado de equilibrio. En consecuencia, los cauces aluviales se acoplan a las condiciones alteradas o están en un estado de equilibrio dinámico con sus condiciones actuales. El cualquier caso, los cambios naturales o artificiales pueden iniciar una respuesta de los cauces aluviales que puede propagarse a grandes zonas durante años. Los procedimientos alternativos para calcular el cauce de avenidas pueden determinar primero si el cauce aluvial va a analizarse como estable o como activo. Si el cauce es razonablemente estable, entonces pueden aplicarse los procedimientos tradicionales. En caso contrario, deben determinarse el grado de inestabilidad y las características dinámicas específicas que afectan al cauce de avenidas. Las posibles opciones disponibles van desde unos simples criterios del cauce de avenidas, que proporcionan un factor de seguridad consistente con el riesgo de incertidumbre de la estabilidad del cauce, hasta una análisis cuantitativo detallado del cauce aluvial y de la cuenca aguas arriba. El procedimiento recomendado para valorar los cauces aluviales incluye tres niveles de cálculo. Simons, Li & Associates (1982) definen estos niveles de la siguiente manera: 1. Cualitativo, que incluye una clasificación del cauce, un examen de las

características históricas y la aplicación de conceptos geométricos. 2. Cuantitativo, que incluye unos conceptos geomorfológicos detallados y la

aplicación de relaciones técnicas cuantitativas básicas. 3. Cuantitativo detallado, que incluye unos procedimientos matemáticos sofisticados.


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El análisis cualitativo del nivel 1 proporciona la información necesaria para clasificar la estabilidad de un cauce aluvial, examina su actividad pasada y determina si son necesarios procedimientos de cálculo alternativos para delinear el cauce de avenidas. El conocimiento general adquirido con este nivel de cálculo proporciona una comprensión y unas directrices para los cálculos cuantitativos siguientes, que pudieran ser necesarios. Los procesos físicos imperantes se identifican generalmente en las soluciones generales de los niveles de cálculo 1 y 2, que permiten una adecuada selección (o creación) de un modelo matemático si se requiere el nivel 3. Las valoraciones de los cálculos de los tres niveles proporcionan un método eficiente y lógico para valorar los problemas complejos de ríos. El riesgo de error se minimiza en cada nivel de cálculo, ya que los resultados y conclusiones se comprueban en los demás niveles. Los siguientes apartados tratan de los conceptos y procedimientos sugeridos para cada nivel de cálculo cuando se realiza una valoración del cauce de avenidas. El cálculo geomorfológico cualitativo se apoya firmemente en el sentido común y en la experiencia. La geomorfología es el estudio de las características superficiales de la tierra y de los procesos físicos y químicos que cambian el terreno, mientras que la geomorfología fluvial es la geomorfología (y mecánica) de la cuenca y del sistema fluvial. Las técnicas de geomorfología cualitativa se basan principalmente en la comprensión bien fundamentada de los procesos físicos que rigen la respuesta de la cuenca y del río. La siguiente lista expone el tipo de datos que deben recogerse y examinarse durante un análisis cualitativo. Después del análisis, se podrá determinar si los procedimientos tradicionales son válidos para estudiar un cauce aluvial en concreto: 1. Pendiente general del cauce y características transversales 2. Caudal representativo (dominante) 3. Características del material del lecho y márgenes 4. Uso del terreno y sus cambios 5. Estructuras principales, cruces del cauce e historial 6. Fotografías aéreas 7. Historial de avenidas 8. Historial de incendios 9. Historial tectónico 10. Historial de la estabilidad del lecho y márgenes 11. Registros de conservación del cauce Después de terminar las visitas de campo necesarias, hay un número de conceptos y procedimientos simplificados que ayudan en el análisis cualitativo. Estos se refieren al análisis de las fotografías aéreas, la valoración de los esquemas de uso del terreno y la aplicación de las relaciones relativamente sencillas que describen los conceptos geomorfológicos básicos. Un análisis cualitativo puede incluir las siguientes clases de análisis y requisitos de datos. 1. Recopilación y revisión de los informes disponibles, mapas y datos relativos al

tramo. 2. Comparación de las características generales del cauce aluvial con las

características ideales de l aplana de inundación. 3. Examen de las fotografías aéreas. Determinación de las características de la forma

en planta del cauce del río y de la plana de inundación. Examen de los cambios históricos del cauce y de la plana de inundación.


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4. Calsificación del cauce según los procedimientos geomeorfológicos estándar (Schumm. 1977). Determinación de si el cauce es recto, ramificado o con meandros y estimación de su estabilidad relativa.

5. Empleo de la realción de Lane (1955), valoración de las características generales del cauce y de la plana de inundación y sus respuestas frente a los cambios de caudal, carga de sedimentos y modificaciones del cauce

6. Examen del lecho y márgenes. ¿Parecen estables o inestables?. ¿Dónde y porqué?. Localización de los tramos inestables en planta y en los perfiles del mapa. Creación de un gráfico del historial de cauce lleno hasta las orillas en función del tiempo y comparación de las anchuras con los caudales punta registrados durante cada año.

Basándose en el análisis cualitativo, debe tomarse una decisión sobre si son de aplicación los procedimientos tradicionales del cauce de avenidas, considerar los factores adicionales tales como velocidad o límites de retranqueo o continuar con el análisis cuantitativo. Los análisis posteriores deben estar fuera del alcance del estudio del cauce de avenidas del FEMA. Varias agencias locales, como la del Condado de Pina en Arizona, han adoptado ordenanzas alternativas para la gestión de la plana de inundación para complementar la determinación tradicional del cauce de avenidas. Un problema común de la zona árida del sudoeste es la migración lateral a gran escala de los cauces durante los episodios de avenidas. En el Condado de Pina, las estrictas ordenanzas de gestión de la plana de inundación requieren que las estructuras se sitúen acuna distancia concreta del río. La distancia se basa en el tipo de cauce y en la magnitud del caudal esperado para la avenida del periodo de retorno de 100 años. Los cursos de agua mayores pueden requerir un retranqueo lateral de más de 500 pies, mientras que en los ríos menores, con un caudal de 3.000 pies3/seg, pueden requerir una separación de sólo 50 pies. Con esta ordenanza sobre retranqueos se pretende proteger la zona frente a una posible migración lateral del río que tenga lugar en estos ríos. Los resultados de esta valoración cualitativa deberían proporcionar una indicación de la migración histórica del río y esta información puede usarse para determinar los requisitos mínimos de retranqueo. El cauce de avenidas calculado tradicionalmente debería ajustarse, si fuese necesario, para proporcionar el retranqueo mínimo de la zona de franja de la plana de inundación. Deben fomentarse métodos alternativos de gestión y protección adicionales de la plana de inundación como parte del proceso de determinación del cauce de avenidas hasta que se disponga de métodos más precisos. La velocidad máxima o el cambio de velocidad deberían tenerse en consideración en los cauces de avenidas calculados en los ríos aluviales. Si el cálculo del cauce de avenidas indica un aumento de la velocidad en el cauce, es probable que el aumento de velocidad provoque un cambio del cauce aluvial. La velocidad en el cauce debería calcularse tanto para el cauce como para el cauce de avenidas existente como para el propuesto. Un cambio de la velocidad en el cauce de más de un 10 por ciento puede indicar que el cauce de avenidas es demasiado restrictivo. Sin embargo, si el cambio de velocidad en el cauce es demasiado grande, depende del material del lecho del mismo. La velocidad máxima permitida y recomendable para el proyecto de un cauce puede usarse para valorar la velocidad del cauce de avenidas. Las tablas y normas de máxima velocidad permitida en un cauce pueden encontrarse en la publicación de


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Chow (1959). Muchos de estos datos se crearon para proyectos de canales de riego con unas condiciones de flujo constante, Sin embargo, estos valores proporcionan una indicación de una velocidad segura para los distintos materiales del lecho. Aunque se ha creado nuevos modelos matemáticos para simular la inundación den una plana de inundación ilimitada (Hamilton, Schamber & MacArthur, 1987), estos procedimientos están aún en fase de desarrollo. Se presta mucha atención a l continuo desarrollo y ensayo de modelos experimentales. Sin embargo, hasta que estos procedimientos y programas de cálculo estén en uso, las normas actuales del FEMA deberían usarse para los estudios generales de abanicos fluviales. La falta de estabilidad de las trayectorias de los ríos en una corriente ramificada hace difícil considerar todas las trayectorias del río por separado para la definición del cauce de avenidas. El caso general debe tener en cuenta los ríos ramificados como un cauce total. Según las normas del FEMA, la definición del cauce de avenidas debe estar por fuera del cauce. Por lo tanto, todos los ríos ramificados deben estar en el cauce de avenidas. Además, deben seguirse los procedimientos sugeridos para los ríos aluviales. Es esencial una valoración del tramo de estudio para determinar el procedimiento adecuado para el estudio. Se recomienda el análisis geomorfológico cualitativo y esta valoración del cálculo depende de la experiencia de la persona que realiza el cálculo. Una valoración requiere una considerable capacidad técnica. Por lo tanto, los criterios de selección de un contratista del estudio deberían incluir una valoración de su entrenamiento y experiencia con ríos aluviales. La validez de las cotas calculadas de la superficie del agua y la conducción y velocidad resultantes no pueden determinarse con un modelo con límites rígidos. No obstante, la sensibilidad de los valores calculados puede determinarse modificando los valores de n de Manning para reflejar los cambios de la forma del lecho y modificando los perfiles transversales para que reflejen la acumulación de acarreos. Si una valoración determina que estos tipos de cambio son probables, entonces deberá intentarse la cuantificación y valorar estos impactos. La afección al futuro cauce de avenidas y a la urbanización permitida en la franja es el motivo para determinar si el tramo de estudio es razonablemente estable. Una valoración cualitativa debería dar alguna indicación sobre la estabilidad del cauce. Usando los procedimientos normales de cálculo del cauce de avenidas, las velocidades en el cauce y en las márgenes y la distancia de retranqueo del límite del cauce de avenidas deberían revisarse para juzgar sobre l impacto que tienen sobre la estabilidad del cauce. El empleo de un mínimo retranqueo del límite del cauce de avenidas es una medida de protección que refleja el potencial del río para cambiar la zona de la franja de la plana de inundación. La historia del río, deducida de su valoración, es el mejor indicador de las futuras expectativas. Se están creando modelos matemáticos para predecir la migración lateral, pero no son prácticos para el cálculo general de cauce de avenidas. A falta de normas de retranqueo, la migración histórica del río debería considerarse cuando se establecen los límites del cauce de avenidas. Debería incluirse un retranqueo mínimo como factor de seguridad para terne en cuenta las incertidumbres de los procedimientos técnicos empleados.


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8.9.11 Dificultades en los ríos con altas velocidades Con vistas al riesgo humano, los ríos con altas velocidades son aquellos cuyas velocidades son superiores a 5 pies por segundo. Algunas autoridades sitúan esta velocidad cerca de los 2 pies por segundo (Muller, 1985). Cuando las velocidades sobrepasan los 2 pies por segundo y los calados son mayores de 2 pies, hay una posibilidad de lanzar los coches fuera de la carretera. Con calados mayores es difícil para un adulto mantener la estabilidad mientras pasea. Respecto al transporte de sedimentos, la velocidad que da lugar al movimiento del material del lecho (movimiento incipiente) puede considerarse el umbral para una alta velocidad. Usando una velocidad media para el proyecto de cauces estables, se sugieren velocidades entre 2 y 3 pies por segundo, para la mayoría de los materiales del lecho. Por lo tanto, las velocidades superiores a 6 pies por segundo pueden considerarse como un problema cuando se trata de mantener la forma del cauce existente y proteger la franja del cauce en avenidas. Respecto a la estabilidad del flujo, las velocidades para flujos cerca del calado crítico son preocupantes. Lo más probable es que la velocidad con calado crítico sea más alta que las velocidades antes descritas. Los flujos con calado crítico o cerca de él son generalmente inestables (Simons, Li & Associates, 1982). Cerca del calado crítico, cualquier cambio en la condiciones del flujo puede dar lugar a unos cambios importantes del régimen de flujo y del calado. Por esta razón, los calados del flujo cerca del calado crítico se ignoran en el proyecto de cauces y puentes. Las velocidades con régimen de flujo supercrítico son incluso más altas que las descritas anteriormente. En esta situación, las fuerzas internas (velocidad) son dominantes. A menudo se describe el flujo como rápido, fugaz y torrencial (Chow, 1959). Bajo esta condición, las ondas de gravedad creadas por las alteraciones en el cauce se disipan aguas abajo y no pueden trasladarse aguas arriba. El cálculo de los perfiles de la superficie del agua debe comenzar en el extremo aguas arriba del tramo de estudio y avanzar hacia aguas abajo debido a que el impacto de los cambios transversales se propaga hacia aguas abajo. El concepto de cauce de avenidas debería considerarse por separado para los regímenes de flujo subcrítico y supercrítico, ya que el impacto de al urbanización sobre la cota de la superficie del agua es distinto. Cuando se calculan perfiles de la superficie del agua, se supone un régimen subcrítico ya que es el régimen de flujo más corriente en los estudios de planas de inundación. HEC-2 comprobará si el perfil calculado tiene el régimen de flujo adecuado. No obstante, es posible tener ambos regímenes de flujo en los perfiles transversales calculados (es decir, flujo supercrítico en el cauce y régimen subcrítico en las márgenes (véase Schoelhamer, Peter & Larock, 1985). En condiciones de flujo supercrítico, la altura debida a la velocidad puede ser igual o mayor que el calado del flujo. Cualquier obstrucción del flujo puede dar lugar a una ola constante, sin ningún efecto sobre le flujo aguas arriba, Las contracciones del cauce pueden crear alteraciones en las paredes del cauce, formando olas estables reflejadas diagonalmente de pared a pared en dirección hacia aguas abajo. Las expansiones del cauce pueden crear resaltos que son inestables tanto en situación como en altura (Simons, Li & Associates, 1982). El flujo supercrítico es un problema de cálculo muy desafiante, así como una condición muy peligrosa para la urbanización y uso de la plana de inundación. La urbanización de la plana de inundación puede dar lugar a que la cota de la superficie del agua


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aumente o disminuya dependiendo de la situación concreta. Dada la poca importancia del calado del flujo respecto a la energía total del flujo, es obvio que, al usar el cambio de cota de la superficie del agua como criterio de valoración, puede que no refleje el impacto de la urbanización en condiciones de flujo supercrítico. La cota d la energía total es la mejor elección como criterio de valoración. La cuestión reside en si debe calcular la invasión del cauce de avenidas en todas las condiciones de flujo supercrítico. Si el flujo está confinado principalmente en el cauce, entonces no habrá invasión de la plana de inundación. La plana de inundación existente debe considerar el cauce de avenidas. El impacto potencial de las contracciones y expansiones del flujo impuestas es una justificación suficiente para esta política. Cuando se valora el tema añadido sobre la seguridad humana frente a las altas velocidades relacionadas con el flujo supercrítico, hay poca justificación para la urbanización dentro de la plana de inundación existente. En situaciones de flujo de avenidas en las zona de las márgenes, es posible que surjan las condiciones de flujo supercrítico indicadas y no haya velocidades y calados peligrosos en ala zona de márgenes. En estas condiciones, los cálculos de invasión parecen apropiados. Para evitar confusiones que suceden al calcular las invasiones, que dan lugar a que la cota de la superficie del agua aumente o disminuya a lo largo del tramo del estudio, se recomienda la cota de la energía total como criterio de evaluación. Debe advertirse que la cota real de la superficie del agua a lo largo de la franja de la plana de inundación puede estar más próxima a la cota calculada de al energía total en el perfil transversal. Si los calados del flujo están próximos al calado crítico, entonces los problemas de aplicación del cauce de avenidas son parecidos a los del flujo supercrítico. Las modificaciones de un perfil transversal pueden producir resultados erróneos en el perfil. La discusión previa sobre flujo supercrítico se aplica generalmente a lasa condiciones de calado próximo al crítico. El problema comienza al definir que es lo que origina el calado cerca del crítico. Se han realizado varios estudios para determinar el calado del flujo inestable (USACE, 1970). Se ha determinado que el rango del calado inestable está entre 1,1 y 0.9 veces el calado crítico. Al comparar los números de Froude, el rango inestable de los números de Froude está entre 1,13 y o,86. Mientras que el número de Froude es una elección obvia para definir el calado cerca del crítico, no puede estar disponible en los resultados de la salida de HEC-2. Puede crearse un equivalente aproximado a partir de la relación de la altura de la velocidad y el calado. Para flujo subcrítico estable, la altura debida a la velocidad debería ser menor que un tercio del calado hidráulico. Si la altura debida a la velocidad es superior a un tercio del calado hidráulico, el flujo puede considerarse potencialmente inestable. El impacto de la urbanización sobre la plana de inundación con un flujo de alta velocidad es más pronunciado que con flujo de baja velocidad. El concepto de cauce de avenidas es aplicable a las velocidades altas, en los ríos con flujo subcrítico. Sin embargo, los estudios de la plana de inundación con flujo subcrítico deberían valorarse usando al cota de la energía total. Para flujo subcrítico que está bastante por encima del calado crítico, son aconsejables los procedimientos tradicionales de cálculo del cauce de avenidas. Al ignorar los asuntos sobre transporte de sedimentos, el problema principal de cálculo con flujo de alta velocidad proviene de las condiciones inestables próximas al acalado crítico. A medida que el flujo se aproxima al calado crítico, la altura debida a la


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velocidad llega a formar parte importante de la energía total. La altura debida a la velocidad es igual a la mitad del calado hidráulico cuando el flujo tiene el calado crítico en una sección rectangular (Chow, 1959). Como se dijo anteriormente, las condiciones de flujo llegan a ser inestables cuando la altura debida a la velocidad es mayor que un tercio del calado hidráulico. A medida que el flujo disminuye por debajo del calado crítico, la carga debida a la velocidad continúa constituyendo una proporción creciente de la energía total. El cálculo de los perfiles de la superficie del agua y del cauce de avenidas llega a ser más difícil con el aumento de la velocidad del flujo. Los perfiles calculados son más sensibles a la variaciones de los datos de entrada. Estos problemas de cálculo se discuten más adelante para regímenes de flujo supercrítico y subcrítico. El cálculo de los perfiles de la superficie del agua con flujo supercrítico es más difícil que con flujo subcrítico. El proceso de cálculo es más sensible es más sensible a la cantidad y precisión de los datos de entrada. Por lo general, cuanto mayor sea la velocidad del flujo, se requieren más datos transversales. Además, las variaciones de los coeficientes de pérdida y el número de perfiles transversales especificados tiene un impacto mayor en la pérdida de energía calculada y en el perfil resultante de la superficie del agua. Las invasiones añadidas al modelo complican estos problemas. Las cauces de avenida nos e calculan si hay una zona pequeña de márgenes o si ésta es nula. S hay porciones aisladas de la plana de inundación que parecen razonables para la urbanización, entonces estos sitios pueden valorarse. La valoración debería basarse en la velocidad y el calado del flujo. Las zonas de la urbanización potencial pueden bloquearse fuera del modelo y calcularse unos nuevos perfiles de la superficie del agua. De nuevo, debería valorarse el cambio de cota de energía total junto con el cambio de la cota de la superficie del agua. No debería sobrepasar un pie ni son de aplicación las normas estatales o locales. Cuando haya suficiente flujo por la márgenes para considerar los cálculos del cauce de avenidas, hay varias consideraciones adicionales de cálculo que deben investigarse. Un estudio de Hydrologic Engineering Center creó un método para calcular una subdivisión del número de Froude para secciones compuestas (Schoelhamer, Peters & Larock, 1985). El estudio llegó a la conclusión de que este método solo contribuye a la identificación de las condiciones de flujo mixto que podrían violar las hipótesis usadas en el método estándar de pasos. En este estudio, se calculó una división imaginaria del número de Froude para las zonas poco profundas de las márgenes. Se vio que el cálculo unidimensional usado en HEC-2 no podía ser válido, ya que pueden existir dos regímenes de flujo. Por lo tanto, incluso aunque puedan parecer factibles las invasiones del cauce de avenidas, HEC-2 no puede ser apropiado para introducir adecuadamente las invasiones del cauce. El grado de dificultad en el cálculo varía para los ríos con altas velocidades, pero es mayor cuando el calado del flujo está cerca el calado crítico y disminuye a medida que el calado del flujo está por encima del calado crítico. Con flujo subcrítico, esto ocurre con un número de Froude mayor que 0.86 o con un calado pro debajo de 1,1 veces el calado crítico. Estos valores de “andar por casa” indican donde pueden surgir graves problemas de cálculo. Debería advertirse que las dificultades de cálculo también pueden ocurrir en ríos con calados mayores pero con velocidades más altas. Con velocidades más altas, la redistribución del flujo (resultante de la eliminación de la conducción en la franja de la plana de inundación) tiene un impacto mayor sobre al altura debida a la velocidad calculada y sobre las pérdidas de energía. Mientras el perfil calculado pueda permanecer subcrítico, el cambio de la cota del perfil de la


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superficie del agua debido a las invasiones de la plana de inundación es más inestable, Incluso puede disminuir la cota de la superficie del agua en un punto, debido a una invasión. En casos muy extremos, la invasión puede causar incluso la aparición de un calado critico. Generalmente, el siguiente perfil transversal aguas arriba tendrá un aumento mucho mayor que el esperado de la cota de la superficie del agua, Para corregir esta situación, la invasión debe reducirse en un perfil transversal en el que se advierta un descenso de la cota de la superficie del agua, y debe volverse a calcular el perfil. Este proceso puede tener que repetirse varias veces hasta lograr un equilibrio razonable entre las invasiones y el perfil de la superficie del agua resultante. Aunque el concepto de cauce de avenidas es aplicable a ríos con altas velocidades subcríticas, el cálculo del cauce de avenidas es más difícil. Esta dificultad surge cuando el modelo especificado carece de los perfiles transversales suficientes y no ha sido calibrado convenientemente. Por tanto, cuando HEC-2 encuentra dificultades de cálculo en un perfil transversal y no puede obtenerse un equilibrio de la solución de la cota de la superficie del agua, HEC-2 emitirá un mensaje en los cálculos del perfil indicando que se ha supuesto el calado crítico. Aunque el perfil esté próximo al calado crítico, el perfil real está probablemente por encima de este calado. Si no se eliminan estas dificultades de cálculo antes de comenzar los cálculos de cauce de avenidas, los cálculos resultantes serán erróneos. La plana de inundación, según se define en el perfil de la superficie del agua en avenidas, debe tratarse como cauce de avenidas cuando hay una escasa zona de márgenes o ninguna. En ríos con fuerte pendiente y cauces encajados, hay cierta incertidumbre sobre la distinción entre cauce y zonas de margen. Si la forma del perfil transversal no está claramente dividida en zona de cauce y márgenes, entonces las zonas transversales con calados menores de 3 pies y velocidades menores de 3 pies/segundo pueden considerarse como zonas de margen. Si hay una zona de márgenes, el cauce de avenidas puede delinearse bloqueando la conducción a lo largo de la franja que contiene los calados de flujo menores de 3 pies y velocidades menores de 3 pies/segundo. Es poco probable que estas zonas tengan flujo supercrítico. El perfil de la superficie del agua del cauce de avenidas puede calcularse y puede valorarse tanto la energía total como las cotas de la superficie del agua frente a los criterios apropiados de cambio de cota. Si cualquier cambio sobrepasa este criterio, debe reducirse la invasión hasta que los resultados del cálculo indiquen que están dentro del máximo aumento permitido. Las normas del FEMA recomiendan que la cota de energía total se tome como cota de la avenida base para los ríos supercríticos. La cota real de la superficie del agua estará próxima a la cota de energía total a lo largo de la franja del cauce de avenidas. Además la cota de energía total es el mejor indicador del riesgo de avenida en una plana de inundación. La cota de la superficie del agua tenderá a elevar la cota de energía total si se obstruye el flujo. Los cálculos del cauce de avenidas basados en al conducción no son prácticos cuando la cota de la superficie del agua es o está cerca del calado crítico. Las soluciones de calado crítico pueden aparecer en los cálculos del perfil de la superficie del agua con altas velocidades cuando el modelo no está adecuadamente definido. Por lo tanto, los autores del estudio deben procurar que se mejore el modelo, añadiendo perfiles transversales u otros refinamientos, con objeto de eliminar las soluciones supuestas de calado crítico. Si el calado debido a la avenida base es menor o igual a 1,1 veces el calado crítico en varios perfiles transversales, entonces se recomiendan los procedimientos apra


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calcular el flujo supercrítico. Si el perfil de la avenida base está bastante por encima del calado crítico, se recomiendan los procedimientos tradicionales. Sin embargo, el empleo de la cota de energía total como criterio de valoración debería usarse en ríos con altas velocidades que presentan problemas de cálculo de cauce de avenidas. El cambio de la cota de la superficie del agua y e la energía total no debería ser el único criterio para la valoración. Dado el riesgo potencial de los calados de flujo y e la velocidad, así como la respuesta del perfil del cauce de avenidas los cambios del perfil transversal, la valoración del cauce de avenidas debe considerar también la velocidad y el calado calculados en la franja del cauce de avenidas. Aunque este criterio de valoración no está incluido en las normas del FEMA, se propone como una consideración adicional cuando se analizan ríos con altas velocidades. Los valores máximos permitidos de 3 pies de calado y 3 pies/segundo de velocidad se recomiendan para la franja del cauce de avenidas. 8.9.12 Dificultades de la urbanización en el cauce de avenidas Es corriente encontrara urbanizaciones en zonas que se ha definido como regiones del cauce de avenida. Gran parte del crecimiento urbano de Estados Unidos ha tenido lugar en las planas de inundación. A pesar de los millones de dólares invertidos en los trabajos de control de avenidas, continúa aumentando el costo por los daños debidos a avenidas. Las urbanizaciones en la plana de inundación y el aumento resultante de daños por avenidas ha llevado a la creación de una Programa Nacional de Seguros contra Avenidas como ayuda a la promoción de planificación del uso del suelo. Se estudia la mayor parte de las zonas aseguradas porque hay, o pronto las habrá, urbanizaciones en ellas. En muchos casos. Las urbanizaciones han sido tan numerosas que la zona del cauce de avenidas se considera como parte esencial de la comunidad. La demanda de terreno puede llevar a los valores de la propiedad a unos niveles que hacen difícil controlar el uso del terreno para las comunidades locales. El impacto del cauce de avenidas en los valores de la propiedad puede ser grande. Por lo tanto, cualquier procedimiento de determinación del cauce de avenidas puede ser razonable y equitativo. Las dificultadas encontradas en los cauces de avenida desarrollados pueden aplicarse a cualquiera de las situaciones de cauce de avenida descritas en anteriores apartados. Sin embargo, el propósito del cauce de avenida debe tenerse presente cuando se considera tanto el problema como las soluciones alternativas. El cauce de avenida es necesario para proporcionar un paso seguro de la avenida base y para limitar las urbanizaciones adicionales de modo que no tengan un impacto importante con la cota de la avenida. El cálculo de perfiles de la superficie del agua puede llegar a ser difícil con edificios y otras obstrucciones construidas sobre la plana de inundación. Hay dos métodos básicos que pueden usarse para crear el modelo de este tipo de urbanización de la plana de inundación. Los edificios pueden introducirse en el modelo como obstrucciones o pueden ajustarse los coeficientes de pérdida en los perfiles transversales para reflejar las obstrucciones añadidas. Al crear el modelo de estructuras individuales en una plana de inundación puede ser necesario añadir perfiles transversales adicionales. Cuatro perfiles transversales son necesarios para mostrar una parte bloqueada de la plana de inundación, tal como la presencia de un edificio (véase la Figura 8.9.12.1). Dos perfiles transversales describen las caras aguas arriba y aguas abajo, y otros dos perfiles transversales


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describen la zona abierta aguas abajo y aguas arriba del edificio. Si hay que definir muchos edificios, el número de perfiles transversales puede ser bastante grande.

Figura 8.9.12.1 Situación de perfiles transversales y límites de flujo efectivo para crear el modelo de urbanización en una plana de inundación (Montalvo, 1981). Si la urbanización existente en la plana de inundación está terminada y las estructuras d los edificios están alineadas entre sí, entonces la fila de edificios puede tratarse como una obstrucción continua. Este método supone que no hay flujo entre edificios individuales. Aunque esta suposición reduce el número de perfiles transversales necesarios, también disminuye las pérdidas de energía calculadas, debidas a la contracción y expansión del flujo entre edificios. Sin embargo, los coeficientes de pérdida deben ajustarse hacia arriba para tener en cuenta las pérdidas menores calculadas en el modelo. Sin tener en cuenta la hipótesis supuesta, el modelo de plana de inundación requerirá más datos de perfiles transversales que si no existiera la urbanización. Incluso con datos adicionales, se ignora el complicado interflujo bidimensional que podría ocurrir a través de las calles laterales. Las trayectorias del flujo bidimensional no pueden introducirse en el modelo de HEC-2. La ventaja principal de crear el modelo de estructuras individuales en lugar de introducir en el modelo los bloques de edificios es que el modelo de la plana de inundación se basa más en las propiedades físicas. El modelo puede usarse para valorar el impacto de las construcciones adicionales en la plana de inundación. El inconveniente de este método estriba en que los datos de los perfiles transversales añadidos aumentan el costo del estudio. En lugar de crear el modelo de edificios en la plana de inundación, el impacto de las obstrucciones puede estimarse ajustando los valores de la rugosidad n de Manning para reflejar las presencia de los edificios. Se creó un procedimiento en el U.S. Geological Service (USGS) para estimar los daños ajustados del coeficiente n de Manning basándose en la proporción relativa de la anchura transversal bloqueada y la proporción relativa del espacio entre edificios (Hejl, 1977). El procedimiento supone una densidad y una separación uniformes de los edificios en la plana de inundación. La ventaja de usar un valor ajustado del coeficiente n de Manning es la relativa facilidad de su aplicación. El modelo de plana de inundación es básicamente el mismo que para las zonas no urbanizadas. El valor n de Manning se estima de acuerdo con las trayectorias de flujo disponibles y luego se ajustan de acuerdo con la obstrucción relativa debida a la urbanización. El inconveniente de este método es la imposibilidad


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de valorar los cambios de la urbanización creciente en la plana de inundación. El perfil de la superficie del agua, calculado con este método se basa en la urbanización media sobre toda la parte transversal de la plana de inundación. Un problema corriente en el cálculo del cauce de avenidas es la definición del cauce en las proximidades de un puente. El modelo de flujo a través de un puente es complicado. Puede tenerse en cuenta la mayor parte del modelo, después de crear los datos básicos del modelo. Esta discusión no tendrá en cuenta cómo se calcula el flujo a través del puente, pero sí como se calcula e interpreta el cauce de avenidas cerca del puente. Los problemas de cálculo del cauce de avenidas tienen lugar cuando el modelo de puente indica que la avenida base pasará bajo el puente. Bien como flujo bajo o como flujo a presión. Esto significa, por lo general, que el flujo de la plana de inundación debe contraerse para pasar bajo la abertura disponible del puente. Una vez pasado el puente, se expande el flujo hasta los límites de la plana de inundación. Para crear el modelo de contracción y expansión del flujo, los perfiles transversales de la plana de inundación deben ajustarse para que definan sólo la zona de conducción en las proximidades del puente (véase la Figura 8.9.12.2). Esto significa a menudo que los perfiles aguas arriba y aguas abajo del puente no definen ninguna zona de conducción en las márgenes, porque los estribos ocupan toda la zona de la orilla.

Figura 8.9.12.2 Flujo efectivo en las proximidades de un puente Los cálculos del cauce de avenidas se basan en la conducción reducida en las márgenes con objeto de reflejar la urbanización que bloquea el flujo en la zona de la franja de la plana de inundación. Sin embargo, en los perfiles transversales de la proximidad del puente, no hay conducción en las márgenes. Por lo tanto, las estaciones de las invasiones del cauce de avenidas deberían definirse en los bordes de la abertura del puente (usando el método de invasión 1). Si las estaciones de la invasión se usan como límites del cauce de avenidas, éste se contraerá y expandirá a través del puente lo mismo que el flujo. Si la avenida base fluye sobre el puente y los accesos de la carretera, el desbordamiento debe introducirse en el modelo como flujo por vertedero en el perfil transversal del puente. La conducción en las zonas de las márgenes, inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del puente, se considera generalmente efectiva en el supuesto de que el flujo por las márgenes pase sobre el puente y los accesos de la carretera. Por lo tanto, los métodos de invasión basados en la conducción (es decir, los métodos de invasión 3 a 6) pueden usarse en los perfiles transversales de las


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proximidades del puente cuando haya desbordamiento en el puente. Para mantener la consistencia del cauce de avenidas, el desbordamiento del puente debe limitarse a la anchura del cauce de avenidas calculado en los perfiles transversales aguas arriba y aguas abajo. HEC-2 aplicará las ecuaciones de invasión del cauce de avenidas, si se especifica en la caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas (véase la Figura 8.9.12.3).

Figura 8.9.12.3 Caja de diálogo de Descripción de la Invasión del Cauce de Avenidas El principal problema que puede surgir es que exista ya urbanización en la plana de inundación y quizá en el potencial cauce de avenidas. Por lo tanto, la determinación de los límites del cauce de avenidas difiere en las situaciones de urbanización y desarrollo rural. En situaciones rurales con desarrollo de baja densidad, el problema del desarrollo existente en el cauce de avenidas puede no ser muy grave. El desarrollo existente probablemente no tiene un impacto importante sobre la cota de la avenida base. El método tradicional de cálculo del cauce de avenidas puede usarse para definir los límites del desarrollo. Sin embargo, los problemas de aplicación pueden surgir cuando el desarrollo ya exista en una plana de inundación. En situaciones urbanas, probablemente existe un desarrollo de alta densidad en la plana de inundación y posiblemente en el potencial cauce de avenidas. Cuando se calcula el cauce de avenidas, la hipótesis es que el desarrollo futuro bloqueará la conducción a lo largo de la franja de la plana de inundación. Sin embargo, la franja de la plana de inundación puede tener ya un gran desarrollo urbanístico, con muy pocas zonas restantes de desarrollo. La valoración del cauce de avenidas se basa en el impacto del desarrollo urbanístico sobre el perfil de la superficie del agua. No obstante, es difícil crear el modelo de la plana de inundación con desarrollo, y el impacto del desarrollo adicional. Puede haber conducción del flujo a lo largo de las calles y entre edificios en el desarrollo actual de la plana de inundación. El tema estriba en si debe ignorarse la conducción en la franja de la plana de inundación al determinar el cauce de avenidas. Debido al desarrollo urbanístico ya existente, el perfil de la superficie del agua es ya más alto que el perfil en condiciones naturales. Suponiendo que un cauce de avenidas podría elevar el nivel de la avenida base en 1 pie sobre los niveles de avenida existentes, podría haber un problema. Algunos estados y comunidades han fijado una cota mínima permitida más baja de la superficie del agua al reconocer la existencia de un desarrollo urbanístico (Goddard, 1978).


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Para cumplir los objetivos de cauce de avenidas, es necesario disponer de un procedimiento de cálculo que valore razonablemente el impacto del desarrollo de la plana de inundación sobre la cota de la avenida base. Dadas las limitaciones de tiempo y la disposición de estudio de cauce de avenidas, este procedimiento no debería ser complicado. Entre los procedimientos de cálculo revisados, se considera la solución más práctica para los problemas identificados, una combinación del cálculo tradicional del cauce de avenidas con la creación de un modelo urbano simplificado. Deberían incluirse los edificios de la plana de inundación en los datos transversales si son pocos o si se tratan como un bloque compacto de urbanización. El empleo de valores n de Manning ajustados al modelo de desarrollo de la plana de inundación es recomendable en situaciones en las que haya un desarrollo urbanístico amplio. El modelo de la plana de inundación puede crearse sin un detalle exhaustivo de las obstrucciones causadas por los edificios. Los coeficientes de rugosidad se ajustan para tener en cuenta el efecto de los edificios. Aunque este método no puede ser una solución posible, proporcionará unas cotas para la avenida base y un modelo que puede usarse para calcular un cauce de avenidas. El principal inconveniente de este procedimiento es que el modelo no puede usarse para valorar el impacto de los cambios localizados en el desarrollo urbanístico. Una vez definidos los perfiles transversales, el cauce de avenidas se calculará usando los procedimientos tradicionales. Debido a que los valores ajustados del coeficiente n de Manning reflejan el efecto del desarrollo existente en el cauce de avenidas. El desarrollo existente en el cauce de avenidas estará sometido a cambios o adiciones sustanciales. Idealmente, el desarrollo ya existente en el cauce de avenidas deberá eliminarse. Al establecer un cauce de avenidas en la plana de inundación con desarrollo surgirán problemas administrativos. La base para determinar cuando una plana de inundación está total o parcialmente ocupada por el desarrollo urbanístico requiere unas reglas arbitrarias que pueden someterse a debate. Aunque el desarrollo existente puede ser extenso y parezcan ilógicos los cálculos del cauce de avenidas, éste debe calcularse. El cauce de avenidas calculado puede proporcionar una base para limitar posteriormente el desarrollo en zonas que requieren una conducción de la avenida. 8.10 Determinación de la zona con riesgos de avenida Con objeto de establecer unos tipos de seguros contra avenidas, la Administración Federal de Seguros (FIA) ha desarrollado un proceso para transformar la información de frecuencia de avenidas en los tipos de seguros. Este proceso incluye la determinación de tramos, los Factores de Riesgo de Avenidas y las designaciones de Riesgos de Avenida. HEC-2 permite al usuario calcular directamente los Factores de Riesgos de Avenidas y las designaciones de las Zonas de Riesgo de Avenidas en una plana de inundación. 8.10.1 Factores de Riesgo de Avenidas Las utilidades del FIA promedian las diferencias de cota entre perfiles de venida para correlacionar los datos de frecuencia de avenidas con los tipos de seguros frente a avenidas. La diferencia de cotas determinada para un tramo de río (Zona de Riesgo de Avenidas) se conoce como Factor de Riesgo de Avenidas, FHF. El factor FHF se expresa con un código de tres dígitos que indica la diferencia media entre los perfiles para periodos de retorno de 10 y 100 años en decenas de pies. El código FHF se redondea hasta medios pies para las diferencias de hasta 10 pies y se redondea a 1


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pie para las diferencias mayores que 10 pies. Por ejemplo, si la diferencia media es 1,2 pies, el FHF apropiado es 010; para una diferencia de 1,4 pies, el FHF es 015 y para una diferencia de 10,4 pies, el FHF es 100. 8.10.2 Determinación del tramo Para determinar las Zonas de Riesgo de Avenidas, los ríos se dividen en tramos con las mismas características de frecuencia de avenidas. El riesgo dentro de cada zona viene dado por el FHF de acuerdo con la diferencia de cotas promediada con la longitud entre perfiles para periodos de retorno de 10 y 100 años. Los tramos se determinan de modo que la variación de la diferencia promediada con la longitud no sea superior a la variación indicada en la Tabla 8.10.2.1 en más de un 20% de la longitud del tramo. Tabla 8.10.2.1 Estudio de Seguros frente a avenidas. Normas y especificaciones. Departamento de Desarrollo Urbano de U.S. (Federal Insurance Administatiom, 1977). Diferencia media entre avenidas de 10 y 100 años Variación permitida Menos de 2 pies 0,5 pies Entre 2 y 7 pies 1,0 pies Entre 7 y 12 pies 2,0 pies Más de 12 pies 3,0 pies Por ejemplo, sin un río tiene una diferencia media de cotas entre perfiles para periodos de retorno de 10 y 100 años de 5,2 pies, la variación permitida es de 1 pie. Si por lo menos el 80% del río (en longitud) tiene una diferencia de cotas superior a 4,2 pies y/o menos de 6,2 pies, el río puede tratarse como un único tramo con un FHF de 050. 8.10.3 Designación de las zonas Las Zonas de Riesgo de Avenidas determinadas en las planas de inundación se designan desde A1 a A30. La Tabla 8.10.3.1 muestra la relación de FHF y las designaciones de las Zonas. Tabla 8.10.3.1 Designaciones de Zonas de Avenidas Factores de Riesgo de Avenidas Designación de la Zona

050,010, 015,... 095 A1, A2, A3,.... A19 100,110, 120,....200 A20, a21, A22,....A30

8.10.4 Aplicación de HEC-2 Para determinar las Zonas de Riesgo de Avenidas es necesario especificar las entradas de flujo del perfil para calcular los perfiles para periodos de retorno de 10, 50, 100 y 500 años en orden creciente (por ejemplo, el perfil para un periodo de retorno de 10 años será el perfil 1 y para un periodo de retorno de 500 años será el perfil 4). Los cálculos del FHF están incluidos en el programa cuando se solicita la tabla resumen 201, Tabla de Datos de Zona de Seguros frente a Avenidas. La Tabla 201 puede ser solicitada por el usuario en la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida (véase la Figura 8.10.4.1).


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Figura 8.10.4.1 caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida La Tabla de Datos de Seguros frente a Avenidas proporciona un cálculo de los Factores de Riesgo de Avenidas, FHF, las Zonas y las diferencias medias compensadas entre los perfiles de la avenida de 100 años (avenida base) y los perfiles para las avenidas de 10, 50 y 500 años. El programa calcula el FHF para todo el tramo del río y luego imprime una tabla titulada FLOOD HAZARD FACTOR FOR ENTIRE REACH USING SECTIONS. Un ejemplo de esta tabla se muestra en la Figura 8.10.4.2.

Figura 8.10.4.2 Ejemplo de la Tabla 201 (primera parte) Como se ve en la Figura 8.10.4.2, se muestran los siguientes encabezamientos en la Tabla Resumen 201: • Número del perfil transversal • Distancia a origen • Diferencia de cotas entre la avenida base (100 años – perfil 3) • Avenida de periodo de retorno de 10 años (10 años – perfil 1) • Avenida de periodo de retorno de 50 años (50 años – perfil 1) • Avenida de periodo de retorno de 500 años (500 años – perfil 1)


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Al final de esta tabla se muestra la Media Ponderada para el Tramo para las distintas categorías. También se muestran los FHF, el porcentaje de tramo que está dentro del rango especificado de FIA y la Zona para el tramo basado en el FHF calculado. Si el tramo tiene un 80% o más de valores de diferencia compensada dentro del rango especificado, el FJF calculado, la Zona y las diferencias medias calculadas satisfacen los requisitos de los criterios del FIA en todo el tramo. El programa subdividirá automáticamente los tramos en otros más pequeños que reúnan el criterio del 80% e imprimirá esta información en una segunda tabla que muestra el FHF calculado para cada subdivisión de tramo (véase la Figura 8.10.4.3). Las longitudes de los tramos divididos se basan en las distancias más cortas entre perfiles transversales adyacentes, pero debe tener, por lo menos, una longitud de 100 pies. Usando incrementos variables, puede calcularse continuamente el FHF en cada tramo. La salida de información de la tabla mostrada en la Figura 8.10.4.3 debería bastar para determinar donde debe subdividirse el tramo para que reúna los requisitos del FIA en un 80%, por lo menos, de cada tramo que tenga una variación de cota menor que la requerida en la Tabla 8.10.2.1


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Figura 8.10.4.3 ejemplo de la Tabla 201 (segunda parte) A continuación se muestra una descripción de cada encabezamiento de columna de la Tabla 201 de la Figura 8.10.4.3 : Número de incremento Esta columna identifica el número de incremento para cada intervalo usado para dividir el tramo total. Longitud del tramo Esta columna identifica la longitud de cauce para la primera sección del incremento actual. La longitud mostrada para el primer incremento es la longitud del intervalo constante usada por el programa para subdividir el tramo total. Cota media Esta columna representa los valores medios dentro de cada incremento. 10% es la cota de la superficie del agua para la avenida de 10 años de periodo de retorno


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1% es la cota de la superficie del agua para la avenida de 100 años de periodo de retorno Las cotas del incremento están interpoladas linealmente a partir de los resultados de los perfiles transversales. Diferencia media de la cota de avenida Esta columna identifica la diferencia entre cotas para los perfiles 1 y 3 Media ponderada Esta columna especifica la diferencia de cota media ponderada con la longitud desde el principio del tramo hasta el incremento actual. Factor de Riesgo de Avenida Esta columna identifica el factor de riesgo de avenidas (FHF) basado en la diferencia media ponderada. Por lo tanto, esta columna identifica el FHF desde el principio del tramo hasta el incremento actual. Porcentaje incluido Esta columna representa la parte de tramo (desde el principio de incremento actual) que está dentro del rango especificado para el FHF actual. La salida por impresora que se muestra en la Figura 8.10.4.3 indica los números de los perfiles transversales como incrementos, ya que están situados dentro del tramo. Los números de los perfiles transversales se imprimen al lado derecho de la tabla como Section: XXX.XXX. Al final de la salida por impresora que se muestra en la Figura 8.10.4.3, hay una descripción de cómo puede subdividirse el tramo para las pasadas de cálculo siguientes. Por ejemplo, en la tabla de la Figura 8.10.4.3, el mensaje indica que el río se dividió en dos tramos – uno que termina en el incremento 18 y el segundo que termina en el incremento 34. Estos valores pueden especificarse como 202 18 34 en la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida para proporcionar los cálculos de estos dos tramos. Si los valores previamente descritos se especifican en la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida, todos los incrementos se imprimirán más los resultados de los dos tramos. Si solo se quieren ver los resultados de cada tramo, el primer número de incremento debe especificarse con u signo menos. Esto anulará los resultados intermedios. Por ejemplo, 202 –18 34, mostrará los resultados que se muestran en la Figura 8.10.4.4..


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Figura 8.10.4.4 Factores de riesgo de avenida continuos (FHF) por incrementos Cuando se duda sobre cómo dividir el tramo, el usuario deberá especificar varias alternativas en la caja de diálogo de Tablas Resumen & Opciones de Salida y deberá realizar otro cálculo- Por ejemplo, 202 –18 34 203 –18 34 proporcionará dos subdivisiones distintas. La primera es la misma que la del ejemplo anterior y la segunda es para los extremos de los tres tramos con incrementos de 18, 30 y 34, como se ve en la Figura 8.10.4.5.

Figura 8.10.4.5 Factores de riesgo de avenida continuos (FHF) por incrementos 8.11 Análisis de la mejora del cauce Los datos de la geometría del perfil transversal pueden modificarse simulando una excavación trapecial usando la opción de mejora de HEC-2. Esta opción permite al usuario analizar las mejoras hechas en los perfiles transversales del cauce. La excavación trapecial se especifica definiendo el eje, la cota de solera, la anchura del fondo, el coeficiente n de Manning y los taludes laterales izquierdo y derecho de la excavación. La Figura 8.11.1 muestra gráficamente estos parámetros de mejora del cauce.


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Figura 8.11.1 Ilustración de los parámetros de mejora del cauce Los parámetros de mejora del cauce se especifican en la caja de diálogo de Descripción de la Mejora del cauce (véase la Figura 8.11.2).

Figura 8.11.2 Caja de diálogo de Descripción de la Mejora del cauce La opción de mejora del cauce proporciona una gran flexibilidad para modificar los perfiles transversales existentes. Puede definirse un máximo de tres mejoras del cauce independientes en cada perfil transversal. La Figura 8.11.5 ilustra la aplicación de la opción de mejora del cauce. Nótese que el perfil transversal mejorado está modificado solo mediante excavación y no con relleno. Si se desea, el viejo cauce puede rellenarse antes de realizar la excavación.


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Figura 8.11.3 Ejemplo de perfil transversal del cauce antes y después de su mejora Las estaciones izquierda y derecha de las márgenes se trasladan automáticamente con cada excavación y generalmente coinciden con la estaciones de las orillas de la excavación final. Por lo tanto, en una excavación múltiple en un simple perfil transversal, las estaciones finales de as márgenes terminarán en situaciones totalmente distintas, basándose simplemente en el orden especificado de las excavaciones (véase la Figura 8.11.4).

Figura 8.11.4 Mejora múltiple del cauce (excavación y relleno) Debe advertirse que las estaciones de las orillas se trasladan hacia fuera en HEC-2 con cada ampliación de la excavación, pero no se trasladan hacia adentro. Por ejemplo, si se especifica la excavación del cauce piloto anterior después de especificar la excavación del cauce principal, las estaciones de las orillas no se moverán hacia dentro de las estaciones de la orillas del cauce piloto inferior. Sin embargo, si la excavación del cauce está completamente fuera del cauce existente, entonces ambas estaciones de las márgenes se trasladan a las nuevas estaciones del cauce. La Figura 8.11.5 muestra algunas de las estaciones de las márgenes usadas en HEC-2.


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Figura 8.11.5 Ejemplos de estacionamiento lógico de márgenes usado en HEC-2 La opción de mejora del cauce también permite al usuario especificar un cambio de la longitud del tramo del cauce. Esto se hace típicamente cuando las nuevas alineaciones del cauce están introduciéndose en el modelo, como se ve en la Figura 8.11.6.

Figura 8.11.6 Modificación de la longitud del tramo del cauce usando la opción de mejora del cauce. Como en otras opciones de HEC-2, una vez que se ha especificado la mejora del cauce en un perfil transversal, se propaga automáticamente a lo demás perfiles transversales aguas arriba (si se realiza un cálculo de perfil subcrítico) o hacia aguas abajo (si se realiza un cálculo de perfil supercritico). Si se desea terminar la mejora del cauce en un perfil transversal en concreto. Entonces debe especificarse una anchura de fondo de cauce de 0,01 (véase la Figura 8.11.2). Si se han especificado excavaciones múltiples, entonces cada anchura de fondo de cauce debe ser igual a 0,01. Fichero TAPE16 Debe advertirse que BOSS RCAD generará automáticamente un fichero parcial de entrada de datos de entrada llamado TAPE16, que contiene la geometría revisada de los perfiles transversales para la mejora definida del cauce. Este fichero de datos


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puede usarse después como fichero de entrada (que puede volverse a importar en BOSS RCAD), lo que permite al usuario definir las subzonas de rugosidad adicional usando el estacionamiento de los perfiles transversales en la caja de diálogo de Edición de la geometría del Perfil Transversal. Debe tenerse cuidado al usar la opción de mejora del cauce en HEC-2. Los métodos de invasión del cauce 1 y 2 se realizan antes de cualquier mejora del cauce, mientras que los métodos de invasión 2 a 6 se realizan más tarde. Debido a que el método 1 de invasión puede crear invasiones con muros verticales altos, las estaciones de mejora del cauce calculadas por HEC-2 pueden terminar quedando fuera de cualquier estacionamiento dado del cauce, causando así que no se definan las estaciones de las márgenes. No se recomienda realizar mejoras del cauce en la ubicación de un puente, especialmente si se especifica el método de puente normal. La mejora del cauce puede eliminar estaciones del terreno que es necesario que coincidan con las estaciones de la arista inferior y de la calzada del puente preexistente. Finalmente, la definición de la rugosidad horizontal n de Manning es un perfil transversal usando la caja de diálogo de Edición de la geometría del Perfil Transversal (véase la Figura 8.11.7) no puede usarse ya que la opción de mejora del cauce realiza su propia versión de definición de la rugosidad horizontal n de Manning. En su lugar, la rugosidad debe definirse para la margen izquierda, el cauce y la margen derecha, como está previsto en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 8.11.8).

Figura 8,11,7 Caja de diálogo de Edición de la geometría del Perfil Transversal


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Figura 8.11.8 Caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal 8.12.1 Otras opciones de HEC-2 El programa puede, en una sola pasada, calcular hasta catorce perfiles usando los mismos datos de los perfiles transversales. Especificando simplemente los caudales y las cotas iniciales correspondientes de la superficie del agua en cada perfil en la caja de diálogo de Descripción de Cálculo de Perfiles (véase la Figura 8.12.1). Nótese que los perfiles deben ser los mismos que los del flujo (es decir, subcríticos o supercríticos). No se toleran flujos mixtos.

Figura 8,12.1 Caja de diálogo de Descripción de Cálculo de Perfiles 8.12.2 Cálculo del calado crítico En HEC-2 se dispone de varias opciones para calcular el calado crítico. El calado crítico puede pedirse en cada perfil transversal de una cálculo subcrítico desde la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.12.2.1)


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Figura 8,12.2.1 Caga de dialogo de Parámetros de Trabajo La tolerancia por defecto usada para terminar los cálculos de calado crítico es el 2,5 por ciento del calado crítico. Por ejemplo, si el usuario quiere calcular el calado crítico en cada perfil transversal con una tolerancia del 1,5 por ciento, debe introducirse el valor de 1,5 en la entrada de datos de Error permitido para el calado crítico y debe situarse en ON la caja de Cálculo del calado crítico. Como se dijo en el apartado titulado Determinación del calado Crítico de este capítulo, el caldo crítico se calcula automáticamente para los perfiles transversales de los perfiles subcríticos, siempre que la altura debida a la velocidad sobrepase la carga debida a la velocidad ensayada. Como se dijo anteriormente, la tolerancia por defecto usada en los cálculos del calado crítico es del 2,5 por ciento del calado crítico. El usuario puede especificar una tolerancia alternativa usando la entrada de datos de Error permitido para el calado crítico. 8.12.3 Perfiles de los afluentes del río BOSS RCAD no puede calcular directamente los perfiles de flujo para los sistemas de los afluentes de un río, usando una sola pasada del programa. Para calcular los perfiles de flujo en un sistema de afluentes de un río, es necesario dividir el sistema fluvial en ríos separados y crear el modelo de cada uno de ellos por separado (véase la Figura 8.12.3.1). El río principal debe calcularse en primer lugar. La característica de metajob de BOSS RCAD es ideal para definir los múltiples modelos de HEC-2 para crear el modelo de los perfiles de los afluentes del río dentro de un solo dibujo.


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Figura 8.12.3.1 Sistema de afluentes de un río 8.12.4 Calibrado del coeficiente n de Manning El calibrado del modelo de HEC-2 es necesario antes de hallar los perfiles del agua para otros caudales y la creación del modelo de invasiones o mejoras del cauce. Parte del proceso de calibrado consiste en determinar los valores precisos del coeficiente de rugosidad n de Manning. El coeficiente n de Manning se determina generalmente calibrando todo el modelo con los episodios registrados de avenidas históricas. El coeficiente n de Manning puede resolverse mediante dos métodos usando HEC-2. Al usar el primer método, el programa puede calcular los valores n de Manning directamente a partir de los datos de aguas altas y/o registros de aforos si se conocen las del caudal respecto a los valores n de Manning para el cauce y las márgenes y las cotas de la superficie del agua en cada perfil transversal. Debe especificarse la mejor estimación del coeficiente n de Manning para el cauce, y las márgenes izquierda y derecha en el primer perfil transversal en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 8.12.4.1), ya que no es posible calcular el coeficiente n de Manning para este perfil transversal.

Figura 8.12.4.1 Caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal La relación relativa del coeficiente n de Manning entre el cauce y las márgenes se fija en el primer perfil transversal y se usará en los siguientes perfiles transversales a menos que el usuario decida cambiar este coeficiente en el último perfil transversal mediante la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal.


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Las marcas de aguas altas se usan como cotas calculadas de la superficie del agua y se introducen en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal en cada perfil transversal. El usuario puede solicitar que el programa calcule los valores n de Manning usando la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.12.4.2).

Figura 8.12.4.2 Caja de diálogo de Parámetros de Trabajo Cuando se resuelven los valores n de Manning, el usuario debería especificar la media de las pendientes de rozamiento como método de Cálculo de Pérdidas por rozamiento en la caja de diálogo de Parámetros de Trabajo (véase la Figura 8.12.4.2). Si va a utilizarse una de las ecuaciones para crear el modelo de perfil, entonces los valores n de Manning determinados por el programa deben comprobarse usando el método de cálculo apropiado de pérdida por rozamiento. Debido a la sensibilidad de los resultados del cálculo a los errores vistos en las marcas de aguas altas observadas, debe calcularse también en cada perfil transversal un valor n de Manning compensado, WTN. WTN es el valor n de Manning del cauce, compensado con la longitud desde el primer perfil transversal hasta el perfil transversal actual. Cuando se encuentra una pendiente contraria, los cálculos comienzan usando los valores n de Manning del perfil transversal anterior, pero continúan los cálculos de WTN. Estos valores de WTN pueden usarse como punto de referencia cuando se comprueba la idoneidad de los valores n de Manning. Un segundo método que puede usarse para calibrar los coeficientes de los valores n de Manning consiste en especificar l caudal y un supuesto conjunto de valores n de Manning y hacer que el programa calcule un perfil de la superficie del agua que luego se compara con el perfil registrado de aguas altas. En este método, pueden introducirse las marcas de aguas altas en la caja de diálogo de Descripción del Perfil Transversal (véase la Figura 8.12.4.2). sin tener que ser incluidos en los cálculos del perfil de la superficie del agua. Esto permite al usuario comparar fácilmente, en la salida por impresora, la cota registrada con la cota calculada de la superficie del agua. Este método puede usarse iterativamente para calibrar los valores n de Manning en cada tramo de río estudiado. Para más información sobre el calibrado de los modelos del perfil de la superficie del agua, véase el apartado titulado Calibrado del Modelo en el Capítulo 5.


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8.12.5 Método modificado de Puls BOSS RCAD no puede actualmente proporcionar directamente tarjetas de salida para el Método modificado de Puls, usado por el programa de ordenador HEC-1. Si se requiere el método modificado de Puls, entonces es necesario añadir manualmente los registros J4 al fichero de transferencia de datos creado por BOSS RCAD. Para más información sobe el acceso al fichero de transferencia de datos creado por BOSS RCAD, véase el apartado titulado Acceso al Fichero de Transferencia de Datos en el apartado titulado Generación de un Fichero de Transferencia de Datos en el Capítulo 3. 8.12.6 Ríos con cubierta de hielo La opción de HEC-2 de cálculo de la cubierta de hielo puede usarse para determinar los perfiles de la superficie del agua en ríos con cubierta de hielo flotante o estacionaria, puentes flotantes y acarreos flotantes en puentes. El programa tiene en cuenta los aspectos hidráulicos del flujo bajo el hielo como una reducción de la superficie del flujo, un perímetro mojado aumentado y una rugosidad del hielo. Pueden especificarse distintos espesores de hielo en el cauce principal y en ambas márgenes (véase la caja de diálogo de Descripción de Hielo Flotante mostrada en la Figura 8.12.6.1). Se determina un valor compuesto de la rugosidad n de Manning en el programa usando la ecuación de Belokon-Sabaneeve. La opción de cálculo de la cubierta de hielo puede usarse también para determinar las obstrucciones de hielo a través de la aplicación de la función de estabilidad de Pariset.

Figura 8.12.6.1 Caja de diálogo de Descripción de hielo flotante La cubierta de hielo en ríos anchos tiende a romperse debido a la expansión térmica y a la contracción y fluctuaciones del nivel del agua. Por lo tanto, el hielo que cubre los ríos anchos es libre de subir y bajar con los cambios de caudal. En ríos pequeños, la cubierta de hielo puede tener la suficiente resistencia para tapar completamente un puente, colocándose a la izquierda y a la derecha en las márgenes. Esta cubierta de hielo puede crear una presión del flujo bajo hielo y el flujo en cauce abierto sobre el hielo durante episodios de aguas altas. Del mismo modo, las condiciones de cauce abierto pueden tener lugar debajo del hielo en episodios de flujo bajo. HEC-2 supone que esta cubierta de hielo es estacionaria (es decir, que no flota hacia aguas abajo) y que es libre de flotar (es decir, en condiciones de ríos anchos). El perfil de la superficie del agua se calcula para ríos con cubierta de hielo mediante los


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cálculos estándar de remanso, teniendo en cuenta la pérdida de superficie de flujo bloqueada por el hielo, el aumento del perímetro mojado y la diferencia de rugosidad entre la parte inferior del hielo y el lecho del río. La posición del hielo flotante en relación con la superficie del agua (altura piezométrica) se determina por el peso específico del hielo, que típicamente es 0,92. Metodología del cálculo del hielo Los parámetros hidráulicos usados en el cálculo de la superficie del agua para el flujo con cubierta de hielo se muestran en la Figura 8.12.6.2. Los parámetros que se muestran en esta figura son los siguientes: A = superficie de flujo abierto bajo el hielo Wp = perímetro mojado del cauce B = perímetro mojado del hielo nb = valor n de Manning para el lecho del río ni = valor n de Manning para el hielo

Figura 8.12.6.2 Parámetros hidráulicos del río con cubierta de hielo La superficie del hielo se determina con la expresión siguiente:

donde: A1 = área total de la superficie libre del agua h = espesor de la cubierta de hielo 0,92 = peso específico del hielo El radio hidráulico se determina así:

En cauces amplios cubiertos de hielo, el perímetro mojado total (Wp + B) es casi el doble que el perímetro mojado para el mismo cauce sin cubierta de hielo. Por lo tanto, el radio hidráulico resultante es casi la mitad que en un cauce abierto. El perímetro mojado aumentado es la razón principal para que los ríos cubiertos de hielo requieran


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unos calados mayores (y, por lo tanto, mayor superficie de flujo) para conducir un caudal equivalente. Las investigaciones (Carey, 1967) muestran que la fórmula de Belokon-Sabaneev describe adecuadamente un valor compuesto n de Manning para los ríos con cubierta de hielo. Los valores típicos de rugosidad usados para determinar un valor compuesto de n de Manning oscilan entre 0,01 y 0,05. Puede ser necesario calcular este valor usando las ecuaciones de flujo uniforme y las mediciones de campo del flujo durante el invierno – por ejemplo, durante los periodos de deshielo pueden formarse ondulaciones en el lado inferior del hielo. La fórmula de Belokon-Sabaneev viene dada por la siguiente expresión:

donde: nc = valor compuesto de Manning nb = valor n de Manning para el lecho del río ni = valor n de Manning para el hielo Cálculo de la estabilidad del hielo El cálculo de la estabilidad del hielo hecho por investigadores de Canadá y Estados Unidos ha mostrado que la estabilidad de las cubiertas de hielo y la formación de obstrucciones de hielo son un proceso complejo. Se ha visto que la estabilidad del hielo es función de las dimensiones relativas del río, de las propiedades del hielo y de la velocidad del flujo. Pariset (1966) presentó unos criterios de estabilidad de la cubierta de hielo aconsejables para el cálculo en ríos anchos con cubierta de hielo sin cohesión. El hielo de la desintegración primaveral se considera que tiene una cohesión despreciable y se calcula apropiadamente mediante los criterios de Pariset, que están incorporados en HEC-2. Calkins (1978) indicó que las ecuaciones de Pariset son apropiadas para ríos profundos. Los ríos, según Clkins, pueden considerarse profundos si el calado del flujo es superior a 12 pies. La función de estabilidad de Pariset emplea un factor (o indicador) de estabilidad adimensional del hielo para interpretar la relación del espesor del hielo, T, respecto al calado del agua aguas arriba, H. Esta función de estabilidad tiene la siguiente forma:

donde: X = factor de estabilidad del hielo Q = caudal (en pies3/segundo) C = coeficiente de Chezy B = anchura del río (en pies) H = calado del agua aguas arriba (en pies) La interpretación del valor de la función de estabilidad y el espesor del hielo respecto al calado del agua se muestra en la Figura 8.12.6.3


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Figura 8.12.6.3 Función de estabilidad de la cubierta de hielo (Pariset, 1966)


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8.13 Referencias Las referencias aquí incluidas son una excelente fuente para la explicación adicional sobre la teoría y metodología usada en HEC-2


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CAPÍTULO 9 Metodología del Programa HEC-2 La versión actual de HEC-RAS solo tolera los cálculos del perfil de la superficie del agua con flujo unidimensional estable. Este capítulo expone la documentación específica sobre las capacidades hidráulicas de la parte de flujo constante de HEC-RAS. La documentación de los cálculos de flujo inestable y de transporte de sedimentos estará disponible a medida que se añadan estas características a HEC-RAS. Este capítulo describe la teoría y los requisitos de datos para que sean realizados los cálculos en HEC-RAS. La ecuaciones se presentan junto con las hipótesis usadas en su formulación. Se proporcionan las discusiones sobre cómo estimar los parámetros del modelo, así como las normas sobre varios métodos de creación de modelo. 9.1 Revisión de este capítulo Este manual presenta la teoría y los requisitos de datos para los cálculos hidráulicos en el programa HEC-RAS. El manual está organizado de la siguiente forma: 1. El apartado 9.2 muestra una revisión general de las capacidades de cálculo de

HEC-RAS. 2. El apartado 9.3 proporciona una revisión de los cálculos hidráulicos en HEC-RAS. 3. El apartado 9.4 describe los requisitos de datos básicos para realizar los varios

cálculos hidráulicos disponibles. 4. El apartado 9.5 es una revisión de algunas de las capacidades hidráulicas

opcionales de HEC-RAS. 5. Los apartados 9.6 a 9.9 proporcionan unas discusiones detalladas sobre la

creación de modelos de puentes y obras de desagüe. 6. El apartado 911 describe cómo realizar los cálculos de invasión del cauce de

avenidas. 9.2 Revisión de las capacidades de cálculo hidráulico HEC-RAS está diseñado para realizar cálculos hidráulicos unidimensionales para cauces naturales y artificiales. A continuación se expone una descripción de las principales capacidades hidráulicas de HEC-RAS. 9.2.1 Perfiles de la superficie del agua con flujo constante Este programa de HEC-RAS pretende realizar el cálculo de los perfiles de la superficie del agua para flujo constante gradualmente variable. El componente de flujo constante es capaz de crear el modelo de perfiles del agua con regímenes de flujo subcríticos, supercríticos y mixtos. El procedimiento de cálculo básico se basa en la solución de una ecuación de energía unidimensional. Se valoran las pérdidas de energía por rozamiento (es decir, ecuación de Manning) y por contracción y expansión (es decir, coeficiente multiplicado por el cambio de la carga debida a la velocidad). La ecuación del momento se utiliza en aquellas situaciones en que el perfil de la superficie del agua varía rápidamente, Estas situaciones incluyen los cálculos en régimen de flujo mixto (es decir, resaltos

hidráulicos), las hidráulica de puentes, y la valoración de los perfiles en las confluencias de un río (es decir, unión de ríos). Los efectos de las distintas obstrucciones tales como puentes, obras de desagüe, azudes y estructuras situadas en la plana de inundación , pueden considerarse en los cálculos. El sistema de flujo constante está proyectado para ser aplicado en el tratamiento de la plana de inundación y en los estudios de seguros contra avenidas para valorar las invasiones del cauce de avenidas. Además, las características especiales adicionales incluyen los cálculos de perfiles múltiples, el análisis de puentes y/o obras de desagüe con aberturas múltiples y la creación de modelos con diques. 9.2.2 Simulación de flujo inestable Este componente de HEC-RAS es capaz de simular un flujo inestable unidimensional a través de una red de cauces abiertos. El sistema de resolución de la ecuación de flujo inestable ha sido tomada del modelo UNET del Dr. Robert L. Barkau (Barkau, 1992 y HEC, 1993), Este componente de flujo inestable se creó en principio para los cálculos de régimen de flujo subcrítico. Los cálculos hidráulicos para perfiles transversales, puentes, obras de desagüe y otras estructuras hidráulicas que han sido creados para el componente de flujo constante se ha incorporado en el módulo de flujo inestable. Además, el componente de flujo inestable tiene la posibilidad de crear el modelo de zonas de almacenamiento, presas para navegación, compuertas de aliviadero, túneles, estaciones de bombeo y rotura de diques. Nótese que este componente del sistema de creación de modelo de HEC-RAS se está desarrollando actualmente en el Centro de Ingeniería Hidrológica del Army Corps of Enginners y aún no esta disponible. 9.2.3 Cálculos de transporte de sedimentos/límites móviles Este componente de HEC-RAS pretende crear la simulación de los cálculos unidimensionales de transporte de sedimentos/límites móviles resultantes de la erosión y deposición en un tiempo prudente de tiempo (es decir, típicamente años, aunque son posibles las aplicaciones a episodios únicos de avenida). El transporte potencial de sedimentos se calcula mediante la fracción de tamaño del grano, lo que permite la simulación de la clasificación y blindaje hidráulicos. Las características principales incluyen la disponibilidad de crear un modelo de toda la red fluvial, cauces de drenaje, varios diques y alternativas de invasión, y el empleo de varias ecuaciones diferentes para el cálculo de transporte de sedimentos. El modelo está proyectado para simular las tendencias a largo plazo sobre erosión y deposición en el cauce de un río que puede dar como resultado una modificación de la frecuencia y duración del caudal y cota del agua , o la modificación de la geometría del cauce. Este sistema puede usarse para valorar la deposición en embalses, las condiciones de proyecto del cauce requeridas para mantener el calado para navegación, para predecir la influencia del dragado para un ritmo de deposición, y estimar la máxima erosión posible durante los episodios de grandes avenidas, y valorar las sedimentación de cauces fijos.

Nótese que esta componente de este sistema de creación del modelo de HEC-RAS está siendo desarrollado actualmente en el Centro de Ingeniería Hidrológica del Army Corps of Enginners y aún no esta disponible. 9.3 Base teórica de los cálculos unidimensionales del flujo Este apartado describe las metodologías usadas para realizar los cálculos unidimensionales del flujo dentro de HEC-RAS. Las ecuaciones básicas se presentan junto con la discusión de los distintos términos. Se describen los esquemas de solución para las distintas ecuaciones. Las discusiones son acompañadas de una explicación de cómo deben aplicarse las ecuaciones, así como los límites de su aplicación. 9.3.1 Revisión general Este apartado describe la base teórica para los cálculos unidimensionales del perfil de la superficie del agua. Este apartado se limita actualmente a las discusiones sobre los cálculos unidimensionales del perfil de la superficie del agua con flujo constante. Cuando se añadan a HEC-RAS los cálculos de flujo variable y de transporte de sedimentos, las discusiones sobre estos temas se incluirán en este capítulo. 9.3.2 Perfiles de la superficie del agua con flujo constante HEC-RAS es capaz actualmente de realizar cálculos unidimensionales del perfil de la superficie del agua para flujos constantes que varían gradualmente en cauces naturales o artificiales, Pueden calcularse perfiles de la superficie del agua con régimen subcrítico, supercrítico y mixto. Los temas discutidos en este apartado incluyen: • Ecuaciones para los cálculos básicos del perfil. • Subdivisión del perfil transversal para cálculos de conducción. • Coeficiente compuesto n de Manning para el cauce principal. • Coeficiente compensador de la velocidad, α. • Valoración d las pérdidas por rozamiento. • Pérdidas por contracción y expansión. • Procedimiento de cálculo. • Determinación del calado crítico. • Aplicaciones de la ecuación del momento. • Limitaciones del modelo de flujo cosntante. 9.3.3 Ecuaciones para cálculos básicos del perfil Los perfiles de la superficie del agua se calculan desde un perfil transversal al siguiente resolviendo la ecuación de energía mediante un procedimiento iterativo llamado método estándar de pasos. La ecuación de la energía se escribe del siguiente modo:

donde (véase la Figura 9.3.3.1):

WS1, WS2 son las cotas de la superficie del agua en los finales del tramo. V1, V2 son las velocidades medias Caudal total/superficie de flujo total) en los

extremos de cada tramo α1, α2 son los coeficientes de velocidad para el flujo en lso extremos de cada tramo g es la aceleración de la gravedad h1 es la pérdida de carga de energía L es la longitud del tramo compensada con el caudal S1 es la pendiente de rozamiento representativa del tramo C es el coeficiente de pérdida por expansión o contracción

Figura 9.3.3.1 Representación de los términos de la ecuación de energía La pérdida de carga de energía (he) entre dos perfiles transversales está compuesta por las pérdidas por rozamiento y las pérdidas por expansión o contracción. La ecuación de la pérdida de energía es la siguiente:

donde: L = longitud del tramo compensada por el caudal

Sf = pendiente representativa del rozamiento para el tramo C = coeficiente de pérdida por expansión o contracción La distancia compensada con la longitud del tramo, L, se calcula así:

donde: Llob = longitud del tramo para el flujo en la margen izquierda Lch = longitud del tramo para el flujo en el cauce principal Lrob = longitud del tramo para el flujo en la margen derecha Qlob = media aritmética del flujo al final del tramo para la margen izquierda Qch = media aritmética del flujo al final del tramo para el cauce principal Qrob = media aritmética del flujo al final del tramo para la margen derecha 9.3.4 Subdivisión del perfil transversal para cálculos de conducción La determinación de la conducción total y el coeficiente de velocidad para un perfil transversal requiere que el flujos se subdivida en unidades para que la velocidad esté uniformemente distribuida. La aproximación usada en HEC-RAS consiste en subdividir el flujo en las zonas de márgenes usando el perfil transversal de entrada

river

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