Aplicacion Hec Hms

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  • 7/31/2019 Aplicacion Hec Hms

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    APLICACIN DEL SOFTWARE HEC-HMS 2.1 AL DISEO DE ALIVIADEROS

    I.-INTRODUCCION

    El aliviadero es una estructura fundamental en la vida til de una presa, como tal su

    diseo se fundamenta en determinar el trnsito de avenida o el trnsito de caudalesque describe el cambio de flujo en funcin del tiempo (hidrograma Q vs T ), en unpunto de un curso de agua apartir de hidrogramas conocidos en uno o ms puntosaguas arriba de una cuenca

    Debe tenerse en cuenta que la forma de la onda cambia segn se mueve aguas abajo,estos cambios que sufre la onda se deben a contribuciones de agua y a que lasvelocidades en los distintos puntos de la onda son desiguales.

    El trnsito de avenidas en reservorios es una tcnica que se emplea para conocer elcambio de forma y el desplazamiento en el tiempo del hidrograma de entrada y salidadel reservorio, Para efectuar un trnsito de avenidas en reservorios se debe conocerlas relaciones entre almacenamiento y caudales de salida, para establecer estarelacin es necesario manejar dos tipos de curvas: la de elevaciones - volmenes dealmacenamiento del reservorio, y la de elevaciones - volmenes de salida por la obra deexcedencias. La primera curva se obtiene a partir de los planos topogrficos del vaso,la segunda, si se trata de un vertedero de cresta

    El modelo Hec-Hms: Hydrologic Engineering Center (HEC), Hydrologic Modeling

    System (HMS) es un modelo hidrolgico de eventos desarrollado por el US Army Corpof Enginners de los Estados Unidos,ha sido diseado para simular el proceso deprecipitacin escorrenta de cuencas con drenaje dendtrico. El modelo ha sidoconcebido para ser aplicada a un gran rango de situaciones geogrficas resolver ungran nmero de problemas. Esto incluye desde disponibilidad de agua y problemas deinundaciones para grandes cuencas hasta el drenaje urbano de pequeas cuencas. Loshidrogramas producidos pueden ser utilizados directamente o conjuntamente conotros programas para el estudio de problemas relacionados con disponibilidad de agua,

    drenaje urbano, predicin de inundaciones, impacto de urbanizacin futura, diseo dealiviaderos para represas, reduccin de daos por inundaciones, legislacin sobreplanicies de inundacin y operacin de sistemas.

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    II.-OBJETIVOS

    2.1.-OBJETIVO GENERAL

    Aplicacin del modelo Hec- Hms en el diseo de aliviaderos.

    2.2.-OBJETIVOS ESPECIFICOS

    -Determinar los hidrogamas de entrada y salida.

    -Modelamiento hidrolgico de una cuenca de trasvase.

    III.REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

    3.1.-VERTEDEROS DE DEMASIAS

    Los vertederos de demasas o de excedencias son estructuras que forman parte de lapresa y que permite la salida de volmenes de agua excedentes al aprovechamiento.La capacidad de la obra de excedencias la determinan la avenida de diseo, lascaractersticas del vaso y el programa de operation de la obra.

    la avenida de diseo para aliviaderos esta fundamentada en el transito de avenida

    Trnsito de avenidas : Ve = Vs + dVa

    Vs = Ve dVa

    Donde : Ve = volmen de entrada al vaso

    Vs = volmen de salida del vaso

    dVa=variacin del vol. almacenado en el vaso

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    La obra de excedencias, adems de tener suficiente capacidad debe ser hidrulica yestructuralmente adecuada.La misin de los aliviaderos es la de liberar, si es preciso, grandes cantidades de aguao atender necesidades de riego. Para evitar que el agua pueda producir desperfectosal caer desde gran altura, los aliviaderos se disean para que la mayora del lquido sepierda en una cuenca que se encuentra a pie de presa, llamada de amortiguacin el cualpermite que las descargas localizadas no erosionen al pie de la cortina u otrasestructuras aguas abajo (vertedero-rpida,disipador,de,energa).

    3.2.-TRANSITO DE CAUDALES O TRANSITO DE AVENIDA EN EMBALSES

    El trnsito de caudales es til para determinar el tiempo y el caudal (hidrograma Q vsT ),en un punto de un curso de agua apartir de hidrogramas conocidos en uno o mspuntos aguas arriba.

    El hidrograma de una avenida representa el movimiento de una onda al pasar por unpunto.Debe tenerse en cuenta que la forma de la onda cambia segn se mueve aguasabajo, estos cambios que sufre la onda se deben a contribuciones de agua y a que lasvelocidades en los distintos puntos de la onda son desiguales

    Cambio en el intervalo de tiempo de la informacin de la entrada

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    Las ondas de las avenidas se forman debido a un aumento no uniforme del caudal delcurso de agua a causa de una tormenta importante, para su estudio existen mtodoshidrolgicos que describen los cambios de la onda durante el tiempo.Estos, mtodoshidrolgicos que describen los cambios de la onda durante el tiempo, estos mtodos

    hidrolgicos precisamente estn dentro del trnsito de avenidas.La configuracin desarrollada en un trnsito de avenidas tiene los siguienteselementos:

    -Embalse

    -presa

    -Estructura de salida

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    Un anlisis de un sistema hidrolgico es determinar la operacin y salida , pues eldesplazamiento del agua en un sistema hidrolgico depende de la propiedades fsicasdel sistema tales como la medida y la forma de sus lneas de corriente y la interaccindel agua con el aire,calor.

    3.3. HIDROGRAMAS

    Un hidrograma es una grfica en la que se representa el caudal que pasa por unaseccin de u ro, como funcin del tiempo (CFE, 1986). Por su parte Duque, R. (1978),indica que un hidrograma se refiere al volumen deescurrimiento por unidad de tiempo,que pasa de manera continua por una determina secci transversal de un ro. Asmismo sostiene que el hidrograma es una grfica o tabla que muest la tasa de flujocomo funcin del tiempo en un lugar dado de la corriente, adems que hidrograma esuna expresin integral de las caractersticas fisiogrficas y climticas que rige las

    relaciones entre la lluvia y la escorrenta de una cuenca de drenaje particular.

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    3.4.-AVENIDAS MXIMAS REGISTRADAS

    Avenida (caractersticas (pico, tiempo de duracin,volmen)

    Registros de una serie de Qmx, anlisis de frecuencia (TR, riesgos, fallas, costos,

    prdidas de vidas humanas)La forma del hidrograma esta en funcin de la cuenca (rea,pendiente, tipo de terrenoy vegetacin, tipos y distribucin de la tormenta, clima, posicin geogrfica)

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    3.5.-AVENIDA MXIMA PROBABLE (AMP)Es la avenida que puede esperarse de la combinacin ms severa de condicionesmeteorolgicas e hidrolgicas que sean razonablemente posibles en una regin.

    Qmax 1000 aos > Qmax 100 aos > Qmax 10 aos

    RIESGO TAMANO DE PRESA

    TR AVENIDA DEDISENO PARA EL

    VERTEDOR

    Pequeo

    Pequea (H

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    procedimiento de lluvia escorrenta y la circulacin de estos caudales por los cursosde drenaje de una cuenca.

    3.7.-. TRANSITO DE AVENIDAS EN RESERVORIOS

    Un reservorio de almacenamiento cumple la funcin de regulacin, esto es, permitealmacenar los volmenes que escurren en exceso para que puedan aprovecharse cuandolos escurrimientos sean escasos (CFE, 1986).

    El trnsito de avenidas en reservorios es una tcnica que se emplea para conocer elcambio de forma y el desplazamiento en el tiempo del hidrograma de entrada y salidadel reservorio

    (CFE, 1986). Para efectuar un trnsito de avenidas en reservorios es debe conocer lasrelaciones entre almacenamiento y caudales de salida, para establecer esta relacin esnecesario manejar dos tipos de curvas: la de elevaciones - volmenes dealmacenamiento del reservorio, y la de elevaciones - volmenes de salida por la obra deexcedencias. La primera curva se obtiene a partir de los planos topogrficos del vaso,la segunda, si se trata de un vertedero de cresta libre, es simplemente la curva dedescarga de esa obra de excedencias. Mediante estas dos curvas se puede conocer,para cada volumen almacenado en la presa, la elevacin del agua y con esta el gasto desalida, y de ah la relacin volumen de almacenamiento-caudal de salida (Chow, 1994).

    El transito de avenidas a travs de reservorios o vasos de almacenamiento se realiza

    por los siguientes propsitos:

    - Conocer la evolucin de los niveles a partir de uno inicial para confrimar si la reglade operacin seleccionada (polticas de salidas por la obra de excedencias y la obra detoma) es adecuada, de manera que al presentarse la avenida no se pongan en peligro lapresa, bienes materiales o vidas humanas aguas abajo.

    - Dimensionar la obra de excedencias durante la etapa de estudio y proyecto. - Fijarla altura de cortina, y dimensionar las obras de desvio de aguas.

    En le diseo hidrolgico de una presa se abordan bsicamente dos aspectos:

    1.-La evaluacin de los recursos hdricos (disponibilidad segn demanda y definir lacapacidad ms adecuada del embalse).

    2.- La estimacin de las mximas avenidas

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    3.8.-HEC-HMS V 2.1

    El programa contiene una plataforma de trabajo integral que comprende una base dedatos, facilidades para entrada de datos, herramientas computacionales y depresentacin de resultados. La interface grfica permite el acceso a los diferentes

    componentes del modelo para su utilizacin y cambio de parmetros.

    3.8.1.-COMPONENTES DEL MODELO.

    3.8.1.1.-Elementos Hidrolgicos

    -representacin fsica de la cuenca es configurada en el componente BASIN. Loselementos hidrolgicos de una red dendrtica son conectados para simular el procesode escorrenta. Los elementos disponibles son:

    a).-subcuenca (subbasin).

    b).-cauces (reach)

    c).-confluencias (junction)

    d).-Alma

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