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TitleManual Espanol HEC RAS Transporte de Sedimentos
TagsWater Transport Velocity Function (Mathematics) Erosion
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HEC RAS MODELACIÓN DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Ya que la modelación del transporte de sedimentos es bastante compleja, los
datos utilizados para predecir el cambio en el lecho es incierta y la teoría
empleada para ello es empírica y muy sensible a una gran cantidad de
variables físicas. Sin embargo, con buenos datos, se puede utilizar un modelo
calibrado para predecir tendencias a largo plazo, que pueden servir para la
toma de decisiones y evaluación de alternativas de proyectos.

FLUJO CUASI – PERMANENTE

HEC – RAS usa una simplificación hidrodinámica, una aproximación común que
usan muchos modelos de transporte de sedimentos. La suposición de flujo
cuasi – permanente, aproxima un hidrograma continuo con una serie de
perfiles de flujo permanente discretos. Para cada registro en las series de
caudal, el flujo se mantiene constante en una ventana de tiempo para el
transporte. Los perfiles de flujo permanente son más simples de desarrollar que
un modelo de flujo no permanente, y la ejecución del programa es más rápido.

Cada perfil de flujo permanente discreto se divide y luego se subdivide en
bloques más cortos de tiempo para los cálculos de transporte de sedimentos.
HEC – RAS tres pasos de tiempo diferentes, cada uno una subdivisión del otro,
que son: duración del flujo, incremento computacional y tiempo de mezcla.

Duración del flujo

Es el paso de tiempo más largo, y representa la línea de tiempo sobre la cual el
flujo, tramo, temperatura o cargas de sedimento se asumen constantes. Si los
datos de caudal se tomaron diariamente, la duración del flujo sería 24 horas a

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menos que se interpolaran pasos de tiempo más cortos. Para especificar un
valor constante del tramo, caudal, temperatura o entrada de sedimentos se
puede asociar un valor a una duración muy larga la cual, si es suficientemente
larga, fijará el parámetro para toda la modelación.

Incremento computacional

Aunque el caudal se mantiene constante en toda la duración del flujo, la
geometría del lecho y la hidrodinámica se actualizan luego de cada incremento
computacional. La estabilidad del modelo puede ser sensible a este paso de
tiempo, porque la geometría del lecho sólo puede cambiar al final del paso de
tiempo. Cuando el incremento computacional es demasiado largo, la geometría
del lecho no se actualiza con la frecuencia suficiente y los resultados del
modelo pueden variar.

Tiempo de mezcla del lecho

Es el parámetro SPI para HEC-6. Durante cada tiempo de mezcla en un
incremento computacional, la batimetría, parámetros hidráulicos, y potencial
de arrastre para cada tamaño de grano se mantienen constantes. Los cálculos
para erosión de sedimentos y deposición se hacen en este paso de tiempo y
esto puede causar cambios en la composición de la capas de mezcla del lecho
(capa activa y/o capas inactivas). El perfil de gradación vertical se reconfigura
en respuesta a la remoción o adición de material. Como la gradación de la capa
activa cambia durante este paso de tiempo, la capacidad de transporte de
sedimentos cambia aun cuando la hidrodinámica – y el potencial de arrastre –
se mantenga constante.

CONTINUIDAD DEL SEDIMENTO

Las rutinas de enrutamiento del sedimento de HEC – RAS resuelve la ecuación
de continuidad del sedimento, conocida como la ecuación de Exner:

(1−λ p ) B
∂η
∂ t

=
−∂Qs

∂ x

Dónde:

B = acho del canal,

η = elevación del canal,

λp = porosidad de la capa activa,

t =tiempo,

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Condiciones límite de sedimentos

En la pestaña “Boundary Conditions” en el editor de datos, las cargas de
sedimentos se pueden especificar en variedad de lolalizaciones y formatos. El
formato automáticamente enlista los límites externos del modelo, y para cada
límite externo deben ingresarse condiciones límites de sedimentos. Así mismo
se pueden agregar condiciones límites laterales.

- Agregar localización de límite de sedimentos: aunque se listan
automáticamente los límites externos, el usuario debe especificar las
localizaciones internas donde se requieren condiciones límite de sedimentos.
Para agregarlas se presiona el botón Add Sediment Boundary Location
(s). Se despliega un cuadro de edición en el que se pueden seleccionar (del
listado) y borrar estaciones, “river stations” (botón Clear Selected Listó
doble click en la estación a eliminar). Cuando se seleccionan las
localizaciones, éstas aparecen en el editor, pero el tipo de carga estará en
blanco. De acuerdo con las propiedades de una localización dada, estarán
disponibles diferentes botones de condiciones límite de sedimentos.

o Carga de equilibrio (equilibrium load): solamente está disponible
para las secciones transversales externas y se determina por la
capacidad de transporte. HEC – RAS calcula la capacidad de
transporte de sedimentos para cada paso de tiempo en la sección
especificada y ésta será utilizada como la entrada de sedimentos
al sistema. Como se establece la carga igual a la capacidad para

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