Cómo definir la geometría en HEC-Ras sin entrar secciones o a partir de sólo 1

En un post anterior te expliqué algunas consideraciones a tener en cuenta cuando defines secciones para poder realizar la definición geométrica del modelo en HEC-Ras… con lo que el título de este post puede parecerte contradictorio… ¿Cómo nos explica éste cosas sobre definir secciones y después nos intenta vender la moto de cómo definir la geometría en HEC-Ras a partir de sólo una sección… o sin entrar secciones? Un poco de calma, que todo tiene su razón de ser…

definir la geometría en Hec-Ras

Foto by David Castillo Dominici from FreeDigitalPhotos

Cómo definir la geometría en HEC-Ras

Ya sabes que la única forma de entrar la geometría en Hec-Ras es mediante la definición de secciones a lo largo de todo el tramo del cauce… ahora bien en según qué casos no hace falta pasarse horas “picando” secciones…

¿Y en qué casos puedes definir la geometría en HEC-Ras en media mañana (o menos)? Por ejemplo, tienes que efectuar la simulación de un canal de riego de 100km de longitud con secciones cada 500m… ¿Vas a entrar 200 secciones a pico y pala?

U otro caso, quizá aún peor… has de hacer la simulación de un río en un tramo de apenas 1.000m, pero con secciones cada 25m… Teniendo en cuenta la cantidad de “stations” y “elevations” que contendrá cada sección puede que tardes más que con las 200 secciones anteriores…

Un canal prismático a partir de una sola sección

Pocas veces te vas a encontrar con la necesidad de simular un canal… pero si tienes la suerte de que se trata de un tramo de pendiente constante puedes definir la geometría en un periquete… De hecho, en este caso, con que definas sólo la del extremo aguas arriba o extremo aguas abajo tendrás suficiente.

Después de definir toda la sección (stations, elevations, mannings, bank points, coeficientes de expansión y contracción, y los Downstream Reach Lengths) sólo tendrás que efectuar una copia de la sección e indicarle el número identificativo correspondiente. Para terminar, ajustar la elevación de la sección (añadir o restar un valor a las elevaciones) en función de la distancia y la pendiente respecto la sección anterior, actualizar los valores de Downstream Reach Lengths y ya tendrás la geometría definida.

Pero que todo el canal tenga siempre la misma pendiente no suele ser habitual… Si es así la cosa no se complica mucho más… sólo tienes que copiar la sección de referencia en cada punto donde haya un cambio dependiente, ajustando la elevación de la nueva sección y las distancias aguas abajo de la misma.

Un cauce natural sin entrar ninguna sección

Esta parte tiene un poco de trampa… ya que evidentemente no vas a poder definir la geometría en HEC-Ras sin secciones, pero la idea está en que no las definas tú, si no que ya que estamos en el siglo XXI te sirvas de la tecnología existente para que sea un ordenador las que las “entre” por tí…

Se trata ni más ni menos que de importar la geometría… pero eso sí, eso requiere de un trabajo previo de “creación” de secciones con otras aplicaciones. Yo he utilizado normalmente dos, en función de la necesidad o de la información disponible: HEC-GeoRas y Autocad CIVIL3D.

El principio de funcionamiento de la creación de la información geométrica en los dos casos es el mismo: a partir de una información cartográfica, crear una superficie o modelo de elevaciones del terreno, plantear la ubicación de secciones, interseccionarlas con el terreno y exportar el resultado para que HEC-Ras sea capaz de importarlas.

La diferencia entre ambos procesos es primero la manera como hay que definir las secciones y los elementos… ya que mientras con el primero defines eje y secciones en 3D y las exportas, con el segundo sólo hace falta definir las secciones (eso sí, cuidado con el orden)… y segundo la manera como se importan.

Porque mientras con HEC-GeoRas, importas un archivo GIS de manera georeferenciada toda la información que hayas definido (incluso los Bank Points, Levees… y hasta viaductos si sabes y te atreves); con Civil 3D sólo importas archivos .g00 con lo que debes crear y dibujar “a mano” el eje del cauce en la pantalla de geometría de HEC-Ras.

Eso sí… un consejo para acabar… una vez importada toda la geometría, no lo confíes todo a la bondad del proceso automático de obtención y creación de seccionespégales un repasito para comprobar que representan la realidad de la cartografía, ya que recuerda que se han obtenido de modelos de elevaciones y éstos son precisamente “modelos”, no la realidad, con lo que es posible que “modelicen” el terreno con alguna incorrección o indefinición.

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11 Comments

  • Luis dice:

    Jordi buenas tardes,

    Soy el Ing. Luis Olmos, y trabajo en la Ciudad de México.Soy nuevo consultando tu blog, que me parece excelente, ya que llevo varios años usando el Hec-Ras y no había encontrado mucha información en español de manera tan detalla del programa.

    Sólo quiero comentarte, que actualmente uso el Autocad Civil 3D, y ha sido una ayuda muy valiosa para mi, ya que antes como lo comentas, tenías que vaciar la información relativa a las secciones una por una, y era tortuoso.

    Sin embargo, no estoy de acuerdo contigo, cuando comentas que cuando importas la geometría del canal (secciones) desde Civil 3D, tienes que dibujar “a mano” el trazo del eje en la pantalla de geometría de Hec-Ras.

    Lo que yo hago es lo siguiente:

    1.- Obtengo el MDT de la zona a analizar.
    2.- Identifico el cauce y trazo su eje con una polilínea.
    3.- Convierto la polilínea en un alineamiento (Alignment) en Civil 3D como eje del canal.
    4.- A partir de ese alineamiento, genero las líneas de muestreo (simple lines) a la distancia, posición y ubicación en que deseo generar las secciones transversales.
    5.- Proceso esas líneas de muestreo sobre el MDT y obtengo las correspondientes secciones.
    6.- Ejecuto la herramienta Export to HEC RAS en civil 3D, selecionando el MDT, el alignment (eje de canal), las lineas de muestreo y si así lo deseo, puedo definir a traves de alineamientos, la ubicación de las margenes (river banks) izquierda y derecha del canal.
    7.- Lo exporto y genero un archivo con extensión *.geo que a su vez, voy a importar dentro de Hec-Ras.
    8.- Ejecuto desde la ventana de geometría de Hec el comando Import Geometry Data y selecciono la opción GIS format.
    9.- Selecciono el archivo generado desde Civil 3D y sigo los pasos que me indica Hec-Ras.

    Aquí me gustaría hacer un paréntesis, y quisiera decir algo sobre lo que tu mismo escribes en el artículo, con relación a no confiar todo a la bondad del proceso automático de obtención y creación de secciones, existe un detalle para importar la geometría de Civil 3D a Hec-Ras, y se debe, a que Civil 3D es un programa diseñado para los ingenieros de caminos que realizan proyectos viales, y que han ido complementando con otras herramientas (pipes, hidrology, catchments area, pressure pipes, etcétera) para poner a disposición de los ingenieros civiles, un programa bastante completo para la planeación y diseño de infraestructura.

    El detalle radica, que al colocar el cadenamiento sobre el alineamiento (eje del canal) e importarlo en Hec-Ras, este lo interpreta en sentido contrario, debido a que en los proyectos viales, el cadenamiento crece en sentido inverso de abajo hacia arriba, a lo que nosotros ingenieros hidráulicos solemos poner en los cadenamientos de los canales, de arriba hacia abajo.

    El detalle radica, en que tenemos que invertir el orden en que Hec colocará las secciones importadas de Civil, para así tener el sentido correcto del canal.

    10.- Despues de ese paréntesis, y terminar de importar la geometría del canal en Hec-Ras, contamos con el eje, márgenes derecha e izquierda y secciones transversales georeferenciados y ubicados de acuerdo a como lo definimos en Civil 3D.
    11.- Por último, sólo queda terminar de ingresar los datos a la geometría como los coeficientes de Manning.
    12.- Eso si, las alcantarillas y puentes deberán ser ingresadas a mano dentro de Hec-Ras.

    Por último, quiero preguntarte, ¿Si tú sabes donde puedo consultar algún ejemplo o literatura sobre el modelado de estaciones de bombeo (modeling pump stations) y el análisis de sedimentos (Performing a sediment transport analysis) en Hec-Ras para la determinación de la socavión en canales?

    Espero sean de ayuda mis comentarios, y con mucho gusto seguiré consultando el blog. Saludos

    • Jordi Oliveras dice:

      Luis, agradezco ENORMEMENTE tu más que valiosa aportación a este blog con tu comentario…

      Personalmente, siempre que usé Autocad Civil 3D para crear secciones no importé el eje del cauce… creo recordar que no lo hacía debido a lo que comentas sobre el sentido contrario del cadenamiento ya que entonces el flujo en la geometría importada iría hacia aguas arriba… Al respecto hay la solución de renombrar las secciones durante la importación de manera que el orden de las mismas sea el correcto (es decir, numeración decreciente en el sentido del flujo)… tendré en cuenta tus indicaciones para otras ocasiones!!!

      También recuerdo, y está relacionado también con tu paréntesis, que las secciones importadas están “al revés” con los márgenes intercambiados (como si las miráramos desde aguas abajo cuando en HecRAS se definen mirándolas desde aguas arriba)… Esto se arregla con la utilidad “Reverse Stationing Data”

      Siento no poder ayudarte al respecto de las estaciones de bombeo y sedimentos, ya que nunca he tenido la necesidad de usarlos…. ¡Siempre nos queda el User’s Manual!

      Encantado de tenerte por este blog… Un cordial saludo!!

  • alejandro muñoz g dice:

    Buenos dias .. que buen blog tienes aqui……yo tengo una inquitud cuand exporto del civil3d al hec rs…no e convierte l
    A metRos lo deja en ft y no e como cambiarle el formato para que el perfil en hec ras salga e metros

    • Jordi Oliveras dice:

      Hola Alejandro,
      ahora hace mucho que no usos Civil3D para trabajar el preproceso de la geometría para HEC-RAS, pero creo recordar que no tenía problemas con al exportación.
      Comprueba que las unidades de trabajo tanto en uno como en otro programa estén en Sistema Internacional.
      Saludos

  • Maria Dolores dice:

    Hola, tengo un problema con la importación del archivo que genera el Hec ras al Autocad Civil, no me crea las líneas del cálculo.

    • Jordi Oliveras dice:

      Sin tener más detalles sobre el problema, desconozco cual puede ser la causa.
      ¿Has tenido la precaución de trabajar con una configuración regional en el PC en Inglés (Estados Unidos) o en su defecto con el punto como signo decimal?

  • Dani dice:

    Buenas tardes Jordi, lo primero, felicitarte por tu blog, me ha resuelto unas cuantas dudas. Ahora mismo estoy realizando la rotura de una presa con HEC-RAS y tengo unas dudas que esperaba que me pudieras resolver.

    Te comento un poco lo que he hecho hasta ahora:

    – Tengo los hidrogramas de rotura de la presa para las dos hipótesis (con y sin avenida), calculados en DAMBRK.

    – He dibujado las secciones transversales del tramo aguas abajo de la presa en ArcGIS y lo he exportado a HEC-RAS.

    – He dado los valores de manning a los cauces y al canal del rio y aquí empiezan mis dudas:

    – Sé que hay que editar los “banks” pero no sé qué criterio seguir para editarlas.

    – He empezado “Unsteady Flow Analysis”, he dado como condición de contorno el hidrograma de caudal obtenido en DAMBRK y la pendiente del tramo aguas abajo, pero también me pide una condición inicial y no sé qué caudal inicial elegir porque he puesto 0 y los resultados de mapa de inundación son muy “decepcionantes”.

    Y esas son más o menos mis dudas, espero que me puedas echar una mano en algo.

    Gracias de antemano.

    Un saludo

  • maria dice:

    Buenas Jordi, el problema que se me presenta una vez que ya he introducido las secciones es que se cruzan y no me hace bien la simulación,las secciones que van consecutivas se puede arreglar indicando que la sección esta y la consecutiva guardan una distancia entre ellas de 0.001 (porque el programa no te permite poner 0) con esto hacemos que se cree un punto en común impidiendo que estas secciones se cruce. Ahora bien, el problema se genera cuando las secciones que se cruzan no son consecutivas ¿hay alguna forma de arreglar esto? no puedo quitar puntos porque el agua está muy avanzada en estas secciones.
    Gracias,
    Saludos

    • Jordi Oliveras dice:

      Hola María… ¿Cómo has generado la geometría del modelo? ¿Con HEC-GeoRAS, Civil 3D, o directamente en HEC-RAS?
      Si el preproceso lo haces con programas externos a HEC-RAS, es en esa etapa donde debes definir secciones que no se crucen.
      Pero si las defines directamente en HEC-RAS, hay una opción el las Tools de la ventana de geometría para indicar las coordenadas de los vértices de las secciones, con lo que puedes intentar redefinirlas para que no se crucen.
      Saludos

  • Jota Cinco dice:

    PREGUNTA ESPERO RESPONDA
    Es posible en Hec-ras diseñar una alcantarilla con eje curvo, cuanto máximo puede ser la medida longitudinal de la alcantarilla y si puede la alcantarilla estar emplazado sobre varias secciones definidas?
    Gracias anticipadamente

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