Cuántas secciones hay que definir en HEC-Ras?

Tienes delante de ti la topografía del tramo de cauce a simular, a partir de la cual definirás la geometría del modelo a base de secciones… ¿y cuántas secciones hay que definir para obtener una buena geometría? Pues depende… 

Cuántas secciones hay que definir

Sin secciones no hay geometría

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, con lo que inevitablemente la duda sobre cuántas secciones hay que definir se te presentará sí o sí.

Por suerte, con la experiencia la dichosa preguntita cada vez resonará menos dentro de tu cabeza y la decisión saldrá de manera natural, pero si cada vez que te enfrentas a ello se te aparece intentaré darte unas pequeñas pautas…

Cómo calcula HEC-Ras la hidráulica del modelo

Para empezar te diré que HEC-Ras tiene la particularidad que en sus cálculos considera que las secciones son perpendiculares el flujo, o que el flujo es perpendicular a las secciones… es lo que tiene ser un programa de cálculo unidimensional…

De esta manera, calcula la hidráulica de cada sección a partir del caudal, pendiente, Mannings y geometría obteniendo unos calados y unos anchos de inundación para cada sección que después va uniendo con un línea recta sin importarle que hay entre ellas…

Así, ya te puedes hacer una idea que dependiendo de:

  • la geometría en planta del eje (más recto o más sinuoso),
  • la geometría en alzado (pendiente constante o con saltos)
  • las características geométricas (anchos uniformes o con estrechamientos)
  • las características orográficas (Mannings constantes o muy variables)
  • la presencia de elementos singulares

necesitarás más o menos secciones para definir correctamente la geometría del modelo.

Bueno… y entonces… cuántas secciones hay que definir al final?

Pues como te he dicho al principio depende: si tu cauce en un canal prismático de sección y pendiente constante, seguramente con muy pocas tendrás suficiente…

Si por el contrario es un cauce natural de 1.000 metros de longitud pero con 2 puentes, tres cambios de pendiente y de planta sinuosa seguramente necesitarás como mínimo 50 secciones…

Pero para que tengas una pequeña idea ten en cuenta qué:

  • Deberás poner una sección donde exista un cambio brusco de pendiente en el perfil… ahora hay herramientas (como por ejemplo Civil3D) que te permiten obtener un perfil rápido e identificar esos puntos
  • Ahí donde haya un cambio brusco de dirección en planta en el eje… Si se trata de una curva será conveniente definir al menos 3: una al principio, otra al final y otra en medio.
  • También se deberá poner secciones cuando se presente un estrechamiento o ensanchamiento de la sección, al menos dos: al principio y al final del cambio de sección
  • ¿La llanura de inundación pasa de ser un bosque a una zona urbanizada? Convendría indicar este cambio brusco de condición de rugosidad de Manning con un par de secciones…
  • Ya sabes, gracias al post que escribí sobre ello, que para definir correctamente un viaducto necesitas 4 secciones!!!!
  • Por supuesto, coloca una sección en el extremo aguas arriba y aguas abajo del tramo a estudiar…

Con todas estas indicaciones seguro que ya te han salido unas cuantas secciones… para acabar de completar la geometría, en aquellos tramos rectilíneos, constantes (y aburridos) coloca una cada cierto intervalo… yo las suelo poner cada 50 metros…

¿Y con esto ya tendré la geometría completamente definida?

Es posible que sí… pero también es posible que no…

Quedará ahora una tarea de comprobación de la geometría definida, en la que quizá detectarás que hay secciones que se cruzan (lo cual es un SACRILEGIO) y que deben quebrarse, o secciones que deberían rotarse (muchas veces las carreteras tienen la manía de NO SER PERPENDICULARES al flujo), o incluso los propios informes de resultados te pedirán que necesitas más secciones mediante interpolación…

Pero al menos, sí que estarás más cerca de que tengas una geometría como Saint-Venant manda…

¿Y cuántas secciones defines tú?

¿Qué metodología usas para ubicar las secciones? ¿Crees que las pautas que te he indicado te ayudarán? Tus comentarios son siempre bienvenidos en este blog… Y tus ganas de compartir en las redes sociales, también…

Y si quieres aprender más HEC-Ras… permíteme presentarte los cursos que tienes disponibles en HidrojING.

¿No has usado nunca HEC-Ras y te gustaría iniciarte en su manejo? ¿Lo has tocado sólo una par de veces, pero te gustaría saber algo más? ¿Quieres dominar el arte de definición de viaductos, culverts, cuaces tributarios, inline y lateral structures, etc?

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14 Comments

  • acangros dice:

    Totalmente de acuerdo en las secciones, y el resto a interpolaciones.
    Creo que es muy interesante remarcar el uso del GeoHecRas :)

    ¿Cómo se resuelve correctament cuando en la unión de dos rios, sus seccions aguas arriba tiene zonas en común?

    • Jordi Oliveras dice:

      Hola Arnau… me alegra que coincidas en mi planteamiento de secciones.
      Efectivamente, HEC-GeoRAS es una potente aplicación para poder generar las secciones y poder exportarlas a HEC-RAS… el inconveniente es que es una aplicación de ArcGIS y no todos pueden disponer de él…
      Respecto a tu pregunta sobre las uniones de río, la respuesta es fácil de realizar pero no tanto de explicar… aguas arriba de la unión suele existir una llanura de inundación en común antes de que se produzca la división física de las vertientes… normalmente las últimas secciones aguas abajo de los tramos previos a la unión se suelen ubicar precisamente en el extremo de esta división física… lo que se puede hacer es “alargar” la división de vertientes hasta el punto de unión de los ejes a lo largo de las planicies… entonces, se pueden añadir secciones auxiliares (con los “quiebros” que sean necesarios) para completar la definición de la unión… Espero que con esta imagen quede más claro…
      Esquema definición unión
      Un saludo,

  • […] un post anterior, comenté que las secciones deben ser perpendiculares a ese eje, con lo que si nos encontramos ante […]

  • […] has usado HEC-RAS alguna vez, sabrás que para realizar una simulación se necesita una geometría, un caudal, unas condiciones de contorno y una rugosidad. Partiendo de la base que tanto la […]

  • […] 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 […]

  • Oscar Soler dice:

    Buenos días Jordi.
    Debido al interés que tienen los jefes de recortar cada vez más los datos de partida, me surge la duda de cuántos metros aguas arriba y aguas abajo de un puente hay que modelizar.
    Empecé cogiendo 2 km aguas abajo y otros 2 aguas arriba, luego 1 y 1 y ahora quieren que modelice solo 100 metros aguas arriba y otros 100 metros aguas abajo.
    Teniendo en cuenta que dependiendo del tipo de regimen debo modelizar más tramos aguas arriba o aguas abajo. ¿Hay algún límite?
    Espero que me haya hecho entender.
    Gracias y un saludo.

    • Jordi Oliveras dice:

      Oscar… te has explicado perfectamente…
      Es evidente que hay que abarcar un ámbito suficiente como para que las variaciones en las condiciones de contorno no afecten al tramo que interesa estudiar… Como límite yo personalmente marcaría que hay que abarcar desde 500m aguas arriba del viaductos hasta 500m aguas abajo…
      Suerte!

  • larisa dice:

    gracias ..me sirvió de mucho …

  • Cecy dice:

    Buenas tardes Jordi

    Antes que nada, agradecer la información que compartes en este blog.

    Tengo una duda que me ha surgido a partir de la cantidad de secciones necesarias para un análisis. Me explico: Simulé un tramo de un río con una longitud de 5 km (con secciones muy parecidas), pero después tuve que agregar mayor longitud (para simular obras hidraulicas) así que simulé con 13 km, sin embargo se volvió a dar el caso de que tenía que simular más estructuras aguas arriba así el modelo final al que llegué fue de 18 km (con secciones amplias y otras reducidas). Todo lo anterior conservando las secciones con referencia espacial, para con ello hacer una comparación de resultados al final. Sé que esto fue mucho re-trabajo… pero así me lo iban requiriendo.

    Sin embargo, al comparar los resultados en una sección (en la que existe un puente) mis resultados con el primer modelo (5km) son distintos (la elevación del agua es mayor) que en los últimos dos (el de 13 y el de 18 km). Mi pregunta es ¿si existe una longitud óptima para hacer las simulaciones? Porque en todo caso me imagino que esa variación se dio a que al la geometría de las secciones trasversales.

    Espero me haya hecho entender

    Gracias y un saludo.

    • Jordi Oliveras dice:

      Hola Cecy, el ámbito de un modelo debe empezar unos cuantos metros aguas arriba y terminar unos cuantos metros aguas abajo del tramo concreto del que deseas conocer el comportamiento hidráulico… Normalmente con 500m hacia aguas arriba y hacia aguas abajo suele ser suficiente…
      Si en el tramo qye ya habías simulado los resultados ahora son diferentes es posible que se deba a que las condiciones de contorno que indicaste en el modelo de 5km difieran de lo que ocurre o resulta en esa misma posición para los modelos más largos… Por ejemplo, quizá indicaste en el modelo de 5km una condición de contorno de calado normal con una pendiente y resulta que esa pendiente en el modelo largo es diferente a la que indicaste..
      Es sólo una posibilidad que se me ocurre, sin tener más datos.
      Saludos

      • Cecy dice:

        Jordi

        Muchas gracias, así es, volví a revisar el modelo así que modifiqué las condiciones de contorno. Además de que revisé las advertencias y errores, así que interpolé las secciones en las que se indicaba y con ello obtuve un calado en la sección de interés, similar al primer modelo que hice.

        Muchas gracias.
        ¡Saludos!

  • Edgar Carrasco dice:

    Est, Jordi:
    Antes que nada muchas gracias por tu aporte tengo una cosulta sobre la union del tributario, hago todo los pasos pero cuando lo exporto al hec ras no aparece el punto de la union y la ventana del juntion aparece vacio, que estoy haciendo mal?.

    • Jordi Oliveras dice:

      Este problema alguna vez me ha ocurrido en la definición de la geometría desde HEC-GeoRAS… si cuando se realiza el LAyer Setup en GeoRAS el Profile Stream no se define como Null, la importación en HEC-RAS no detecta la unión de cauces.

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