hec ras

1. CURSO DE HEC-RAS.
BÁSICO
Presentación y análisis resultados
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UNIDAD 5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Acabamos este curso básico de HEC-Ras viendo los distintos formatos de resultados
que el programa ofrece y realizando un pequeño análisis de éstos. Los resultados
pueden consultarse de manera gráfica o tabulada.
Hay que tener en cuenta que la lectura e interpretación de los resultados debe
realizarse desde el sentido común, ya que según las características de la geometría y
del flujo, un técnico con experiencia puede intuir el resultado de la simulación y
detectar con rapidez si algo ha ido mal en la misma.
RESULTADOS GRÁFICOS
Perfil longitudinal
Este suele ser el primer resultado que suele consultarse ya que aun siendo de tipo
gráfico, de un vistazo podemos deducir si la simulación ofrece resultados esperables o
lógicos.
Si en el perfil se observan elevaciones bruscas o picos de nivel de agua (de varios
metros), láminas de agua que coinciden con el calado crítico o líneas de energía que
ascienden ya podemos dar por seguro que algo no ha ido bien en la simulación y que
hemos incurrido en algún error o indefinición en los datos del modelo.
En este caso accedemos al perfil, por dos posibles vías:
- View _____ Water Surface Profile
- Icono View Profiles
En los perfiles se puede modificar la visualización a nivel de perfiles (caudales) a
mostrar, variables, etiquetas y marcas, formatos, etc…

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A simple vista no hay ninguna incidencia que haga sospechar que la simulación no
ofrezca resultados más o menos coherentes o ajustados a la realidad.
Para el caudal menor, parece que el nivel de agua entre las dos primeras secciones
coincida con el calado crítico… un zoom a la zona permite comprobar que no es así.
A medio perfil se produce un descenso brusco del nivel de agua para el caudal mayor,
con lo que el término cinético es muy elevado. La combinación de cambios de
pendiente y de regímenes de flujo en el ámbito de la sección habrá provocado
seguramente esta situación. Lo mismo ocurre un poco más aguas abajo, donde el
nivel de agua se eleva mucho… En esa zona es posible que para ese caudal la llanura
de inundación sea muy ancha, lo que reduce la velocidad de circulación y eleva el
perfil.
Finalmente, los dos perfiles mayores terminan coincidiendo con el calado crítico. Esta
situación es probable que se haya dado ya que por las características del perfil en esa
zona el programa busque un resultado supercrítico en esa sección y al no encontrarlo
una vez terminadas las iteraciones de cálculo lo hace coincidir con el calado crítico.
Estas hipótesis se irán confirmando o desmintiendo a medida que vayamos
visualizando los demás resultados y las posteriores anotaciones y avisos que ofrezca
el programa.
Secciones transversales
Las representaciones de las secciones transversales están relacionadas con las del
perfil longitudinal, ya que aquellas variables y caudales que se representen en el perfil
serán las que también se visualicen en la sección. Se accede a ellas mediante:
- View _____ Cross-Sections
- Icono View Cross Sections

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La particularidad más destacada de las vistas de las secciones es la posibilidad de
visualizar las velocidades de flujo. En la sección de ejemplo, dejando sólo activado el
perfil de caudal mayor se obtiene la siguiente vista de las velocidades distribuidas en
canal principal y llanuras de inundación. Comentar que se trata de velocidades
medias, y que para conocer el valor sólo hace falta hacer clic en cualquier punto de la
superficie coloreada.
La sección de las imágenes conrresponde con la elevación de nivel de agua
comentada anteriormente. Mientras que para caudales bajos el flujo se mantiene
principalmente en el cauce principal, en el caudal más elevado la avenida ocupa
mucha superfície de inuncación, y mientras en el canal la velocidad es elevada en los
márgenes disminuye considerablemente, lo que hace que la velocidad global sea
menor, y en consecuencia el término cinético.
Vista 3D
Es la visualización que menos información ofrece, ya que se trata únicamente de una
vista en tres dimensiones de la geometría y los niveles de agua. Se puede escoger los
perfiles a representar y mover la posición de visualización.
Para activarla, dos opciones:
- View _____ X-Y-Z Perspective Plots
- Icono View 3D multiple cross sections plot

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Existe la posibilidad de ver una visualización en Beta, pero se requiere una tarjeta
gráfica potente y tampoco es que la visión sea mucho mejor (por ejemplo, en la
isguiente imagen el agua no se ve).
Gráfico variables individuales
Esta tipología de representación de resultados permite la visualización del desarrollo
de una variable a lo largo del tramo. Se accede a ellos mediante:
- View _____ General Profile Plot
- Icono View General Profile Plot

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La visualización puede personalizarse en formatos, variables y perfiles. Permite
visualizar tantas variables como se deseen en un mismo gráfico.
En el gráfico adjunto se han representado para el mayor caudal la velocidad en la
sección, el calado y el número de Froude en canal principal.
En la sección 316 donde el calado aumenta significativamente la velocidad total en la
sección es de 1’52m/s (para demostrar la diferencia entre ese valor y la tramificación
que hemos visto en la sección transversal).
Se observa cómo la velocidad va disminuyendo a medida que el fujo va llegando a esa
sección, por lo que el calado va aumentando.
Por el contrario, en la sección 654 es donde se da el pico máximo de velocidad…
Justo la sección anterior el régimen es subcrítico con lo que el estrechamiento en la
sección de paso provoca una aceleración en el flujo hasta el punto que se produce el
cambio de régimen que después genera un resalto hidráulico para volver a retomar el
flujo en régimen subcrítico.
Gráfico relación variables
Mediane estos gráficos pueden visualizarse la relación que en una sección
determinada se establecen entre dos o más variables hidráulicas. A ellos se accede
por dos posibles vías:
- View _____ Rating Curves
- Icono View computed rating curves
En estos gráficos puede personalizarse las variables a representar en cada uno de los
ejes, escalas, formatos, e incluso representar más de un plan o simulación en el
mismo gráfico.

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Este tipo visualización puede ser útil para contrastar los resultados obtenidos de la
simulación con curvas reales de gasto u otras relaciones que se dispongan y
comprobar así si el modelo está bien realizado y se ajusta a la realidad.
RESULTADOS TABULADOS
Estos formatos de representación de resultados son los que ofrecen una mayor
posibilidad de análisis de los mismos al poder consultar directamente datos numéricos.
Existen dos tipos de tablas de resultados.
Tablas de detalle por sección
En este tipo las tablas muestran los resultados de distinitas variables agurpadas por
sección y perfil. Se accede a ellas mediante:
- View _____ Detailed Output Tables
- Icono View detailed output at XS, Culverts, …
Lo interesante de este tipo de formato de presentación de resultados es que los
valores de las variables hidráulicas se presentan clasificados en las tres partes de las
sección: LOB, Channel y ROB, con lo que podemos comprobar cómo se distribuyen
los resultados globales de la sección (mitad izquierda de la tabla) por las partes de la
misma (mitad derecha de la misma). Esto es muy útil cuando hay que analizar por
ejemplo cómo pasa el caudal por encima de un puente y comprobar que se ha
escogido un método correcto de Bridge Modelling Approach.

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Pero otro aspecto interesante es que se muestra una relación de los avisos (warnings)
y notas (notes) que el programa ha detectado durante el proceso de cálculo de la
simulación. En el caso de los avisos, expone el problema y sugiere la solución a
aplicar o la acción que el propio programa ha realizado.
En la tabla de la imagen correspondiente a la sección 316 para el mayor caudal el
programa ha encontrado situaciones de indefinición por una variación de la velocidad,
pérdida de energía y variación en la relación de transporte… para todas ellas sugiere
aumentar el número de secciones adicionales.
En el extremo aguas abajo S0 se presentaba una situación especial, ya que para T50
y T100 el resultado del calado coincidía con el crítico. Efectivamente, esta
circunstancia se recoge en un warning.
El problema se encuentra en la pendiente del último tramo, que es demasiado
pronunciada para que el descenso de área del cálculo converja a un resultado
supercrítico (el que correspondería para esa pendiente). Es por eso que el programa
fija el calado en el calado crítico. Para resolver esta situación se debería alargar unos
metros aguas abajo el tramo del modelo o bien indicar otra condición de contorno en
esa sección (cota de calado, por ejemplo).

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Tablas de detalles por perfil
Otro formato de tabla, visualizando los resultados de todas las secciones agrupadas
por perfiles o caudales. Se accede desde:
- View _____ Profile Summary Table
- Icono View summary output tables by profile
Las secciones se distribuyen por filas mientras que en las columnas se presentan los
resultados de las variables hidráulicas. Es la presentación de resultados idónea para
su inclusión en los anejos de cálculo.
En este formato se pueden escoger tablas específicas para los distintos elementos
singulares incluidos en la geometría (bridges, culverts, …) y se pueden crear tablas
personalizadas añadiendo las variables que nos interesen.

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LISTADOS DE ERRORES, AVISOS Y NOTAS
Finalmente, es conveniente echar un repaso a la lista de errores, avisos (warnings) y
notas que el programa genera en el proceso de cálculo. Se puede obtener por:
- View _____ Summary Err, Warn, Notes
- Icono Summary of errors, warnings and notes
Los errores se muestran solo cuando se ha producido alguna incidencia que impide
que el cálculo se complete.
Los warnings informan sobre incidencias que pueden comportar algún tipo de
actuación para corregirlas. Estos avisos implican que hay que efectuar una revisión de
los resultados hidráulicos de la sección en cuestión para comprobar si son razonables
o bien es necesaria alguna corrección. A veces el aviso se acompaña de una
sugerencia de actuación para eliminar la incidencia.
Las notas informan sobre aspectos relativos al proceso de cálculo y no tienen más
importancia.
El listado se genera por cada perfil de la simulación, ordenado por secciones de aguas
arriba hacia aguas abajo.
Seguidamente se relacionan los warnings y notas más habituales:

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Warnings
- Divided flow computed for this section. En esa sección aparecerá más de una
sección de agua. Habrá que comprobar que esta situación es posible. Si no lo
es se deberá plantear la inclusión de diques o levees.
- The velocity head has changed by more than 0.5 ft (0.15 m). This may indicate
the need for additional cross sections. Existe cierta indefinición ya que la
variación del término cinético supera los 15cm, con lo que se recomienda
añadir secciones adicionales.
- The energy loss was greater than 1.0 ft (0.3 m) between the current and
previous cross section. This may indicate the need for additional cross sections.
Existe cierta indefinición ya que se produce una pérdida de energía entre la
sección y la inmediata superior mayor de 30cm, con lo que se recomienda
añadir secciones adicionales.
- The conveyance ratio (upstream conveyance divided by downstream
conveyance) is less than 0.7 or greater than 1.4. This may indicate the need for
additional cross sections. Existe cierta indefinición ya que la relación de
transporte de aguas arriba hacia aguas abajo es menor que 0’7 o mayor que
1’4, con lo que se recomienda añadir secciones adicionales.
- The energy equation could not be balanced within the specified number of
iterations. The program used critical depth for the water surface and continued
on with the calculations. El balance de energías no ha podido fijarse con el
número de iteraciones realizado, con lo que el programa establece en la
sección el calado crítico y prosigue con el cálculo. Es posible que en esa
sección se produzca un cambio de régimen de subcrítico a crítico, o se
encuentre en un resalto hidráulico o simplemente se encuentre en un ámbito
donde el flujo (ya sea subrítico o supercrítico) presente cierta inestabilidad ya
que se desarrolla muy cerca del crítico… Hay que analizar si la situación
descrita por el aviso es razonable dentro del comportamiento hidráulico del
flujo.
- The energy equation could not be balanced within the specified number of
iterations. The program selected the water surface that had the least amount of
error between computed and assumed values. El balance de energías no ha
podido fijarse con el número de iteraciones realizado, con lo que el programa
selecciona la lámina de agua que ofrece el menor error entre la supuesta
hipotéticamente y la resultante de las iteraciones. Este aviso suele ocurrir
cuando el flujo (ya sea subrítico o supercrítico) presente cierta inestabilidad ya
que se desarrolla muy cerca del crítico… Hay que analizar si la situación
descrita por el aviso es razonable dentro del comportamiento hidráulico del
flujo.
- During the standard step iterations, when the assumed water surface was set
equal to critical depth, the calculated water surface came back below critical
depth. This indicates that there is not a valid subcritical answer. The program
defaulted to critical depth. En el proceso de cálculo por iteraciones, en la

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hipótesis de que la lámina de agua era el calado crítico el resultado obtenido
establecía la lámina por debajo del crítico. Esto significa que en la sección no
puede darse un resultado subcrítico con lo que el programa establece como
solución en la sección el calado crítico. Ocurre lo mismo que en el aviso
anterior. Es posible que en esa sección se produzca un cambio de régimen de
subcrítico a crítico, o se encuentre en un resalto hidráulico o simplemente se
encuentre en un ámbito donde el flujo (ya sea subrítico o supercrítico) presente
cierta inestabilidad ya que se desarrolla muy cerca del crítico… Hay que
analizar si la situación descrita por el aviso es razonable dentro del
comportamiento hidráulico del flujo.
- Slope too steep for slope area to converge during supercritical flow calculations
(normal depth is below critical depth). Water surface set to critical depth. La
pendiente del tramo es demasiado pronunciada para que el descenso de área
del cálculo converja a un resultado supercrítico (el que correspondería para esa
pendiente). Es por eso que el programa fija el calado en el calado crítico. Para
resolver esta situación se debería alargar unos metros aguas abajo el tramo del
modelo o bien indicar otra condición de contorno en esa sección (cota de
calado, por ejemplo).
Notas
- Program found supercritical flow starting at this cross section. En esta sección
se inicia flujo en regimen supercrítico.
- Hydraulic jump has occurred between this cross section and the previous
upstream section. Se ha producido un resalto hidráulico entre esta sección y la
inmediatamente superior aguas arriba.
- Multiple critical depths were found at this location. The critical depth with the
lowest valid water surface was used. El cálculo en la sección ofrecía múltiples
resultados de calado crítico, pero el programa ha escogido el correspondiente a
la lámina de agua válida más baja.

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