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Hec-Hms
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Hec-Hms

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Estado: Activo
ISBN-13: 9789977663197
Idioma del texto: Español
Número de páginas de la versión impresa: 578 Páginas
Tipo de edición: Nueva edición
Número de edición: 1
Ciudad de publicación: Cartago
País de publicación: Costa Rica
Fecha de publicación: 2014
Tipo de restricción de venta: Exclusivo para un punto o canal de venta
Distribuidor de la editorial: Editorial Tecnológica de Costa Rica
Disponibilidad del producto: Disponible. Sin detalles.
Precio: (USD) 12

En esta obra se realiza una breve exposición de las características del programa Hec-Hms versión 3.5 y de las peculiaridades planteadas en su utilización en el modelamiento hidrológico, a partir del desarrollo de ejemplos prácticos en los cuales se guía al lector paso a paso. También se han propuesto diez problemas con el objetivo de realizar la práctica correspondiente. El libro pretende convertirse en la herramienta de introducción para que las personas interesadas inicien con Hec-Hms y profundicen en el tema.

Los resultados arrojados por Hec-Hms son de suma importancia en los cálculos por realizar en los recursos hídricos pues, entre otras cosas, permiten dimensionar obras de control de inundaciones, como muros de encauzamiento y embalses; establecer dimensiones preliminares de alcantarillas viales, luz en los puentes y sistemas de drenaje pluvial; estudiar el impacto ambiental de las crecientes, causado por la transformación del uso de los suelos en cuencas rurales y urbanas.

Para realizar tales cálculos, Hec-Hms parte de los datos de un hietograma de precipitación, y mediante una serie de modelos calcula el exceso de precipitación (o precipitación neta) y resta las pérdidas por infiltración y detención, sobre la base de una función de velocidad de infiltración del agua en los suelos. Luego los excesos de precipitación resultantes son seguidos mediante hidrogramas unitarios o técnicas de la onda cinemática a la salida de la subcuenca, para generar un hidrograma.

Con esta publicación se pretende que los diferentes profesionales que deban realizar modelamientos hidrológicos puedan adquirir conocimientos en esta área tan importante sobre los recursos hídricos.

Prólogo.........................................................................................................................17

Hec-Hms Nociones......................................................................................................21

Introducción.................................................................................................................23

Ejecutar el Hec-Hms....................................................................................................24

El sistema Hec-Hms ....................................................................................................26

Ventana de definición del proyecto..............................................................................26

La barra de menú.........................................................................................................31

La barra de herramientas..............................................................................................42

Crear los elementos hidrológicos.................................................................................43

Fases de trabajo del Hec-Hms......................................................................................45

Pérdidas iniciales y constantes (Initial and Constant)..................................................46

Modelo del número de curva del SCS (SCS Curve Number)......................................46

Condición hidrológica..................................................................................................50

Grupo hidrológico de suelo..........................................................................................51

Condición de humedad antecedente (AMC)................................................................52

Modelo de Green y Ampt.............................................................................................53

Componentes de un proyecto en el Hec-Hms..............................................................57

Modelo de la cuenca (Basin Model)............................................................................57

Modelo meteorológico (Meteorological Model).........................................................58

Especificaciones de control (Control Specifications)..................................................58

Tiempo de concentración.............................................................................................59

Tránsito de avenidas o propagación de caudales.........................................................60

Métodos hidrológicos...................................................................................................61

Métodos hidráulicos.....................................................................................................62

Método de Muskingum................................................................................................62

Obtención de K y X a partir de información de campo...............................................66

Ejemplo de cálculo de los caudales de salida conocidos K y X..................................68

Obtención empírica de K y X .....................................................................................69

Calibrar y validar los resultados arrojados por el Hec-Hms........................................71

Configurar el directorio de los proyectos.....................................................................72

Instalar proyectos que sirven de ejemplos en el Hec-Hms .........................................74

Simulación hidrológica con el Hec-Hms ....................................................................76

Notas importantes si se trabaja con Windows 7...........................................................76

Ejemplos......................................................................................................................77

Ejemplo 1.....................................................................................................................79

Ejecutar Hec-Hms........................................................................................................80

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo01.........................................................81

Definir el modelo de la cuenca.....................................................................................82

Salvar el proyecto........................................................................................................85

Activar el cuadriculado en el Escritorio de trabajo......................................................86

Incluir mapas de la cuenca...........................................................................................86

Agregar el elemento hidrológico subcuenca................................................................91

Agregar un sumidero....................................................................................................92

Ubicar los elementos en la posición adecuada.............................................................93

Conexión de los elementos hidrológicos.....................................................................93

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca............................................94

Ingreso de datos de la SubcuencaÚnica.......................................................................95

Salvar datos ingresados................................................................................................99

Datos de precipitación..................................................................................................99

Crear el elemento del pluviógrafo................................................................................99

Introducir datos para el pluviógrafo...........................................................................101

Introducir datos..........................................................................................................103

Modelo meteorológico...............................................................................................106

Asignar los elementos necesarios..............................................................................107

Especificaciones de control........................................................................................109

Asignar los elementos necesarios..............................................................................111

Crear simulación........................................................................................................113

Seleccionar la simulación creada...............................................................................115

Ejecutar la simulación................................................................................................115

Observar los resultados..............................................................................................116

Ver resultados del elemento SubcuencaÚnica...........................................................117

Observar el resumen de resultados............................................................................118

Observar la tabla serie de tiempo...............................................................................118

Ver resultados del elemento Sink-1............................................................................120

Observar el resumen global de los resultados............................................................120

Observar la información gráfica.................................................................................122

Observar el resumen de los resultados.......................................................................123

Observar la tabla serie de tiempo...............................................................................123

Incluir resultados en un informe ...............................................................................124

Ejemplo 2...................................................................................................................125

Solución.....................................................................................................................127

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo02.......................................................127

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................128

Incluir mapas de la cuenca.........................................................................................130

Cambiar color de línea y texto en el mapa.................................................................132

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................134

Conexión de los elementos hidrológicos...................................................................136

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca..........................................137

Ingreso de datos de la SubcuencaÚnica.....................................................................137

Datos de precipitación................................................................................................139

Modelo meteorológico...............................................................................................144

Asignar los pesos a las estaciones..............................................................................148

Especificaciones de control........................................................................................149

Asignar los elementos necesarios..............................................................................150

Crear simulación........................................................................................................151

Seleccionar la simulación creada...............................................................................151

Ejecutar la simulación................................................................................................151

Observar los resultados..............................................................................................152

Observar el resumen global de los resultados............................................................152

Observar la información gráfica.................................................................................153

Observar el resumen de los resultados.......................................................................154

Observar la tabla serie de tiempo...............................................................................154

Ejemplo 3...................................................................................................................156

Solución.....................................................................................................................156

Abrir el proyecto Ejemplo02.....................................................................................156

Copiar el proyecto Ejemplo02 con el nombre Ejemplo03.........................................157

Incluir el mapa de la cuenca.......................................................................................159

Modificar los datos necesarios en el elemento del modelo de cuenca.............................................................................161

Modificar los datos de Loss Method..........................................................................162

Ingreso de datos del pluviógrafo................................................................................164

Modelo meteorológico...............................................................................................164

Control de especificaciones........................................................................................164

Crear simulación........................................................................................................164

Seleccionar la simulación creada...............................................................................165

Ejecutar la simulación................................................................................................165

Observar los resultados..............................................................................................166

Observar el resumen global de los resultados............................................................166

Observar la información gráfica.................................................................................167

Observar el resumen de los resultados.......................................................................168

Observar la tabla serie de tiempo...............................................................................168

Ejemplo 4...................................................................................................................170

Cálculos previos.........................................................................................................172

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo04.......................................................174

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................176

Salvar el proyecto......................................................................................................178

Incluir mapas de la cuenca.........................................................................................178

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................184

Agregar el elemento hidrológico subcuenca..............................................................184

Agregar un sumidero..................................................................................................185

Ubicar los elementos en la posición adecuada...........................................................186

Conexión de los elementos hidrológicos...................................................................186

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca..........................................187

Datos de precipitación................................................................................................191

Introducir datos para el pluviógrafo...........................................................................193

Modelo meteorológico...............................................................................................197

Asignar los elementos necesarios..............................................................................198

Especificaciones de control........................................................................................200

Asignar los elementos necesarios..............................................................................201

Crear simulación........................................................................................................202

Seleccionar la simulación creada...............................................................................203

Ejecutar la simulación................................................................................................203

Observar los resultados en la subcuenca....................................................................203

Ejemplo 5...................................................................................................................211

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo05.......................................................213

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................213

Salvar el proyecto......................................................................................................214

Incluir el mapa de la cuenca.......................................................................................214

Proceso.......................................................................................................................214

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................217

Conexión de los elementos de la cuenca....................................................................220

Introducir datos en cada elemento del modelo de la cuenca......................................221

Ingreso de datos de la Subcuenca alta........................................................................222

Ingreso de datos de la subcuenca baja.......................................................................225

Ajuste en el Tramo A-B.............................................................................................226

Datos de precipitaciones............................................................................................227

Introducir datos de los pluviógrafos..........................................................................230

Introducir datos..........................................................................................................231

Modelo meteorológico...............................................................................................235

Asignar los elementos necesarios..............................................................................236

Especificaciones de control........................................................................................238

Asignar los elementos necesarios..............................................................................238

Crear simulación........................................................................................................240

Seleccionar la simulación creada...............................................................................240

Ejecutar la simulación................................................................................................240

Observar los resultados..............................................................................................241

Ejemplo 6...................................................................................................................249

A. Simulación de la cuenca sin derivación................................................................252

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo06.......................................................252

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................253

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................258

Conexión de los elementos de la cuenca....................................................................261

Introducir datos en cada elemento del modelo de la cuenca......................................262

Ingreso de datos de la subcuenca alta........................................................................263

Ingreso de datos de la Subcuenca Baja......................................................................267

Ajuste en el tramo A-B..............................................................................................269

Datos de precipitación................................................................................................270

Modelo meteorológico...............................................................................................276

Asignar los elementos necesarios..............................................................................277

Especificaciones de control........................................................................................279

Crear simulación........................................................................................................281

Seleccionar la simulación creada...............................................................................281

Observar los resultados..............................................................................................282

B. Simulación de la cuenca con derivación...............................................................288

Copiar Basin 1 con el nombre Basin 2.......................................................................288

Agregar una derivación o toma..................................................................................290

Desconexión y conexión de los elementos................................................................291

Agregar el tramo del cauce de nombre Canal ...........................................................293

Conexión de Diversion-1 con Canal..........................................................................294

Crear la tabla de datos pareados de caudal disponible vs caudal derivado......................................................................................................296

Modelo meteorológico...............................................................................................301

Especificaciones de control........................................................................................304

Ejecutar la simulación................................................................................................305

Observar los resultados..............................................................................................306

Ejemplo 7...................................................................................................................316

Modificar las opciones del proyecto..........................................................................320

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo07.......................................................323

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................323

Conexión de los elementos de la cuenca....................................................................330

Introducir datos en cada elemento del modelo de la cuenca......................................331

Ingreso de datos de la subcuenca El Prado................................................................332

Ingreso de datos de la subcuenca Platanares..............................................................333

Ingreso de datos de la subcuenca Gila.......................................................................335

Ajuste en el tramo A-B..............................................................................................336

Datos de precipitación................................................................................................337

Modelo meteorológico...............................................................................................342

Especificaciones de control........................................................................................345

Crear simulación........................................................................................................346

Seleccionar la simulación creada...............................................................................347

Ejecutar la simulación................................................................................................347

Observar los resultados..............................................................................................347

Ejemplo 8...................................................................................................................357

Cálculos previos.........................................................................................................360

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo08.......................................................361

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................364

Salvar el proyecto......................................................................................................366

Incluir mapas de la cuenca.........................................................................................367

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................372

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca..........................................375

Crear simulación........................................................................................................389

Seleccionar la simulación creada...............................................................................389

Observar el resumen global de los resultados ...........................................................390

Ejemplo 9...................................................................................................................393

Cálculos previos.........................................................................................................395

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo09.......................................................396

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................397

Salvar el proyecto......................................................................................................397

Incluir el mapa de la cuenca.......................................................................................397

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................400

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca..........................................404

Datos de precipitación................................................................................................406

Modelo meteorológico...............................................................................................406

Especificaciones de control........................................................................................411

Crear simulación........................................................................................................412

Seleccionar la simulación creada...............................................................................413

Ejecutar la simulación................................................................................................413

Observar resume global de los resultados .................................................................414

Ejemplo 10.................................................................................................................417

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo10.......................................................419

Salvar el proyecto......................................................................................................420

Ingresar el hidrograma unitario especificado por el usuario......................................420

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................424

Incluir el mapa de la cuenca.......................................................................................425

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................428

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca..........................................431

Datos de precipitación................................................................................................435

Modelo meteorológico...............................................................................................440

Especificaciones de control........................................................................................444

Crear simulación........................................................................................................446

Seleccionar la simulación creada...............................................................................447

Ejecutar la simulación................................................................................................447

Observar el resumen global de los resultados ...........................................................448

Ejemplo 11.................................................................................................................449

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo11.......................................................451

Salvar el proyecto......................................................................................................452

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................452

Incluir el mapa de la cuenca.......................................................................................453

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................456

Introducir datos en el elemento del modelo de la cuenca..........................................459

Introducir datos para el embalse................................................................................461

Crear la tabla de datos pareados de elevación-área...................................................462

Introducir datos en Tabla Elevación-Área.................................................................464

Crear la tabla de datos pareados de elevación-descarga............................................465

Introducir datos en Tabla Elevación-Descarga..........................................................467

Asociar datos al modelo del embalse.........................................................................468

Datos de precipitación................................................................................................470

Modelo meteorológico...............................................................................................470

Especificaciones de control........................................................................................474

Crear simulación........................................................................................................476

Seleccionar la simulación creada...............................................................................476

Ejecutar la simulación................................................................................................477

Observar el resumen global de los resultados ...........................................................477

Ejemplo 12.................................................................................................................479

Crear un nuevo proyecto de nombre Ejemplo12.......................................................482

Introducir datos de precipitación y caudal.................................................................483

Datos de caudales.......................................................................................................488

Definir el modelo de la cuenca...................................................................................494

Crear los elementos hidrológicos...............................................................................498

Conexión de los elementos de la cuenca....................................................................499

Introducir los datos en el elemento del modelo de la cuenca....................................500

Asociar los datos de caudales con la cuenca..............................................................503

Modelo meteorológico...............................................................................................505

Especificaciones de control........................................................................................507

Crear simulación........................................................................................................509

Seleccionar la simulación creada...............................................................................509

Ejecutar la simulación................................................................................................510

Observar los resultados..............................................................................................510

Definir los elementos por optimizar ..........................................................................511

Definir los parámetros por calibrar............................................................................512

Seleccionar la optimización creada............................................................................516

Realizar la optimización............................................................................................516

Observar resultados de la optimización.....................................................................517

Observar resultados del resumen de la función objetivo...........................................518

Observar resultados de los parámetros optimizados..................................................519

Observar resultados de los hidrogramas observado y simulado................................519

Observar resultados de dispersión del caudal observado vs el simulado...................520

Observar resultados de los caudales residuales.........................................................521

Observar resultados de la función objetivo de los errores.........................................522

Problemas propuestos................................................................................................523

Anexo.........................................................................................................................543

Construir archivos con extensión .map......................................................................543

Proceso en Windows 7...............................................................................................550

Cálculo de los hietogramas para T= 10, 25, 50 y 100 años.......................................553

Cálculo de las relaciones: altura-duración-periodo de retorno para T= 10, 50 y 100 años........................................................................564

Bibliografía................................................................................................................571

Sobre el autor.............................................................................................................573

Publicaciones del autor..............................................................................................575

Software del autor......................................................................................................579

  • TEC014000 TECNOLOGÍA E INGENIERÍA > Hidráulica (Principal)
  • 627 Tecnología (ciencias aplicadas) > Ingeniería y operaciones afines > Ingeniería hidráulica (Principal)
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