Guia

Walker MENDEZ PAYEHUANCA– Civil Engineer (Modeler SewerGEMS and WaterGEMS) Email: [email protected] 1

Copyright © 2012

By: WALKER MENDEZ PAYEHUANCA

Civil Engineer

A+ Modeler, Water Distribution System

GUIA DE SEGUIMIENTO PARA EVALUACION, VERIFICACION, MODELAMIENTO, DISEÑO DE REDES

DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y DRENAJE PLUVIAL URBANO

CON APLICACIÓN DE SOFTWARE’S SewerGEMS / ArcGIS

“Modelamiento y Diseño de Sistemas

de Alcantarillado Sanitario y

Drenaje Pluvial Urbano”

WCAD Service

CONSULTORIA E INGENIERIA DE PROYECTOS E.I.R.L.


Introducción 1

Alcantarillado Sanitario (SewerGEMS Sanitary). 2

Sesión Teórica 1 – Revisión Conceptos de Hidráulica a Gravedad 3

Sesión Teórica 2 – Ensamble del Modelo Hidráulico 4

Taller 1 – Construcción de una Red Sanitaria a Gravedad 5

Sesión Teórica 3 ‐ Revisión y Análisis de Resultados 6

Taller 2 – Diseñando un nuevo Sistema de Alcantarillado Sanitario 7

Sesión Teórica 4 – Bombeos y Conducciones Forzadas en Redes de Drenaje 8

Sesión Teórica 5 – Hidráulica de Flujos no permanentes 9

Taller 4 – Hidrología de Áreas Tributarias

10

Drenaje Pluvial Urbano. (SewerGEMS) 11

Sesión Teórica 6 – Fundamentos de Hidrología 12

Sesión Teórica 7 – Modelación de caudales combinados 13

Sesión Teórica 8 ‐ Manejo de Datos Geoespaciales 14

Taller 5 – Herramientas para Importación de Información Geoespacial 15

Introducción ArcGIS 9.3—Funcionalidad en ArcCatalog y ArcMap 16

Taller 6 – Modelación de una Red de Alcantarillado Sanitario Importación de datos Externos (Exel para generación de curvas de nivel TIN).

17

Taller 7 – Modelación de un Drenaje Urbano Método Racional Modificado, Conexión Externa Exel para generar curvas de nivel. (TIN)

18

Contenido:


Introducción

Alcantarillado Sanitario (SewerGEMS Sanitary).

Teoría General de Hidráulica a Gravedad. Construcción de Modelos, Caudales Sanitarios y factores de mayora-

ción, Diseño optimizado y análisis de sistemas de drenaje con subsistemas a presión.


Sesión Teórica 1 – Revisión Conceptos de Hidráulica a Gravedad Flujo uniforme y no uniforme Ecuaciones de trabajo Análisis de perfiles de flujo


Sesión Teórica 2 – Ensamble del Modelo Hidráulico Aplicaciones de los Modelos Requerimientos de datos Tipos de Simulación


Construcción y configuración de un modelo de red sanitaria a gravedad Definición de cargas unitarias Revisión de resultados Creación de múltiples escenarios OBJETIVO GENERAL El propósito de este taller es introducir al estudiante con términos y procedimientos sencillos en el ambiente el inter-faz de usuario de SewerCAD V8i o SewerGEMS Sanitary V8i. El desarrollo del taller le permitirá al estudiante fami-liarizarse rápidamente con las herramientas de dibujo, análisis hidráulico y con el centro de gestión de escenarios. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TALLER Después de completar esta práctica, usted deberá ser capaz de realizar las siguientes tareas:

Dibujar un modelo esquemático

Usar adecuadamente los reportes tabulares (FlexTables)

Configurar la asignación de cargas sanitarias y usar el Centro de control de cargas unitarias

Aplicar los factores de mayoración de caudal (Extreme Flow Factors)

Crear y configurar escenarios

Crear y visualizar perfiles

Aplicar las herramientas de codificación por color y de anotaciones

ESQUEMA DEL SISTEMA

Taller 1 – Construcción de una Red Sanitaria a Gravedad


ENUNCIADO Y DATOS INICIALES

En este taller, usted deberá analizar el comportamiento hidráulico de una red sanitaria (dada en el es-

quema de la página anterior) compuesto principalmente por colectores de 8 pulgadas para un desarrollo

futuro de una zona comercial inicialmente analizará los resultados y comportamiento del sistema bajo

condiciones de cargas sanitarias en tiempo seco. Posteriormente, analizará el comportamiento hidráuli-

Datos iniciales

Tabla de Datos para Buzones de inspección

Identificador Cota Terreno - Ground EIev. (msnm)

Cota de Fondo - lnvert EIev. (msnm)

BI-1 31.39 30.48

BI-2 33.22 32.00

BI-3 34.44 33.22

BI-4 32.00 31.09

BI-5 34.15 32.61

BI-6 36.58 33.83

BI-7 32.92 32.00

BI-8 35.66 34.14

BI-9 38.10 35.91

BI-10 33.83 32.61

BI-11 36.58 34.15

BI-12 38.71 36.58

BI-13 35.97 34.15


Tabla de Datos para Estructura de Salida (Outfall)

ldentificador Cota Terreno Ground Elev.

(msnm)

Cota de Fondo lnvert Elev.

(msnm)

Tipo de Condición de Frontera

D-1 31.09 29.57 Descarga Libre (free Outfall)

Notas:

Los datos reales de elevación deberán ser ingresados con precisión de 0.01 m Inicialmente todos los colectores tendrán un diámetro de 200 mm (8 pulgadas) Al ser esquemáti-

co.

CONFIGURACIÓN BÁSICA DEL MODELO

En los siguientes pasos, usted configurará las propiedades básicas de un proyecto o modelo de Sewer-CAD o SewerGEMS Sanitary. Este procedimiento normalmente es común a todos los modelos, en los cuales por lo general se definen el sistema de unidades, los prototipos y se importan librerías de ingenie-

CREACIÓN DE UN NUEVO PROYECTO DE SewerCAD O SewerGEMS SANITARY

1. En su escritorio, haga doble clic en el ícono de SewerGEMS o diríjase al botón de inicio Programas/Bentley/SewerGEMS V8i/SewerGEMS V8i para iniciar Sewer-GEMS. Enseguida, se abrirá la caja de bienvenida.

2. Clic en Create o New Project y busque en su fólder de talleres de solución. Si la ventana de bienvenida no estuviera abierta seleccione el menú File/New.

3. Una vez el nuevo proyecto haya sido creado, diríjase al menú File/Save As. Nombre el proyecto como Taller /sus ini-ciales.SWC y haga clic en el botón Save.

CONFIGURACIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL PROVECTO

El primer paso será ingresar las propiedades del proyecto. Aunque esto no es obligatorio, siempre es recomendable agregar información relativa y notas adicionales al modelo.


Haga clic en el Menú File/Project Properties. 4. En el cuadro de diálogo, ingrese una información más descriptiva del título que tendrá este proyec-

to, del nombre del ingeniero proyectista, su empresa. Finalmente, tiene un campo de Notas donde puede agregar observaciones que faciliten la revisión del modelo por parte de una tercera persona, Haga clic en <OK> una vez complete la información.

DEFINICIÓN DE OPCIONES DEL PROVECTO

A continuación, será necesario definir algunas opciones generales y de dibujo del proyecto antes de comenzar el dibujo del sistema. 5. Haga clic en el Menú Tools/Options. 6. En la pestaña "Units" vaya al menú desplegable Reset Defaults

y seleccione Sistema internacional, para asegurarse que este será el sistema de unidades que por defecto adoptará cada pa-


7. Posteriormente, seleccione la pestaña "Drawings" y en el campo de modo de dibujo (Drawing Mo-de) elija el modo esquemático (schematic) y seleccione los multiplicadores de tamaño de símbolos y anotaciones como 5.0 tal y como se ilustra:

8. Haga clic en OK para aceptar los cambios realizados.

Nota: Al escoger la opción de dibujo como esquemática, esto implicará que usted estará ingresando

manualmente las longitudes de la tubería en lugar de usar longitudes escaladas que serían calculadas

automáticamente Por el Programa.


CATALOGO DE COLECTORES (CONDUIT CATALOG)

En este punto, es necesario configurar las propiedades de los colectores que por defecto se usarán en

este modelo. Para hacer esto, usted necesitará ingresar esta información en la herramienta Conduit Cota-

log.

9. Haga clic en el menú Compo-

nents/Conduit Catalog.

10. En el cuadro de diálogo, haga

clic en el botón más a la dere-

cha "Synchronization Options"

y del menú desplegable se-

leccione la opción lmport from

Library. Esto abrirá la ventana

de la librería de ingeniería

para colectores.

11. En la ventana Engineering

Libraries, haga clic en el signo

"+" en frente del catálogo de

colectores para expandir esta

librería.

12. A continuación, expanda (sin seleccionar) la librería Conduits Library- Metric.xml. Dentro de la

lista de opciones que se despliegan, seleccione el catálogo "Circular - Concrete" dado que para

este modelo las opciones de colectores estarán definidos exclusivamente por tuberías de concre-

to.


Nota:

Si usted expande el catálogo de tuberías de concreto (Circular - Concrete), usted verá todos los dife-

rentes tamaños bajo este catálogo y todos estos diámetros aparecerán seleccionados por defecto. Si

usted no quiere importar algunos diámetros específicos (en caso que no existan en el mercado local)

simplemente deberá remover la marca de selección. Para este taller importaremos todos los diáme-

tros disponibles.

13. Teniendo seleccionado el catálogo "Circular - Concrete" presione el botón <Select> en la parte

inferior.

Esta acción para el o los catálogos seleccionados importará las formas, el material, el tamaño

y las rugosidades de todos los tipos de colectores marcados. El cuadro de diálogo deberá lucir

de la siguiente manera:

14. Cierre el cuadro de diálogo Conduit Catolog.

15. Recuerde guardar periódicamente su archivo, desde el botón save.


El paso final de configuración será definir los valores por defecto que adoptará el programa para cada

nuevo elemento que se dibuje. Todos los colectores de este proyecto serán de concreto y sus cotas ba-

tea (lnvert Elevations) estarán dadas por las cotas de fondo de las estructuras aguas arriba y aguas aba-

jo.

Aunque serán usados diferentes diámetros de tubería, la mayoría de las tuberías del sistema son de 200

mm. Definiremos entonces este prototipo para ahorrar el tiempo que dedicaríamos en la entrada de da-

tos.

DEFINICIÓN DE PROTOTIPOS (PROTOTYPES)

16. Vaya al menú View/Prototypes. 17. En la ventana de prototipos se-

leccione la categoría Conduit. A continuación, haga clic derecho y seleccione la opción New.

El prototipo "Conduit Proto type -1" será creado deba jo de esta categoría. En es te caso dejaremos este nombre por defecto. 18. Haga doble clic sobre "Conduit Prototype - 1" con lo cual se abrirá el cuadro de diálogo del editor de propiedades.

19. En la ventana de edición de propie-dades, configure las siguientes pro-piedades para el prototipo:

Design Conduit?: False Has User Defined Lenght?: True Conduit Type: Catalog Conduit Conduit Shape: Circular Pipe Material: Concrete Section Size: 200 mm Manning's n: 0.013 Set Invert to Start: True Set lnvert to Stop: True 20. Cierre el cuadro de diálogo de proto-

tipos. 21. Guarde nuevamente su archivo.


DIBUJO DE LA RED DE DRENAJE SANITARIO

Una vez que se ha configurado el proyecto, el paso siguiente será el dibujo de la red propuesta

que será dibujada usando la herramienta Layout o en la barra lateral de herramientas. de dibu-

jo. Asegúrese que la notación de su dibujo coincida con el esquema de la página l dado que to-

dos los datos se ingresarán según esta codificación. El dibujo es esquemático, así que la localización

en coordenadas de los elementos no es importante. siga a continuación, las instrucciones de dibujo,

para asegurarse que el orden y nombre de los elementos coincidan con el esquema base.

Nota: Hay diferentes maneras de efectuar el trazado de la Red. Así que estas instrucciones son op-

cionales Sea cual sea su método, asegúrese que la codificación de elementos sea igual al esquema

base.

1. Haga clic en el botón Loyout y del menú desplegable seleccione la opción Conduit.

2. En nuestro caso empezaremos el esquema con la estructura de salida (outfall). De tal manera, des-

place su puntero al área de dibujo, y haciendo clic derecho seleccione la opción Outfall del menú

emergente.

Nota: Su puntero debe ahora indicar el signo triangulo que representa al elemento Outfall.

3. Haga clic en la parte inferior izquierda de la pantalla para insertar la estructura de salida D-1 Obser-

ve que si usted mueve el Mouse alrededor, aparece un colector que Se conecta a su puntero con el

elemento D-1 antes creado.

4. El próximo elemento que dibujaremos será el pozo de inspección BI-1 Nuevamente haga clic

derecho y en el cuadro emergente seleccione la opción Monhole. El puntero deberá ahora indicar el

elemento buzón de inspección, desplácese hacia arriba y a la derecha en inserte el elemento BI-1.

5. Mueva el puntero a la derecha del BI-1 creado previamente, e inserte un nuevo pozo que llevará el

nombre de BI-2.

6. Continúe su esquema e inserte el buzón BI-3 a la derecha del BI-2. Terminado este primer ramal,

haga clic derecho y seleccione la opción Done- Su dibujo deberá lucir de la siguiente manera:


7. La herramienta de Layout seguirá activada. Para continuar el dibujo, haga clic sobre el elemento

B-1, y siguiendo el esquema dibujaremos los tres siguientes tramos que conectan a los buzones

BI-4, BI-5 y BI-6. Finalmente haga clic derecho y clic en la opción Done. El dibujo debería lucir así:

8. A partir de este momento, usted deberá guiarse por la numeración de los colectores, para completar

el trazado de la Red. Haga clic sobre el elemento BI-4 y dibuje los tramos CO-7, CO-8, CO-9 que

conectan a los buzones BI-7, BI-8 y BI-9.

9. Repita el mismo procedimiento para a partir del BI-7, conectar a los buzones BI-10, BI-11 y BI-12.

Finalmente dibuje el colector CO-13, que conecta el BI-13 (a la izquierda) con el BI-1O. Haga clic

derecho y seleccione Done.

El esquema final será entonces el siguiente:


INGRESO DE DATOS DEL SISTEMA

Habiendo dibujado nuestra red esquemática, deberemos ingresar las características físicas de los ele-

mentos (elevaciones, diámetros, longitudes, etc.) así como las cargas sanitarias para las cueles quere-

mos ejecutar la simulación hidráulica.

INGRESO DATOS DE ELEVACIÓN

1. lnicialmente ingresaremos los datos de eleva-

ción de la estructura de salida, a través de la

ven tana de edición de propiedades.

2. Haga doble-clic sobre el elemento D-1 y con es-

to se abrirá la ventana de edición de propieda-

des.

3. En dicha ventana, ingresará las siguientes pro-

piedades:

Boundary Condition Type Free Outfall

Elevation (Ground) (m): 31.10

Elevation (lnvert) (m): 29.57


Nota:

Para ingresar las elevaciones de

los pozos de inspección podríamos

hacer clic en cada elemento, y digi-

tar los datos a través de la ventana

de propiedades.

Sin embargo, una manera más rá-

pida para ingresar los datos es el

uso de los reportes tabulares

(FlexTables).

4. Diríjase al menú View/

FlexTables para abrir el admi-

nistrador de reportes tabula-

res, o simplemente

haga clic en el icono la

barra de herramientas.

5. En este caso, podríamos usar

la tabla de los pozos de ins-

pección (ManholeTable) bajo

la categoría Tables - Predefí-

ned. Sin embargo,

basados en esta tabla creare

mos una propia para pozos

incluyendo únicamente los

campos o parámetros en los

cuales estaremos interesa

dos.


6. Haga clic derecho sobre Manhole Table y en el

menú emergente seleccione Duplicate > as

Project Flex Table.

Nota:

La razón por la cual no crearnos una nueva

tabla duplicada bajo la categoría Tables - Shared, es

porque no queremos que esta tabla personalizada

se encuentre disponible para otros proyectos.

En este caso al crear una tabla sobre la categoría

Tables - Project, esta tabla sólo estará disponible

para este proyecto en particular.

7. Renombre esta tabla como "Tabla - buzones

de inspección" usando el botón Rename ITI

8. Haga doble-clic sobre la nueva Tabla - Buzo-

nes de Inspección para abrirla.

Una vez se haya abierto la tabla, ingrese los datos de elevaciones del terreno (Ground Elevation) y

de fondo (lnvert Elevations) en los campos respectivos, basado en los datos iniciales dados en la pá-

gina 2.

Habiendo ingresado las elevaciones de los buzones, la tabla deberá lucir tal y como se indica a

continuación:

10. Después de ingresar los datos, cierre la Tabla Buzón de Inspección.


INGRESO DE DATOS FÍSICOS EN COLECTORES

11. Ahora especificaremos las longitudes y

diámetros de los colectores. Teniendo abier

ta la ventana FlexTables, haga clic derecho

sobre Conduit Table bajo la categoría Ta

bles Predefined y en el menú emergente se

leccione Duplicate > as Project Flex Table.

12. Esto creará una nueva tabla bajo la sección

Tables - Project.

13. Haciendo clic derecho o haciendo clic en el

botón Rename renombre esta tabla como

"Tabla de Colectores".

14. Su estructura de tablas de proyecto deberá

lucir tal y como se ilustra en la figura de la

derecha:

Haga doble-clic en la recién creada "Tabla de Colectores" Una vez se abra la tabla, haga clic en el botón Edit de la barra de herramientas con lo que aparecerá el siguiente cuadro de diálogo donde editaremos los campos que queremos incluir/excluir en nuestra tabla personalizada.


16. Bajo la sección izquierda de columnas/parámetros disponibles (Available Columns) encuentre y

marque el campo Has User Defined Lenght? y haciendo doble clic sobre el mismo o presionando

el botón Add ">" se agregará a la sección de columnas seleccionadas (selected Columns).

17. Repita el mismo procedimiento para agregar el campo Lenght (User Defined) dentro de la sección

de columnas seleccionadas.

18. La posición de estas columnas en la tabla la puede definir marcado cada campo y lue go usando

los botones: de la parte inferior de este cuadro de diálogo. Finalmente haga clic en

OK para regresar al reporte tabular.

19. Asegúrese en la columna Has User Defíned Lenght? Que todos los colectores están seleccionados

dado que se trata de un esquema en el cual definiremos manualmente las longitudes.

20. Sobre el campo Lenght (User Defined)

(m) haga clic derecho y en el menú

emergente seleccione la opción Glo

bal Edit.

21. En la ventana Global Edit defina los

siguientes valores:

Operation: Set

Value: 122

22. Haga Clic en OK. A continuación, us

ted verá como este editor Global ha

brá asignado a todos los colectores

un valor de 122 m de longitud.


Su tabla deberá lucir tal y como se indica a continuación (el orden de las columnas puede ser diferente):

EL INGRESO DE DATOS EN BUZONES DE INSPECCION (MANHOLES)

Ahora necesitaremos agregar la información de cargas sanitarias (sanitary Loads) para los pozos de ins-pección para este proyecto usaremos dos tipos de cargas: una para Oficinas Comerciales, y otra para un gran Hotel que descargará al BI-6- El valor de estas cargas será importado desde las librerías de inge-niería que ya incluye el programa. 23. En primera medida, se agregarán los tipos de carga Oficinas y Hotel al catálogo Unit Sanitary (Dry

Weather) Loads para poder ser usadas en el modelo. 24. Haga clic en el menú components/unit sanitary (Dry weather) Loads, para abrir la ventana de car-

gas


25. En esta ventana haga clic en el botón Synchronization Optíons que se encuentra en la par-

te superior. En el menú desplegable deberá seleccionar la opción lmport from Library' Esto

abrirá en la ventana de librerías de ingeniería la categoría Unit Loads Engineering Libraries.

26. Expanda cada folder para desplegar todas las categorías de cargas sanitarias unitarias, tal y como

se ilustra a continuación:

27. Según las cargas existentes en nuestro modelo, seleccione los tipos Office y Hotel. Verifique que

para el tipo Oficina tendremos una carga unitaria de 55 L/d-empleado y para el Hotel tendremos

una carga unitaria de 190 L/d-huésped. La selección de los tipos de carga se muestra a continua-

ción:


28. Haga clic en el Botón SELECT para regresar al administrador de Cargas Sanitarias Unitarias el

cual deberá ahora lucir así:

29. Haga Clic en el botón Close para cerrar este cuadro de diálogo. El próximo paso será ingresar las

cargas en el elemento Manhole.

IMPORTANTE:

Usted podría ingresar las cargas sanitarias en cada Monhole una a una a través de la ventana de

edición de propiedades, sin embargo este sería un proceso muy lento para grandes modelos. Una mane-

ra más ágil de ingresar las cargas sanitarias para gran cantidad de nodos es a través del Centro de Con-

trol de Cargas.


APLICACIÓN DEL CENTRO DE CONTROL DE CARGAS SANITARIAS

30. Haga Clic en el Menú Tools/Sanitary Load Control Center o simplemente haciendo clic en el botón

de la barra de herramientas que lleva el mismo nombre.

31. En la ventana del centro de control de cargas sanitarias, haga clic en el botón New y en el

menú desplegable que aparece seleccione la opción Initialize Unit Loads for All Ele

ments.

32. Esta acción agregará un registro/línea por cada unos de los Pozos de inspección presentes en la

red sanitaria dibujada.

33. La información de las cargas sanitarias que deberán asignarse a los Buzones de Inspección se

presenta en la siguiente tabla:


Nota:

Observe que solamente el BI-6, tiene como tipo de carga Hotel, mientras los demás el tipo de

carga es el de oficina comercial Por otra parte, la unidad de carga en el caso de oficinas es el

empleado (Employee) y en el caso del hotel son huéspedes (Guest)

En la ventana de centro de control de cargas sanitarias y estando sobre la pestaña "Monhole", lleve la

barra de desplazamiento hacia la derecha hasta encontrar las columnas (Unit Sanitory Lood) y (Loadíng

Unit Count).

35. Sobre la columna Unit Sanitary Load

haga clic derecho y en el menú emer-

gente seleccione la opción Global Edit.

36. En la ventana Global Edit defina los

siguientes valores:

Operation : Set

Value : Office

37. Haga Clic en OK. A continuación, usted

verá que todos los buzones tendrán el

valor Office como tipo de carga sanita

ria.

38. Manualmente deberá modificar el tipo

de carga en el buzon BI-6 a la clasifi

cación Hotel per Customer.

39. Ahora haga clic derecho sobre la colum

na Loading Unít County seleccione Glo

bal Edit.


40. En la ventana de edición global defina

los siguientes valores:

Operation : Set

Value : 200

41. Modifique manualmente el número de

unidades para los pozos MH-6 y MH-13

a 500 y 1200 respectivamente.

42. De alguna manera puede ser incomodo

tener valores decimales en la columna

de número de unidades, así que

podremos modificar el número de

cifras decimales de dicha columna.

43. Para cambiar el número de cifras

decimales, haga clic derecho sobre el

encabezado de la columna Loading Unit

County seleccione la opción Units and

Formating.

Después de ejecutar estas instrucciones, la ventana

Sanitary Load Cantrol Center deberál ucir tal y como se

indica a continuación con la información completa en

las columnas de tipo y número de unidades de carga

sanitaria

46. Cierre el centro de Control de Cargas Sanitarias y no olvide guardar constantemente su archivo.


ASIGNACIÓN FACTORES DE MAYORACIÓN (PEAKING FACTORS)

A continuación y para completar el ingreso de datos, será necesario que se definan los factores de ma-

yoración que usaremos para los dos tipos de cargas sanitarias se han definido. Para el primer escenario

que definiremos como "Día promedio" no será necesario aplicar dichos factores pues se tratará de una

simulación bajo condiciones de carga normales, pero en escenarios adicionales si será necesario definir

este tipo de factores.

47. Haga Clic en el Menú Components/Extreme Flow Setups. Esto abrirá el cuadro de diálogo que

permite la configuración de caudales extremos (Extreme Flow Setup)

48. Haga clic en el botón New para crear una nueva condición de caudales extremos.

49. Haciendo clic en el botón Rename, cambie el nombre que por defecto asigna el programa por el

nombre "Condición Día Promedio".

50. Marque las cajas de selección en la columna "Use" indicando que para ambos tipos de carga,

usted usará un factor multiplicador de 1.0 para la Condición Día Promedio. Su ventana deberá lucir

así.

51. Cierre esta ventana una vez verifique el ingreso de la información.

CONFIGURACIÓN DE ESCENARIOS Y OPCIONES DE CÁLCULO

Luego de completar la fase de ingreso de datos, el siguiente paso será la creación de un escenario de

simulación y la configuración de sus opciones de cálculo- Inicialmente crearemos un escenario de simula-

ción para las condiciones de flujo en un día promedio o normal.

IMPORTANTE: El manejo y simulación de modelos hidráulicos a través de escenarios y alternativas

(Scenario Manager@), en toda la línea de productos Haestad de Bentley. Las herramientas del adminis-

trador de escenarios en SewerCAD/GEMS Sanitary le dan al usuario gran flexibilidad mediante el uso de

diferentes combinaciones de un conjunto de alternativas y opciones de cálculo.

1. Abra el Administrador de Escenarios a través del

menú Analysis/Scenario o haciendo clic en el

botón Scenario de la barra de herramien

tas.

2. Seleccione el único escenario existente que tiene

el nombre por defecto de Base. Haga clic en el

botón Rename y cambie el nombre a Día

Promedio.


3. Haga Doble clic en el escenario Día

Promedio para ver en el editor de pro

piedades las Alternativas que lo con

forman. Inicialmente aparecerán todas

las alternativas Base.

4. Observe en la última línea que este

escenario tiene asociadas las opcio

nes de cálculo base (Base Calcula

tions Options)

5. Abra la ventana de Opciones de

Cálculo a través del menú Analysis/

Calculations Options o presionando el

botón del mismo nombre que

aparece en la barra de herra-

mientas.

6. Haga doble clic en las opciones crea-

das por defecto cuyo nombre es Base

Calculations Options con esto se

abrirá la ventana de edición de propie-

dades indicando las opciones de

cálculo por categorías tal y como se

muestra en la figura de la derecha.

7. En este caso dejaremos las opciones

de cálculo que por defecto asume el

programa al crear nuevo modelo.

8. Sin embargo nos detendremos en el

campo (Extreme Flow Setup) bajo la

categoría Gravity Pressure Interface

Options.

la casilla a la derecha del campo Extreme

Flow Setup abrimos el menú desplegable y

escogemos la opción Condición Día Pro-

medio. Debemos recordar que esta condi-

ción fue previamente definida asignando un

factor de 1.0 para los tipos de cargas sanita-

rias presentes


9. De regreso a la ventana de Op-

ciones de Cálculo renombre estas

opciones como "Día Promedio",

10. Cierre la ventana del administra-

dor de Opciones de Cálculo.

11. No olvide guardar periódicamente

su archivo haciendo clic en el bo-

tón Save

SIMULACIÓN HIDRÁULICA Y REVISIÓN DE RESULTADOS

ESCENARIO DIA PROMEDIO

1. Ejecute el escenario Día Promedio haciendo clic en el botón Compute o através del Menú

Analysis Compute.

2. Terminada la simulación aparecerá una ventana de nombre "Detailed Calculations Summary''

que representa un resumen ejecutivo de los resultados a través de diferentes pestañas. A continua

ción se muestra el resumen de resultado para las tuberías a gravedad:

Nota: Muchos de los resultados que usted necesita para completar la Tabla de Resultados al final de

este taller se encuentran en esta ventana con el resumen de resultados. Usted podrá encontrar otros

resultados seleccionando diferentes elementos y visualizando los resultados en la ventana de propieda-

des o abriendo los reportes tabulares para los diferentes elementos.


CONFIGURACIÓN DE ANOTACIONES

4. Vaya a la ventana Element Simbo

logy Si no está activa, la puede

abrir a través del menú View/

Element Simbology.

5. Seleccione el elemento Conduit y

haga clic derecho y seleccione

New > Annotation

6. En la ventana de propiedades de

anotación que aparece configure

los siguientes campos:

Field: Flow

Prefix : Q=

X Offset : 0.0 m

Y Offset : -4.0 m

Height MultiPlier : 1-0

7. Haga clic en el botón <Apply> y luego en eI botón <0k> para poder visuaIizar Ios datos de caudaI

en el área de dibujo.

8. Nuevamente diríjase a la ventana Element Simbology y seleccionando el elemento conduit haga

clic derecho y en el menú emergente seleccione New > Color Coding

9. En la ventana de propiedades de la codificación por color, complete los campos en la sección iz-

quierda (Properties) de la siguiente manera:

Field Name: Velocity (Average)

Minimum:0.0 m/s / Maximum 1.5 m/s / Steps 5

10. Para la sección derecha (Color Maps) configure el campo de menú desplegable Options como co

lor and Size.

11. Haga clic en el botón lnitialize (el tercero de Izquierda a derecha) para poblar la tabla de valo

res. El cuadro de diálogo de- berá lucir de la siguiente manera:


12. Haga clic en el botón <Apply> y luego en <OK>, con lo cual su esquema de dibujo se verá ahora

así:


CREACIÓN DE PERFILES

SewerCAD/GEMS Sanitary ofrece una herramienta sencilla y poderos para la creación y configuración

de perfiles longitudinales del sistema con la posibilidad de animarlos y personalizar sus anotaciones. A

manera de ejemplo crearemos un perfil desde el pozo BI-6 hasta la estructura de salida (D-1).

13. Abra el manejador de perfiles haciendo clic en el ícono; o desde el menú View/Profiles.

14. Oprima el botón New y con esto se desplegará la ventana Profile Setup que se muestra a la

derecha.

15. Presione el botón <Select From Drawing> para seleccionar los colectores que componen nuestro

perfil.

16. De regreso al área de dibujo usted deberá seleccionar los colectores CO-1, CO-4, CO-5 y CO-6

(a medida que los seleccione quedarán resaltados en rojo) y finalmente haga clic derecho selec-

cionando “done”.


17. A continuación y de regreso a la ventana Profile Setup, haga clic en el botón <Open Profile>

18. Cierre este perfil y en la ventana Profile, seleccionando la opción Engineering Profile. haga clic

en el menú desplegable View Profile Usted debería ver una ventana similar a esta:


19. Haga clic en el botón Options y del

menú desplegable seleccione precisamen

te Options.

20. Sobre la pestaña Axis configure los si

guientes campos:

Horizontal Axis - Scale : 5.00 m

Horizontal Axis - Increment : 0 + 20m

Vertical Axis - Scale : O.20 m

Vertical Axis - Increment : 0.50 m

21. Haga Clic en el botón <Apply> y luego en <OK>. Use las herramientas de Zoom para revisar el

perfil y los resultados.


22. Cierre el perfil y el administrador de perfiles. Guarde su archivo

CREACION DE ESCENARIOS Y CONFIGURACIÓN ALTERNATIVAS ESCENARIO: CAUDAL PUNTA

Para un proyecto de Diseño, se hace necesario analizar el comportamiento hidráulico del sistema ante

caudales punta o máximos. Para esto debemos crear un nuevo escenario donde emplearemos un méto-

do tabular para convertir los caudales promedio en caudales punta.

CONFIGURACIÓN DE CAUDALES EXTREMOS

1. Haga Clic en el Menú Components/Extreme Flows. Esto abrirá el cuadro de diálogo que permi-

te importar de la librería algunos métodos de mayoración.

2. En este caso, adicionaremos un método para determinar el factor de mayoración llamado Pea-

king Factor (Sl).

3. Por tanto haga clic en el botón Synchronization Options de esta ventana y seleccione la

opción lmport from Library. Esto abrirá en la ventana la librería de métodos de factores de mayo-

ración llamada Extreme Flow Factor Method Library.xml.

4. Expanda los métodos existentes en esta Iibrería y seleccione el método Peaking Factor (SI).

Seguidamente, haga clic en el botón <Select>


5. Esto cerrará la ventana de acceso a la librería de ingenierías y poblará la tabla de reportes tabula-

res con los factores de mayoración según el caudal base que están incluidos en el método Pea-

king Factor (SI).

6. Luego de visualizar los datos que se ilustran en la ventana a continuación, haga clic en el botón

<Close>.

7. Ahora necesitaremos asignar este método a los tipos de cargas sanitarias presentes en nuestro

modelo.

Vaya el Menú Components/Extreme Flow Setups, para abrir el cuadro de diálogo que permite la

configuración de caudales extremos (Extreme FIow Setup).

8. Haga clic en el botón New para crear una nueva condición de caudales extremos.

9. Presione el botón Rename y cambie el nombre que por defecto asigna el programa por

"Condición Caudal Punta".

10. Marque las cajas de selección en la columna "use" indicando que para ambos tipos de carga, y bajo

Ia columna Extreme Flow Method seleccione como método el Peaking Factor (SI) en los dos tipos

de carga presentes. Su tabla para esta condición deberá lucir así:


Definición de Opciones de Cálculo

Una vez ingresado el método de mayoración de carga, deberemos crear asociadas al escenario "Caudal

Punta".

1. Abra la ventana de Opciones de Cálculo

a través del menú Analysis/Calculations

Options o presionando el botón del

mismo nombre que aparece en la

barra de herramientas.

2. Seleccione la opción de cálculo existen-

te "Día Promedio" y oprima luego el

botón Duplicate que aparece en la

parte superior de esta ventana.

3. Seleccionando la opción de cálculo

creada por duplicación haga clic en el

botón Rename y asigne el nombre

de simulación Caudal Punta".

CONFIGURACIÓN V SIMULACIÓN DE UN NUEVO ESCENARIO

7. Deberá crear un nuevo escenario bajo

las condiciones de caudal punta para lo

cual se debe dirigir al Administrador de

Escenarios a través del menú Analysis/

Scenario o haciendo clic en el botón

Scenario de la barra de herramien-

tas.

8. Seleccione el escenario "Día Promedio"

y haciendo clic derecho seleccione la

opción New>Child Scenario.

9. Oprimiendo el botón Rename ITI re-

nombre este nuevo escenario como

"Caudal Punta".

10. Haga doble clic en este escenario con lo cual en el editor de propiedades se desplegará con la configuración de al-ternativas y opciones de cálculo para este escenario


11. El único cambio que haremos será sobre la categoría "Calculations Options" .

12. En el campo GVF/Pressure Engine Calculations seleccione del menú desplegable las opciones de cálcu-lo Simulación Caudal Punta".

13. Finalmente, haga que el escenario activo sea "Caudal Punta", selec-cionando dicho escenario y hacien-do clic en el botón Make Cu-rrent también puede usar el menú desplegable en la parte su-perior izquierda de la barra de he-rramientas para elegir el escenario activo.

14. Para ejecutar el escenario "Caudal Punta" una vez este se encuentre activo seleccione la opción

Compute del menú principal Analysis o simplemente presione el botón de la barra de herra-

mientas que lleva el mismo nombre.

15. Revise los resultados en las diferentes pestañas del informe resumen y complete la tabla de resul-

tados al final del taller. No olvide guardar la versión final de su archivo oprimiendo el botón Save


A. Según su criterio, este sistema sanitario aparenta tener adecuada capacidad?

B. Usualmente los colectores de drenaje sanitario se diseñan para que la velocidad supere al menos

0.60 m/s. Cumple este sistema proyectado con esta condición?.

C. De acuerdo a la normatividad vigente en nuestro País que otro criterio se hace necesario verificar?

TABLA DE RESULTADOS

Según el escenario complete los resultados solicitados en la tabla.

Elemento Propiedad/Atributo Día Promedio Caudal Punta

CO-10 Flow (l/s)

CO-10 Tractive Stress (N/m2)

CO-11 Flow (l/s)

CO-13 Flow (l/s)

CO-4 Velocity (Average) (m/s)

CO-4 Depth (out) (m)

CO-2 Profile Description

D-1 Outflow (l/s)

D-1 Population (System Sanitary)

(Capita)

PREGUNTAS. DISCUSIÓN


Sesión Teórica 3 ‐ Revisión y Análisis de Resultados Uso y personalización de los reportes tabulares Codificación por Color Configuración de anotaciones y creación de perfiles


Trazado de la Red Diseño de un nuevo sistema de drenaje sanitario residencia Evaluación de resultados para caudales promedio y caudales pico

Obietivo General

En este taller usted diseñará un nuevo sistema de drenaje usando la herramienta de diseño automatizado

(Automoted Design) que ofrece SewerCAD V8i o SewerGEMS Sanitary V8i. Usted iniciará a partir de un

archivo de fondo tipo CAD (formato .DXF) y el nuevo sistema será diseñado usando el caudal máximo de

d iseño.

El caudal máximo de diseño estará compuesto por el caudal en tiempo seco proveniente de un número

determinado de unidades habitacionales, completamente desarrolladas y el caudal en tiempo lluvioso,

que a

su vez se compone por una tasa hipotética de infiltración y otros caudales de entrada dados por estánda-

res de

diseño. El caudal de aguas negras será mayorado usando el método "Ecuación de Babbit" que asignará

a cada

tramo de diseño un factor de mayoración basado en la población aportante.

Obietivos Específicos del Taller

Después de completar este taller, usted deberá ser capaz de:

! lmportar y usar un archivo CAD como fondo de dibujo

' Dibujar un modelo a escala,

" lnferir algunas propiedades para los elementos,

' Ampliar la práctica en el uso de reportes tabulares (FlexTobles),

n Crear v asignar cargas sanitarias unitarias,

u Asignar una carga o tasa de infiltración para el sistema,

" Aplicar la herramienta de diseño automático para dimensionar los colectores proyectados,

" Construir Perfiles de Ingeniería (Engineering Profiles),

' Aplicar y configurar las anotaciones en los elementos

Oz0Og BENTLFY

DISEÑANDO UN NUEVO SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

Taller 2


Sesión Teórica 4 – Bombeos y Conducciones Forzadas en Redes de Drenaje

Curva característica de la Bomba y Curva del sistema Conducciones forzadas y diseño de estaciones de Bombeo


Drenaje Pluvial Urbano. (SewerGEMS)

Introducción a la hidráulica de flujos no permanentes y a la modelación dinámica, fundamentos de hidrología urba-

na, análisis de sistemas de alcantarillado combinado y trabajo con archivos de datos geoespaciales .


Sesión Teórica 5 – Hidráulica de Flujos no permanentes

Sistema de Ecuaciones St. Venant

Routing Analysis

Opciones de Cálculo en SewerGEMS


Taller 3 – Análisis de Ruteo para Flujo no permanente

Construcción de una Red en SewerGEMS

Manejo de alternativas y opciones de cálculo

Gráficos y Opciones de Anotación.


Sesión Teórica 6 – Fundamentos de Hidrología

Definición (Tipos) y Uso de datos de Lluvias

Áreas de Drenaje y Modelos de Escorrentía

Caudales Sanitarios vs. Pluviales


Taller 4 – Hidrología de Áreas Tributarias

Creación y Definición de Eventos de Lluvia (Storm Events)

Metodología del Hidrograma Unitario

Alternativas Hidrológicas


Sesión Teórica 7 – Modelación de caudales combinados

Componentes de un sistema combinado

Manejo de alivios

Perfiles y Reportes Gráficos


Sesión Teórica 8 Manejo de Datos Geoespaciales

Introducción general a los datos geoespaciales

Uso y alcance del ModelBuilder y TRex

Métodos de asignación de cargas usando LoadBuilder


Taller 5 – Herramientas para Importación de Información Geoespacial

Construcción de un modelo desde archivos externos

Asignación de elevaciones a partir de un Modelo Digital de Elevaciones

Asignación automática de cargas


Sesión Teórica 9 – Herramientas para Importación de Información Geoespacial Construcción de un modelo desde archivos externos Asignación de elevaciones a partir de un Modelo Digital de Elevaciones Asignación automática de cargas


Introducción ArcGIS 9.3 Funcionalidad en ArcCatalog y ArcMap


Usando conexiones GIS y Bases de Datos.

Configuración del ModelBuilder Conexión con Archivos SHP Conexión con Bases de Datos


Taller 6 – Modelación de una Red de Alcantarillado Sanitario Importación de datos Externos (Exel para generación de curvas de nivel TIN).

Agregar Plano Catastral archivo shp Georeferenciación de datos Importar archivo desde exel, generación de curvas de nivel (Surface Modeling) Presentación de datos topográficos en 3D (TIN) Trazo de Red de Alcantarillado Sanitario. Uso de herramienta TRex Asignación Automática de Cotas Introducción de datos para el modelo Corriendo el modelo de red de alcantarillado sanitario Evaluación de resultados Manejo de escenarios Generación de perfiles Asignación de coordenadas Presentación final y listo para el ploteo a escala deseada.


Taller 7 – Modelación de un Drenaje Urbano Método Racional Modificado, Conexión Externa Exel para generar curvas de nivel. (TIN)

Componentes de un Sistema de Drenaje Urbano Agregar Plano Catastral archivo shp Georeferenciación de datos Importar archivo desde exel, generación de curvas de nivel (Surface Modeling) Presentación de datos topográficos en 3D Trazo de Red de Alcantarillado Pluvial. Uso de herramienta TRex Asignación Automática de Cotas Introducción de datos para el modelo Análisis por el método racional modificado Asignación de datos hidrológicos (Curvas IDF) Corriendo el modelo de red de alcantarillado pluvial Evaluación de resultados Dimensionamiento del drenaje, Sección Hidráulica Optima. Manejo de escenarios Generación de perfiles Asignación de coordenadas Presentación final y listo para el ploteo a escala deseada.

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