L1.2 IntroductionToHms

7/21/2019 L1.2 IntroductionToHms

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Introducción al

HEC-HMS

Hydrologic Engineering Center 1



Objetivos• Familiarizarce con el rograma y arender concetos

b!sicos de la organización del rograma" los comonentesde datos y la ejecución de la simulación#

• Comrender los di$erentes elementos %idrológicos y losm&todos disonibles ara cada uno#

• 'er los di$erentes tios de visualización de resultados yres(menes estad)sticos#

•

'ista revia de caacidades avanzadas#

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+lcance del ,rograma• ise.ado ara simular la %idrolog)a de la cuenca#

– Modelado de la suer/cie del agua# – esde la meteorolog)a a la salida de la cuenca#

• 0it de %erramientas de ociones# – Modelización generalizada# – Ociones matem!ticas del modelo# – as %erramientas de an!lisis#

• Inter$az gr!/ca de usuario –

Maa de la cuenca# – ,unto y edición ara introducir y actualizar datos# – 2r!/co y tabla de visualización de resultados de la simulación#




imitaciones del ,rograma• Modelos deterministas#• Modelos desacolados#

– Evaotransiración-in/ltración# – In/ltración-4ujo de base#

• Sin interacciones entre acu)$eros#• 'alores constantes de ar!metros#• Sistemas de 4ujo dendr)ticos#

–

El 4ujo divide la caacidad osible" ero limitada#• 5inguna in4uencia del 4ujo aguas abajo o inversa#

– 6emanso osible" ero solamente si /gura dentro de unacuenca#




,royecto• Contenedor de comonentes rinciales#

– Modelo de la cuenca# – Modelo meteorológico# – Eseci/caciones de control#

• 8ambi&n tiene comonentes adicionales# – Medidores de series de tiemo# – Funciones de datos vinculados# – Conjuntos de datos 2rid#

• ,roorciona %erramientas de an!lisis# – Estimación de ar!metros usando la teor)a de otimización# – +n!lisis de la ro$undidad del !rea de $recuencia de tormentas#

• 5ombre del subdirectorio




ise.o del ,rograma

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2estión de atos• Con/guración de los datos y ar!metros#

– os arc%ivos del directorio del royecto# – +utom!ticamente son creado" guardados" cargados" etc#

• Sistema de almacenamiento de datos HEC-SS# – atos de series de tiemo y datos vinculados ueden ser

introducidos o recuerados manualmente desde arc%ivose;ternos#

– atos de grid sólo ueden ser recuerados de arc%ivos e;ternos# –

8odos los resultados de series de tiemo son calculados durantela simulación#• Manejo autom!tico de datos#

– Conversión de unidades# – Interolación o acumulación#

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Comonentes ,rinciales• El modelo de cuenca roorciona la descrición $)sica de la

cuenca# – Subcuenca= catación de cuencas donde la lluvia cae# –

Cuenca= r)os y arroyos# – Embalse= resas y lagos# – >nión= con4uencia# – esv)o= bi$urcaciones y retiros# – Surgencias= manantiales y sumideros de otro modelo# – Sumidero= untos de salida y lagos terminales#

• El modelo meteorológico describe las condiciones atmos$&ricassobre la suer/cie de las tierras de la cuenca# – ,reciitación# – Evaotransiración ,otencial# – erretimiento de la nieve#

• Eseci/caciones de Control= Control del tiemo durante unacorrida de simulación#

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+licación del ,rograma• Crear un nuevo royecto#• Introducir las series de tiemo" datos vinculados y los datos

del grid#• Crear un modelo de cuenca#• Crear un modelo meteorológico#• Crear las eseci/caciones de control#• Crear y calcular una corrida de simulación#• 'isualizar los resultados#• Crear otras alternativas" calcular y comarar los resultados#• 2uardar el royecto y salir#

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Maa de la Cuenca

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Elementos Hidrológicos




In/ltración de la Subcuenca• M&todos de tasa de &rdida=

– &/cit constante# –

E;onencial# – +mt# 2reen – &/cit constante cuadriculado# – Cuadr)cula SCS# – Cuadr)cula SM+# –

Constante inicial # – 5(mero de curva SCS# – Smit% ,arlange# – Contabilización de %umedad del suelo#

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Escorrent)a Suer/cial de laSubcuenca

• M&todos de %idrogramas unitarios= – ClarB# – SCS# – S-gra%# – Snyder# – Eseci/cado or el >suario#

• Otros m&todos= –

Onda cinem!tica# – istribución ModClarB#




Flujo ase de la Subcuenca• M&todos de Flujo ase=

– 6ecesión limitada# – Embalse lineal# – Constante mensual# – oussinesD no lineal# – 6ecesión#




Cuenca• M&todos de enrutamiento=

– Onda cinem!tica – 6etraso – ,ulso modi/cado – MusBingum – MusBingum-Cunge – Straddle stagger

•

M&todos de &rdidaganancia= – Constante# – ,ercolación#




Embalse• M&todos de enrutamiento=

– Curva de almacenamiento# – Estructuras de salida# – iberación eseci/cada#

• Estructuras osibles= – 'ertedero cerrado A a 1AG# – esbordamiento A a 1AG# –

e salida A a 1AG# – ombeo A a 1AG# – Falla en resas A a 1G#

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,reciitación• M&todos %istóricos=

– ,onderación demedidores# – istancia inversa# – Eseci/cado or elusuario# – 2rillado#

• M&todos %iot&ticos= – 8ormentas de $recuencia# – 8ormenta SCS# – 8ormenta de royectoest!ndar#

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Evaotransiración• M&todos disonibles=

– 2rillado ,riestley-8aylor# – ,romedio mensual# – ,riestley-8aylor#

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es%ielo• M&todo del )ndice de temeratura#

– En$oDue del conjunto

de subcuencas# – En$oDue de grillado#

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Corrida de Simulación• Consiste en un modelo de cuenca" un modelo meteorológico

y las eseci/caciones de control# – ,reciitación o la oción de relación de salida# –

Iniciar la oción de estados # – 2uardar la oción de estados#

• 'er los resultados de la ejecución de la simulación actualutilizando el men( o barra de %erramientas – 8abla de s)ntesis global#

• 'er los resultados de un elemento en la ejecución de la

simulación actual utilizando el men(" la barra de%erramientas o un maa de la cuenca# – 2r!/co" tabla de resumen" tabla de series de tiemo#

• 'er los gr!/cos y tablas ersonalizados de series de tiemoara los elementos de di$erentes corridas de simulaciónusando el Explorador de Cuenca#

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8abla de 6esumen 2lobal

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2r!/co de Elementos

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8abla de 6esumen deElementos




8abla de Elementos de Series de 8iemo




Simulación Continua• Simulación de un Evento sólo se re/ere a la %idrolog)a

durante e inmediatamente desu&s de una tormenta#• Simulación Continua incluye eventos y el tiemo entre ellos"

%asta varias d&cadas a la vez#• M&todos de tasa de &rdida=

– &/cit constante# – Contabilidad de %umedad del suelo#

• ,uede ser necesaria ara satis$acer algunos de los objetivos deestudio= – 6eroducir la curva de $recuencia# – Estimaciones de los balances %)dricos# – 8asas de caudales y vol(menes m!s all! de los icos instant!neos#




Simulación de 2rillas• ,reciitación" evaotransiración" y la nieve derretida se

de/nen sobre una base de celda de la grilla#• a in/ltración y el e;ceso de reciitación se calcula or

searado ara cada celda#• El m&todo de trans$ormación ModClarB se utiliza ara

rocesar el e;ceso de reciitación en la escorrent)a a lasalida de la subcuenca#

•

>na mejor de/nición de la resuesta de la subcuenca= – a tormenta es eDue.a en comaración con el tama.o de la

subcuenca# – a tormenta es muy %eterog&nea#

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Funciones +vanzadas deEmbalse

• ,royectos de rotección interior contra las inundaciones# – 6eresenta un estanDue en el lado seco de un diDue o muros

de contención" donde se acumula el agua de drenaje locales# – Incluye alcantarillas ara asar agua a trav&s del diDue al r)o

cuando el nivel del r)o es bajo# – Incluye bombas ara mover el agua sobre el diDue durante las

inundaciones#

• Evaluaciones de rotura de resa# – Simula la liberación de la resa desde tuber)as o $allas de

desbordamiento#

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Estimación de ,ar!metros• Herramienta automatizada ara la estimación de ar!metros

cuando se el 4ujo observado est& disonible#• a $unción objetivo mide Du& tan bien coinciden los

%idrogramas de 4ujo calculados y observados artido#• El m&todo de b(sDueda utiliza la $unción objetivo como

entrada a un algoritmo Due determina la $orma de ajustar losvalores de ar!metros ara encontrar la combinación ótima#

• ,ueden roorcionar buenas estimaciones ara algunosar!metros= – In/ltración de las condiciones iniciales y ar!metros# – ,ar!metros del %idrograma unitario# – Condiciones de 4ujo de base inicial y ar!metros# – +lgunos ar!metros de enrutamiento#

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+n!lisis de ,ro$undidad delJrea

• a tormenta de $recuencia se utiliza a menudo ara laestimación de los 4ujos debido a la tormenta de 1AA a.os ode otros intervalos de retorno#

• + menudo las grandes cuencas %idrogr!/cas tienen muc%oslugares donde las estimaciones de 4ujo son obligatorias#

• ,uede ser tedioso desarrollar las tormentas en la zonacorrecta ara cada uno de los lugares#

•

a %erramienta de an!lisis utiliza una corrida de simulacióny ajusta autom!ticamente el !rea de la tormenta ara cadaubicación seleccionada#

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,rerocesador 2IS• HEC-2eoHMS se uede utilizar ara crear modelos de

cuenca a artir de datos del terreno#• Comience con un modelo de elevación digital#• Seleccione un unto de salida de la cuenca y a continuación

el 2EOHMS autom!ticamente delimita la $rontera de lacuenca y los bordes reliminares de las subcuencas

• +juste los untos de salida de la subcuenca#•

2eoHMS crea un modelo de cuenca Due se uede imortara HEC-HMS y tambi&n crea la tabla de base de datos dear!metros Due ueden estimarse a artir del terreno yotras caas adicionales de datos#

H d l i E i i C t 3A

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