Como modelar un sistema de drenaje en SWMM

Luis Sánchez

27 May 201415:18

Summary

TLDREl video tutorial explica cómo modelar un sistema de drenaje superficial en SWM (Sistema de Modelado de Agua Pluvial). Se detalla la configuración de opciones predeterminadas, la carga de un mapa de fondo no georeferenciado y la creación de elementos como nodos, conductos y subcuencas. Se enfatiza la importancia de la asignación de propiedades y la verificación de errores hidráulicos. Además, se muestra cómo ajustar dimensiones y propiedades para mejorar el funcionamiento del sistema, incluyendo la simulación de lluvia y la optimización de la eficiencia de captación en obras de captación tipo Sumidero.

Takeaways

🛠️ Se está modelando un sistema de drenaje superficial que incluye corrientes en calles, una obra de captación y un canal de descarga revestido.
🌐 Es importante activar la opción de longitud automática cuando se trabaja con mapas georeferenciados y escalados.
📏 Antes de construir el modelo, se deben configurar las opciones por defecto para los objetos y las propiedades de la subcuenca.
🏗️ Se asignan propiedades por defecto a los conductos, como la sección transversal y la rugosidad.
🗺️ Se carga un mapa de fondo para dibujar los objetos, sin embargo, este mapa no está georeferenciado ni escalado.
💧 Se utilizan nodos divisores para modelar el funcionamiento del Sumidero, permitiendo la división del flujo.
📏 Se deben asignar cotas a los nodos y modificar las propiedades de los conductos según sea necesario.
🚧 Se indica que la altura máxima de los conductos se deja por defecto en un metro para garantizar el tránsito hidráulico.
🌧️ Se configura un pluviómetro para simular la lluvia y se asigna a cada subcuenca.
🔍 Se configuran las opciones de simulación, incluyendo el modelo de tránsito hidráulico y la eficiencia de captación del Sumidero.
📊 Se analizan los resultados del modelo, identificando el gasto máximo y ajustando las dimensiones de la quebrada para disminuir el tirante máximo.
🏗️ Se proponen modificaciones en las dimensiones del canal para adaptarse a un nuevo caudal externo debido a futuras urbanizaciones.

Q & A

¿Qué tipo de sistema de drenaje se está modelando en el tutorial?
-Se está modelando un sistema de drenaje superficial que incluye corrientes en calles, una obra de captación y un canal de descarga revestido.
¿Dónde se encuentran los datos geométricos y hidrológicos para este proyecto?
-Los datos geométricos y hidrológicos están en la clase 4 del Blog, cuya dirección se menciona en el tutorial.
¿Qué opción es importante activar al trabajar con mapas georeferenciados y escalados?
-Es importante activar la opción de longitud automática para que las unidades, que en este caso están en litros por segundo, sean manejadas correctamente.
¿Cuáles son las propiedades por defecto que se asignan a cada subcuenca en el modelo?
-Las propiedades por defecto incluyen área, ancho, pendiente media, porcentaje impermeable, rugosidad en ambas zonas permeable e impermeable, y almacenamiento en depresiones.
¿Cómo se configura la sección transversal de la avenida principal que tiene un porcentaje de bombeo?
-Se le indica al software que dibuje una sección irregular para la avenida principal, ya que no es exactamente una sección rectangular abierta.
¿Cuál es la importancia de la altura máxima en los conductos y cómo se establece por defecto?
-La altura máxima se establece por defecto en un metro para garantizar que el modelo transite los niveles de agua por todas las calles, sin importar si la altura de la cera parece superada.
¿Cómo se modela el funcionamiento del Sumidero en el sistema de drenaje?
-Para modelar el Sumidero se utilizan nodos divisores que permiten dividir el flujo, dirigiendo el caudal afluente hacia la quebrada y el caudal remanente hacia abajo en la avenida principal.
¿Qué significa el proceso de asignar un pluviómetro a cada subcuenca y cómo se realiza?
-Asignar un pluviómetro implica definir la serie de lluvia que influirá en la simulación del drenaje. Se realiza importando un histograma de lluvia desde Excel y asignándolo a las cuencas individualmente o en grupo.
¿Cuál es el modelo de tránsito hidráulico que se selecciona antes de la corrida del modelo y por qué?
-Se selecciona el modelo de ondas cinemáticas porque es el único que permite simular los nuevos divisores, como el Sumidero.
¿Cómo se determina el caudal de corte para el Sumidero después de la primera corrida del modelo?
-Después de la primera corrida, se verifica el error de cálculo hidráulico y de correntía y se calcula el Q interceptado. Luego, se establece el caudal de corte basándose en la eficiencia de captación del Sumidero, que es del 85%.
¿Qué acciones se toman cuando se observa que las dimensiones del canal son insuficientes después de correr el modelo con un nuevo aporte de agua?
-Se propone modificar las dimensiones del canal, aumentando la base a 1.5 metros, y se vuelve a correr el modelo para verificar si ahora la quebrada no supera su capacidad hidráulica.

Outlines

00:00

🌐 Configuración y modelado del sistema de drenaje

El primer párrafo explica cómo modelar un sistema de drenaje superficial que incluye corrientes en calles, una obra de captación y un canal de descarga revestido. Se menciona la importancia de activar la opción de longitud automática y de configurar las unidades en litros por segundo. Se detalla el proceso de configuración de las opciones por defecto para cada objeto del modelo, como las propiedades de una subcuenca, y cómo se asignan por defecto propiedades como área, ancho, pendiente media, porcentaje impermeable, rugosidad en ambas zonas y almacenamiento en depresiones. También se menciona el modelo de infiltración por defecto y cómo se configuran las propiedades de los conductos, incluyendo la sección transversal de la avenida principal. Se procede a cargar un mapa de fondo y a dibujar objetos como nodos de conexión y conductos, teniendo en cuenta la dirección del flujo. Se destaca la necesidad de ajustar las propiedades de los conductos y la altura máxima para garantizar el tránsito hidráulico en todas las calles.

05:00

🚧 Proceso de dibujo y asignación de propiedades

El segundo párrafo se centra en el proceso de dibujo de la sección transversal de un río natural y cómo se asigna la rugosidad a los conductos. Se describe cómo se copia y pega una sección ya creada para la sección aguas abajo y cómo se asignan propiedades al Canal que conecta el Sumidero con la quebrada. Se detalla el proceso de dibujo de tres subcuencas y la asignación de un pluviómetro a cada una de ellas. Se menciona la configuración de las opciones de simulación, incluyendo el uso del modelo de tránsito hidráulico 'ondas cinemática' y la asignación de la eficiencia de captación y el caudal de corte para los sumideros. Se indica la importancia de verificar el error de cálculo hidráulico y de correntía antes de analizar los resultados.

10:03

📊 Análisis y modificación de resultados hidráulicos

El tercer párrafo aborda el análisis de los resultados del modelo hidráulico, incluyendo la identificación del gasto máximo aguas arriba del sumidero y el cálculo del caudal interceptado. Se describe cómo se agrega un caudal externo en el nodo más aguas arriba de la quebrada para visualizar mejor los resultados en los conductos. Se detalla cómo se modifica el grosor de los conductos en el mapa de niveles y cómo se asignan límites y colores a la escala colorimétrica. Se menciona la creación de un mapa de velocidades y cómo se identifican problemas en las calles y canales. Se describe la solución propuesta para disminuir el tirante máximo en la quebrada y cómo se evalúa la necesidad de modificar las dimensiones del canal para adaptarse a un nuevo aporte de aguas debido a la urbanización de la zona.

Mindmap

Keywords

💡sistema de drenaje

Un sistema de drenaje es una red de tuberías y canales diseñados para la recolección y el transporte de aguas lluvias, aguas residuales y otras aguas superficiales. En el video, se trata de modelar un sistema de drenaje superficial que incluye corrientes en calles, una obra de captación y un canal de descarga revestido. Este sistema es fundamental para el manejo de las aguas pluviales y la prevención de inundaciones.

💡georeferenciado

Georeferenciado hace referencia a la asociación de datos geográficos con una ubicación específica en el mundo real. En el contexto del video, se menciona la necesidad de activar la opción de longitud automática cuando se trabaja con un mapa georeferenciado y escalado, lo cual es crucial para asegurar que las medidas y cálculos espaciales sean precisos en el modelo de drenaje.

💡prefijo de objeto

El prefijo de objeto es un identificador que se puede asignar a cada elemento en un modelo para facilitar su referencia y manejo. En el video, se menciona dejar el prefijo en blanco, lo que implica que no se asignará un identificador específico a los objetos por defecto, simplificando la configuración inicial del modelo.

💡subcuenca

Una subcuenca es una porción de una cuenca hidrológica que contribuye a la recolección de aguas en un punto específico. En el video, se habla de asignar propiedades por defecto a cada subcuenca que se dibuje, como área, ancho, pendiente media, etc., lo que es esencial para la configuración y el funcionamiento del modelo de drenaje.

💡conducto

Un conducto es una tubería o canal que sirve para conducir fluidos, en este caso, aguas pluviales. El video menciona que todos los conductos son rectangulares por defecto, pero se puede modificar la sección transversal de la avenida principal, lo cual es un paso importante para adaptar el modelo a las características específicas del terreno y a las necesidades de drenaje.

💡nodos de conexión

Los nodos de conexión son puntos críticos en un sistema de drenaje donde se unen varias tuberías o canales. En el video, se indica que se dibujan nodos de conexión y se les asigna una numeración, lo cual es fundamental para entender cómo se conectan y se gestionan los flujos de agua dentro del modelo.

💡Sumidero

Un sumidero es una estructura hidráulica diseñada para captar y transportar aguas pluviales de una red de drenaje. En el video, se detalla cómo modelar el funcionamiento del sumidero utilizando nodos divisores, que permiten la división del flujo y la dirección del caudal hacia diferentes rutas, ejemplificando la complejidad y la importancia de estos elementos en el sistema de drenaje.

💡cotas

Las cotas son las alturas específicas a lo largo de un terreno o una estructura, y son fundamentales para el modelado hidráulico. En el video, se menciona asignar cotas a los nodos, lo que ayuda a definir la topografía y a asegurar que el flujo de aguas se maneje adecuadamente en el modelo.

💡rugosidad

La rugosidad es una medida de la irregularidad de una superficie y cómo afecta al flujo de un fluido. En el video, se habla de asignar rugosidad tanto en la zona permeable como en la impermeable, lo cual es crucial para simular con precisión el comportamiento del flujo en los diferentes tipos de suelo y paredes del conducto.

💡pluviómetro

Un pluviómetro es un instrumento que mide la cantidad de lluvia que cae en una zona dada. En el video, se menciona la necesidad de asignar un pluviómetro a cada una de las subcuencas, lo que permite模拟降雨事件 y su impacto en el sistema de drenaje, siendo esencial para la simulación de eventos de lluvia y su respuesta hidráulica.

💡onda cinemática

La onda cinemática es un modelo de tránsito hidráulico que simula el flujo de agua considerando la energía cinética del fluido. En el video, se indica la configuración del modelo de tránsito hidráulico como onda cinemática, lo cual es fundamental para simular correctamente el comportamiento de los nuevos divisores, como los sumideros, en el sistema de drenaje.

Highlights

Modelamos un sistema de drenaje superficial incluyendo corrientes en calles, obra de captación y un canal de descarga revestido.

Los datos geométricos y hidrológicos están en la clase 4 del Blog.

Se debe activar la opción de longitud automática al trabajar con mapas georeferenciados y escalados.

Las unidades están en litros por segundo y es necesario configurar las opciones por defecto antes de construir el modelo.

Se asignan propiedades por defecto a la subcuenca como área, ancho, pendiente media, porcentaje impermeable y rugosidad.

El modelo de infiltración por defecto es Horton, pero no es relevante en este problema.

Los conductos son rectangulares por defecto, pero se modifica la sección transversal de la avenida principal.

Se carga un mapa de fondo no georeferenciado ni escalado para dibujar los objetos.

Se dibujan nodos de conexión y se asignan cotas a estos nodos.

Se utilizan nuevos tipos de divisores para modelar el funcionamiento del Sumidero.

Los conductos se dibujan en el sentido del flujo y se modifican sus propiedades.

Se indica que la altura máxima se deja por defecto en un metro para garantizar el tránsito hidráulico.

Se le indica al SWM que dibuje una sección irregular para la avenida principal.

Se asigna la rugosidad a la sección aguas abajo del tramo creado y se copia y pega la sección para el resto.

Se asignan propiedades al canal que conecta el Sumidero con la quebrada y se dibujan tres subcuencas.

Se configura el pluviómetro y se asigna a cada una de las cuencas.

Se configuran las opciones de simulación y se marca ondas cinemáticas como modelo de tránsito hidráulico.

Se simula al menos 12 horas y se establece el intervalo del informe en 5 minutos.

Se asigna la eficiencia de captación del Sumidero y se calcula el Q interceptado.

Se modifica el grosor de los conductos en las opciones de mapa para visualizar mejor los resultados.

Se construye un mapa de niveles y se asignan límites de la escala colorimétrica.

Se observa que en las calles locales el nivel no supera los 10 centímetros.

Se propone modificar las dimensiones de la quebrada para disminuir el tirante máximo.

Se agrega un caudal externo en el nodo tres debido a la urbanización prevista.

Se propone modificar las dimensiones del canal para mejorar la capacidad hidráulica.