Pregunta

Buenas tardes Profesor de hecras, he realizado el ejercicio 3 pero tengo alguna duda a la hora de establecer las condiciones de contorno. He realizado TRES Planes,

• 1. PLAN01: Considerando aguas abajo la pendiente del tramo final con i= 0.01 m/m y para aguas arriba el tramo más aguas arriba con i=0.00015 m/m.
• 2. PLAN 02. He considerado para aguas abajo la menor pendiente de todo el tramo, esto es, i=0.00015 m/m y para aguas arriba la mayor pendiente del tramo, esto es, i= 0.01 m/m.
• 3. PLAN 03. Flujo mixto he indicado tanto aguas abajo como aguas arriba la pendiente media ponderada del tramo.

Longitudes Tramos	Pendientes m/m	%	Pendiente ponderada
1500	0.00015	22.06%	3.3088E-05
1700	0.011	25.00%	0.00275
2000	0.0022	29.41%	0.000647059
1600	0.01	23.53%	0.002352941
TOTAL	6800	100.00%	0.005783088

 

 

Los resultados obtenidos son idénticos en todos los casos. El programa busca la misma solución para diferentes condiciones de contorno. Esto no lo entiendo¡¡¡¡.

Según hemos visto en los ejemplos anteriores del curso de HECRAS, si el flujo es subcrítico las condiciones de contorno se indican aguas abajo, dado que lo que ocurra aguas abajo le influye al flujo. Por el contrario, si el flujo es rápido las condiciones se indican aguas arriba. En nuestro caso, este criterio no está claro y no termino de entender cuando a lo largo de un tramo hay alternancia entre pendientes bajas y pendientes altas. Parece que el plan 02 se ajustaría más a lo explicado en los ejercicios, pero no entiendo que se obtenga el mismo resultado que el plan 01???

Para el caso real de un río con diferentes pendientes cómo se realizaría???. Creo que se consultaría la pendiente media y sería esa la que indicaría aguas abajo y aguas arriba, como en el caso del plan 03.

Me podría explicar cual sería el mejor criterio???

Gracias

A continuación pego los resultados de un plan y otro:

PLAN 01

PLAN 02

PLAN 03

Respuesta

Buenos días.

Vamos a ver cómo te lo explico para convencerte y que te quede claro.

Ya te digo de antemano que cualquier estudio donde no tengamos claro si es subcrítico o supercrítico tenemos que computar en modo mixto. Eso te va a pasar en el 99 % de los casos que trabajes en cauces naturales porque seguro que las pendientes van a ir cambiando a los largo de un tramo de río siempre que no sea un tramo pequeñito claro.

Partiendo de esa premisa este caso es un claro caso de régimen mixto ya que como se puede comprobar en el resultado la lámina de agua está por encima y por debajo del calado crítico. Ya te digo que este ejercicio es un poco especial porque está diseñado para que en los cambios de pendiente el calado del agua toque el calado crítico. Quitando esa curiosidad vamos al tema de tu pregunta.

En este caso en concreto lo que pongas aguas abajo va a influir poco o nada en el resultado obtenido con HECRAS ya que quitando el primer tramo nos encontramos claramente en un flujo supercrítico por lo que no va a influir apena la pendiente que pongas aguas abajo ya que el programa se va a guiar por lo que ocurre aguas arriba por eso no notas ningún cambio en la lámina de agua.

Al igual ocurre aguas arriba ya que cuando el agua llega y se encuentra con el tramo ésta se encuentra con un tramo subcrítico y por mucho que varíes la pendiente de llegada aguas arriba el agua se va a ralentizar provocando el aumento de calado que se muestra en los resultados.

Entonces te preguntarás ahora…. ¿Y porque ponemos régimen mixto? Te dejo que tú mismo lo compruebe realizando una computación en subcrítico y otra en supercrítico. Si computamos en supercrítico en el primer tramo estamos limitando que la lámina de agua aumente quedándose siempre tocando la línea del calado crítico con lo que disminuimos el calado de la lámina de agua y si computamos en solamente en subcrítico hacemos que en los tres últimos tramos la lámina de agua se eleve hasta alcanzar el calado crítico con lo que aumentamos la lámina de agua.

Te comento ya de paso que si tienes un tramo donde la lámina de agua esté tocando el calado crítico has elegido mal la elección de régimen para la computación. Por eso siempre es recomendable computar siempre en mixto ya que así no habrá nunca equivocación en la computación.

De todos modos como te he comentado este ejercicio es un poco especial porque está diseñado a conciencia para que salgan unos resultados determinados, pero en tramos naturales con pendientes menos acusadas como éstas la elección de las condiciones de contornos son muy importante a la hora de la obtención de la lámina del agua.

Espero que más o menos te haya resuelto tu duda.

Profesor del curso de hecras