manual dcprh faja marg

7/24/2019 Manual DCPRH Faja Marg

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Curso Taller Delimitacin de Faja Marginalen Cursos Naturales y Artificiales

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AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUAIng. Juan Carlos Sevilla Gildemeister

Jefe

DIRECCIN DE CONSERVACIN Y PLANEAMIENTO RECURSOS HDRICOS

Ing. Wilfredo Echevarra Surez

Director

Formuladores

Ing. Gastn Pantoja Tapia

Ing Cesar Ancco Carita

Ing Gustavo Galindo Cuzcano

Ing. Michael W. Pacherres Cayotopa

Ing. Ernesto Sigfredo Fonseca Salazar

Ing. Eduardo Choquepuma Llave

Ing. Manuel Collas Chvez

Lima, Setiembre 2015


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TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO............................................................................................................... .................. 2INDICE DE FIGURAS.............................................................. ................................................................. ....... 3INDICE DE TABLAS.................................................................................... ................................................... 41. INTRODUCCIN....................................................................................................... ............................. 52. PROBLEMTICA........................................................................................... ........................................ 63. OBJETIVO.......................................................... ................................................................. .................. 74. DATOS Y METODOLOGA.................................................................. ................................................... 74.1. DESCRIPCIN DEL REA DE ESTUDIO............................................. ................................................... 74.2. INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA................................ ............................................................. 74.3. INFORMACION CARTOGRAFICA......................................................... .................................................. 75. MXIMAS AVENIDAS.................................................................................... ........................................ 96. PROCESAMIENTO DE DATOS TOPOGRAFICOS....................................................... ........................... 307. SIMULACIN HIDRULICA................................................................. ................................................. 517.1. POST PROCESAMIENTO DE LA SIMULACION HIRAULICA.................................................................. 667.2. DELIMITACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE LA FAJA MARGINAL........................................................ 757.3. SEALIZACIN DE HITOS........................................................ ........................................................... 77


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INDICE DE FIGURAS

Figura 1: Vista del acceso al Sistema de Adquisicin de Datos Histricos On Line - SADHO ....................................... 9Figura 2: Vista del Sistema de Adquisicin de Datos Histricos On Line - SADHO .................................................... 10Figura 3: Vista de SADHO para descarga de datos ................................................................ ................................ 10Figura 4 : Esquema de una diagrama de Box Plot ................................................................................................. 13Figura 5 : Caudales Mximos Mensuales de la Estacin Puchaca ro La Leche..................................................... 13Figura 6: Ventana de inicio del programa Hyfran................................................................................................... 16Figura 7: Ventana Datos del programa Hyfran.......................................................... ........................................... 17Figura 8: Ventana Estadstica de Base del programa Hyfran.............................................................. ..................... 17Figura 9: Test de independencia- programa Hyfran................................................................ ................................ 18Figura 10: Test de estacionaridad - programa Hyfran............................................................................................. 19Figura 11: Test de homogeneidad - programa Hyfran............................................................. ................................ 19

Figura 12: Grfico de distribucin de probabilidades de las observaciones- programa Hyfran.................................... 20Figura 13: Histograma de frecuencias- programa Hyfran........................................................................................ 21Figura 14: Lista de pruebas de ajuste disponibles en el programa Hyfram. ............................................................... 22Figura 15: Resultados del mdulo de comparacin de pruebas de ajuste - Hyfram ................................................... 26Figura 16: Vista del archive puntos.csv ............................................................ ..................................................... 30Figura 17 : Modelo Digital de Elevacin del ro La Leche (TIN\GRID) ....................................................................... 34Figura 18: Vista Del portal Web de US Army Corps of Engineers............................................................................ 35Figura 19: Secuencia de instalacin del programa HECGeoRAS............................................................................ 37Figura 20: Capas generadas con la herramienta Create All Layers - HECGeoRAS ................................................... 41Figura 21: Ubicacin del trazo del eje del ro La Leche........................................................... ................................ 42Figura 22: Vista de la direccin del flujo del ro la Leche......................................................... ................................ 43Figura 23: Vista de los Banks despus del proceso de edicin ........................................................... ..................... 44Figura 24: Vista de los XS Cut Lines generados con la herramienta Create Cross Section ........................................ 46

Figura 25: Vista de los XS CutLines generados con la herramienta Create Cross Section editados ............................ 46Figura 26: Vista de la ventana principal de HECRAS. ............................................................. ................................ 54Figura 27: Vista de la ventana Geometric Data - HECRAS..................................................................................... 56Figura 28: Vista de las herramientas para la importacin de datos procesados con HECGeoRAS a HECRAS ............. 56Figura 29: Proceso de importacin de datos topogrficos generados con HECGeoRAS a HECRAS........................... 58Figura 30: Vista del trazo del eje del ro y secciones importadas a HECRAS. ........................................................... 58Figura 31: Vista de las secciones del ro............................................................................................................... 59Figura 32: Vista 3D de la simulacin de flujo estacionario del ro La Leche ............................................................... 63Figura 33: Vista 2D de la simulacin de flujo estacionario del ro La Leche ............................................................... 64Figura 34: Vista del reporte en formato tabular de los resultados de la simulacin .................................................... 64Figura 35: Men de opciones para la exportacin de resultados de HECRAS a formato ARCGIS ............................... 65Figura 36: Proceso de conversin de archivoc .sdf a XML con Import RAS SDF File................................................. 66Figura 37: Capas generadas durante la importacin de archivos de HECRAS hacia ARCGIS .................................... 69Figura 38: TIN\GRID de la primera fase para la generacin de mapas de inundacin. ............................................... 70Figura 39: Mapa de zonas de inundacin TR 100 aos - ro La Leche. .................................................................... 71Figura 40: Mapa de velocidad de flujo para TR 100 aos ro La Leche. .......................................................... .......... 73


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INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Caudales Mximos Mensuales de la Estacin Puchaca - Ro La Leche ....................................................... 11Tabla 2: Caudales Mximos Mensuales de la Estacin Puchaca - Ro La Leche ....................................................... 12Tabla 3: Valores estimados para el diagrama Box Plot ........................................................... ................................ 13Tabla 4 : Caracterizacin de aos con Eventos Extraordinarios .............................................................................. 13Tabla 5 : Caracterizacin de aos con Eventos Extraordinarios .............................................................................. 14Tabla 6: Prueba de bondad de ajuste para caudales mximos estacin Puchaca - TR 50 aos .................................. 27Tabla 7: Prueba de bondad de ajuste para caudales mximos estacin Puchaca - TR 100 aos ................................ 27Tabla 8: Caudales mximos instantneos estimados a partir de la relacin de Fuller ro La Leche........................... 28Tabla 9: Descripcin de iconos de la barra de herramientas de HECGeoRAS .......................................................... 39


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1. INTRODUCCIN

La Autoridad Nacional del Agua ANA, fue creada al amparo de la Primera DisposicinComplementaria final de la Ley de Organizacin y Funciones del Ministerio de Agricultura aprobada conDecreto Legislativo N 997 del ao 2008, como organismo pblico adscrito al Ministerio de Agricultura,responsable de dictar las normas y establecer los procedimientos para la gestin integrada y sosteniblede los recursos hdricos, tiene personera jurdica de derecho pblico interno y constituye un pliegopresupuestal.

En el ao 2009 se promulg la Ley N 29338 Ley de Recursos Hdricos, mediante la cual se declara deinters nacional y necesidad pblica la gestin integrada de los recursos hdricos con el propsito delograr eficiencia y sostenibilidad en el manejo de las cuencas hidrogrficas y los acuferos para laconservacin e incremento del agua, as como asegurar su calidad fomentando una nueva cultura del

agua, para garantizar la satisfaccin de la demanda de las actuales y futuras generaciones (Artculo 3LRH).

A nivel del Reglamento para la delimitacin y mantenimiento de las fajas marginales en cursos fluvialesy cuerpos de agua naturales y artificiales, aprobado por la Resolucin Jefatural N300-2011-ANA, del23 de mayo de 2011. El Reglamento en mencin establece y regula los criterios, trminos y mtodospara efectuar la delimitacin, aprobacin, sealizacin y mantenimiento de las fajas marginales encursos fluviales y cuerpos de agua naturales y artificiales. Es de aplicacin a nivel nacional y decumplimiento obligatorio por los rganos de la ANA, por las personas naturales o jurdicas de derechopblico o privado.

La Direccin de Conservacin y Planeamiento de Recursos Hdricos - DCPRH, es una Direccin delnea del ANA y es la ms alta autoridad tcnico normativa con relacin al uso sostenible del recursohdrico y las funciones que desarrolla se orientan a: promover el perfeccionamiento del marco tcnico,jurdico y normativo para la gestin sostenible de los recursos hdricos, supervisar y evaluar lasacciones de las autoridades locales de agua, conservar y promover el aprovechamiento sostenible delos recursos hdricos, as como el ordenamiento territorial y la formulacin de planes maestros degestin, adems de realizar estudios y proyectos con la cooperacin tcnica econmica nacional einternacional.

Para lograr sus objetivos, la Autoridad Nacional del Agua cuenta con las Autoridades Administrativas delAgua (AAA) y Administraciones Locales de Agua (ALA) distribuidas a lo largo y ancho del territorionacional. Un aspecto relevante y de gran desafo de estos rganos desconcentrados, encargados de la

planificacin y gestin de los recursos hdricos en sus respectivos mbitos geogrficos, es ladelimitacin de faja marginal en cursos naturales y artificiales, con el fin de proteger y conservar lasfuentes del recurso hdrico.

Bajo este contexto, es necesario el fortalecimiento de las capacidades de los especialistas de lasAutoridades Administrativas del Agua y Administraciones Locales de Agua, con conocimientos tcnicosy legales, topografa, aplicacin de modelos hidrolgicos para la determinacin de las mximasavenidas, modelos hidrulicos para la determinacin de las zonas de inundacin de las riberas del ro,criterios tcnicos para la delimitacin de faja marginal y la sealizacin de los hitos de fajas marginales.


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2. PROBLEMTICA

Como indica la Ley de Recursos Hdricos, Ley N29338, que en los terrenos aledaos a los caucesnaturales o artificiales, se mantiene una faja marginal de terreno necesaria para la proteccin, el usoprimario del agua, el libre trnsito, la pesca, caminos de vigilancia u otros servicios, y se precisa en suReglamento para la delimitacin y mantenimiento de las fajas marginales en cursos fluviales y cuerposde agua naturales y artificiales (Resolucin Jefatural N300-2011-ANA), que las Fajas Marginales sonbienes de dominio pblico. Estn conformados por las reas inmediatas superiores a las riberas de lasfuentes de agua, naturales o artificiales y que las dimensiones en una o ambas mrgenes de un cuerpode agua son fijadas y aprobadas por la Autoridad Administrativa del Agua.

La Autoridad Nacional del Agua, realiza actividades especficas a travs de sus rganosdesconcentrados AAA y ALA(s), estas actividades forman parte de sus planes de trabajo anual, as se

tiene un total de 1245 Resoluciones Administrativas en las cuales se han delimitado las FajasMarginales.

Sin embargo el grave problema que se suscita, es que existe por un lado un desconocimiento de losGobiernos Regionales y Locales de la reglamentacin en materia de Fajas Marginales, lo que trae comoconsecuencia una invasin de las Fajas Marginales, un crecimiento desordenado de infraestructuraproductiva y de vivienda as como tambin el impacto de reas agrcolas en expansin. Estaproblemtica no permite una planificacin ordenada desde el punto de vista de ordenamiento territorial.

Otro aspecto importante es la limitada disponibilidad presupuestal por parte de la AutoridadAdministrativa del Agua (AAA) y sus rganos desconcentrados que son las Administraciones Locales deAgua (ALA), para afrontar la delimitacin de las Fajas Marginales, en razn a la gran diversidad delterritorio nacional, es decir los ros de costa donde la poblacin es muy vulnerable a eventosextraordinarios como por ejemplo El Fenmeno El Nio, o condiciones propias de la temporada.

Es importante hacer notar, que a pesar de haberse normado el procedimiento para la delimitacin deFaja Marginal, esta no es aplicada en su debido contexto, sea por los Gobiernos Regionales, GobiernosLocales o entidades privadas.

Una delimitacin implica entre otros aspectos conocer el comportamiento hidrulico del ro, aspectostopogrficos, hidrolgicos, geomorfolgicos y geotcnicos, definir las condiciones de frontera de los roses decir las mximas avenidas que podran presentarse y las cotas (msnm) que estas alcanzaran y queponen en riesgo a la poblacin aledaa a los cauces. Claros ejemplo son los que se presentaron en los

aos 1983, 1998 por efectos del Fenmeno El Nio que trajo como consecuencia la destruccin yprdidas agrcolas, humanas e infraestructura en general. Por ello, amerita inicialmente por parte de losGobiernos Regionales y Locales, una mayor conocimiento de la norma en materia de faja marginal, larealizacin de convenios, de tal manera que pueda articularse un trabajo consensuado, el cualredundar en beneficio de todos los usuarios que hacen uso no solamente del recursos hdrico, sino dela Faja Marginal, dado que servir como medio de desarrollo local y de planificacin.

Frente a una problemtica del avance del desarrollo urbano que busca por un lado establecerse en lasriberas de los ros, la utilizacin de estas reas para el desarrollo de la agricultura, entre los msprincipales, se ha vista la necesidad de efectuar una capacitacin en materia de Fajas Marginales enfuncin a la Resolucin Jefatural N300-2011-ANA, que norma este procedimiento, el cual servir parapoder definir y sealizar a posteriori las Fajas Marginales.


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3. OBJETIVO

El objetivo principal del curso taller es fortalecer la capacidad tcnica de los especialistas de lasAutoridades Administrativas del Agua y las Administraciones Locales de Agua, con los conceptostcnicos, aplicacin de modelos hidrolgicos e hidrulicos y criterios tcnicos para la delimitacin de fajamarginal en cursos naturales y artificiales; asimismo, los aspectos legales relacionado al tema enmencin.

4. DATOS Y METODOLOGA

4.1.DESCRIPCIN DEL REA DE ESTUDIOEl lugar de estudio se encuentra dentro de los lmites de la cuenca Motupe, hidrogrficamente lacuenca del ro Motupe limita por el norte con la cuenca del ro Olmos, cuenca del ro Chamaya y lacuenca del ro Cascajal; por el este limita con la cuenca del ro Chancay Lambayeque; por el oeste

con l cuenca del ro Zarumilla y por el sur con el Ocano Pacfico.El ro La Leche es tributario del ro Motupe, tiene una longitud de 57 km. y pendiente promedio de0.1 m/m.

4.2.INFORMACION HIDROMETEOROLOGICALa informacin recopilada de registros de descargas corresponde a la estacin hidromtricaPuchaca.La informacin recopilada de registros de precipitacin diaria corresponde a las estacionespluviomtricas influentes en la zona de estudio

4.3.INFORMACION CARTOGRAFICA

Durante la fase de campo se deber obtener la siguiente informacin: Identificacin de reas de erosin e inundacin. Acciones de reconocimiento general del rea de estudio, y morfologa del cauce del rio. Identificacin de zonas de estrechamiento del cauce y cauces. Caractersticas del cauce, pendiente, ancho, etc. Identificacin de la granulometra del cauce y las mrgenes Identificacin de edificaciones cercanas a la ribera del rio. Determinar las distancias a la ribera. Levantamiento Topogrfico, determinar la geometra del cauce


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MODULO IEstimacin de mximas avenidas


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5. MXIMAS AVENIDAS

a) Obtencin de datos hidromtricos:Para el presenta trabajo se cuenta con registros de caudales diarios de la estacin Puchacadel periodo 1940 - 2015, los cuales se descargaron del Sistema de Adquisicin de DatosHistricos On Line (http://snirh.ana.gob.pe/sadho/) de la Autoridad Nacional del Agua.

Figura 1: Vista del acceso al Sistema de Adquisicin de Datos Histricos On Line - SADHOPara iniciar la sesin de debe ingresar Usuario: consulta y Contrasea: consulta, luego sepodrn observar dos (02) opciones. Visor permite visualizar la ubicacin de las estaciones en un mapa y visualizar

los datos en hidrogramas, pero no permite acceder a las series. Descarga de Datos permite acceder a las series de datos y descargarlos en

formato Excel, seleccionamos esta opcin.Luego debemos ingresar siguientes datos: AAA: Seleccionar el nombre de la Autoridad Administrativa del Agua en la que se ubica las

estaciones, seleccionamos JEQUETEPEQUE - ZARUMILLA ALA: Seleccionar el nombre de la Ad Administrativa del Agua en la que se ubica las

estaciones, seleccionamos MOTUPEOLMOSLA LECHE Tipo de Estacin: Seleccionar la categora de estaciones disponibles, seleccionamosHIDROMETRICA

Tipo de Estacin: Seleccionar el nombre de la estacin, seleccionamos PUCHACA. Variable: Seleccionamos Caudal PRO 1 DIACaudal promedio diario Definimos el periodo que se desea en este caso es de 01/01/1940 hasta 12/09/2015. Finalmente elegimos Exportar


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Figura 2: Vista del Sistema de Adquisicin de Datos Histricos On Line - SADHO

Figura 3: Vista de SADHO para descarga de datos


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Tabla 1: Caudales Mximos Mensuales de la Estacin Puchaca - Ro La Leche

Ao Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual

1940 6.15 17.48 29.66 31.70 25.18 13.45 5.88 9.05 9.45 16.45 5.80 13.83 31.70

1941 17.70 68.41 59.18 42.50 28.34 12.47 6.20 3.85 7.05 6.08 32.06 17.10 68.41

1942 10.82 41.25 29.96 18.16 28.35 6.80 11.10 4.44 4.64 9.99 9.60 9.14 41.25

1943 14.66 98.47 171.95 54.09 19.93 16.33 6.52 8.37 3.45 15.17 12.86 14.36 171.95

1944 24.74 39.62 22.14 19.38 21.49 15.84 5.40 1.68 7.66 21.02 2.85 12.84 39.62

1945 14.78 20.86 35.92 13.09 10.00 5.00 8.22 5.45 6.64 4.92 4.07 6.99 35.92

1946 11.40 13.27 24.78 24.30 16.54 24.90 4.42 2.29 4.66 13.67 27.08 6.58 27.08

1947 11.30 15.55 14.78 25.37 11.14 7.31 10.92 8.99 14.04 20.72 27.54 16.77 27.541948 23.13 19.70 8.55 22.09 17.68 14.11 2.97 1.63 11.87 11.73 11.40 7.28 23.13

1949 3.37 51.12 52.27 43.60 11.54 17.46 8.25 16.07 2.23 10.57 18.37 3.83 52.27

1950 29.37 15.09 10.84 14.46 10.56 11.79 31.99 6.06 3.99 1.81 1.45 14.35 31.99

1951 13.01 28.96 21.51 27.51 31.61 17.06 3.84 1.31 4.12 18.23 8.65 9.86 31.61

1952 23.79 30.03 30.44 19.87 15.67 10.69 6.76 4.32 4.81 7.72 8.01 5.68 30.44

1953 18.54 38.84 55.66 104.12 24.21 23.27 11.97 3.33 17.44 16.84 27.22 12.36 104.12

1954 20.86 20.85 34.88 11.56 18.64 23.67 10.71 1.22 2.85 14.59 18.97 13.72 34.88

1955 15.94 14.65 23.35 14.02 20.08 12.39 10.84 5.81 9.07 7.42 8.01 6.67 23.35

1956 24.08 32.48 37.17 15.48 9.70 6.40 5.32 2.52 8.29 16.88 11.65 1.58 37.171957 11.58 31.42 43.87 57.52 24.13 14.51 8.00 2.07 12.08 14.63 16.64 2.34 57.52

1958 33.18 18.66 39.26 14.77 18.76 7.64 5.87 6.60 7.01 12.62 3.00 0.69 39.26

1959 7.97 32.44 45.52 54.18 17.84 19.87 9.51 2.67 3.49 18.47 8.98 26.33 54.18

1960 12.64 26.88 21.80 16.15 15.06 6.88 2.37 5.71 16.19 3.58 3.56 2.41 26.88

1961 5.26 10.19 37.22 35.12 13.11 5.67 1.53 1.09 12.91 6.04 3.84 14.84 37.22

1962 8.42 41.80 27.52 38.34 15.05 5.22 1.26 2.90 7.52 2.89 12.04 8.18 41.80

1963 2.93 3.10 27.20 10.34 5.32 6.44 3.10 0.67 0.25 10.20 6.30 15.26 27.20

1964 23.11 10.79 25.13 18.63 6.29 4.68 5.95 14.12 7.39 38.48 24.45 5.80 38.48

1965 6.50 23.45 32.38 55.88 10.76 10.53 15.69 7.75 16.25 7.31 21.90 34.22 55.881966 30.13 13.23 9.95 14.78 34.53 2.23 1.66 7.61 9.29 24.54 7.29 6.06 34.53

1967 34.75 31.25 27.71 26.50 4.61 2.91 17.41 5.57 6.49 15.91 5.77 17.83 34.75

1968 17.14 3.91 8.14 22.36 7.06 0.57 12.76 8.61 8.90 27.77 10.60 2.07 27.77

1969 37.34 27.64 51.49 33.67 18.43 7.95 2.25 12.26 7.58 3.15 13.92 16.79 51.49

1970 32.01 14.73 44.87 17.12 28.36 27.35 10.31 5.33 9.33 51.13 30.73 29.67 51.13

1971 21.24 17.28 133.80 57.93 15.71 11.96 8.43 15.02 11.83 14.27 14.22 14.05 133.80

1972 44.50 36.43 179.25 59.13 9.82 17.38 32.75 13.97 20.13 2.78 6.13 20.29 179.25


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Tabla 2: Caudales Mximos Mensuales de la Estacin Puchaca - Ro La Leche

Ao Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Anual

1973 26.00 105.25 63.45 58.94 18.00 13.26 11.10 11.72 28.36 6.23 15.57 8.62 105.25

1974 23.96 38.87 18.35 14.34 9.40 10.13 21.31 9.08 11.93 22.20 11.17 58.22 58.22

1975 40.81 30.98 210.14 29.04 110.06 17.60 10.30 15.21 13.95 16.30 23.01 1.69 210.14

1976 41.91 47.00 24.97 34.27 19.08 43.52 9.47 11.16 6.92 1.03 1.89 13.24 47.00

1977 18.75 40.41 72.30 28.17 15.37 31.66 6.40 3.34 11.90 8.73 9.49 6.69 72.30

1978 14.09 14.42 68.73 12.51 13.02 8.84 21.13 5.60 9.33 14.76 24.21 13.78 68.73

1979 17.14 10.78 48.40 19.11 6.65 7.61 1.75 2.06 9.28 4.17 0.58 2.40 48.40

1980 9.90 6.35 31.55 17.75 11.05 2.41 4.40 2.59 0.63 34.35 14.98 13.64 34.35

1981 2.00 31.00 34.84 47.31 3.69 16.55 7.22 4.35 0.64 12.16 5.33 13.78 47.31

1982 5.82 5.65 8.64 24.82 6.67 4.79 7.22 4.35 7.58 9.57 7.77 18.98 24.82

1983 77.29 46.25 122.50 120.94 215.81 13.48 7.69 4.60 5.20 20.77 10.14 8.74 215.81

1984 2.54 92.22 114.54 11.14 13.13 18.79 5.92 10.33 3.47 27.29 6.50 8.47 114.54

1985 4.13 20.83 28.94 5.76 15.57 10.73 3.80 6.78 12.99 40.88 0.42 13.47 40.88

1986 21.75 5.25 20.74 32.00 14.10 1.78 3.33 9.79 1.02 5.56 13.98 10.41 32.00

1987 17.65 20.59 49.08 12.63 8.15 0.80 4.96 4.31 1.41 3.10 2.66 6.70 49.08

1988 9.01 10.71 16.45 27.08 11.35 1.91 0.35 0.38 2.54 9.26 13.86 3.77 27.08

1989 13.78 58.44 59.03 23.43 6.30 14.08 2.08 NA 3.00 4.33 1.08 0.40 NA

1990 13.85 14.49 22.29 8.53 4.98 20.54 9.35 0.44 1.08 30.91 18.53 9.44 30.91

1991 10.50 40.49 14.27 15.52 6.98 1.09 0.84 0.23 0.50 0.78 2.99 2.97 40.49

1992 15.68 21.34 26.95 58.13 4.10 7.59 2.59 3.18 2.73 5.51 5.41 10.10 58.13

2011 NA NA NA NA NA NA NA NA 9.84 6.31 8.78 25.06 NA

2012 23.25 47.94 56.88 36.19 14.44 8.66 5.31 1.00 0.50 12.94 10.28 11.19 56.88

2013 25.00 18.31 NA NA NA NA NA NA 0.53 24.10 2.83 11.04 NA

2014 9.13 6.56 32.38 9.63 15.25 11.06 2.58 8.69 3.73 8.81 25.35 11.88 32.38

2015 23.50 15.94 93.75 25.13 17.63 7.81 5.13 3.88 0.38 NA NA NA NA

NA: Datos ausentes.Fuente: Elaboracin propia

b) Identificacin de eventos extraordinarios:En el Titulo IIArtculo N 04 del Reglamento para Delimitacin y Mantenimiento de FajasMarginales en cursos fluviales y cuerpos de agua naturales y artificiales, se indica que paradefinir el nivel de mxima creciente no se considerarn las mximas crecidas por causasde eventos extraordinarios, siendo necesario identificar los aos en los cuales sesucedieron eventos extraordinarios, para esto se hace uso de Boxplot, el cual es un grfico,basado en cuartiles, mediante el cual se visualiza un conjunto de datos. Est compuestopor un rectngulo, la "caja", y dos brazos, los "bigotes".


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Figura 4 : Esquema de una diagrama de Box Plot

Tabla 3: Valores estimados para el diagrama Box Plot

N DescripcinValor(m3/s)

1 Mnimo 23.13

2 Q1 31.99

3 Q2 40.69

4 Q3 57.365 IQR 25.37

6 lmax (Q3 + 1.5*IQR) 95.41

7 Umbral mximo 72.30

Fuente: Elaboracin propia

Figura 5 : Caudales Mximos Mensuales de la Estacin Puchacaro La Leche

Tabla 4 : Caracterizacin de aos con Eventos Extraordinarios


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ID Ao Anual(m3/s)

Observacin

1 1940 31.70

2 1941 68.41

3 1942 41.25

4 1943 171.95 Extraordinario

5 1944 39.62

6 1945 35.92

7 1946 27.08

8 1947 27.549 1948 23.13

10 1949 52.27

11 1950 31.99

12 1951 31.61

13 1952 30.44


15 1954 34.88

16 1955 23.35

17 1956 37.1718 1957 57.52

19 1958 39.26

20 1959 54.18

21 1960 26.88

22 1961 37.22

23 1962 41.80

24 1963 27.20

25 1964 38.48

26 1965 55.8827 1966 34.53

28 1967 34.75

29 1968 27.77

30 1969 51.49

31 1970 51.13



Tabla 5 : Caracterizacin de aos con Eventos Extraordinarios


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ID Ao Anual(m3/s)

Observacin


35 1974 58.22


37 1976 47.00

38 1977 72.30

39 1978 68.73

40 1979 48.40

41 1980 34.3542 1981 47.31

43 1982 24.82



46 1985 40.88

47 1986 32.00

48 1987 49.08

49 1988 27.08

50 1990 30.9151 1991 40.49

52 1992 58.13

53 2012 56.88

54 2014 32.38


Mediante el uso de Box Plot se identificaron a los aos 1943, 1953, 1971, 1972, 1973, 1975,

1983 y 1984 , como aos donde se produjeron eventos Extraordinarios por los cual estosaos son eliminados de la serie.

c) Anlisis de frecuencia:El mtodo probabilstico consiste en realizar el anlisis de frecuencias de avenidas el cualproporcionar directamente la estimacin de la avenida para una probabilidad deexcedencia seleccionada.La regla general consiste en determinar la probabilidad para que un determinado caudal Qsea inferior o igual a un determinado valor xQ


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Dicha probabilidad se denomina de no excedencia. El tiempo de retorno T de un evento es

entonces la inversa de la probabilidad de excedencia.

Para el nalisis de frecuencias se har uso del programa Hyfram.

En la carpteta programas buscar el archivo HYFRINSE.exe y seleccionarlo para iniciar conla instaacin.

Figura 6: Ventana de inicio del programa Hyfran

Ventana Datos: Esta ventana permite el ingreso de datos, donde cada lnea correspondea una observacin y se divide en cuatro columnas, cuenta con las siguientescarcatersticas: Obsevacin: En esta columna se deber ingresa valor numrico de cada

observacin. Identificador: En esta columna se ingresa el ao al cual corresponde el valor

observado en formato Ao Mes Da (YYYY-MM-DD), siendo los valores demes y da por defecto 01.

Probabilidad emprica: asociado a cada observacin se calcula automticamente yse muestran en esta columna, utilizando la frmula especificada en la pgina dedescripcin del proyecto


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Figura 7: Ventana Datos del programa Hyfran

Ventana Estadistica de Base: En esta ventana se pueden observar los estadsticos comomnimo, mximo, promedio, desviacin estandar, mediana, entre otros, de las series dedatos activos y de toda la serie.

Figura 8: Ventana Estadstica de Base del programa Hyfran

Ventana Verificacin de hiptesis: Antes de colocar una muestra utilizando una distribucin estadstica, esimportante comprobar si los datos son independientes y tienen una distribucin idntica (IID). De hecho, las


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observaciones deben ser realizaciones independientes de variable aleatoria de la misma distribucin

estadstica.Las pruebas estadsticas estn disponibles, para comprobar los supuestos de independencia, estacionaridady homogeneidad, las cuatro (04) pruebas son las siguientes:

Prueba de independencia (Wald-Wolfowitz) Prueba de estacionaridad (Kendall). Prueba de homogeneidad a escala anual (Wilcoxon) Prueba de homogeneidad a escala estacional (Wilcoxon)

En la pestaa Prueba de hiptesis se muestra el ttulo del proyecto descrito y usted puede: Primero seleccione la prueba estadstica para realizar Especificar la Hiptesis nula y la Hiptesis alternativa

Para cada prueba se obtiene:

El valor de la estadstica de prueba y el correspondiente p-value. Conclusin de la prueba (realizado segn del p-value), la aceptacin o rechazo de la hiptesis nula a

un nivel de significacin del 5% o 1%.a) Prueba de independencia (Wald-Wolfowitz): permite comprobar si hay una significativa

autocorrelacin orden entre las observaciones, observamos que las series de la estacin Puchacano muestran dependencia, por lo que la hiptesis H0 se acepta.

Figura 9: Test de independencia- programa Hyfran

b) Prueba de estacionaridad (Kendall): Este prueba determina si existe una tendencia estadisticamentesignificativa, para el ejecicio las series de la estacin Puchaca no muestran ninguna tendenciaestadisticamente significativa.


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Figura 10: Test de estacionaridad - programa Hyfran

c) Prueba de homogeneidad a escala anual (Wilcoxon): La prueba de homogeneidad, a una escalaanual, permite comprobar si la media de la primera muestra de sub es significativamente diferentede la de una segunda submuestra, para ello deberemos definir el ao en que finaliza la primera

muestra.

Figura 11: Test de homogeneidad - programa Hyfran

d) Prueba de homogeneidad a escala estacional (Wilcoxon): En esta prueba de homogeneidad es

similar que la anterios pero requiere que la muestra sea subdividad por estaciones indicando en que


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mes principia y finaliza la estacin, en este caso como se esta trabajando con datos anuales esta

prueba no ser aplicada.

En la pestaa Grfico podemos ver los datos en diferentes representaciones grficas: Observaciones sobre papel probabilistico: Muestra la asociacin de cada observacin con una

probabilidad empirica, sobre un papel probabilistico. Histograma de observaciones clasificadas por valor : El histograma de observaciones clasificado por

rango de valores muestra la distrubucin de frecuencia por cada clase. Este grfico nos da unailustracin de la funcin de densidad de probabilidad emprica de los datos. El nmero de clasesequidistantes es calculado usando la siguiente ecuacin.

Nmero de clases = [ 5 x log(n)]

Donde n es el tamao de la muestra y [ ] es el valor entero.

Figura 12: Grfico de distribucin de probabilidades de las observaciones- programa Hyfran


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Figura 13: Histograma de frecuencias- programa Hyfran

Curva cronolgica : Esta grfico muestra las observaciones registradas en el tiempo.


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Figura 14: Lista de pruebas de ajuste disponibles en el programa Hyfram.

Cuando se realiza el ajuste de una distribucin estadstica para una muestra dada, aparece un cuadro dedilogo, presentar el resultado del ajuste, as como informacin relacionada. Para acceder a los resulyadosobtenidos en el ajuste de las distribuciones revisaremos las diferentes pestaas. Resultados: La ventana de de los resultados del ajuste se muestra los valores de los parmetros

estimados para las diferentes funciones de probabilidad.Los cuantiles Xtpara 21 periodos de retorno predefinidos, el periodo de retorno (T=1/p), donde p esla probabilidad de excedencia para Xt; la probabilidad de no excedencia (q=1-p).Los valores del cuantil correspondiente Xt, la desviacin estandar del cuantil XT, el intervalo deconfianza CI de el cuantil a un nivel de confidencia, por defecto se da en 95%.Con la opcin Otro periodod de regreso se puede incluir otros periodos de retorno que no seencuentren en la lista pre configurada.

Grfico: Esta ventana permite analizar la el ajuste a travs de la representacin grfica. Por defecto,el grfico muestra los datos de la muestra, la curva de distribucin terica (lnea roja), el intervalo deconfianza (lneas azules) cuyo nivel se especifica en el "Resultados" ficha y la leyenda.

Adecuacin: Con el fin de juzgar objetivamente la calidad del ajuste a los datos, existen variaspruebas de ajuste estadsticos.Prueba Chi-Cuadrado: Aplicable para todas las distribuciones estadisticas.Prueba basada en los momentos de la muestra: la cual es solo aplicable a distribuciones Normal yLog-normal.En la pestaa de "Adecuacin", nos encontramos con la siguiente informacin:Hipotesis Nula (Ho) e hiptesis alternativa (H1).En el campo resultados encontramos el valor del estadistico p-value y finalmente la conclucin deaceptacin o rechazo de a hipotesis nula a un nivel de significancia de 5% o 1%.


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La opcin de comparacin permite comparar cinco (05) distribuciones para elegir cul es lams adecuada para representar el conjunto de datos estudiados, esta comparacin puedehacerse por criterios o graficos. Criterios: Dos criterios estn disponibles, se trata de Akaike (AIC) y los criterios de

informacin bayesiano (BIC). Graficos: esta opcin nos posible comparar los resultados de diferentes

distribuciones utilizando papel de probabilidad Normal o Gumbel.

En la ventama Probabilidad a priori se elije la opcin Todos iguales, y lueg o se deber fijar el tiempo deretorno que se desea para el clculo de los caudales mxmimos, para la estimacin de la faja marginal segnel reglamento se debern considerar los tiempos de retorno de 50 aos y 100 aos .


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Figura 15: Resultados del mdulo de comparacin de pruebas de ajuste - Hyfram

La evaluacin de ajuste se llev a cabo en base a la prueba chi-cuadrado y considerandolos parmetros de evaluacin BIC y AIC que resulta de la aplicacin del software Hyfram(donde los menores valores dan mejor ajuste). Se ha adoptado la distribucin Gammainversa, con un valor de BIC y AIC de 356.58 y 360.92 respectivamente.


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Tabla 6: Prueba de bondad de ajuste para caudales mximos estacin Puchaca - TR 50 aosN Modelo Nb. Param XT P(Mi) P (Mi | x) BIC AIC

1 Gamma inversa (Maxima verosimilitud) 2 76.325 33.33 87.70 364.58 360.92

2 Gumbel (Mtodo de momentos) 2 74.244 20.00 64.14 365.03 361.38

3 Lognormal (Maxima verosimilitud) 2 73.14 20.00 59.82 365.20 361.54

4 Exponencial (Maxima verosimilitud) 2 93.97 20.00 28.80 366.64 362.98

5 Gamma (Mtodo de momentos) 2 71.422 20.00 28.61 366.68 363.02

6 Pearson tipo III (Mtodo de momentos) 3 71.924 33.33 6.31 369.84 364.36

7 Log-Pearson tipo III (Mtodo de momentos (BOB), basis = 10) 3 71.509 33.33 5.98 369.95 364.46

8 GEV (Mtodo de momentos) 3 72.181 20.00 5.28 370.03 364.54

9 Gamma generalizada (Mtodo de momentos) 3 71.925 20.00 5.26 370.06 364.58

10 Log-normal (3 parametros) (Mtodo de momentos) 3 71.914 20.00 4.39 370.42 364.94

11 Normal (Maxima verosimilitud) 2 67.332 20.00 1.92 372.08 368.42

12 Weibull (Mtodo de momentos) 2 66.91 20.00 1.78 372.20 368.55

13 Pareto (Mtodo de momentos) 2 49.885 20.00 N/D N/D N/D


Tabla 7: Prueba de bondad de ajuste para caudales mximos estacin Puchaca - TR 100 aos

N Modelo Nb. Param XT P(Mi) P (Mi | x) BIC AIC

1 Gamma inversa (Maxima verosimilitud) 2 84.423 33.33 87.70 364.58 360.92

2 Gumbel (Mtodo de momentos) 2 81.237 20.00 64.14 365.03 361.38

3 Lognormal (Maxima verosimilitud) 2 79.479 20.00 59.82 365.20 361.54

4 Exponencial (Maxima verosimilitud) 2 106.592 20.00 28.80 366.64 362.98

5 Gamma (Mtodo de momentos) 2 76.581 20.00 28.61 366.68 363.02

6 Pearson tipo III (Mtodo de momentos) 3 77.307 33.33 6.31 369.84 364.36

7 Log-Pearson tipo III (Mtodo de momentos (BOB), basis = 10) 3 76.774 33.33 5.98 369.95 364.468 GEV (Mtodo de momentos) 3 77.588 20.00 5.28 370.03 364.54

9 Gamma generalizada (Mtodo de momentos) 3 77.38 20.00 5.26 370.06 364.58

10 Log-normal (3 parametros) (Mtodo de momentos) 3 77.479 20.00 4.39 370.42 364.94

11 Normal (Maxima verosimilitud) 2 70.833 20.00 1.92 372.08 368.42

12 Weibull (Mtodo de momentos) 2 70.071 20.00 1.78 372.20 368.55

13 Pareto (Mtodo de momentos) 2 49.885 20.00 N/D N/D N/D



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e) Determinacin de descargas mximas instantneas:

La estimacin de descargas mximas instantaneas se realiza a partir de la relacin deFuller

Dnde:

Abrev Descripcin

Qi: Caudal mximo instantneo en m3/s

Qd: Caudal mximo diario en m3/s

A: rea de la cuenca km2

a (*) 2.70

b (*) 0.30

rea (km2) 734.73

Pendiente 0.10C 1.37

Tabla 8: Caudales mximos instantneos estimados a partir de la relacin de Fullerro La Leche.

NombreCaudal Mximo

DiarioCaudal Mximo

Instantneo

TR 50 76.33 104.78

TR 100 84.42 115.90


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MODULO I I

Procesamiento de DatosTopogrficos


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6. PROCESAMIENTO DE DATOS TOPOGRAFICOSPara la obtencin del modelo digital de elevacin del ro La Leche ha sido necesaria la utilizacin de losprogramas, ArcGIS, HecGeoRAS los cuales presentan las siguientes caractersticas:

ArcGISEs un paquete de la familia ESRI, especialmente diseado para trabajos de Sistemas deInformacin Geogrfica (SIG), y el cual para el presente trabajo es usado de soporte para laelaboracin de la informacin base que luego se exportar en un formato reconocido por elHECRAS que es donde se realiza el proceso de simulacin propiamente dicho.

Durante la fase de trabajo en campo se realiza el levantamiento de datos en coordenadas X,Y y cotasde elevacin, las cuales nos permitirn generar el modelo digital de elevacin, para el presente taller se

tiene las coordenadas generadas del levantamiento topogrfico de un tramo de 18 km del ro La Leche,las cuales se han copiado en el archivo puntos.csv.

Figura 16: Vista del archive puntos.csv

Luego abriremos el programa ARCGIS y mediante el mdulo ARCCatalog generaremos un archivoShapefile de puntos, para ello ubicamos el archivo puntos.csv, en la ventana del ARC Catalog y conclick derecho desplegamos el men, Create Feature Class\From X Y TableEn la ventana de dilogo se deber especificar el campo que contienen las coordenadas X, Y, y cotasde elevacin, as como el sistema de coordenadas que en este caso es WGS_1984_UTM_Zone_17S.Se creara el archivo XYpuntos.shp


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Una vez obtenido los puntos ya se puede generar la superficie en formato TIN\GRID, para el mdulo

ArcToolBox seleccionando el cono


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Seleccionamos la herramienta 3D Analyst Tools\Date Managment\TIN\Create TIN, esta requiere deshapefile de entrada que puede ser puntos o polilneas que contengan un valor de elevacin.


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En el campo Output TIN se deber especificar la ruta de la carpeta en donde se guardara el archivo, en

el campo Input Feature Class de deber especificar el shapefile del cual se tomar la informacin para lainterpolacin, en este caso el archivo XYpuntos.shp, finalmente damos OK

Figura 17 : Modelo Digital de Elevacin del ro La Leche (TIN\GRID)


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HecGeoRAS

Es un software desarrollado por el U.S. Army Corps of Engineers, que permite ser instalado comouna apliacin en ArcGIS, tiene como funcin procesar informacin topogrfica y codificarla enarchivos que son reconocibles por HECRAS, asimismo permite importar los luego de procesada enl pueda ser importada nuevamente al ArcGIS a fin de poder mostrar las zonas de inundacin paralos diferentes periodos de retorno a considerar.Para descargar el instalador se debe acceder al sitio webhttp://www.hec.usace.army.mil/software/hec-georas/downloads.aspxy descargar la aplicacin HEC-GeoRAS_10.2_Setup y ejecutarlo para su instalacin, Para el presente taller el instalador delprograma se encuentra la carpeta Programas.

Figura 18: Vista Del portal Web de US Army Corps of Engineers

Despues de ejecutado el archivo de instalacin se debern seguir las instrucciones.
http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-georas/downloads.aspxhttp://www.hec.usace.army.mil/software/hec-georas/downloads.aspxhttp://www.hec.usace.army.mil/software/hec-georas/downloads.aspx


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Figura 19: Secuencia de instalacin del programa HECGeoRAS

Finalizada la instalacin del HECGeoRAS se debe abrir ArcGIS, de la barra de mens elegimos laopcin Customize\Extensions y de la lista desplegada seleccionamos HEC-GeoRAS para que seactive la barra de opciones.


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El men de opciones de HEC-GeoRAS son RAS Geometry, RAS Mapping, ApUtilities, y Help. Estosmenus son comentados a continuacin: RAS Geometry: Este men permite el pre procesamiento de los datos topogrficos para ser

importados al HEC RAS. Las opciones del RAS Geometry se pueden observar en su mendesplegable los cuales deben ser ejecutados en secuencia.

RAS Mapping: Este men permite importar los archivos obtenidos despus de la simulacionesrealizadas con el HECRAS. Las opciones del RAS Mapping se pueden observar en su mendesplegable los cuales deben ser ejecutados en secuencia.

ApUtilities: Las caracterstica disponibles, desde el men ApUtilities se utilizan para procesarlas capas de datos creadas a travs HEC-GeoRAS, tambin permite asignar las caractersticas

de Hydro ID Help: El men de ayuda proporcionar informacin general de ayuda en lnea y proporcionarel nmero de versin.

HECGeoRAS cuenta con diversas herramientas, estas despus de ser activadas requieren que elusuario realizar edicin manual de las capas generadas lo que permite realizar modificaciones en lageometra del ro.


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Tabla 9: Descripcin de iconos de la barra de herramientas de HECGeoRAS

Icono Descripcin

Permite al usuario asignar nombres a River y Reach de la red pluvial

Permite al usuario asignar valores en las estaciones en las confluencias de losros

Permite asignar las caractersticas de clase LineType (Left, Channel,Right) alos Flow Paths

Permite generar Cross-sectional cut lines perpendiculares al trazado delcentro del ro a un ancho y espaciamiento especificado.

Permite generar grficas de secciones del ro seleccionados

Permite asignar valores de elevacin a una alineacin del dique para lainterpolacin

Convierte los archivos de salida en formatos SDF a XML de HEC-RAS aformatos reconocibles por ARCGIS, para lo cual es necesario que anteshayan sido procesaros en HECRAS.

Para iniciar con el procesamiento de la superficie debemos guardar el proyecto actual, para el presentetaller se guardar con el nombre HECGEORAS_La_leche.

Se deber cargar un Modelo Digital de Elevacin el cual puede haber sido generado previamente enformeto TIN/GRID, usando la herramienta Add Layer cargamos el archivo ubicado en la rutaTaller_Faja_2015_Final\GIS\Raster.

El siguiente paso es crear los RAS Layers que van a ser usados que se utilizar para el desarrollo y laextraccin de datos geomtricos. Las capas que se necesitar crear son Stream Centerline, Banks, FlowPath Centerlines y Cross Section Cut Lines, para el taller usaremos la opcin RAS Geometry \ CreateRAS Layers \ All, se mostrar un ventana de dilogo Create All Layers en donde se indican losnombres de las capas las cuales pueden ser modificadas.


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En la ventana Table Of Contents podemos observar que se han creado una lista de Shapefile cada

una de las cuales contendra informacin geometrica del modelo digital de elevacin.


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Iniciamos el proceso editando la capa River, para ello utilizamos la herramienta Editor\Star Editing y

con el puntero del mouse realizaremos el trazado del centro del cauce del ro, este debe ser trazadodesde la parte mas alta hacia la mas baja respetando la direccin del flujo.

Figura 20: Capas generadas con la herramienta Create All Layers - HECGeoRAS

Si se tienen varios tramos de ro con diferentes tributarios estos deben ser trazados individualmentetomando en cuenta la direccin del flujo, una vez terminado el trazado de cada ro o tributario se deberutilizar el boton derecho del mouse para terminar la edicin, cuando la red fluvial, utilizamos laherramienta Editor\Save Editing para guardar los cambios y finalmente Editor\Stop Editing paradeterminar con la edicin de la capa River.


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Figura 21: Ubicacin del trazo del eje del ro La Leche

Usando el cono asignamos el nombre y de cada tramo del ro y sus tributarios, para elloseleccionamos cada tramo con el puntero del mouse y digitamos el nombre correspondiente, en este

caso en la opcin River : La Leche y Reach : Ro

Despus de definir el eje del ro definiremos la capa

Banks, para ello cargaremos el comando Copy Parallel


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del men Editor, esto permitir que se generen copias de una elemento al lado derecho, izquierdo o

ambos, a una distancia definida por el usuario.Al igual que para la definicin del eje del ro se debe activar el Modo Editor, luego con la herramientaEdith Tool, seleccionamos la capa River y seleccionamos el icono de Copy Parallel, observaremos quela direccin del flujo se representa con triangulos negros.Usando la opcin Template seleccionamos la capa a la cual se copiara los elementos en este caso lacapa Banks, Distance indicamos la distancia de separacin en metros, Side se indica si queremos quelas copias paralelas solo sean a la derecha, izquierda o a ambos lados, em este caso elegimos Both(ambos lados).

En la opcin Corners se debe especificar la forma de las esquinas de las lneas de compensacin, setienen 3 opciones Mitered (Angulos de 45), Bevelled (angulo biselado) y Rounded (AnguloRedondeado), en este taller dejaremos la opcin por defecto Mitered.

Figura 22: Vista de la direccin del flujo del ro la Leche.

Despues de generado las copias en paralelo del eje del ro en la capa Banks, se deberan editarse paraque se ajusten a las carcteristicas del cauce del ro, para esto se recomienda que durante ellevantamiento topogrfico, las coordenadas del eje y de los lmites del cauce del ro sean registradas.


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Figura 23: Vista de los Banks despus del proceso de edicin

Actiamos el modo de edicin con Editor\Star Editing y seleccionamos el eje del ro, luego ejecutamosCrtl + C, y luego Crtl + V,aparecera una ventana de dilogo en donde debemos indicar en que capase desea se que genere la copia, de la lista elegimos Flowpaths.


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Usando la misma metodologa se establecen los FlowPaths, despues de definido los tramos

seleccionamos el icono y definimos el Flow Path Centerlines (eje del ro), seleccionamos la capaRiver, luego definiremos cuales son los tramos de la margen derecha (Rigth), izquierda (Left) y el eje delro (Channel).

Seleccionamos cada FlowPaths y le asiganmos de acuerdo a su positicn con respecto al ro Left(Izquierda) Rigth (Derecha), Channel (centro).

Para trazar las secciones se debe tomar en cuenta los siguientes requisitos durante el trazado y edicinde los XS Cutlines.

- Las secciones deben ser trazadas en forma perpendicular al eje del ro.

- Las secciones se trazan desde la margen izquierda a la derecha.- Las secciones no deben superponerse y deben cortar una sola vez tanto al eje como a los Banks yFlowpaths.

La edicin puede hacerse de forma manual o utilizando la herramienta automtica , para ello sedebern ingresar los datos Interval en el cual se especifica el intervalo al cual estarn espaciados lassecciones y Width en el cual se especifica la longitud de la seccin, para el ejercicio consideraremos unintervalo de 1000m y una longitud de seccin de 1000 m.


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Al terminar el proceso de generacin de secciones automtico podemos observar que en muchos de loscasos las seciones no cumplen con los requerimientos, por lo que debemos realizar la edicin manualeliminando o modificando las secciones hasta que cumplan con los requeimrientos, para ello utilizamosla herramienta Editor\Star Editing .

Figura 24: Vista de los XS Cut Lines generados con la herramienta Create Cross Section

Figura 25: Vista de los XS CutLines generados con la herramienta Create Cross Section editados


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Al termino de la edicin de las secciones con el men RAS Geometry\XS Cut Line Attributes\All,


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Al terminar el proceso se deber observar el siguiente mensaje, con el cual se verifica que todas las

secciones han sido generadas correctamente.

Finalizamos el procesamiento de la topografa exportando lo archivos generados a un formato

reconocible por HECRAS, para ello accedemos a la opcin RAS Geometry\ Export RAS Data, dejamosla ruta por defecto y le damos OK.


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MODULO I I I

Simulacin H idrulica


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7. SIMULACIN HIDRULICA

Para este mdulo de simulacin se har uso del programa HECRAS el cual ha sido desarrollado porel Centro de Ingeniera Hidrolgica (Hydrogic Engineering Center) del Cuerpo de Ingenieros de laArmada de los EE.UU. (Us Army Corps of Engineers) y tiene como predecesor al programa HEC-2,con varias mejora con respecto a ste, entre la que se destaca la interface grfica de usuario quefacilita las labores de pre proceso y post proceso. El modelo numrico incluido en el programapermite realizar anlisis del flujo permanente y no permanente unidimensional gradualmente variadoen lmina libre

Para iniciar con la instalacin se debe ejecutar el archivo HEC-RAS_410_Setup.exe, ubicado en lacarpeta Programas, luego seguir con las instrucciones como se muestra a continuacin.

Para continuar con la instalacin se deben aceptar los trminos y condiciones para el uso de HEC-RAS.


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Figura 26: Vista de la ventana principal de HECRAS.

Como primer paso se deber guardar el proyecto, seleccionamos la opcin file\Save Project As


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Usando la herramienta abrimos la ventana Geometric Data, para iniciar la importacion de los datosgenerados en ARCGIS, ingresamos al menu File\Import Geometric Data\GIS Format


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Figura 27: Vista de la ventana Geometric Data - HECRAS

Figura 28: Vista de las herramientas para la importacin de datos procesados con HECGeoRAS a HECRAS


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Es muy importante que se seleccionen las unidades en las que se ha creado el proyecto en HECRAS,ya que de elegir otro sistema de unidades afectara a la georreferenciacin.


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Figura 29: Proceso de importacin de datos topogrficos generados con HECGeoRAS a HECRAS.

Figura 30: Vista del trazo del eje del ro y secciones importadas a HECRAS.

En la ventana Cross Section Data observamos diferentes tems los cuales son: Cross Section Coordinates: En la primera columna (Station) se especifica la distancia desde la

margen izquierda, en la segunda columna (Elevation) la cota del fondo del cauce en ese punto.


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Downstream Reach Lengths: indicamos las distancias desde esta seccin a la inmediata

siguiente aguas abajo. LOB es la distancia entre las mrgenes izquierdas, ROB es la distanciaentre las mrgenes derechas, y Channel es la distancia a lo largo del centro del canal.Lgicamente, si indicamos los tres valores iguales, los dos perfiles transversales consecutivosaparecern paralelos.

Mannings n Values: Se ingresan los valores de coefiente de Manning segn el material delque est compuesto el cauce del ro.Picando en los signos que aparecen al lado, se presentanen pantalla las tablas de valores del coeficiente de Manning, para elegir el adecuado.

Main Channel Bank Station: Estos puntos definen la parte de la seccin que puedeconsiderarse como canal principal. El resto de la seccin se considerar como llanura deinundacin, durante el procesamiento de datos con HECGeoRAS estos fueron definidos con lacapa Banks, sin embargo con el HECRAS podremos evaluar y modificar su posicin, para ello

usamos el icono , accedemos a la ventana Graphic XS Editor.

Figura 31: Vista de las secciones del ro.


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Figura 32: Vista de las secciones del ro con Graphic XS Editor.

Con la los iconos de la barra de herramientas Bank Station Tools se pueden editar la posicin

de los banks , los cuales se representan en lagrfica de la seccin como puntos rojos.

En la ventana principal de HEC-RAS, picamos el botn , o bien, men Edit > Steady Flow Data, enprimer lugar se deber indicar el nmero de perfiles (Profiles) que se sern simulados, teniendo encuenta que los perfiles se refieren a diversas hiptesis de clculo que deseamos plantearsimultneamente, para varios caudales. Es necesario al menos un dato de caudal para cado tramo ycada perfil.

En el presente ejercicio se establecern dos (02) perfiles, que inicialmente son representados con loscdigos PF1 y PF2, esto puede ser modificado con la opcin Options\Edit Profile Names, hemosrenombrado los perfiles TR50 y TR100.


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En la ventana en que introducimos los datos de caudales es necesario especificar las Condiciones decontorno (Boundary conditions), esta informacin se requiere en cada tramo para establecer el nivel delagua inicial en ambos extremos del tramo del ro: aguas arriba y/o aguas abajo. En un rgimensubcrtico solo se necesia en el extremo de aguas abajo (downstream); en rgimen supercrtico, slo esnecesario aguas arriba (upstream), y si se va a calcular en un rgimen mixto (por variaciones delcaudal), se necesita en ambos extremos del tramo.Existen cuatro posibilidades Known Water Surface Elevation: El usuario debe introducir la altura del agua para cada uno de

los perfiles que se van a calcular.


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Critical Depth: Con esta opcin, el usuario no tiene que introducir ningn valor, ya que el

programa calcula la profundidad crtica para cada uno de los perfiles y la utilizar comocondicin de contorno. Normal Depth: En esta opcin, se puede introducir el pendiente de la lnea de energa (energy

slope) que se utilizar para calcular la profundidad normal en ese punto (ecuacin deManning). Si no se conoce ese dato, se puede sustituir por la pendiente del agua o lapendiente del fondo del cauce.

Rating Curve: En esta opcin debemos introducir una serie de parejas de valores nivel-caudal.

Para el presente ejercicio se utilizar la opcin Normal Depth S = 0.10, y se deber tener activa laopcin Set boundary for all profiles, esto permite que los valores se asignen a todas las secciones.

Una vez completados los datos de gemotra del ro y caudales se puede dar inicio a la simulacionespara ello en la ventana del men principal de HECRAS accedemos al men Run\Steady FlowAnalysis, en la ventana Steady Flow Analysis, se podr seleccionar el rgimen del flujo (Subcritico,Supercritico o Mixto), para iniciar la simulacin seleccionamos COMPUTE.


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Despues de terminada la simulacin, regresamos a la ventana principal del HECRAS y

pulsamos el icono para activar la visualizacin en 3D del ro, por defecto se muestran losniveles de todos los perfiles simulados para observar un perfil a la vez se deber ingresar almen Options\Profiles y seleccionamos el perfil que se desea visualizar en el grafico, usando

el icono podemos generar el reporte en formato tabular de los resultados de la simulacin.

Figura 33: Vista 3D de la simulacin de flujo estacionario del ro La Leche


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Figura 34: Vista 2D de la simulacin de flujo estacionario del ro La Leche

Figura 35: Vista del reporte en formato tabular de los resultados de la simulacin

Para iniciar con la exportacin de los resultados de HECRAS a GIS seleccionamos la opcin

file\Export GIS Data de la ventana principal del programa, luego se abrir la ventana GISExport, debemos verificar que en la seccin Profiles to Export aparescan los perfiles que

desamos exportar en este caso TR50 y TR100.En la seccin Flow Distribution seleccionaremos Velocity para poder generar mapas develocidad de flujo, las demas opciones se dejan en su configuracin por defecto,seleccionamos Export Data y finalmente Aceptar.


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Figura 36: Men de opciones para la exportacin de resultados de HECRAS a formato ARCGIS


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7.1.POST PROCESAMIENTO DE LA SIMULACION HIRAULICA

Para iniciar con la importacin de datos de las simulaciones realizadas en HECRAS a ARCGIS,iniciamos creando un nuevo proyecto en ARCGIS.Los archivos exportados de HECRAS tienen una extensin .sdf pero para ser reconocidos por

HECGeoRAS deben tener la extensin .XML, para ello utilizaremos la opcin Import RAS SDF File

Figura 37: Proceso de conversin de archivoc .sdf a XML con Import RAS SDF File

Debemos tomar en consideracin que el proyecto en ARCGIS que se va a generar debe guardarse enla misma carpeta que el proyecto de HECRAS, de lo contrario no podr reconocer algunos archivosgenerando un error durante el procesamiento de mapas de inundacin.

Luego en la barra de herramientas de HECGeoRAs se elegimos la opcin RAS Mapping\Layer Setup,en donde debemos especificar los siguientes datos: New Analysis: Nombre de la nueva base de datos. RAS GIS Export file: Archivo XML generado con Import RAS SDF File

Terrain: Seleccionar el archivo TIN\GRID. Output Directory: Ubicacin de la base de datos. Rasterization Cell Size: Tamao de pixel de los raster generados.


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Figura 38: Capas generadas durante la importacin de archivos de HECRAS hacia ARCGIS

Para la generacin de mapas de inundacin utilizaremos la opcin RAS Mapping\ Inundation Mapping\Water Surface Generation, y seleccionamos uno de los perfiles en este caso TR50, luego se repetir la

ccin para el perfil de TR100.


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Figura 39: TIN\GRID de la primera fase para la generacin de mapas de inundacin.


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Figura 40: Mapa de zonas de inundacin TR 100 aos - ro La Leche.


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Figura 41: Mapa de tirante hidrulico TR 100 aos - ro La Leche.

Para generar los mapas de velocidades de flujo usaremos la opcin RAS Mapping\ Velocitu Mapping


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Figura 42: Mapa de velocidad de flujo para TR 100 aos ro La Leche.


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MODULO I I I

Del imitacin y dimensionamiento

de la faja marginal


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7.2. DELIMITACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE LA FAJA MARGINAL

Esta delimitacin debe realizarse atendiendo a las caractersticas geomorfolgicas y ecolgicas del ro,teniendo en cuenta las informaciones hidrolgicas, hidrulicas, fotogrficas y cartogrficas que existan,as como las referencias histricas disponibles.Las dimensiones en una o ambas mrgenes de un cuerpo de agua son fijadas por la AutoridadAdministrativa del Agua, de acuerdo con los criterios establecidos en el Reglamento, respetando losusos y costumbres establecidos.La delimitacin de la faja marginal podr ser de oficio o a solicitud de MUNICIPALIDADES,GOBIERNOS REGIONALES O ENTIDADES PRIVADAS. En los procedimientos a solicitud de parte, elsolicitante deber presentar el estudio correspondiente para su APROBACION.

Asimismo se deber considerar los lineamientos establecidos en la Ley N 29338, Resolucin JefaturalN 3002011 y Reglamento de delimitacin de fajas marginales en cursos fluviales.


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MODULO I I I

Mdulo de sealizacin de hitos


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7.3. SEALIZACIN DE HITOSLa colocacin de hitos u otra sealizacin de carcter permanente delimitarn el lindero exterior de lafaja marginal.El hito o sealizacin tendr forma de tronco de pirmide y podr ser de material noble (concreto

armado) u otro material que no se degrade (roca), cuya colocacin debe garantizar su visibilidad y

permanencia.

Asimismo se deber considerar los lineamientos establecidos en la Ley N 29338, Resolucin Jefatural

N 3002011 y Reglamento de delimitacin de fajas marginales en cursos fluviales.

manual dcprh faja marg

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