1.8. Perfil de terreno del valle, evaluación de estructuras de caída y análisis de corte vs. relleno
Keywords: realigment m01a08
A partir de la información topográfica disponible bajo la zona del eje del valle suavizado trazado y utilizando las secciones transversales del modelo de muestreo en HEC-RAS, establecer si el canal artificial a diseñar estará en corte y/o relleno. El procedimiento presentado analiza solo el corte del valle y el posible uso de estructuras de caída para ajuste de pendiente.
- Visualizar el perfil del eje de valle suavizado sobre el terreno natural que será cortado.
- Trazar los ejes de fondo, corona y posibles estructuras de caída por escalón.
- Analizar preliminarmente las zonas de corte y relleno.
Archivos, actividades previas, lecturas y herramientas requeridas para el desarrollo de esta actividad:
| Requerimiento | Descripción |
|---|---|
| 🧰Herramienta | Microsoft Excel 365. |
| 🧰Herramienta | HEC-RAS 6.6 o superior. |
| 📂Modelo hidráulico HECRAS_v0 | Modelo hidráulico unidimensional de muestreo HEC-RAS v0 creado en actividad M01A05. |
| 📅R.HydroTools. PerfilValleEstCaidaCorteRelleno.xlsx | Libro de cálculo para el análisis del perfil del valle, evaluación de estructuras de caída y análisis de corte vs. relleno. |
Para los diferentes avances de proyecto, es necesario guardar y publicar las diferentes versiones generadas del (los) libro (s) de Microsoft Excel y reportes o informes, agregando al final la fecha de control documental en formato aaaammdd, p. ej. R.HydroTools.DisenoCaucesParametros.20250528.xlsx.
Para el análisis general del perfil, estructuras de caída y estimación de cortes y rellenos, tenga en cuenta las siguientes consideraciones:
- Para obtener el perfil por los puntos más bajos de cada sección correspondientes al Thalweg, previamente creamos el modelo hidráulico de muestreo en HEC-RAS v0 que contiene ejes de río, bancas y secciones transversales para el canal corredor del nuevo valle. La localización de la posición de las bancas fue ajustada manualmente para obtener los puntos más bajos en cada corredor. Para obtener en HEC-RAS las abscisas y las cotas asociadas de eje y bancas, en la ventana de visualización de perfiles ir a File y seleccionar la opción Copy Values to Clipboard. El abscisado de secciones transversales en HEC-RAS siempre se realiza en el sentido inverso del flujo, aguas abajo en el punto de salida se encuentra la abscisa cero y aguas arriba la abscisa correspondiente al punto de inicio del realineamiento.
- El análisis de cortes y rellenos se calcula a partir de la diferencia entre la línea proyectada del fondo continuo y la cota del terreno natural más baja entre el fondo del eje y la localización de bancas.
- La relación de corte vs. relleno permite identificar si el alineamiento del valle requiere o no de un nuevo trazado para buscar la condición de equilibrio o garantizar que el nuevo canal se encuentre mayoritariamente en corte debido a que pueden existir restricciones de disponibilidad de material para la conformación del canal.
- Es necesario identificar las cotas de fondo de los cauces laterales en el punto de entrega al nuevo eje suavizado de valle e identificar si se encuentran entregado a fondo o por encima. En caso de que la cota de fondo de un cauce lateral esté entregando por debajo de la línea proyectada de fondo del valle, será necesario incluir una estructura de caída para que el cauce pueda entregar a fondo o por encima.
- Para canales prismáticos en los que no se realiza diseño sinuoso para la fracción correspondiente al cauce dominante, podrá como diseñador proponer e incluir estructuras de caída para reducir la pendiente.
- Abra el modelo de muestreo HECRAS_v0 y desde el editor Geometry Data, cargue la geometría GeometryAnthropic.
- Seleccione el eje correspondiente al valle suavizado y visualice el perfil completo del río.
- Desde el menú File, copie los datos del perfil en el portapapeles con la opción Copy Values to Clipboard y pegue en un libro de Excel en blanco. Localice las columnas Ground, LOB y ROB que contienen los valores XY de abscisado y cota de terreno y bancas; elimine registros duplicados y celdas en blanco.
- En el libro de análisis R.HydroTools.PerfilValleEstCaidaCorteRelleno.xlsx, registre los valores entre las secciones 3253 m y 8412 m.
- Visualice el perfil del valle, podrá observar que en el punto de inicio y entrega, las cotas 70.5 m y 64.5 m corresponden a los valores evaluados en actividades anteriores. Observe también la entrega del cauce lateral y la localización de las bancas izquierdas y derechas.
El libro de análisis evaluará los cortes y rellenos a partir de la elevación más baja entre la cota de terreno en el eje, la banca izquierda y la banca derecha, cuya condición corresponde a la más desfavorable en el movimiento de tierras.
- Para el trazado de ejes, defina primero la altura de diseño de la sección prismática.
- Ingrese los valores de cota de fondo y cota de corona de los diques, automáticamente serám calculados los altos de sección, alto promedio, diferencia de nivel y pendiente del valle.
- Revise los ejes trazados y evalúe si la línea de eje de fondo del valle permite la entrega del cauce lateral a fondos o en una cota por encima del eje del fondo del valle. En el evento de que el fondo del cauce lateral entregue por debajo del fondo del valle, proponga la localización de estructuras de caída en el fondo del valle para garantizar el empalme.
El libro de diseño permite incluir la localización de dos estructuras de caída en el fondo del valle.
Para el caso de estudio, no son requeridas las estructuras de caída, sin embargo, se presenta un ejemplo de su localización, para lo cual se deben seleccionar las abscisas de localización de inicio / fin en cada transición de fondo.
Para este análisis de cortes y rellenos, tener en cuenta las siguientes consideraciones:
| Consideración | Análisis |
|---|---|
| Definir si el canal estará en corte, relleno o ambos. | De acuerdo a lo establecido al inicio del curso y de según las condiciones topográficas existentes, se busca que el canal esté preferiblemente en zona de corte. En aquellas zonas en las que existan bajos, utilizar rellenos o diques de confinamiento en los extremos de la zona de valle. |
| Utilizando las gráficas trazadas del perfil de terreno, evaluar cuál sería la máxima elevación en relleno sí se conservan las profundidades actuales del rio natural al inicio y entrega. | El canal está predominantemente en corte y en algunas zonas se requieren rellenos de aproximadamente 60cm de altura. |
| Requerimiento de estructuras de caída para garantizar canal en corte o para reducir la pendiente del eje de valle. | De acuerdo a la información topográfica y al trazado propuesto, No es necesario el desarrollo de estructuras de caída por escalón debido a que solo son necesarios pequeños rellenos en las zonas laterales del valle utilizando para ello los materiales de corte. Se garantizará la pendiente de diseño del cauce dominante y valle mediante el trazado obtenido del diseño sinuoso. |
El libro de análisis calculará automáticamente los valores de cortes y rellenos a partir de la localización de ejes de fondo (sin transiciones de caída) y las cotas en cada sección transversal del modelo hidráulico. Para el caso de estudio, la relación de cortes a rellenos obtenida es de +2.38, correspondiente a mayoritariamente en corte.
Utilizando la plantilla suministrada, cree un informe técnico mostrando las actividades desarrolladas en el orden presentado en esta actividad, junto con los análisis y recomendaciones realizadas, convierta a Adobe Acrobat (.pdf) y guarde en la carpeta /report del repositorio de datos del proyecto; nombre el archivo con el código de la actividad agregando al final la fecha de control documental en formato aaaammdd (p. ej. M01A00_20250531.pdf).
Libro de revisión y calificación de proyecto: M01A08_PerfilValle.xlsx
En la siguiente tabla se listan las actividades que deben ser desarrolladas y documentadas por cada estudiante o grupo de proyecto.
| Actividad | Alcance |
|---|---|
| M01A08 | 👤👥 A partir del modelo de muestreo HEC-RAS v0 generado previamente, obtener las cotas del eje suavizado del valle y de la corona de los diques con la cota más baja entre bancas de cada sección transversal de muestreo. Para la localización de diques, en el modelo de muestreo se trazaron paralelas al valle curvo a una distancia de 150 metros. |
| M01A08 | 👤👥 Analizar si el canal de valle a construir estará mayoritariamente en corte, relleno o ambos. |
| M01A08 | 👤👥 Evaluar si se requiere modificar la pendiente del valle a través de estructuras de caída por escalón. En caso de ser requeridas, presentar perfiles con la localización y las pendientes obtenidas por tramo. |
| M01A08 | 👥 Opcional: registrar los valores obtenidos en el libro de parámetros generales requeridos para el diseño y la modelación. Guardar en la carpeta /file/table. |
| M01A08 | 👥 Opcional: verificar la formulación correcta de los libros de cálculo suministrados. En las notas de la ficha de control documental indicar el método de verificación y si se requieren o no ajustes. |
| M01A08 | 👥 En una tabla y al final del informe de avance de esta entrega, indique el detalle de las actividades realizadas por cada integrante de su grupo; utilice las siguientes columnas: Nombre del integrante, Actividades realizadas, Tiempo dedicado en horas (si presenta la entrega individualmente, no es necesaria la presentación de esta tabla).👤 Para actividades que no requieren del desarrollo de elementos de avance, indicar si realizo la lectura de la guía de clase y las lecturas indicadas al inicio en los requerimientos. |
Nota 1: para la revisión del proyecto final, guarde los libros cálculo de Microsoft Excel y los archivos generados en esta actividad, en las localizaciones indicadas en cada numeral.
Nota 2: una vez el instructor realice la revisión y el estudiante presente las correcciones o ajustes solicitados, será necesario cargar una nueva versión de los archivos en el repositorio del proyecto, incluyendo o actualizando al final del nombre del archivo, la fecha de presentación en formato aaaammdd y manteniendo las versiones anteriores presentadas.
Nota 3: sí la cota de entrega a fondo de alguno de los cauces laterales se encuentra por debajo de la cota de fondo del canal principal de realineamiento, será necesario realizar el diseño de fondo con caídas.
- https://www.hec.usace.army.mil/confluence/rasdocs/rasum/6.2/viewing-results/tabular-output/profile-summary-tables
- https://www.hec.usace.army.mil/confluence/rasdocs/rmum/6.5/geometry-data/rivers
- https://www.hec.usace.army.mil/confluence/rasdocs/rasum/6.5/viewing-results/cross-sections-profiles-and-rating-curves/viewing-graphics-on-the-screen
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