Consulta Conceptual sobre Calculo en SWMM
Fabricio González Martín
Les escribo para pedirles que me ayuden sobre algunos aspectos
conceptuales de SWMM.
Estoy modelando un conducto pluvial principal que deberá salvar una
obstrucción producida por un caño cloacal que se atraviesa en su
sección de paso. He realizado varias pruebas tratando de buscar una
medida paliativa para el remanso producido por la obstrucción y me hs
surgido la duda de ¿cómo hace SWMM para calcular el perfil de la
superficie libre?, utiliza pasos de cálculo variables en la longitud
del conducto?, ¿o sólo determina el tirante alcanzado en cada nodo y
luego simplemente une con una recta los niveles de nodos sucesivos?.
Desde ya muchas gracias por sus esclarecedores comentarios y/o
sugerencias sobre donde encontrar esta clase de respuestas.
Muy cordiales saludos
Fabricio
Rodrigo_Concha
El SWMM5 calcula los tirantes en cada objeto "node" utilizando una
ecuación de continuidad en ellos y los caudales en los objetos "links"
utilizando las ecuaciones de Saint Venant que describen el flujo
variable unidimensional. Efectivamente, el perfil de la lámina de agua
en un colector o un canal se obtiene al unir los niveles del agua en
cada "node" de tu modelo. Esto significa que cuantos menos "nodes"
tengas, menos puntos de cálculo habrá para la evolución del tirante en
el conducto. Así mismo, los intervalos de cálculo en distancia vienen
dados por la longitud de los objetos "conduit" que se utilicen en el
modelo.
Para más información, puedes descargar el "Quality Assurance report
for dynamic wave flow routing" desde la página del EPA SWMM5.
Saludos cordiales,
Rodrigo Concha Jopia
Grupo de Investigación FLUMEN
Universitat Politècnica de Catalunya
Barcelona
On 15 dic, 17:35, Fabricio González Martín
Fabricio González Martín
Muchas gracias por tu respuesta.
La verdad que al saber que SWMM calcula los tirantes solo en los
nudos, me surgen más dudas (o mejor dicho, se refuarzan algunas dudas
que sospechaba antes).
Si quiero ver más detalladamente la evolución del perfil del tirante
de agua cerca de la obstrucción, ¿debería agregar una mayor cantidad
de nudos con tramos más cortos pertenecientes a un mismo conducto?,
¿realmente podré confiar en los cálculos realizados para un efecto tan
localizado como el que quiero modelar, o en ese sector los cáculos
serán menos confiables que en el resto del dominio ?, ¿no me convendrá
modelar con HEC-RAS para tratar de obtener resultado más confiables?.
Mi objetivo es modelar una serie de soluciones alternativas para
paliar el efecto de la obstrucción, tal como sería un rebaje del fondo
del conducto o un ensanchamiento localizado en un tramo corto de la
sección, y poder confiar en los resultados obtenidos con cada una de
las alternativas, para proponer una solución de mitigación.
Desde ya muchísimas gracias.
Cordiales saludos
Fabricio
El día 17 de diciembre de 2010 13:25, Rodrigo_Concha
<rodc...@gmail.com> escribió:
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>
>
Rodrigo_Concha
si quieres más detalle del perfil longitudinal del tirante en la zona
cercana a la obstrucción deberías agregar más "nodes" tipo "junction",
lo que producirá que los "conduits" a usar en esa zona tengan
longitudes más cortas. Cuando se utilizan objetos "conduits" de
longitudes pequeñas en comparación a las longitudes del resto de los
objetos "conduits" presentes en el modelo, el cálculo numérico podría
ser inestable y arrojar hidrogramas con bruscas variaciones y/o
grandes valores en los errores de continuidad asociados. Esto pasa
pues el código intentará ajustar el paso de tiempo de cálculo
hidráulico (dt) de tal forma que se cumpla la condición de estabilidad
de Courant. Esta condición exige que el dt sea menor que un valor
crítico, el que depende de la velocidad del flujo y de la longitud del
objeto "conduit" donde se evalúa esta condición.
Dicho lo anterior, modelar este tramo cercano a la obstrucción con
SWMM 5 significa que podrían presentarse inestabilidades numéricas
debido a la longitud de los "conduits". Para evitar, se podría:
1) utilizar dt pequeños: por ejemplo 1 segundo ó 0.5 segundos
2) probar con la opción "dampen" del método de Onda Dinámica, y si no
resulta, probar con "Ignore"
3) probar con la opción "Conduit Lengthening" para alargar
numéricamente los "conduits" de poca longitud
Todo lo que he respondido hasta aquí lo hecho pensando en que el
método de propagación del flujo (Flow Routing) utilizado es el de Onda
Dinámica, pues es el único que puede modelar efectos de remanso (que
es lo que seguramente quieres conocer en tu problema) de los métodos
que ofrece SWMM 5.
Respecto a que si los resultados serán confiables, pues eso dependerá
de los datos (si son reales o supuestos); a datos reales, más
confiabilidad en los resultados del modelo. En el caso de HEC-RAS,
pues habrá que definir secciones transversales en intervalos cortos
para que calcule el perfil longitudinal del tirante.
Saludos cordiales,
Rodrigo Concha Jopia
Grupo de Investigación FLUMEN
Barcelona
On 20 dic, 18:35, Fabricio González Martín
> Hola Rodrigo,
>
> Muchas gracias por tu respuesta.
>
> La verdad que al saber que SWMM calcula los tirantes solo en los
> nudos, me surgen más dudas (o mejor dicho, se refuarzan algunas dudas
> que sospechaba antes).
> Si quiero ver más detalladamente la evolución del perfil del tirante
> de agua cerca de la obstrucción, ¿debería agregar una mayor cantidad
> de nudos con tramos más cortos pertenecientes a un mismo conducto?,
> ¿realmente podré confiar en los cálculos realizados para un efecto tan
> localizado como el que quiero modelar, o en ese sector los cáculos
> serán menos confiables que en el resto del dominio ?, ¿no me convendrá
> modelar con HEC-RAS para tratar de obtener resultado más confiables?.
> Mi objetivo es modelar una serie de soluciones alternativas para
> paliar el efecto de la obstrucción, tal como sería un rebaje del fondo
> del conducto o un ensanchamiento localizado en un tramo corto de la
> sección, y poder confiar en los resultados obtenidos con cada una de
> las alternativas, para proponer una solución de mitigación.
> Desde ya muchísimas gracias.
>
> Cordiales saludos
>
> Fabricio
>
> El día 17 de diciembre de 2010 13:25, Rodrigo_Concha