COMPONENTE  HOMS

MODELO DE CALCULO DEL PERFIL DE SUPERFICIE DE AGUA (WSPRO)

1. Fines y objetivos

El programa WSPRO calcula perfiles de superficie de agua para flujo subcrítico, crítico, o supercrítico en tanto el flujo pueda ser clasificado como uni-dimensional, gradualmente variado y estacionario. WSPRO puede usarse para analizar (1) flujo en canales abiertos, (2) flujo a través de puentes (apertura singular o múltiple), (3) flujo a través de alcantarillas, (4) sobrepaso de terraplenes (5) análisis de canales de evacuación y (6) socavación de puentes.

2. Descripción

El programa fue desarrollado primariamente para analizar el efecto de los remansos por cruces de corrientes de agua existentes o evaluar alternativas de aperturas de puentes y/o de configuraciones de terraplenes. El programa es aplicable a análisis de perfiles de superficie de agua para diseño de carreteras y problemas vinculados al mapeo de planicies de inundación y al desarrollo de relaciones nivel-caudal. El esquema de ingreso de datos fue diseñado para datos sin formato, independientes de su orden con la previsión de propagación de los datos constantes. Los cálculos en canales abiertos utilizan técnicas normalizadas para el cálculo de remansos. En la superficie libre de los flujos de remanso de puentes se utiliza técnicas de balance de energía con coeficiente de descarga (función de las características del flujo y geometría del puente) y se estima la longitud efectiva del flujo que tiene en cuenta las características del transporte del puente y la sección transversal del valle aguas arriba. Para la presión del flujo se utiliza las ecuaciones de flujos de orificios típicos desarrollada por el U.S. Federal Highway Administration (FHWA) (Bradley, 1970). Para el flujo a través de alcantarillas se utiliza las técnicas de cálculo FHWA resumidas por Shearman y otros (1986). En los desbordamientos de terraplenes de carreteras se utiliza la ecuación de desborde de vertederos.

3. Entrada

La entrada de datos consiste en coordenadas para definir la sección transversal del canal, coeficientes de rugosidad, longitudes de flujo, caudales, comienzo de las elevaciones de la superficie de agua, límites de subáreas, geometría de puentes y alcantarillas y parámetros de control del programa. La condición inicial de frontera es la elevación de la superficie de agua o el gradiente de energía (aguas abajo para flujo subcríticos, aguas arriba para supercríticos) del tramo de estudio para el caudal específico. Si no es especificado, WSPRO no proporciona la elevación de la superficie del agua para el flujo crítico. El ingreso se puede hacer en unidades métricas o inglesas.

4. Producto de salida

WSPRO genera salidas que describen el proceso del ingreso de datos y los resultados de los cálculos de perfiles. Las tablas de propiedades de secciones transversales y/o distribuciones de velocidad y transporte están disponibles excepto para terraplenes y alcantarillas. Las tablas de los parámetros seleccionados se definen por el usuario para producir un formato específico de salida. WSPRO tiene 55 parámetros de cálculo que pueden combinarse para construir la tabla de salida. La salida puede ser en unidades métricas o inglesas.

5. Requisitos y restricciones operativas

WSPRO está escrito en Fortran y es usado en una amplia variedad de ordenadores personales, estaciones de trabajo, miniordenadores y grandes ordenadores. Generalmente es fácilmente instalable en cualquier plataforma. Un programa de proceso escrito en C está disponible para uso en ordenadores basados en DOS con procesador 386 y coprocesador matemático. El programa facilita la preparación y análisis de resultados con pantalla visual y edición de los parámetros del modelo y los resultados.

6. Forma de presentación

El programa se distribuye en disquete de 3 1/2" o vía Internet. Se dispone de un manual de usuario escrito en inglés (Shearman, 1990).

7. Experiencia operativa

Extensa, en los EE.UU.

8. Autor y apoyo técnico

U.S. Geological Survey, Office of Surface Water, Reston, Virginia, USA

9. Disponibilidad.

Del Centro Nacional de Referencia HOMS de EE.UU. por disquete de 3 1/2" o documentación impresa; o electrónicamente por Internet en http://water.usgs.gov/software/

10. Condiciones para su uso

Libre de cargo. Hay un cargo por la documentación.

Referencias:

Bradley, J.N., 1970, Hydraulics of bridge waterways. U.S. Federal Highway Administration Hydraulic Design Series No. 1, 111 p.

Shearman, J. O., Kirby, W. H., Schneider, V. R., and Flippo, H. N., 1986, Bridge waterway and analysis model; Research report. U.S. Federal Highway Administration Report No. FHWA/RD-86/108, 112 p.

Shearman, J. 0., 1990, User's manual for WSPRO - A computer model for water surface profile computations. U.S. Federal Highway Administration Report FHWA-IP-89-027, 177 p.