Presentaci

1
HYDRA 6
INTRODUCCIÓN Este documento no pretende ser un
manual para el manejo del paquete HYDRA-6, ya que
existe un manual (leer antes el Users Manual),
la intención es hacer una breve descripción de
los pasos que siguió el personal de Servicios de
Ingeniería e Informática, S.C. (SII) para la
implementación del modelo de la red de
alcantarillado de Cd. Juárez, Chih., mismo que
supervisó la Junta Municipal de Agua y
Saneamiento (JMAS) y que formó parte del Plan
Maestro de la Ciudad que bajo contrato
CONTA99-016 con la Comisión de Cooperación
Ecológica Fronteriza (COCEF) elaboró la empresa.
En la sección 22, Modelación del sistema de
alcantarillado en las condiciones actuales,
inciso 22.3, del mencionado contrato, se da una
breve descripción del paquete, la metodología que
se uso para el análisis de la red de
alcantarillado de Ciudad Juárez y los resultados
obtenidos para la situación actual (1999) y en la
sección 23 la situación futura (2020) (se
recomienda también su lectura). Una vez cargado
en una PC, el paquete HYDRA-6 requiere un
centinela (candado) para su operación. La empresa
que lo vende es Pizer, Inc. 4422 Meridian Ave
N Seattle, WA 98103 ph 206-634-0618 fx
206-634-0624 Agente de ventas Sr. Dave Donohoue
con correo electrónico sales_at_pizer.com.
Soporte técnico Jerry Nemnich ltjerryn_at_pizer.comgt.
El HYDRA-6 requiere de un módulo de base
geográfica llamado GISMaster (incluido) para
interactuar con la parte gráfica. A continuación
se detalla la metodología para la modelación, y
que prácticamente contempló la captura de la
infraestructura y la definición del área de
influencia de cada tubo de la red
2
Digitalización de tramos

• 1.- Cargar el GIS Master.
• Para iniciar el proceso se crea desde el
  explorador una carpeta en donde se guardarán los
  archivos de la red de alcantarillado, dándole un
  nombre que sea identificado rápidamente por el
  usuario.
• Entrar a Autocad y cargar el GISMaster, tecleando
  Menú y abrir el archivo gism30.mnc, generalmente
  localizado en la carpeta de Archivos de Programa.

Carpeta y archivo buscado.
Escribir el comando Menú
Al abrir el archivo gism30.mnc, automáticamente
se cargan las herramientas del GISMaster. Guardar
con cualquier nombre, este archivo en blanco en
el directorio elegido para hacer las corridas con
el Hydra. El GIS utiliza todos los comandos que
del Autocad, pero no aparecen como iconos en la
pantalla, por lo que para su aplicación deberán
ser tecleados.
3
2.- Crear la capa (layer) Sy desde GISMaster /
Layer Tools / Create GISMaster Layers /
Collection System.
En esta capa (layer) se ejecutará el trazo de
todos los tramos (Colectores, Subcolectores y
Atarjeas), aquí sólo aparecerá el trazo y debe
hacerse en forma ordenada, es decir llevando la
secuencia en función al escurrimiento (de aguas
arriba hacia aguas abajo), ya que el GIS numera
los tubos y nodos en forma consecutiva de acuerdo
al trazo que se realice. El GIS tomará como tramo
toda aquella línea trazada (por muy pequeña que
sea) y como nodo el extremo de cada línea. Se
recomienda que se utilice una escala 11. 3.-
Importar el archivo con el dibujo de la tubería
creado en AutoCAD. Si se tiene el trazo de las
tuberías en Autocad y no se hizo en el orden
mencionado, se recomienda copiar (importar) en
esta capa (layer) el archivo como block, y
realizar nuevamente el trazo aprovechando el
dibujo anterior como base.(no se deben realizar
trazos en coordenadas negativas).
4
4.- Registrar los tubos y pozos (nodos) con el
comando Register Entities del menú de
herramientas. Antes de realizar el registro de
entidades, aplicar el comando Setting, en este
comando se especifica la escala del nodo y la
separación máxima entre líneas, para que esta
separación sea tomada como unión, es decir que no
haya discontinuidad entre tramos, se recomienda
que este valor sea cero. Después elaborado el
trazo se numeran tramos y nodos, con el comando
Show Entity IDs. Al momento de usar esta
aplicación aparece un cuadro donde pide la altura
de textos. Si la numeración es correcta se
procede a registrar las entidades mediante el
comando Register Entites.(cuando es la primera
vez que se desea numerar, solo se aplica el
registro de entidades y automáticamente aplica la
numeración). Notas.- Cuando se registran las
entidades, el GISMaster crea un archivo
Sy_nombre.dxa 
Register Entites
Show Entity IDs
Setting...
Ventana al aplicar el comando Setting.
Trazado de tramos
Numeración creada por el GIS
5
Con el registro de entidades se crea un archivo
con extensión DXA, con el mismo nombre de la capa
creada (Sy.dxa). Archivo que es utilizado por el
HYDRA para reconocer cada entidad. Al realizar el
registro de entidades aparece en pantalla una
advertencia para confirmar el registro.
Se recomienda generar el registro de entidades
cada ves que se termine de trazar un colector,
para dar continuidad a la numeración. Con este
proceso termina la digitalización de tuberías y
nodos y se inicia la digitalización de las áreas
de servicio.
Digitalización de áreas tributarias.
Los pasos a seguir para dibujar las áreas
tributarias de cada colector o subcolector es
similar al de tramos y nodos. 5.- Crear la capa
(layer) SE desde GISMaster / Layer Tools /
Create GISMaster Layers / Sanitary Service
Areas. Estando en dentro del GISMaster para la
digitalización de las áreas de servicio se crea
una capa (Sanitary Service Areas (Se)), donde se
digitalizaran las áreas tributarias con el
comando PLINE (Poli línea), líneas que deberán
ser cerradas (close), de lo contrario no podrán
ser registradas.
6
6.- Importar el archivo de áreas creado en
AutoCAD. El dibujo de las áreas se puede generar
en AutoCAD y luego puede ser importado al
GISMaster, directamente a la capa SE. (tener
cuidado de que las coordenadas de inserción y al
escala sean los mismos que para los tramos y
nodos previamente elaborados. 7.- Registrar las
áreas con el comando Register Entities del menú
de herramientas Después de trazadas las áreas se
numeran. Para ello se utiliza el mismo
procedimiento empleado en los tramos. La
numeración se crea en el mimo orden de trazo de
las áreas. Al realizar el registro de las áreas
se crea en la carpeta de trabajo, un archivo
SE_nombre.dxa
Trazo de áreas
Numeración creada por el GIS
7
Si se necesitan más capas, estas serán creadas de
la misma forma que las anteriormente
descritas. Nota Es importante recalcar que la
capa en el cual queramos trabajar, tendrá que
estar concurrente y al momento de registrar los
datos no tendrá que estar ningún gráfico ajeno a
lo que estamos analizando, de lo contrario se
generaran errores.
Captura de datos al HYDRA 6
Una vez que se tienen los Archivos con extensión
.dxa se puede iniciar a trabajar con el Paquete
HYDRA 6. 8.- Entrar al HYDRA-6. Cargar el
paquete Hydra, desde el icono del explorador o de
el menú de programas del sistema. En ese momento
aparece el explorador y se localiza la carpeta en
donde se encuentra el proyecto, se procede a
abrir la carpeta y presenta el cuadro en el cual
elige el sistema de unidades en las que se desea
trabajar (unidades métricas o inglesas). El
siguiente paso es elegir la capa en donde se
desea trabajar, en esta capa se tendrán que
alimentar los datos correspondientes.
8
Seleccionar las unidades de trabajo
Abrir
Localizar y OK
EXPLORADOR
Seleccionar el Layer de Trabajo
Archivos con extensión DXA
9.- Introducir para cada tubo cotas de terreno,
plantillas, diámetros, material.
9
Pantalla principal del HYDRA 6.
Menú de Herramientas
Captura de Datos
Dibujo Trazado en GISMaster
En este recuadro se describe lo que se necesita
en cada renglón
Recuadro de Localización
10
Datos de Tramos y Nodos (Collection System). En
la capa Sy se alimentan los datos de los Tramos y
Nodos de los tubos, los comandos más usados se
encuentran en el menú de herramientas
System. Captura de datos en Tramos y Nodos. En
esta se capturarán los datos para poder realizar
el análisis. Algunos los presenta el mismo
programa y que no pueden ser modificados, otros
pueden darse por default y es posible
modificarlos.
Datos que son proporcionados por el paquete y no
pueden ser modificados. Datos que tienen que ser
capturados manualmente. Datos registrados al
realizar la continuidad del sistema. Datos
registrados por Default al aplicar algún comando.
Seguimiento recomendado Aplicar Set Layer
Default Se introducen algunos datos por
DEFAULT, estos pueden ser modificados.
Luego, se capturan los datos que se piden en el
cuadro de entrada de datos (Input), estos son en
forma manual, uno por uno y para cada entidad
(Tramo y Nodo). Para mayor explicación de lo que
se pide para cada uno de los datos de entrada ver
el manual en las pags. 171-181.
11
Para realizar con mayor rapidez la captura de los
datos de entrada, se puede utilizar el comando
Browse Active Table, el cual se encuentra en el
menu Tools. En esta tabla se pueden introducir
los datos requeridos.
Otra forma de introducir los datos, que es la
recomendada, es cerrar el programa Hydra y abrir
el archivo con extensión.DBF correspondiente a
cada capa (SY o SE). Este archivo se crea cuando
se carga el HYDRA 6 y se activa cada capa.
Uno de los datos importantes es designar el tipo
de Tramo o de Nodo que se esta utilizando, estos
datos son introducidos en el el renglón
SY_TYPE..., al hacer doble Click con el ratón
sobre ese renglón aparece un recuadro en el cual
aparecen los de Tramos o Nodos que maneja el
programa. Este renglón está relacionado con el
renglón SY_DES..., en este último se capturan
los criterios de diseño de acuerdo al tipo de
tramo o de nodo elegido. Hacer doble Click en
SY_DES... Para activar el cuadro de criterios de
diseño.
12
Tipo de Tramos CHA - Canal. DP I - Tubería de
diseño. EPI - Tuberías existentes. PRE -
Tuberías a presión. TRA Tubería de forma
diferente.
Criterios de Diseño de acuerdo al tipo de Tramo.
Captura de datos de una tubería existente (EPI).
Captura de datos de una tubería de Proyecto DPI.
Se puede utilizar varios criterios de diseño de
acuerdo al tipo de tubería, asignándoles nombres
diferentes. Una explicación más completa de los
tipos de estructuras que maneja el programa se
presentan en las pags, 54 61del manual.
13
Tipos de Nodos DIV - Estructuras de
Desviación. MAN - Pozo de Visita. EPI - Nodo de
Salida. PUM - Carcamo de Bombeo. RES -
Reserva. SMH Pozo de Visita Dividido.
Criterios de Diseño de acuerdo al tipo de Tramo.
Captura de datos de un Pozo de Visita (MAN)
Captura de datos de una tubería de Proyecto DPI.
Se pueden utilizar varios criterios de diseño con
el tipo de tubería y asignarles nombre
diferente. Para mayor explicación de los tipos de
estructuras que maneja el paquete, ver manual
pags, 54 - 61.
14
Después de capturar los datos topográficos de los
tramos (cotas de terreno y plantilla) se pueden
usar los comandos Set SY_Slope from Invertes y
Set Manhole Elevations, que calculan
automáticamente la pendiente entre plantillas
(Slope) y la elevación de los pozos. Por ejemplo,
para los pozos de visita (manhole) se aplica
primero el comando Set Manhole Elevations, luego
se aplica el comando System topology del
Collection system, y nuevamente se vuelve a
aplicar el comando Set Manhole Elevations También
se puede ejecutar el comando Check SY Data, que
muestra si existen datos no capturados o que no
cumplan con las condiciones del sistema. Si
faltan datos, en el dibujo se muestra con rojo el
o los tramos o nodos con problemas, y en la
tabla de captura (renglón G_MSG) aparece una
leyenda que dice Problems? 01-15-2001, lo que
indica que hay problema en ese elemento.
También, se recomienda usar el comandos Display
Problems y Report Problems del menú System
Menú de Herramientas
Mensaje en el elemento
Error encontrado
15
Al usar el comando Display Problems se presenta
el problema para cada elemento del sistema (Tramo
o Nodo).
En cada capa de trabajo, existen sub-capas que
tienen que ser capturadas correctamente. En el
layer SY existen cuatro sub-capas, en una de
ellas se muestran los resultados de las corridas
hidráulicas, las sub-capas son Collection
System.- Para alimentar los datos de tramos y
nodos. Defects.- Se introducen criterios de
Infiltración.
System Topology.- Verifica los datos
Topográficos que se capturaron en Collection
System. Analysis Results.- Se observan los
resultados de las corridas hidráulicas.
Capturados los datos que se piden en Collection
System, se cambia a la sub-capa System Topology,
donde el programa reconoce los datos y determina
entradas y salidas, además de la numeración
consecutiva. En System Topology se verifica la
continuidad del sistema, con el comando Verify
System Continuity, localizado en el menú de
herramientas Topology. Cuando no existen errores
se puede ejecutar el comando Update Topology.
Antes de realizar la digitalización de las áreas
de servicio, se recomienda realizar una corrida
sin aplicación de gasto, esto para verificar el
perfil del terreno y tubería. Una vez realizado
lo anterior, se puede cambiar de capa para
introducir los datos de las áreas de servicio
(Se). Para mayor información sobre lo relacionado
a la sub-capa System Topology ver manual pags.
67 72.
16
10.- Introducir para cada área la población,
aportación y curva de gasto de aportación.
Datos de las áreas de Servicio (Sanitary Service
Areas) En esta capa existen dos sub-capas, las
cuales deben ser capturadas, en una se capturan
los datos de las áreas de servicio (Service Área
Data) y en la otra se asigna a cada área el punto
principal de descarga (SE Connects).
Herramientas
Sub-capas
Captura de datos
Áreas trazadas en GISMaster
En este recuadro se describe lo que se necesita
en cada renglón
Recuadro de Localización
17
De igual manera que en la captura de datos de
tramos y nodos se puede aplicar el comando que
registra algunos datos por default, este comando
es Set SE_Area from G.SIZE, el cual se encuentra
en el Menú Servicie Area. La captura de datos es
igual que en tramos y nodos. En esta capa existe
un renglón para criterios de diseño, como es el
caso de RES_DIU, en el cual al aplicar doble
click con el ratón, aparece un cuadro para
capturar datos.
Capturados los datos necesarios, se cambia a la
sub-capa SE Connects, donde se elige el punto
(Nodo o Tramo) en el cual descarga el área. En
esta capa también se puede utilizar el comando de
Check SE Data, para verificar los datos que
faltan por capturar o los errores. Al no existir
errores, se crean los archivos de Gastos o
Caudales, que son utilizados para el análisis
hidráulico.
Con una línea amarilla se representa en pantalla
a que elemento se le asigna cada área,
18
Para la creación de archivos de gastos se aplica
el comando Create FLO File, el cual se encuentra
en el Menu Tools. Al ejecutar este comando
aparece el siguiente cuadro, en el cual se elige
el tipo de Archivo de gasto que se requiere. Ver
manual Pags. 89-91.
Al momento de elegir el tipo de archivo de gasto,
aparece el cuadro donde se asigna el nombre al
archivo y una breve descripción de lo que
representa ese archivo. Realizado lo anterior se
oprime el comando Create FLO File y
automáticamente el programa muestra al gasto
total de inyección asignado.
El gasto total de inyección depende de los
valores que se hayan asignado en la tabla que
aparece en la sub-capa Service Área Data sobre
Población, Área, Dotación y porcentaje de
contribución al sistema.
19
Con los archivos de gasto y los valores
capturados en la capa Sy, se procede a realizar
el análisis hidráulico. Para la ejecución del
comando se hace concurrente la capa Sy en el menú
System y se usa el comando Analyze System, al
aplicar el comando aparece una ventana donde se
asigna nombre al análisis y una descripción del
mismo. En esa ventana existen cuadros y
sub-cuadros, en los cuales se puede condicionar
el análisis hidráulico, antes de aplicar el
comando OK, se debe elegir el archivo de gasto
para el que se quiere realizar el análisis
hidráulico, el archivo se elige en el sub-cuadro
Flows.
Nombre de la corrida
Lista de los Archivos de gasto, previamente
creados.
Descripción de la corrida.
Ver manual pags. 121-156.
20
Al ejecutar el comando Analyze System, aparece el
cuadro donde muestra todas las corridas
ejecutadas, de ese cuadro se elige la corrida que
se quiere ver en pantalla. Cuando es necesario
consultar una corrida previa hay que cambiarse a
la Sub-capa Analysis Results.
Corridas ejecutadas
Hora de realización del análisis y descripción de
la misma.
Los resultados del análisis se presentan elemento
por elemento (Tramo o Nodo). En esta pantalla se
pueden consultar los datos de entrada y de salida.
Entrada
Resultados
Salida
21
10.- Ejecución de la Revisión Hidráulica En la
parte inferior de la pantalla se muestran dos
sub-cuadros (Hydrograph y Profile).
Aplicando doble Click en pantalla aparece el
siguiente cuadro.
22
Una forma rápida de consulta de datos de entrada
y resultados se obtiene cerrando el programa y
abriendo el archivo Proyect.mdb, donde se
encuentran todos los datos que se alimentaron al
programa.
Una vez obtenidos los resultados, estos pueden
ser transferidos a dibujo, con las mismas
herramientas del HYDRA.
Para transferir los resultados a dibujo, se debe
ejecutar el comando Polished DXF of Current Layer.
En el cuadro se eligen los datos que se quiere
dibujar (solamente se puede elegir un máximo de
10 datos), en este caso el nombre del archivo
tendrá un máximo de 8 caracteres además, se
puede establecer el tamaño del texto que
aparecerá en dibujo. Al ejecutar este comando se
crea un archivo con extensión DXF, el cual se
abre desde el ambiente de Autocad.
23
Generación de dibujo con base en una rutina
externa al HYDRA 6. Esta rutina para la
elaboración del dibujo de planos la elaboró SII,
con esta rutina la edición de los datos de cada
entidad son transferidos a dibujo con mayor
rapidez, para ello es necesario concentrar los
datos en dos archivos con extensión .PRN (uno
para tramos y otro para nodos) y ejecutar la
rutina elaborada en lenguaje de programación
AutoLISP estando en el ambiente del programa
Autocad. Para el trazo de los tramos (tubos) son
necesarias las coordenadas (x,y) de inicio y
finales de cada tramo, además de la longitud
pendiente diámetro. En tanto que en el caso de
los nodos (pozos) se requiere de los datos de las
coordenadas (x,y) de cada pozo, así como las
cotas de terreno y de plantilla de cada tubo. Las
coordenadas de los tubos utilizadas en los tramos
y pozos son generadas por el GISMaster y se
encuentran en el archivo SY.DXA, los otros datos
requeridos se encuentran en los archivos de
entrada y de salida del análisis hidráulico.
24
Datos Nodos
Coordenadas X Y
Cotas Terreno Plantilla
Estos archivos pueden ser editados con facilidad
en Excel y solamente guardados como TEXTO de
archivo PRN. Es importante señalar que el formato
de estos archivos debe ser igual al los archivos
PRN (número de decimales y espacios entre datos).
Datos Tubos
Coordenadas Inicio X Y
Coordenadas Final X Y
Long-pend-diám.
El programa realizado en AutoLISP (Archivo con
extensión LSP) contiene los nombres de los
archivos elaborados con extensión .PRN, que
contienen la información. Los nombres escritos en
el programa y los asignados a los archivos
deberán ser idénticos para que el programa se
pueda ejecutar. Elaborados los archivos y
comparados los nombres con los del programa
AutoLisp que abrirá (open), se abre un dibujo
nuevo de Autocad, en el cual se aplicará el
comando Load Application que se encuentra en el
menú Tools.
25
Al ejecutar el comando aparece un recuadro (tipo
explorador) mediante el cual se localiza el
archivo de AutoLISP para ejecutarlo. Después se
ejecuta el comando (Tubos) y automáticamente se
ejecuta la rutina de dibujo.
26
Recomendaciones finales

• A continuación se presentan algunas
  recomendaciones para el manejo del Hydra,
  considerando la aplicación específica que se hizo
  para la red de alcantarillado de Ciudad Juárez
•  
• Para poder digitalizar la red es necesario tener
  conocimientos básicos del paquete Autocad.
•  
• Al momento de realizar la digitalización de las
  áreas, verificar que estas sean creadas con
  poli-líneas (pline) y estén perfectamente
  cerradas (Close), de lo contrario no serán
  identificadas por el paquete HYDRA.
•   
• Al momento de realizar el registro de entidades
  por el GISMaster verificar que no exista algún
  dibujo (trazo) que sea ajeno a lo que se va ha
  registrar, de lo contrario se provocarán errores
  de registro.
•  
• NO abrir el archivo SY.DXA en ambiente HYDRA
  hasta que se haya digitalizado el total de la
  tubería.
•   
• NO modificar el formato de los archivos DBF.
•  
• 6. Al momento de la captura de datos
  aplicar constantemente el comando Check Data,
  esto con el fin de que el programa identifique
  los datos básicos que faltan para la realización
  del análisis.
•   
• La unidad del diámetro de los tramos (tubería)
  esta en milímetros, ya que esto no se indica en
  el manual.
•  
• Realizar un análisis sin la aplicación de un
  archivo de gastos, y revisar en el dibujo (imagen
  creada por el HYDRA) el perfil de los pozos, de
  la tubería y del terreno, con el fin de
  encontrar incongruencias de datos.
• El paquete tiene módulos para el manejo de
  drenaje pluvial y agrícola, que no se utilizaron
  para el presente trabajo, pero que pudieran ser
  de utilidad.

27
Recomendaciones finales

• En los discos compactos que se entregaron del
  informe final del contrato CONTA99-016 de la
  COCEF, los archivos utilizados se localizan en
  las siguientes carpetas y con los siguientes
  nombres
• Para la situacion actual, 1999
• \SECCION 22\anexo A\ANALISIS ALCA\Zona Norte, o
• \SECCION 22\anexo A\ANALISIS ALCA\Zona Sur
• Archivos de entrada Archivo de salida
• SY_1999.dbf Run1999.run
• SE_1999.dbf
• LU_1999.dbf
• Para la situacion futura, 2020
• Considerando la tubería existente
• \SECCION 23\anexo A\ANALISIS ALCFUT\Zona
  Norte\AÑO 2020

28
Recomendaciones finales

• Para la situacion futura, 2020, continua
• Considerando la tubería existente y de proyecto
• \SECCION 23\anexo A\ANALISIS ALCFUT\Zona
  Norte\AÑO 2020 \MODIFICACION
• Archivos de entrada Archivo de salida
• SY_2020.dbf Run2020.run
• SE_2020.dbf
• LU_2020.dbf
• De igual manera se tienen los archivos para los
  quinquenios 2005, 2010 y 2015.
• continua

29
Recomendaciones finales
Para la zona sur, situación futura, se tienen
dos alternativas ALTERNATIVA 1 \SECCION
23\anexo A\ANALISIS ALCFUT\Zona Sur\AÑO
2020\UNA Archivos de entrada Archivo de
salida SY_SUR.dbf Run1.run SE_.dbf LU_1999.d
bf ALTERNATIVA 2 \SECCION 23\anexo
A\ANALISIS ALCFUT\Zona Sur\ AÑO
2020\DOS Archivos de entrada Archivo de
salida SY_ULTIM.dbf Run1.run SE_.dbf LU_1999
.dbf De igual manera, para la alternativa 2, se
tienen los archivos para los quinquenios 2005,
2010 y 2015. NOTA IMPORTANTE.- Para poder
utilizar los archivos se necesitan copiar al
disco duro de su PC y cambiar con el Explorador
las propiedades de los archivos de Sólo Lecutra
a Archivo.