Modelamiento de Flujo de Ríos en 2D con HEC-RAS - Tutorial

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En el presente tutorial se demostrará el uso de HEC-RAS para detallar el flujo en 2D en un determinado río que será caso de estudio, en la simulación se necesitará una geometría base muy detallada con valores de elevación, se deberán establecer parámetros que servirán para la calibración posteriormente y por último se correrá la simulación, viendo al final los resultados del flujo, tanto velocidad como profundidad en cualquier punto del río

 

Acerca del Modelo

EL modelo está desarrollado basado en un Modelo de elevación digital (DEM) con un tamaño de pixel pequeño, lo que permite aumentar la precisión de la generación de secciones transversales en el río la cual se editará basado en las herramientas GIS que contiene Hec-RAS.

 

Características del escenario

El escenario presentado es la confluencia de 2 ríos, que a su vez tiene una resolución espacial alta, implementada por el usuario y la cual permite observar adecuadamente la morfología del río, por lo que ahora no será necesario la introducción de secciones de corte, sino que, simplemente se creará una malla que contenga todo el modelo, y se podrán observar los resultados de la confluencia de estos dos tramos y sus efectos en la zona de estudio.

 

Condiciones Iniciales del modelo

El presente modelo se trabaja en unidades internacionales (métricas), usa “GIS tools”, siendo esta herramienta la que apoya en la generación de un modelo de elevación uniforme, se importa el DEM con su propia georrefenciación. Una vez importado el DEM podemos visualizar la geometría en “Geometric Data”, luego se procederá a añadir el área de flujo en 2 dimensiones, esto se logra dibujando el área de interés, luego se procede a dibujar con la herramienta “SA/2d Area BC Lines” las cuales permiten establecer las condiciones de borde en el modelo, y así establecemos las condiciones de borde.

Luego se procede a editar el área de flujo dibujada previamente, escogemos la opción para Generar puntos de cálculo en intervalos regulares con todas las líneas de corte, generando así dimensiones de 4 x 4 metros y forzamos la creación de la grilla de estas dimensiones, se guardan los cambios considerados en el modelo y se procede a modificar las condiciones de flujo una vez establecidas la grilla y los datos de condiciones de borde.

Luego toca editar las condiciones de flujo no estable, aquí se establecerán primero las condiciones de borde, y a su vez se e añaden las condiciones de pendiente en el caso de aguas abajo, y en aguas arriba se escogerá un hidrograma de flujo, para cada uno se indicará el tiempo de simulación desde el 1 de Setiembre del 2008 a las 00:00 horas,  y estos datos de caudales serán importados desde un archivo Excel  el cual contiene los flujos en intervalos de tiempo de 1 hora, por último se guarda el archivo de “Información de flujo no estable”,

Por último se corre la simulación como “Análisis de flujo no estable”, se coloca un ID para el plan y se escoge el archivo de geometría y el archivo de flujo no estacionario, se escogen adicionalmente los programas a correr, entre los cuales está el preprocesador de geometría, el simulador de flujo inestable, el post procesador y el Mapeo de la planicie de inundación, se establece la fecha de inicio y final, siendo la de inicio equivalente al 1 de Setiembre del 2008 a las 00:00 y la hora final el 5 de Setiembre del 2008 a las 3:00, se establece los intervalos de computación que son equivalentes a 1 minuto, y el resto de valores como el intervalo de salida de mapeo, el intervalo de salida de hidrograma y el intervalo de salida detallado se deja como 1 hora, por último se deben guardar los cambios y visualizar los resultados en las herramientas de GIS de Hec-RAS, aquí se puede visualizar de forma de animación la información ejecutada en el modelo.

 

Consideraciones

Hay que tener claro las dimensiones de nuestro modelo y la complejidad de la grilla necesaria para el mismo, además la edición de una grilla con un único afluente no es igual a la que tenga mayor numero de afluentes, por lo que se podría mejorar los resultados del modelo haciendo un refinamiento de la grilla en la zona de confluencia de los tramos, y a su vez tener bien detalladas las condiciones de borde y los caudales a simular en la inundación como flujo no estable.

 

Tutorial

 

Datos de entrada

Descargue los datos de entrada de estos enlaces:

Parte 1

Parte 2

Parte 3

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Posted on July 25, 2018 and filed under TutorialHidrologia.