Tutorial de Modelamiento de Tsunamis con iRIC, caso de estudio Kamaishi-Japón

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En este tutorial se utilizará el solucionador Nays2DFlood, el cual al ser un solucionador característico de inundaciones nos permitirá observar el efecto del tsunami en el modelo de elevación digital correspondiente a una zona específica de Japón, el cual contará con diferentes escenarios temporales de Tsunami y se visualizarán apropiadamente la extensión del impacto.

 

Acerca del Solucionador

Nays 2D Flood es un solucionador de análisis de flujo de inundación que se basa en la simulación de flujo de avión bidimensional inestable utilizando coordenadas cabidas en el límite1 como las coordenadas curvilíneas generales. Este solucionador adopta la simulación de flujo plano bidimensional del solucionador Nays 2D desarrollado por el profesor Yasuyuki Shimizu de la Universidad de Hokkaido para el análisis de flujo de inundación.

El solucionador permite fácilmente al usuario establecer las condiciones de entrada de un número arbitrario de ríos de entrada que ingresan desde el extremo o lados de un río aguas arriba. Se ha aplicado al análisis de flujo de inundación de ríos de pequeña / mediana escala. Debido a que el solucionador no requiere datos de canales fluviales, también se utiliza para el análisis del proceso de inundación de ríos y ríos primitivos en países en desarrollo.

Los datos necesarios para un cálculo de desbordamiento por Nays 2D Flood son datos topográficos y datos de la descarga de entrada y la rugosidad de cada río o cada punto de entrada. El proceso básico para comenzar el cálculo del desbordamiento es el siguiente:

  • Crear las grillas de cálculo, esto implica cargar la data topográfica que le otorgará relieve a nuestro procesamiento.
  • Establecer las condiciones de cálculo, las cuales incluyen establecer las descargas de entrada en el modelo y las condiciones de rugosidad.
  • Correr la simulación.

 

Características del escenario

El siguiente escenario representa la zona costera japonesa de Kamaishi, una zona que fue dañada por un tsunami, resultado del gran terremoto de Japón en el año 2011, produciendo también el accidente nuclear de Fukushima, en este modelo no se considerará el río como un afluente, si no, se tomará la zona del mar como si fuera el afluente, tomando en consideración que la magnitud del río es insignificante en comparación a la de la ola, pero este se tomará como elevación del mar, en vez de un caudal de entrada.

 

Condiciones Iniciales del modelo

Para este modelo se implementará un Modelo de Elevación digital, cuya extensión común es “.tiff”, se pueden importar directamente a la Elevación en iRIC pero el problema es que normalmente son archivos pesados que pueden retrasar el tiempo de iteración en la simulación, por ello es recomendable convertir los archivos “.tiff” a “.tpo” que es la extensión común que usa iRIC, para ello se puede usar QGIS. Una vez implementada la topografía del modelo se establecen las condiciones básicas, las cuales incluyen la grilla que abarca el modelo, siendo esta correspondiente a 3 km con divisiones equivalente en el eje “y” y “x” de 30 metros, el nivel del mar, que será la variable que simulará el tsunami se importa desde una tabla externa y corresponde a nivel de agua, el cual tiene un rango de 0 a 7 metros en el pico, un tiempo de simulación correspondiente a 2000 segundos con intervalos de escritura equivalentes a 20 y con intervalos computacionales de 0.5 segundos, como el modelo pide un caudal de entrada, se colocará uno en el río correspondiente a 0 m3/s, y finalmente se diferenciará entre río, océano, ciudad, y mar.

 

Consideraciones

Como la finalidad de esta simulación es la de demostrar el efecto del tsunami y no de observar la dinámica del río con la del tsunami, se considera como si no existiera un río, para modelos más complejos se debería aplicar las consideraciones del río en caso de que se quiera ver los efectos de la salinidad en caso de encontrarse en el escenario agricultura, además, a este modelo se le puede añadir obstáculos o barreras en base a altura, que podrían ser simulados implementando levantamientos topográficos.

 

Tutorial

 

Datos de entrada

Usted puede descargar los datos de entrada para este tutorial aquí.

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Posted on July 19, 2018 and filed under TutorialHidrologia.