En el presente tutorial se evaluará el cambio de flujo en un río en particular, al cual se le evaluará los máximos y mínimos de caudal con el solucionador CER1D, es un solucionador 1D que es usado para el cálculo de flujos inestables, que tiene la ventaja de que provee datos de soporte para las medidas de control de inundaciones y prevención de desastres.
Acerca del Solucionador
CERI1D es un solucionador para el cálculo de flujo inestable unidimensional (1D). CERI1D es capaz de calcular el flujo del río, las fluctuaciones del hielo del río y la propagación del tsunami en los ríos. Los principales valores de entrada son los datos de la sección transversal, el material del lecho del río, la velocidad de flujo ascendente y nivel de agua aguas abajo. La información requerida para calcular las fluctuaciones del hielo del río incluye datos sobre la temperatura media del aire, la temperatura del agua corriente arriba, la velocidad del caudal del hielo del río aguas arriba y el área del hielo del río aguas abajo para la sección sujeta al cálculo. CERI1D proporciona datos de apoyo para la redacción de medidas de control de inundaciones y medidas de prevención de desastres en regiones frías nevadas.
La información necesaria para el cálculo del flujo inestable con CERI1D incluye datos sobre topografía, entrada y salida de ríos y rugosidad, también se necesitan datos sobre el tamaño de partículas del lecho del río para el cálculo de las fluctuaciones del lecho del río. Además, se requieren datos sobre las cantidades de entrada de hielo del río y las temperaturas del agua/aire para el cálculo de la fluctuación del hielo del río, y se necesitan datos de series cronológicas sobre la altura de las olas del tsunami para calcular la propagación del tsunami en los ríos. Los procedimientos básicos que conducen al cálculo de flujo inestable son los siguientes:
- Cálculo de las condiciones de la grilla, que esta relacionado con la data topográfica
- Calcular las condiciones de configuración, esto incluye la tasa de afluentes, nivel de agua, rugosidad, cantidad de hielo en río y temperaturas de aire y agua
- Solución del modelo.
Características del escenario
Contamos con un río con sinuosidades variadas, el cual tiene una grilla ajustada a sus dimensiones espaciales propias del río, además, este rio contará con variaciones en el nivel de río por crecidas, estas configuraciones no son necesariamente implementadas como caudales de ingreso.
Condiciones Iniciales del modelo
El modelo esta basado en una geometría en formato nativo de iRIC “.riv”, a partir de esta geometría se crea la grilla, la cual estará dividida en 10 porciones en sentido de dirección del río, el tiempo de iteración total corresponde con 432000 segundos, con un intervalo de tiempo de iteración correspondiente a 3600 segundos, los datos de elevación de agua en el rio están basados en una tabla la cual incluye niveles de agua en metros y descarga en m3/s, se tomará un valor único y uniforme para la constante de rugosidad de Manning, se establecen los límites de profundidad de agua en el lecho y cuenta también con divisiones en profundidad correspondiente al lecho y la elevación del espejo de agua.
Consideraciones
Entre las ventajas de este solucionador es que es sencillo, por lo que la computación de los modelos no requiere de mucha data base, prácticamente se necesita los caudales de entrada y la elevación del espejo de agua como base para el desarrollo de las simulaciones, además nos permite plotear en gráficos las diferencias entre la elevación del lecho, la elevación del espejo del agua y la elevación máxima del espejo de agua, estando esta información disponible para cualquier punto de la grilla computada en la posición cartesiana otorgada, al ser un modelo hecho para zonas frías contiene solucionadores para ríos en zonas frías, este modulo puede o no ser aplicado, pero es una ventaja con respecto a otros solucionadores que se encuentran disponibles, ya que permite gestionar bien los ríos tanto en zonas frías como en zonas cálidas, es necesario mayor data para esto, y los resultados igualmente pueden ser visualizados de manera interactiva, además incorpora alguno de los módulos de Nays2DH que magnifican su potencial.
