HEC-RAS para simulaciones 2D

Parece que la USACE se ha puesto las pilas y prepara una versión en HEC-RAS para simulaciones 2D...

Simulaciones cuasi-2D en un modelo 1D

Primero, quiero agradecer a Rubén el haberme puesto en alerta sobre la noticia a través de un correo electrónico... Realmente contar con lectores y seguidores que además de interesarse por lo que escribo aportan valor añadido es un auténtico lujo!!!

Lo que es cierto es que HEC-RAS, como software de modelización hidráulica es un programa de contrastada solvencia... pero tiene un pequeño inconveniente: se trata de un modelo 1D, es decir considera que el flujo se despalza únicamente en sentido descendente y perpendicular a las secciones transversales.

Aunque gracias a herramientas como HEC-GeoRAS y RAS-Mapper la definición de geometrías y la obtención de llanuras de inundación "realistas" ha mejorado mucho, es cierto que la aparición de modelos hidráulicos 2D, e incluso ahora ya 3D, implican que para según que situaciones el uso de HEC-RAS no sea del todo práctico.

En las últimas versiones del programa era posible realizar unas aproximaciones a simulaciones bidireccionales de flujo, conocido como modelos cuasi-2D, mediante la combinación de una geometría clásica de secciones con la definición de áreas inefectivas de flujo más Storage Areas conectadas al cauce con Lateral Structures, con lo que se puede llegar a predecir el paso de flujo del cauce a las áreas de almacenamiento y viceversa, y entre áreas de almacenamiento en función del nivel de agua. Esta definición requiere de un conocimiento muy avanzado del programa y de su funcionamiento computacional.

HEC-RAS para simulaciones 2D

Pues por lo que parece, en breve se realizará el lanzamiento de una versión de HEC-RAS para simulaciones 2D... bueno, en realidad se tratará de facilitar la conexión entre la parte 1D y 2D de un modelo. De esta manera se podrá interconectar un cauce 1D con un sistema de celdas 2D a partir de predicciones de movimiento dinámico de flujo y no por niveles. Así, se podrá determinar una zona de estudio a nivel 2D mediante un polígono (como en las Storage Areas) pero definiendo el tamaño de celdas requerido y editando las celdas generadas manualmente.

La conexión entre la malla 2D y el cauce 1D se definirá del mismo modo que en el caso actual de las Storage Areas, pero la creación de la malla (y su posterior obtención de resultados) se efectuará mediante la herramienta RASMapper, considerando un modelo de elevaciones del terreno tipo .flt, (que puede crearse desde ArcGIS). Las celdas generadas incorporarán para cada una de sus aristas sus propias características hidráulicas y la interconexión entre malla y cauce 1D será realmente robusta ya que en cada instante de tiempo se computarán los niveles de lámina de agua en cada sección y celda.

En este sentido el funcionamiento de la computación 2D toma como referencia el centro de la celda, las aristas de las celdas son las que determinarán el paso de flujo de una celda a otra actuando como Cross Sections individuales, mientras que los vértices de las celdas no sólo representan los extremos de las aristas de las mismas si no que actúan como coordenadas de definición (Stationing) de las estructuras laterales que representan la conexión de la malla 2D con el cuace 1D.  La computación permitirá escoger como resolver las ecuaciones de Saint-Venant, si por la simplificación de onda difusiva o de onda dinámica.

¿Y para cuándo?

Tampoco me voy a mojar fijando una fecha de lanzamiento del modelo, pero según los últimos cotilleos puede ser que una versión HEC-RAS 5.0 está al caer en este mes de Abril en su versión Beta, a nivel de pruebas del modelo, para que podamos jugar con él y encontrar posibles defectos (los denominados "bug") con el objeto de mejorarlo y perfeccionarlo... con el objetivo de sacar la versión definitiva a finales del próximo verano (del hemisferio norte, se entiende)

También comentarte que existe una página/blog sobre HEC-RAS muy interesante, que posiblemente ya conozcas, que se llama The RAS Solution de la que he extraído esta información...

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