Curso de Generación de Modelos Hidráulicos con HEC-RAS

Los estudios de inundabilidad se realizan para evaluar la capacidad que tiene un cauce de soportar un determinado caudal, con propósito de evitar o disminuir daños producidos por posibles inundaciones. De este modo, en base a sus resultados es posible el diseño de estructuras orientadas a adecuar los cursos de aguas en su paso por las zonas urbanas; así como delimitar, mediante ordenación territorial, las zonas que se han determinado inundables.

Ahora bien: a la hora de estudiar el tramo de un río para descubrir el nivel que alcanzaría el agua en caso de inundación, deberemos responder a multitud de preguntas: ¿qué altura alcanzará la lámina de agua? ¿En qué extensión? ¿Qué circunstancias se tienen que dar para que se produzca un aumento en el nivel del agua? Se trata de cuestiones técnicas en cuyo análisis es necesario tener en cuenta múltiples factores, tales como la forma del cauce, su pendiente o sus materiales. Todo ello se complica más, si cabe, de existir puentes, canalizaciones u otro tipo de obras en el cauce; o, incluso, si el objetivo del estudio de inundabilidad es, precisamente, el de averiguar qué ocurriría si estas existieran.

Se trata, en definitiva, de preguntas de gran complejidad que se deberán resolver con nivel de precisión muy elevado. Para ello, son de gran ayuda los sistemas informáticos. En este sentido, la herramienta de software más usada para responderlas es HEC-RAS (acrónimo de Hydrological Engineering Center – River Analysis System), un programa de modelización hidráulica unidimensional que permite realizar simulaciones bidimensionales para tener una mayor evidencia del comportamiento hidráulico. Con HEC-RAS es posible simular flujos en cauces naturales o canales artificiales a través de cuatro tipos de análisis:

• Modelización de flujo en régimen permanente.
• Modelización de flujo en régimen no permanente.
• Modelización del trasporte de sedimentos.

• Análisis de calidad de aguas.

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  HEC-RAS dentro de los softwares GIS

  Se trata de una herramienta de software GIS, es decir, de gestión de sistemas de información geográfica. Por ello, integra y relaciona múltiples componentes orientados a la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de información geográfica, siempre orientados a la modelización hidráulica. HEC-RAS es, además, una aplicación gratuita, por lo que su uso es generalizado. Asimismo, al ser una herramienta de código libre, se introducen novedades y mejoras de forma continua, por lo que su proceso de actualización es constante.

Dado que el manejo de HEC-RAS es fundamental para la realización de estudios de inundabilidad, este curso guiará a su alumnado para descubrirlo desde cero. Partiendo de una introducción a los entornos GIS en general, y al modelado hidráulico, el temario pronto se sumerge en el software en particular, así como en su uso para la modelización hidráulica, incidiendo particularmente en cuestiones tales como el flujo en régimen permanente y no permanente y el transporte de sedimentos. Al hacerlo, además, se aprenderá acerca de las limitaciones inherentes a estos tipos de simulación; con incidencia, asimismo, en el aprendizaje acerca del modelo computacional desarrollado por el programa para resolver los modelos. Tras ello, se profundizará en materias más técnicas estudiando el paquete Geo-R, un conjunto de herramientas de análisis geoestadístico en R, un lenguaje de programación de alto nivel mediante el cual es posible predecir la distribución espacial de variables continuas asociadas a fenómenos cuantificables, con aplicaciones directas en el campo de la hidrología.

De este modo, tras la realización de este curso el alumno será capaz de emplear HEC-RAS para sus trabajos de modelización hidráulica, pues habrá adquirido competencias técnicas en el manejo de esta potente herramienta de alta demanda en el mercado laboral.

Objetivos del programa

¿A quién está dirigido?

Para la realización de este curso es necesario tener conocimientos o experiencia en el campo de la ingeniería, y recomendable tener competencias relacionadas con lenguajes de programación de alto nivel.

1. Fundamentos básicos de cartografía
   1. Introducción
   2. Representación de la tierra sobre el plano
   3. Tipos de mapas
   4. Elementos de un mapa
   5. Representación de datos
   6. Simbolización cartográfica
2. Sistemas de información geográfica (GIS)
   1. Introducción
   2. Funcionamiento de GIS
   3. Representación de superficies
   4. Pendiente y aspecto
   5. Isolíneas
   6. Visibilidad de las superficies
   7. Camino de inclinación
   8. Redes triangulares (TIN)
   9. Formatos de información geográfica
   10. Autocad map
3. Introducción al modelado hidráulico
   1. Introducción
   2. Características de los modelos hidrológicos
   3. Modelos de flujo (escorrentía)
   4. Modelos de transporte
   5. Conclusión
4. Presentación de HEC-RAS. Componentes y características
   1. Introducción
   2. Aplicaciones de HEC-RAS
   3. Ventajas de HEC-RAS
   4. Análisis de los componentes de un río
   5. Almacenamiento de datos y gestión
   6. Gráficos y reportes
   7. Instalación de HEC – RAS
   8. Ejecución del programa y principales funciones
   9. Desarrollo de un modelo hidráulico
5. Modelización en HEC-RAS
   1. Introducción
   2. Modelización bidimensional
   3. Datos geométricos
   4. Parámetros hidráulicos
   5. Simulación para flujo permanente
   6. Visualización de resultados
6. Simulación de Puentes y Culverts
   1. Introducción
   2. Puentes
   3. Conducciones y tubos bajo obras lineales
7. Análisis de tramos con bifurcaciones
   1. Introducción
   2. Bifurcaciones
   3. Las bifurcaciones en HEC-RAS
   4. Conclusiones
8. Simulación de rotura de presas e inundaciones
   1. Introducción
   2. Presas y embalses
   3. Rotura o fallo de una estructura de contención
   4. Modelización de presas y roturas en hec-ras
   5. Conclusiones
9. El entorno estadístico R
   1. Introducción
   2. Lenguaje de programación R
   3. El nacimiento de R
   4. Trabajo en el entorno estadístico R
   5. Conclusiones
10. Análisis geoestadístico en R: paquete Geo-R
    1. Introducción
    2. Contrastes estadísticos
    3. Análisis geoestadístico
    4. Geoestadística y paquetes de R
    5. Conclusiones y resumen