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Modelamiento de Calidad de Agua en Ríos empleando HEC-RAS 4.1.0

Sobre el blog

Gidahatari
Gidahatari es una una empresa dedicada a la ​gestión sostenible de los recursos hidricos ​con especialización en modelamiento numérico y herramientas computacionales.

HEC-RAS en su versión 4.1.0 (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System, HEC-RAS) hace parte del conjunto de software de próxima generación (“Next Generation”) del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos. Este software que fue presentado al público en el año 2010, permite, entre otras aplicaciones, realizar modelamientos en corrientes naturales con el objetivo de analizar condiciones de flujo permanente y no permanente, emprender estudios de socavación en puentes, de inundación en planicies, análisis de transporte de sedimentos así como análisis de calidad del agua.

HEC-RAS 4.1.0 cuenta con un módulo de modelamiento de calidad de agua que emplea un esquema numérico explicito denominado QUICKEST-ULTIMATE (Leonard, 1979, Leonard, 1991) para resolver la ecuación de advección-dispersión de manera unidimensional. El módulo de calidad de agua permite simular el transporte y comportamiento de las siguientes variables:

  • Temperatura del agua
  • Constituyentes arbitrarios que pueden ser reactivos o no según lo especifique el modelador
  • Crecimiento y decrecimiento algal (A) – puntualmente fitoplancton - y su interacción en el ciclo de nutrientes – mgAL
  • Demanda Biológica de Oxígeno Cabonácea (DBOC) – mgDBO/L
  • Oxígeno Disuelto (OD) – mgOD/L
  • Las siguientes especies de Nitrógeno (N) disuelto
    • Nitrito (NO2) – mgN/L
    • Nitrato (NO3) - mgN/L
    • Nitrógeno orgánico (OrgN) - mgN/L
    • Amonio (NH4) - mgN/L
  • Las siguientes especies de Fósforo (P) disuelto
    • Fósforo orgánico (OrgP) - mgP/L
    • Ortofosfatos (PO4) mgP/L

Como requisito indispensable para realizar una simulación de análisis de calidad de agua, HEC-RAS 4.1.0 requiere que se cuente con un modelo hidráulico previamente calibrado para flujo permanente y/o no permanente.

Igualmente, HEC-RAS 4.1.0 proporciona un método para simular el ingreso de una cantidad másica en lugar de una concentración dada, característica de utilidad para simular un derrame o para realizar estudios con trazadores.

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El siguiente link permite observar un ejemplo de interacción entre la temperatura, oxígeno disuelto y el crecimiento-decrecimiento algal para una simulación empleando HEC-RAS 4.1.0 en 6 km de la corriente principal del río Sacramento: Water Quality - Interaction of Temperature, Dissolved Oxygen, and Algae.

BIBLIOGRAFÍA

  • Engineers, U. A. (2014). Hydrologic Engineering Center. Recuperado el 12 de 12 de 2014, de HEC-RAS: http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/
  • Engineers, U. A. (2010). HEC-RAS River Analysis System User's manual version 4.1. US Army Corps of Engineers Institute for Water Resources Hydrologic Engineering Center.

Esta entrada ha sido publicada originalmente en www.gidahatari.com y replicada aquí con su expresa autorización.

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