El curso IBER + HEC RAS + QGIS: Simulación hidráulica y análisis de inundaciones capacita al alumno para confeccionar, ejecutar, visualizar e interpretar los resultados de un modelo de simulación hidráulica, aplicando Iber y Hec Ras como herramientas de modelización. Tanto Iber como Hec Ras son softwares libres y de acceso gratuito que permiten simular modelos de flujo de agua en dos dimensiones (2D). El alumno, además, descubrirá las posibilidades que ofrecen los Sistemas de Información Geográfica al procesar y analizar en QGIS los datos iniciales y finales de la simulación hidráulica.

La modelización hidráulica puede facilitarse en gran medida con los Sistemas de Información Geográfica. La preparación de los datos y la interpretación del modelo son tareas complejas que pueden simplificarse utilizando un SIG. Los participantes aprenderán las técnicas GIS para procesar los datos necesarios en el proceso de creación del modelo en Iber y en Hec Ras y analizar los resultados obtenidos.

Una vez finalizado el curso, el alumno será capaz de comprender los fundamentos de la modelización hidráulica en cursos de agua naturales, concebir las capacidades y limitaciones de un modelo generado con Iber y con Hec Ras, identificar los errores y problemas de modelado y realizar análisis de zonas inundables completos, desde cero.

Conocimientos previos necesarios:

Para realizar este curso es importante poseer un entendimiento básico de hidrología y de la hidráulica de canales abiertos. Al inicio del curso, se hará un breve repaso de estos conceptos fundamentales.

Softwares:

• QGIS: Software libre.
• Iber: Software libre de modelización hidráulica.
• CAUMAX
• HEC-RAS

Tema 01 | Introducción a la Hidráulica en lámina libre

1. Conceptos relacionados con la hidrología
   Ciclo del agua | Relación entre la hidrología y la hidráulica | Periodo de retorno | Hidrograma | Caudal máximo | Curva de gasto.
2. Conceptos básicos de hidráulica
   Definición de hidráulica | Propiedades de los fluidos | Hidráulica en lámina libre.
3. Flujo en lámina libre
   Tipos de flujo | Estados del flujo | Regímenes de flujo.

Tema 02 | Fundamentos y aplicaciones de los modelos de simulación hidráulica

1. Introducción al modelo hidráulico
   Definición de modelo hidráulico | Clasificación de los modelos hidráulicos.
2. Aplicaciones de un modelo hidráulico
   Simulación del flujo en lámina libre en cauces naturales | Cálculo de zonas inundables | Análisis hidráulico de encauzamientos y canales | Cálculo de rotura de presas y balsas | Análisis de estructuras hidráulicas | Cálculo de corrientes de marea en estuarios | Procesos de erosión y sedimentación del lecho de un río.
3. Tipos de modelos hidráulicos computacionales: 1D, 2D y 3D
   Modelos unidimensionales | Modelos bidimensionales | Modelos tridimensionales.
4. El modelo bidimensional en lámina libre
   El modelo bidimensional en Iber y HEC RAS | Cálculo interno del modelo | Condición de Courant-Friedrichs-Lewy | Ventajas y limitaciones del modelo.
5. Fases en el proceso de simulación del modelo bidimensional
   Obtención de datos de partida para ejecutar una simulación hidráulica | Preproceso | Cálculo | Visualización y extracción de resultados | Análisis de los resultados.

Tema 03 | Obtención de datos de partida para ejecutar una simulación hidráulica

1. Conceptos básicos de cartografía digital
   Las proyecciones geográficas | Datos vectoriales | Datos ráster. El modelo digital del terreno (MDT) y ortoimagenes.
2. Configuración del proyecto en QGIS
   Los programas de QGIS | La interfaz de QGIS | La configuración general de QGIS | Los proyectos de QGIS | Gestión de datos vectoriales y datos ráster en QGIS.
3. Descarga y tratamiento de datos del terreno y ortofoto. Generación del modelo digital del terreno
   Delimitación del dominio del modelo | Descarga de datos | Generación del MDT a partir de datos obtenidos con LIDAR.
4. Obtención de caudales de cálculo
   Datos hidrológicos con el programa CAUMAX | Vista de la aplicación | Menú consulta de capas de caudales máximos | Menú método Racional.
5. Análisis de obras hidráulicas en el área de estudio que condicionen el modelo
   Análisis de las capas de servicios WMS. Definición geometría de las obras hidráulicas existentes | Exportación de imagen con información relevante para el modelo hidráulico bidimensional.
6. Asignación de la rugosidad según los usos de suelo a partir de la generación de un archivo ráster
   Descarga de los datos | Introducción en QGIS de los usos de suelo como capa vectorial | Creación de una capa vectorial | Creación de un ráster | Exportación del ráster para su uso en Iber y HEC RAS.

Tema 04 | Introducción a Iber

1. Estructura en módulos en el modelo bidimensional Iber
   Módulo hidrodinámico | Módulo de transporte de sedimentos | Módulo de turbulencia | Módulo de calidad de las aguas | Módulo de proceso hidrológico | Módulo de hábitat.
2. Partes del proceso de modelización en Iber
   Preproceso | Cálculo | Postproceso.
3. Interfaz de Iber. Creación y configuración inicial
   Configuración de las preferencias de Iber | Menú de utilidades | Creación manual de geometría | Añadir imagen de fondo en Iber.

TEMA 05 | Ejecución de una simulación hidráulica con Iber

1. Preproceso: Inserción de los datos en Iber
   Creación de la geometría | Introducción de las condiciones | Introducción de los valores de rugosidad.
2. Preproceso: Creación de la malla de cálculo
   Tipos de malla: no estructurada y estructurada | Configuración de la malla | Generación de la malla | Asignación automática de la rugosidad a la malla | Introducción de obstáculos en la malla.
3. Cálculo: Configuración del cálculo y ejecución de la simulación
   Configuración de los parámetros de cálculo | Configuración del ordenador para optimizar el proceso de cálculo | Ejecución del cálculo | Seguimiento del proceso de cálculo | Análisis de errores más comunes.
4. Postproceso: Visualización y extracción de resultados en Iber
   Interfaz del postproceso | Visualización de resultados | Creación de gráficos | Exportación de los resultados.

TEMA 06 | Tratamiento y análisis de resultados en QGIS

1. Importación de los resultados a QGIS.
2. Visualización de resultados en QGIS
   Visualización de los resultados en planta | Visualización de resultados en secciones transversales.
3. Análisis de los resultados: Zonificación de la inundación y Mapa de máximos
   Análisis de los resultados de calado y cota de la lámina de agua | Análisis de los resultados de velocidad | Análisis del número de Froude.
4. Determinación de zonas de inundación peligrosa.

TEMA 07 | Introducción al programa HEC RAS

1. Generalidades del software HEC RAS.
2. Fases del proceso de modelización en HEC RAS
   Preproceso con la herramienta Ras Mapper | Creación de la geometría | Configuración y ejecución del plan de simulación.
3. Interfaz de HEC RAS. Creación y configuración inicial
   Configuración de las preferencias de HEC RAS | Asignación del sistema de coordenadas | Añadir mapas de fondo.

TEMA 08 | Ejecución de simulación hidráulica con HEC RAS

1. Creación de la geometría
   Creación de un nuevo terreno con la herramienta Ras Mapper | Configuración y creación de la malla desde la ventana de geometría.
2. Introducción de las condiciones de contorno
   Condiciones de contorno de entrada | Condiciones de contorno de salida.
3. Introducción de las condiciones internas
   Incorporación de líneas de rotura | Introducción de obstáculos al modelo: Alcantarillas (culverts).
4. Introducción de los valores de rugosidad.
5. Cálculo: Configuración del cálculo y ejecución de la simulación
   Configuración de los parámetros de cálculo del plan de simulación | Ejecución del cálculo | Seguimiento del proceso de cálculo.
6. Visualización y extracción de resultados en HEC RAS
   Visualización de resultados con la herramienta Ras Mapper | Exportación de los resultados.