SMS (Surface-water Modeling System) es un programa completo para construir y simular modelos de aguas superficiales de Aquaveo. Cuenta con modelado 1D y 2D y un enfoque de modelo conceptual único. Los modelos actualmente compatibles incluyen ADCIRC , [ 1 ] CMS-FLOW2D, FESWMS, [ 2 ] TABS, [ 3 ] TUFLOW, [ 4 ] BOUSS-2D, [ 5 ] CGWAVE, [ 6 ] STWAVE, [ 7 ] CMS-WAVE (WABED), GENESIS, [ 8 ] PTM y WAM .
La versión 9.2 introdujo el uso de XMDF (Formato de Datos de Modelo Extensible), que es una extensión compatible de HDF5 . Los archivos XMDF son más pequeños y permiten tiempos de acceso más rápidos que los archivos ASCII .
El Sistema de Modelado de Cuencas Hidrográficas ( WMS ) es una aplicación de software de modelado de agua de propiedad exclusiva que se utiliza para desarrollar simulaciones informáticas de cuencas hidrográficas . El software proporciona herramientas para automatizar diversos procesos básicos y avanzados de delimitación, cálculo y modelado. [ 9 ] Admite modelos hidráulicos de ríos y drenaje pluvial, parámetros concentrados , regresión , modelado hidrológico 2D de cuencas hidrográficas y puede utilizarse para modelar tanto la cantidad como la calidad del agua . A partir de enero de 2017Los modelos compatibles incluyen HEC-1 , HEC-RAS , HEC-HMS , TR-20 , TR-55 , NFF , Rational , MODRAT , HSPF , CE-QUAL-W2 , GSSHA , SMPDBK y otros modelos. [ 10 ]
Historia
SMS fue desarrollado inicialmente por el Laboratorio de Gráficos por Computadora de Ingeniería de la Universidad Brigham Young (que en septiembre de 1998 pasó a llamarse Laboratorio de Investigación de Modelado Ambiental o EMRL) a finales de la década de 1980 en estaciones de trabajo Unix . El desarrollo de SMS fue financiado principalmente por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos y todavía se conoce como el Sistema de Modelado de Aguas Superficiales del Departamento de Defensa o DoD SMS . Posteriormente, a mediados de la década de 1990, se adaptó a plataformas Windows y se suspendió el soporte para las plataformas HP-UX , IRIX , OSF/1 y Solaris .
En abril de 2007, el equipo principal de desarrollo de software de EMRL se convirtió en empresa privada como Aquaveo LLC [11 ] y continúa desarrollando SMS y otros productos de software, como WMS (Sistema de modelado de cuencas hidrográficas) y GMS (Sistema de modelado de aguas subterráneas).
WMS fue desarrollado inicialmente por el Laboratorio de Gráficos por Computadora de Ingeniería de la Universidad Brigham Young a principios de la década de 1990 en estaciones de trabajo Unix . James Nelson, Norman Jones y Woodruff Miller escribieron un artículo de 1992 titulado "Algoritmo para la delimitación precisa de cuencas hidrográficas" que se publicó en la edición de marzo de 1994 del Journal of Hydraulic Engineering . [ 12 ] El artículo describía un algoritmo que podía usarse para describir el flujo de agua en una cuenca hidrográfica, definiendo así la cuenca.
El desarrollo de WMS fue financiado principalmente por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (COE). En 1997, el COE utilizó WMS para modelar la escorrentía en la cuenca del río Sava en Bosnia . [ 13 ] El software fue comercializado por Environmental Modeling Systems. [ 14 ]
Posteriormente, a mediados de la década de 1990, se adaptó a plataformas Windows . WMS 6.0 (2000) [ 14 ] fue la última versión compatible con las plataformas HP-UX , IRIX , OSF/1 y Solaris . El desarrollo de WMS estuvo a cargo del Laboratorio de Investigación de Modelado Ambiental (EMRL) de la Universidad Brigham Young (BYU) hasta abril de 2007, cuando el equipo principal de desarrollo de software del EMRL se constituyó como Aquaveo. Las regalías del software se pagan al departamento de ingeniería de la BYU. [ 15 ]
Los organizadores de los Juegos Olímpicos de Invierno de 2002 , celebrados en Salt Lake City, Utah, utilizaron el software WMS para simular ataques terroristas contra infraestructuras hídricas como el embalse Jordanelle . [ 16 ]
Ejemplos de implementación de SMS
- El modelado SMS se utilizó para "determinar las áreas inundadas en caso de falla o revisión de un dique en combinación con un evento de inundación coincidente de 100 años" (Gerstner, Belzner y Thorenz, p. 975). Además, "en relación con los cálculos del nivel del agua en caso de falla de un dique, la Agencia Ambiental de Baviera proporcionó al Instituto Federal de Ingeniería e Investigación de Vías Navegables esos modelos hidrodinámicos bidimensionales promediados en profundidad, que cubren toda la parte bávara del río Meno . Los modelos se crearon con el software Surface-Modeling System (SMS) de Aquaveo LLC" (Gerstner, Belzner y Thorenz, 976). [ 17 ]
- Este artículo "describe la formulación matemática, la implementación numérica y las especificaciones de entrada de las estructuras de montículos de escombros en el Sistema de Modelado Costero (CMS) operado a través del Sistema de Modelado de Aguas Superficiales (SMS)" (Li et al., 1). Al describir las especificaciones de entrada, los autores escriben: "Trabajando con la interfaz del SMS, los usuarios pueden especificar estructuras de montículos de escombros en el CMS creando conjuntos de datos para diferentes parámetros de estructura. Se requieren cinco conjuntos de datos para esta aplicación" (Li et al., p. 3) y "los usuarios deben consultar Aquaveo (2010) para generar un conjunto de datos XMDF (*.h5 archivo) en el SMS" (Li et al., p. 5). [ 18 ]
- Este estudio examinó la "necesidad de desarrollar modelos matemáticos para determinar y predecir la calidad del agua de sistemas de tipo fluvial. Presenta un estudio de caso para determinar la dispersión de contaminantes en un tramo del río Prut , en la ciudad de Ungheni , que se llenó de agua contaminada con productos petrolíferos de su afluente, el río Delia" (Marusic y Ciufudean, p. 177). "Los modelos numéricos obtenidos se desarrollaron utilizando el programa Surface-water Modeling System (SMS) v.10.1.11, diseñado por expertos de la empresa Aquaveo. La hidrodinámica del sector estudiado, obtenida mediante el módulo SMS denominado RMA2 [13], sirvió como entrada para el módulo RMA 4, que determinó la dispersión de contaminantes" (Marusic y Ciufudean, pp. 178-179). [ 19 ]
- Este estudio se centró en encontrar "recomendaciones para la optimización" de la " toma de agua de Chusovskoy ubicada en la zona de confluencia de dos ríos con regímenes hidroquímicos esencialmente diferentes y en la zona de remanso de la central hidroeléctrica de Kamskaya " (Lyubimova et al., p. 1). "Se construyó un modelo bidimensional (en un plano horizontal) para la región examinada de la cuenca de almacenamiento de agua utilizando el producto de software SMS v.10 de la empresa estadounidense AQUAVEO LLC" (Lyubimova et al., p. 2). Las evaluaciones del modelo bidimensional derivado de SMS, así como de un modelo tridimensional, arrojaron el descubrimiento de que "la toma selectiva de agua de las capas cercanas a la superficie puede reducir esencialmente la dureza del agua potable consumida por los habitantes de Perm " (Lyubimova et al., p. 6). [ 20 ]
Referencias
- ↑ ADCIRC.org Archivado el 12 de abril de 2020 en Wayback Machine . ADCIRC.org (1 de diciembre de 2011). Consultado el 18 de diciembre de 2011.
- ↑ FHWA.dot.gov . FHWA.dot.gov (30 de agosto de 2011). Consultado el 18 de diciembre de 2011.
- ↑ CHL.erdc.usace.army.mil . Laboratorio de Hidráulica y Costera del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. Consultado el 18 de diciembre de 2011.
- ↑ TUFLOW.com Archivado el 27 de junio de 2008 en Wayback Machine . TUFLOW.com. Consultado el 18 de diciembre de 2011.
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- ↑ Edsel, BD; et al. (2011). "Modelado de cuencas hidrográficas y sus aplicaciones: una revisión del estado del arte" (PDF) . The Open Hydrology Journal . 5 (1): 26– 50. Bibcode : 2011OHJ.....5...26D . doi : 10.2174/1874378101105010026 .
- ↑ "Modelos compatibles con WMS" . Aquaveo. Archivado del original el 2 de febrero de 2017. Consultado el 24 de enero de 2017 .
- ↑ Aquaveo.com . Aquaveo.com. Consultado el 18 de diciembre de 2011.
- ↑ Nelson, EJ; Jones, NL; Miller, AW (1994). "Un algoritmo para la delimitación precisa de cuencas hidrográficas" (PDF) . Journal of Hydraulic Engineering . 120 (3): 298– 312. doi : 10.1061/(ASCE)0733-9429(1994)120:3(298) .
- ↑ "Cuenca del río Sava, Bosnia" . Laboratorio de Gráficos por Computadora de Ingeniería. Archivado del original el 8 de febrero de 1998. Recuperado el 23 de enero de 2017 .
- 1 2 "Página principal de WMS" . Environmental Modeling Systems, Inc. Archivado del original el 9 de marzo de 2000. Recuperado el 23 de enero de 2017 .
- ↑ Hollingshead, Todd (6 de junio de 2005). "El software 3D de un profesor de BYU convierte en arte la ciencia de predecir un diluvio" . The Salt Lake Tribune . Consultado el 24 de enero de 2017 .
- ↑ Chai, Nathan K. (Otoño de 2002). "Modelando las aguas del mundo" . Revista BYU . Archivado del original el 10 de marzo de 2016. Recuperado el 25 de febrero de 2016 .
- ^ Gerstner, N.; Belzner, F.; Thorenz, C. (2014). Lehfeldt; Kopmann (eds.). Simulación de escenarios de inundaciones con modelos numéricos combinados 2D/3D (PDF) . Conferencia internacional sobre ciencia e ingeniería hidroeléctrica, 2014. Hamburgo: Bundesanstalt für Wasserbau. págs. 975–981 . ISBN 978-3-939230-32-8.
- ↑ Li, Honghai; Sánchez, Alejandro; Wu, Weiming; Reed, Christopher (agosto de 2013). "Implementación de estructuras en el CMS: Parte I, Montículo de escombros" (PDF) . Notas técnicas de ingeniería costera e hidráulica-IV-93 : 9 páginas. Archivado (PDF) del original el 2 de abril de 2015.
- ↑ Marusic, G.; Ciufudean, C. (junio de 2013). "Estado actual de la investigación sobre la calidad del agua del río Prut" (PDF) . Actas de la 11.ª Conferencia Internacional WSEAS sobre Medio Ambiente, Ecosistemas y Desarrollo : 177–180 .
- ↑ Lyubimova, T.; et al. (marzo de 2013). "Modelado numérico del transporte de mezcla en un flujo turbulento en la confluencia de un río" . Journal of Physics: Conference Series . 46 (1) 012028. doi : 10.1088/1742-6596/416/1/012028 .
Enlaces externos
- Libro blanco del Departamento de Defensa sobre el Sistema de Gestión de Seguridad (SMS) del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU.
- Wiki de documentación de SMS
- Software de simulación científica
- Software de hidrología