• Descrizione
• La modellazione idrologica del bacino idrografico (HEC-HMS e Geo-HMS) - IN ITALIANO
• La modellazione idraulica del reticolo idrografico (HEC-RAS e Geo-RAS)
• La gestione dei dati in formato DSS (applicativi vari)
• Altri software HEC (HEC-RESsim, HEC-FDA, HEC-SPP, HEC-RPT, HEC-EFM)

I software HEC, sviluppati da “Hydrologic Engineering Center” del US Army Corps of Engineers presso cui la società Ruwa è accreditata per la distribuzione e l'assistenza dei software oggetto della formazione, permettono di affrontare e risolvere una serie di problematiche che riguardano l'ingegneria idraulica.

In questi ultimi anni sono stati sviluppati anche software che permettono di analizzare gli impatti che le sistemazioni idrauliche e/o prelievi idrici possono avere sugli habitat e quindi sulle caratteristiche qualitative dei corsi d'acqua.

Tra i software HEC quelli più diffusi sono HMS e RAS. Il primo (HEC-HMS) è specifico per la modellazione idrologica dei bacini idrografici e quindi per la determinazione delle portate di piena attese in determinate sezioni del bacino in funzione dei tempi di ritorno considerati. Il secondo software (HEC-RAS) serve invece per simulare la propagazione dell’onda di piena lungo il reticolo idraulico e determinare quindi l’altezza che il livello idrico raggiunge nelle varie sezioni evidenziando quindi possibili criticità del reticolo stesso e permettendo infine di perimetrare le aree allagabili con diversi tempi di ritorno.

I software HEC sono caratterizzati da un buon rapporto tra costo d'investimento e prestazioni. Essi sono infatti reperibili gratuitamente sul sito internet del “Hydrologic Engineering Center” del US Army Corps of Engineers per cui il solo costo d'investimento è relativo alla formazione del personale preposto al loro utilizzo. Allo stesso tempo si tratta di programmi molto completi che permettono di effettuare modellazioni anche molto complesse sia in moto permanente che in moto vario. Sempre gratuitamente sono inoltre disponibili appositi moduli che permettono di interfacciare tali programmi con i dati territoriali contenuti in un GIS (GeoHMS e GeoRAS).

Un altro importante vantaggio legato ai software HEC è legato al notevole e continuo sviluppo che “Hydrologic Engineering Center” riserva a tali programmi, nuove e più aggiornate versioni sono infatti prodotte ogni anno. Questi motivi sono alla base del notevole sviluppo che l'utilizzo di tali software ha conosciuto negli ultimi anni sia in Italia che nel resto del mondo.

Il software HEC-HMS permette la simulazione idrologica di un bacino idrografico con l'ausilio di modelli afflussi-deflussi a parametri concentrati e semidistribuiti.
Il software HEC-HMS permette di simulare la risposta di un bacino idrografico investito da un evento meteorico di caratteristiche note. Il funzionamento del programma è stato testato in varie zone geografiche ed è risultato utile per schematizzare una grande serie di situazioni che si possono trovare in natura; sia riferiti a grandi bacini idrografici che a piccole aree urbane o naturali.
Gli idrogrammi calcolati dal programma possono essere utilizzati, anche in combinazione con altri software, per studiare problemi diversi come per esempio la disponibilità della risorsa idrica, il drenaggio urbano, la previsione delle piene, l'impatto dello sviluppo delle aree urbane, il progetto degli sfioratori di piena nelle dighe, la mitigazione del rischio idraulico, ecc..

Il software HEC-RAS permette di eseguire modellazioni idrauliche di corsi d'acqua naturali o canali artificiali al fine di ricostruire il profilo di corrente e le caratteristiche idrauliche in tutte le sezioni. Le modellazioni idaruliche possono eserre eseguite, secondo le necssità, in regime di moto permanente o vario e con schema di moto monodimensionale o quasi bidimensionale
Il software HEC-RAS è un sistema integrato predisposto per un uso interattivo tramite un interfaccia grafica che permette di accedere alle altre componenti quali l'analisi idraulica, l'archiviazione e la gestione dei dati e la visualizzazione dei risultati.
Il sistema dispone di tre componenti principali per la modellazione idraulica secondo lo schema monodimensionale destinate rispettivamente al regime di moto permanente, vario e ad quello con fondo mobile. Le tre componenti sono comunque strettamente interconnesse, utilizzano infatti gli stessi dati geometrici. E' inoltre possibile effettuare alcuni tipi di verifiche idrauliche quali quella di erosione alle pile di un ponte.

Per le modellazioni idrauliche di corsi d’acqua in regime di moto vario oltre al classico schema monodimensionale è possibile anche l'utilizzo di uno schema quasi-bidimensionale che prevede l’utilizzo di celle d’accumulo poste ai lati del corso d’acqua.
Tramite l'utilizzo di alcuni elementi specifici è inoltre possibile simulare l'effetto provocato sulla corrente dalla presenza di strutture in alveo e restringimenti di sezione, sia che si tratti di opere idrauliche che di attraversamenti viari e/o ferroviari.
Di conseguenza è possibile ottimizzare le caratteristiche dell'opera da eseguire affinchè si inserisca nel miglior modo nel contesto idraulico del tratto di corso d'acqua interessato dall'intervento o, qualora richiesto, può essere possibile individuare le aree soggette a diversa probabilità di esondazione. Il programma in ogni caso permette di realizzare verifiche idrauliche nelle varie situazioni in cui viene richiesto di includere in un progetto uno studio idraulico completo.
Il software Geo-RAS è un'estensione del programma ArcView (Esri) e permette di elaborare le informazioni territoriali disponibili all’interno di un GIS al fine di estrarne i dati necessari per la modellazione idraulica all’interno di HEC RAS, quali le sezioni trasversali e le caratteristiche delle aree allagabili schematizzabili come celle d’accumulo. Al termine delle modellazione idraulica i l'aaplicativo permette inoltre di importare i risultati ottenuti all’interno di un GIS in modo da procedere alla perimetrazione delle aree allagabili in maniera automatica.
Per interfacciare il software HEC-RAS con un sistema informativo territoriale (GIS) esistono anche altre possibilità basate su GIS Open Source, in particolare una valida e affidabile alternativa è quella di utilizzare il Gis Mapwindow che con l'ausilio di appositi plug-in permette sia di estrarre le sezioni da un modello digitale del terreno che di restituire i risultati ottenuti in HEC-RAS su un GIS e quindi di ricostruire le aree allagabili.

Per gestire in maniera completa gli archivi in formato DSS, alcuni applicativi (DSSUTL, HecDssVue, HEC-DSS M.E. Data Exchange Add-In., ecc.) sono stati sviluppati dalla HEC, in particolare essi permettono di estrarre, modificare ed inserire serie di dati negli archivi in formato Data Storage System (DSS) e di rappresentarli in forma grafica e/o tabellare.

• HEC-RESsim: Questo programma permette di gestire una rete di serbatoi con la possibilità di utilizzare diversi elementi e funzionalità sia in ingresso che in uscita dal sistema quali le pompe e offre una gestione molto efficace delle reti
• HEC-FDA: Il programma utilizza le elaborazioni fatte in HEC-RAS e i dati relativi agli elementi vulnerabili per valutare l'entità dei danni previsti in funzione dei diversi tempi di ritorno permettendo la redazione di carte di vulnerabilità dei territori
• HEC-SPP: Il programma è in grado di effettuare l'analisi statistica sulle serie storiche di portata basata su Bollettino 17B, Guidelines for Determining Flood Flow Frequency (1982), un metodo generale di analisi statistica valido anche per serie storiche di altre variabili come volume-durata e portate di piena e di magra.
• HEC-RPT: Programma di visualizzazione e condivisione dati idro-meteorologici in tempo reale, utilizzato anche per la gestione delle emergenze idrogeologiche.
• HEC-EFM: Il software HEC-EFM è stato realizzato per supportare gli esperti nella determinazione delle risposte degli ecosistemi ai cambiamenti nel regime di flusso di un fiume anche collegato a zone umide. I metodi implementati in HEC-EFM riguardano: 1) analisi statistiche dei rapporti tra ecologia e l'idrologia, 2) la modellazione idraulica, e 3) l'utilizzo di Sistemi Informativi Geografici (GIS) per visualizzare i risultati e gli altri dati territoriali. Attraverso questo software gli studiosi saranno in grado di visualizzare e definire le condizioni ecologiche esistenti, evidenziare la necessità del ripristino siti, e di valutare e classificare le alternative in base al prevedibile evoluzione nei diversi aspetti dell'ecosistema.

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FORMAZIONE SOFTWARE HEC

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