En el campo de la ingeniería de recursos hídricos, la gestión eficiente de datos es fundamental para el éxito de cualquier proyecto. Ya sea que estés modelando una cuenca hidrográfica, diseñando obras de protección contra inundaciones o realizando análisis de disponibilidad hídrica, necesitas una forma robusta de almacenar, visualizar y transferir datos entre diferentes aplicaciones que se utilizan en el estudio. Aquí es donde HEC-DSSVue se convierte en una herramienta indispensable.

¿Qué es HEC-DSSVue?

HEC-DSSVue (HEC Data Storage System Visual Utility Engine) es una aplicación desarrollada por el Centro de Ingeniería Hidrológica del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE). Su función principal es permitir a los usuarios visualizar, editar y gestionar archivos HEC-DSS, que son el estándar para el almacenamiento de datos en la suite de software HEC (RAS, HMS, ResSim, etc).

A diferencia de un simple visor de datos, HEC-DSSVue es un motor completo de utilidades que te permite:

• Visualizar datos mediante gráficos y tablas interactivas
• Editar y manipular series temporales y datos pareados
• Importar datos desde múltiples fuentes (Excel, USGS, CDEC, NCDC)
• Realizar operaciones matemáticas sobre conjuntos de datos
• Exportar información para su uso en otras aplicaciones

La versión más reciente (3.4.15 al momento de escribir este artículo) incluye soporte para el nuevo formato DSS versión 7, que elimina la limitación de tamaño de archivo de 8GB presente en versiones anteriores.

El Sistema de Almacenamiento de Datos HEC-DSS

Para entender verdaderamente el valor de HEC-DSSVue, primero debemos comprender qué son los archivos DSS y cómo funcionan.

HEC-DSS (HEC Data Storage System) es un sistema de base de datos especializado diseñado específicamente para almacenar datos relacionados con recursos hídricos. A diferencia de las bases de datos relacionales tradicionales como MySQL o PostgreSQL, HEC-DSS utiliza un sistema de bloques o registros para almacenar información, optimizado para manejar grandes volúmenes de datos secuenciales.

Cada archivo DSS (con extensión .dss) es esencialmente una base de datos completa que puede contener múltiples registros de datos. El sistema utiliza un método de acceso directo a archivos binarios, lo que permite una recuperación y almacenamiento extremadamente eficiente de datos.

El Sistema de Pathnames: La Clave de la Organización

Una de las características más distintivas de HEC-DSS es su sistema de «pathnames» (nombres de ruta). Cada registro en un archivo DSS se identifica mediante un pathname único de hasta 391 caracteres, dividido en seis partes separadas por barras diagonales:

/A/B/C/D/E/F/

Cada parte tiene un propósito específico:

• Parte A: Identifica el proyecto, río o cuenca (por ejemplo, «RIO PARANA»)
• Parte B: Especifica la ubicación o estación (por ejemplo, «SANTA FE»)
• Parte C: Define el parámetro o tipo de dato (por ejemplo, «FLOW», «PRECIP», «STAGE»)
• Parte D: Indica la fecha o período de tiempo (por ejemplo, «01ENE2024»)
• Parte E: Especifica el intervalo temporal (por ejemplo, «1DAY», «1HOUR», «15MIN»)
• Parte F: Información adicional o versión (por ejemplo, «OBS» para observado, «SIM» para simulado)

Un ejemplo de pathname completo sería:

/RIO PARANA/SANTA FE/FLOW/01ENE2024/1HOUR/SIMULADO/

Este sistema de nomenclatura permite que los datos sean completamente autodocumentados, lo que significa que años después de almacenar información, podes entender exactamente qué representa cada registro sin necesidad de documentación externa adicional.

Tipos de Datos Almacenables en Archivos DSS

Los archivos DSS son extremadamente versátiles y pueden almacenar diversos tipos de estructuras de datos:

1. Series Temporales Regulares

Las series temporales regulares son el tipo de dato más común en HEC-DSS. Representan mediciones o cálculos que ocurren a intervalos constantes de tiempo. Existen cuatro tipos principales de series temporales:

• INST-VAL (Instantaneous Value): Valores medidos en un instante específico de tiempo. Ejemplo: nivel de agua medido a las 12:00 horas.
• PER-AVER (Period Average): Valores promediados sobre un intervalo de tiempo. Ejemplo: caudal promedio diario.
• PER-CUM (Period Cumulative): Valores acumulados durante un período. Ejemplo: precipitación acumulada mensual.
• INST-CUM (Instantaneous Cumulative): Valores acumulados hasta un instante específico. Ejemplo: volumen total almacenado en un embalse.

La distinción entre estos tipos es crucial porque HEC-DSSVue y otros programas HEC interpretan y grafican los datos de manera diferente según el tipo. Por ejemplo, los datos PER-AVER se grafican típicamente como escalones, mientras que los INST-VAL se grafican como curvas continuas.

2. Series Temporales Irregulares

Algunos datos no ocurren a intervalos regulares. Las series temporales irregulares permiten almacenar datos donde cada valor tiene su propia marca de tiempo específica. Esto es útil para mediciones de campo esporádicas o eventos que ocurren de manera aleatoria.

3. Datos Pareados

Los datos pareados representan relaciones entre dos variables. Son fundamentales para modelado hidrológico e hidráulico. Ejemplos comunes incluyen:

• Curvas de gasto: Relación entre nivel de agua y caudal
• Curvas de almacenamiento: Relación entre elevación y volumen en un embalse
• Curvas de frecuencia: Relación entre magnitud de evento y probabilidad de excedencia

Estos datos se almacenan como pares de valores (X, Y) y pueden incluir información sobre las unidades de cada variable.

4. Datos Grillados (Gridded Data)

HEC-DSS también puede almacenar datos espacialmente distribuidos, como:

• Campos de precipitación radar
• Mapas de números de curva para modelado hidrológico
• Elevaciones digitales del terreno
• Distribuciones espaciales de temperatura

Los datos grillados se proyectan típicamente al sistema Standard Hydrologic Grid (SHG) con celdas de 2000m x 2000m o en el sistema HRAP, dependiendo del origen de los datos.

5. Datos de Texto

Aunque menos común, HEC-DSS también puede almacenar información textual, útil para notas, metadatos descriptivos o información complementaria sobre los análisis realizados.

Integración entre Programas HEC

Una de las mayores fortalezas del sistema HEC-DSS es su capacidad para facilitar el intercambio de datos entre diferentes aplicaciones de la suite HEC. Veamos un flujo de trabajo típico que conecta HEC-HMS y HEC-RAS.

Imagina que estás trabajando en el análisis de inundaciones para una cuenca urbana. Tu proceso típicamente incluiría:

1. Modelado hidrológico en HEC-HMS: Calcular hidrogramas de crecida en diferentes puntos de la cuenca
2. Modelado hidráulico en HEC-RAS: Determinar niveles de agua y áreas inundadas en el sistema de cauces

La conexión entre estos dos pasos es crítica, y aquí es donde los archivos DSS brillan.

Paso 1: Generar Hidrogramas en HEC-HMS

Cuando ejecutas una simulación en HEC-HMS, el programa automáticamente guarda los resultados en un archivo DSS. Por ejemplo, si tu proyecto se llama «Cuenca_Urbana», HEC-HMS creará un archivo como:

Cuenca_Urbana_HMS.dss

Este archivo contendrá hidrogramas calculados para cada subcuenca, confluencia o punto de salida definido en tu modelo. Cada hidrograma se almacena con su propio pathname que identifica:

• La ubicación (nombre de la subcuenca o confluencia)
• El tipo de dato (FLOW)
• La fecha de inicio de la simulación
• El intervalo temporal (por ejemplo, 15MIN o 1HOUR)
• El escenario simulado

Paso 2: Visualizar los Resultados con HEC-DSSVue

Antes de pasar a HEC-RAS, es buena práctica verificar los hidrogramas calculados. Abre HEC-DSSVue, selecciona el archivo DSS generado por HMS, y podrás:

• Ver el catálogo completo de pathnames
• Graficar cualquier hidrograma con un simple clic derecho → Plot
• Comparar múltiples hidrogramas en una misma gráfica
• Exportar los datos a Excel si necesitas hacer análisis adicionales
• Verificar valores pico, tiempos de pico y volúmenes totales

Paso 3: Importar a HEC-RAS

Ahora viene lo mas importante, la integración de datos entre los dos programas de cálculo. En HEC-RAS:

1. Abre el editor de flujo no permanente (Unsteady Flow Data)
2. Ve a File → Set Locations for DSS Connections
3. Selecciona el archivo .dss generado por HMS
4. Aparecerá una lista de todos los pathnames disponibles
5. Establece la conexión entre cada sección transversal de RAS y el pathname correspondiente del hidrograma de HMS

Por ejemplo, si en HMS tenías una confluencia llamada «Junction-5» y en RAS tienes una sección transversal en el mismo punto del río, establecerías la conexión:

Sección RAS: Rio Principal, RS 1500
↓ (conectar a)
DSS Pathname: /CUENCA_URBANA/JUNCTION-5/FLOW/01JAN2024/15MIN/TORMENTA_100YR/

Una vez establecidas todas las conexiones, HEC-RAS puede importar automáticamente todos los hidrogramas y usarlos como condiciones de frontera para la simulación hidráulica.

Paso 4: Exportar Resultados de RAS de Vuelta a DSS

El flujo no termina ahí. HEC-RAS también puede exportar sus resultados a archivos DSS:

• Hidrogramas de nivel de agua en cada sección transversal
• Perfiles de superficie de agua
• Curvas de gasto calculadas
• Relaciones almacenamiento-descarga

Estos datos pueden luego usarse en otros análisis, visualizarse en HEC-DSSVue, o incluso realimentarse a HEC-HMS si estás realizando un análisis iterativo.

Esta integración a través de DSS ofrece múltiples beneficios:

• Eliminación de errores de transcripción: No hay necesidad de copiar y pegar datos manualmente
• Trazabilidad completa: Los pathnames documentan automáticamente el origen de cada dato
• Eficiencia: Cambios en la simulación de HMS se propagan fácilmente a RAS
• Flexibilidad: Puedes mezclar datos de múltiples fuentes (observaciones, diferentes escenarios)
• Reproducibilidad: Otros ingenieros pueden replicar tu trabajo siguiendo el mismo flujo

Ejemplo Extendido: Integración Multi-Programa

Los archivos DSS no solo conectan HMS y RAS. Por ejemplo, podemos plantear este flujo de trabajo más complejo:

1. HEC-MetVue: Procesar datos de precipitación radar (NEXRAD) y almacenarlos como grillas en DSS
2. HEC-HMS: Usar las grillas de precipitación como entrada para el modelo hidrológico, generar hidrogramas
3. HEC-RAS: Usar los hidrogramas como condiciones de frontera para modelado hidráulico unidimensional
4. HEC-ResSim: Simular la operación de embalses usando los caudales calculados por HMS
5. HEC-FDA: Realizar análisis de daños por inundación usando niveles de agua de RAS

Todos estos programas comparten datos a través de archivos DSS, creando un ecosistema integrado de análisis.

Trabajando con HEC-DSSVue: Funcionalidades Clave

Importación de Datos

HEC-DSSVue facilita la entrada de datos desde múltiples fuentes:

• Desde Excel o CSV: El asistente de importación te guía paso a paso, permitiendo mapear columnas a pathnames y definir unidades y tipos de datos
• Desde USGS NWIS: Descarga directa de datos de caudal y nivel desde la red de estaciones del USGS
• Desde CDEC: Para usuarios en California, acceso directo a datos del California Data Exchange Center
• Entrada manual: Para datasets pequeños o correcciones puntuales

Operaciones Matemáticas

HEC-DSSVue incluye capacidades de cálculo que te permiten:

• Sumar, restar, multiplicar o dividir series temporales
• Calcular estadísticas (media, máximo, mínimo, percentiles)
• Realizar interpolaciones temporales
• Cambiar intervalos temporales (agregar o desagregar)
• Comparar múltiples escenarios

Visualización Avanzada

Las herramientas de graficación incluyen:

• Gráficos de series temporales con múltiples ejes
• Curvas de duración
• Diagramas de dispersión
• Histogramas
• Zoom y navegación interactiva
• Exportación a imágenes de alta calidad

HEC-DSS Versión 7: Las Nuevas Capacidades

La transición a DSS versión 7 trae mejoras significativas:

Esta actualización es especialmente importante para proyectos grandes con datos grillados de alta resolución o simulaciones de largo plazo con intervalos temporales finos.

Consideraciones finales

HEC-DSSVue no es simplemente un visor de datos; es el centro neurálgico del ecosistema de software HEC. Su capacidad para almacenar, visualizar y transferir datos entre aplicaciones lo convierte en una herramienta esencial para cualquier usuario de los programas de mas amplio uso en el cálculo hidráulico/hidrológico.

La adopción del sistema HEC-DSS y el dominio de HEC-DSSVue permite:

• Trabajar más eficientemente integrando múltiples herramientas de modelado
• Reducir errores mediante la automatización del flujo de datos
• Documentar mejor tu trabajo con pathnames autodescriptivos
• Colaborar más efectivamente compartiendo archivos DSS con colegas
• Escalar tus análisis a proyectos más grandes y complejos

Ya sea que estés comenzando en el modelado hidrológico o seas un profesional experimentado buscando optimizar tu flujo de trabajo, invertir tiempo en aprender HEC-DSSVue será una decisión que seguramente dará buenos frutos en todos tus proyectos futuros.