Modelos de Lluvia-Escorrentía

Los modelos de lluvia-escorrentía representan una cuenca como un sistema de almacenes y flujos conceptuales que transforman la precipitación en caudal, proporcionando simulaciones y pronósticos parsimoniosos.

Definition

Los modelos de lluvia-escorrentía son modelos matemáticos, a menudo conceptuales y concentrados, que simulan la transformación de la precipitación promedio de la cuenca (y la evapotranspiración) en caudal a través de una estructura de almacenamientos y flujos con parámetros calibrados.

Scope

Este tema cubre los modelos conceptuales de lluvia-escorrentía concentrados y semidistribuidos, su estructura de almacenes interconectados, sus parámetros e insumos, y su uso en simulación y pronóstico. Complementa los modelos basados en la física más explícitamente espaciales y los temas de calibración e incertidumbre.

Core questions

• ¿Cómo representan los modelos conceptuales el almacenamiento y la escorrentía de la cuenca?
• ¿Qué entradas y parámetros requieren los modelos de lluvia-escorrentía?
• ¿En qué se diferencian los enfoques concentrados, semidistribuidos y distribuidos?
• ¿Dónde se utilizan operativamente los modelos de lluvia-escorrentía?

Key concepts

• Almacenes y flujos conceptuales
• Modelos concentrados versus semidistribuidos
• Contabilidad de la humedad del suelo
• Parámetros y entradas del modelo
• Simulación y pronóstico de caudales
• Modelos HBV y Sacramento

Key theories

Modelado conceptual de almacenamiento y flujo

Las cuencas se representan mediante reservorios conceptuales interconectados (para la humedad del suelo, el agua subterránea, el enrutamiento) cuyo comportamiento de llenado y desbordamiento, calibrado con datos, reproduce el caudal observado con relativamente pocos parámetros.

Modelos conceptuales operativos

Modelos como el HBV y el modelo de Contabilidad de la Humedad del Suelo de Sacramento ejemplifican el modelado conceptual de lluvia-escorrentía adoptado para el pronóstico operativo de caudales y la simulación de recursos hídricos.

Clinical relevance

Los modelos conceptuales de lluvia-escorrentía son herramientas fundamentales para el pronóstico operativo de caudales, la planificación de embalses y el suministro de agua, y los estudios de impacto del clima y el uso del suelo, ofreciendo un equilibrio práctico entre la fidelidad y los datos y cálculos que requieren.

History

Tras el hidrograma unitario, los modelos conceptuales digitales de cuencas surgieron a partir de la década de 1960, incluyendo el Stanford Watershed Model, el modelo Sacramento y el HBV; estos modelos de almacenamiento y flujo se convirtieron en estándar para el pronóstico operativo y posteriormente se extendieron hacia formas semidistribuidas y distribuidas.

Key figures

• Keith J. Beven
• Sten Bergstrom
• Robert J. C. Burnash

Seminal works

• beven2012
• bergstrom1976
• burnash1973

Frequently asked questions

¿Qué es un modelo conceptual de lluvia-escorrentía?

Es un modelo que representa una cuenca con un pequeño conjunto de almacenamientos y flujos conceptuales interconectados, en lugar de resolver la física completa en el espacio; sus parámetros se calibran para que el caudal simulado coincida con las observaciones.

¿Por qué usar un modelo concentrado en lugar de uno distribuido detallado?

Los modelos conceptuales concentrados requieren muchos menos datos de entrada y cálculos y a menudo son igual de precisos para el caudal en la salida, por lo que siguen siendo populares para el pronóstico y la planificación, especialmente donde no se dispone de datos espaciales detallados.