El hidrograma unitario
El hidrograma unitario es la respuesta de escorrentía de una cuenca a una unidad de profundidad de lluvia efectiva, tratando la cuenca como un sistema lineal que puede utilizarse para predecir hidrogramas de inundación.
Definition
El hidrograma unitario es el hidrograma de escorrentía directa resultante de una unidad (por ejemplo, un centímetro) de lluvia efectiva aplicada uniformemente sobre una cuenca durante una duración especificada, utilizado como la función de respuesta lineal de la cuenca.
Scope
Este tema abarca la definición y los supuestos del hidrograma unitario, su derivación a partir de tormentas observadas, su uso para predecir la escorrentía mediante convolución, y los hidrogramas unitarios sintéticos e instantáneos. Es el enfoque clásico de sistemas lineales para la transformación lluvia-escorrentía introducido físicamente en el tema de mecanismos de escorrentía.
Core questions
- ¿Qué es el hidrograma unitario y qué supuestos implica?
- ¿Cómo se deriva un hidrograma unitario a partir de la lluvia y la escorrentía observadas?
- ¿Cómo se utiliza para predecir el hidrograma de escorrentía de una tormenta?
- ¿Qué son los hidrogramas unitarios sintéticos e instantáneos?
Key concepts
- Lluvia efectiva (exceso)
- Escorrentía directa
- Linealidad y superposición
- Convolución
- Hidrograma unitario instantáneo
- Hidrogramas unitarios sintéticos
Key theories
- Teoría del hidrograma unitario
- Sherman propuso que la escorrentía directa es proporcional a la lluvia efectiva y que la respuesta de la cuenca es fija y aditiva, por lo que el hidrograma de cualquier tormenta puede construirse escalando y superponiendo el hidrograma unitario (convolución).
- Sistemas lineales y el hidrograma unitario instantáneo
- El hidrograma unitario se generalizó como la respuesta impulsiva de un sistema lineal e invariante en el tiempo, lo que llevó al hidrograma unitario instantáneo y a modelos conceptuales de la respuesta de la cuenca.
Clinical relevance
El hidrograma unitario sigue siendo una herramienta transparente y ampliamente utilizada para la estimación de crecidas de diseño y la predicción de lluvia-escorrentía en hidrología de ingeniería, incluso en sitios no aforados a través de hidrogramas unitarios sintéticos, y proporciona la base conceptual para muchos modelos de cuencas.
History
Sherman introdujo el método del hidrograma unitario en 1932; las décadas subsiguientes lo formalizaron a través de la teoría de sistemas lineales, el hidrograma unitario instantáneo (Dooge y otros), y los hidrogramas unitarios sintéticos para cuencas no aforadas, convirtiéndolo en una piedra angular de la hidrología aplicada.
Key figures
- LeRoy K. Sherman
- James C. I. Dooge
- Ven Te Chow
Related topics
Seminal works
- sherman1932
- chow1988
- dooge1959
Frequently asked questions
- ¿Por qué se denomina al hidrograma unitario un método lineal?
- Se asume que duplicar la lluvia efectiva duplica la escorrentía (proporcionalidad) y que las respuestas a incrementos sucesivos de lluvia se suman (superposición); estos supuestos de linealidad permiten construir el hidrograma de cualquier tormenta mediante la convolución de la lluvia con el hidrograma unitario.
- ¿Qué es un hidrograma unitario sintético?
- Es un hidrograma unitario estimado a partir de las características de la cuenca, como el área, la pendiente y el tiempo de concentración, en lugar de datos observados de lluvia-escorrentía, lo que permite aplicar el método a cuencas no aforadas.