Tipos de cuenca hidrológicas y sus componentes de aportación

Universidad Laica “Eloy Alfaro” de Manabí[pic 1][pic 2]

Facultad de Ciencias Agropecuarias

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TEMA:

• MODELOS DE CUENCAS HIDROLÓGICAS
• Tipos de cuenca hidrológicas y sus componentes de aportación.

CARRERA:

INGENIERÍA EN  RECURSOS NATURALES Y AMBIENTE

ESTUDIANTE

JONATHAN ALEXI ARCENTALES CHÁVEZ

MATERIA:

MANEJO INTEGRADO DE CUENCAS

DOCENTE

ING. EVELIN ZAMBRANO

CURSO

SEPTIMO “A”

2017 – 2018

MODELOS HIDROLÓGICOS

En los últimos años los modelos matemáticos han tenido un impresionante desarrollo en todas las áreas del conocimiento humano, científico y de los recursos naturales en general.

La importancia de los modelos radica, entre otros aspectos, en la simulación y predicción de los fenómenos físicos a corto, mediano y largo plazo. Asimismo a través de los modelos podemos obtener relaciones causa-efecto, sin haber realizado cambios en los sistemas reales.

Es una representación simplificada de un sistema real complejo llamado prototipo, bajo forma física o matemática. De manera matemática, el sistema real está representado por una expresión analítica.

En un modelo hidrológico, el sistema físico real que generalmente representamos es la 'cuenca hidrográfica' y cada uno de los componentes del ciclo hidrológico. De esta manera un modelo matemático nos ayudará a tomar decisiones en materia de hidrología, por lo que es necesario tener conocimiento de entradas (inputs) al sistema y salidas (outputs) a partir del sistema, para verificar si el modelo es representativo del prototipo.

Los modelos hidrológicos son entonces representaciones simplificadas de los sistemas hidrológicos reales, a partir del cual podemos estudiar la relación causa-efecto de una cuenca a través de los datos de entrada y salida, con los cuales se logra un mejor entendimiento de los procesos físicos hidrológicos que tienen lugar dentro de la cuenca. Además nos permite simular y predecir el comportamiento hidrológico de los procesos físicos en la cuenca. Generalmente los modelos hidrológicos se basan sobre los sistemas existentes y difieren en términos de su manejo y la magnitud de los componentes que integran el proceso hidrológico.

El objetivo de un modelo hidrológico es determinar con eficiencia y precisión los componentes del ciclo hidrológico de una cuenca y estimar eficientemente el comportamiento y la magnitud (abundancia y carencia) del agua en los fenómenos de frecuencia rara. La consideración y el uso de los modelos hidrológicos es primordial para apreciar, simular y predecir los daños causados por las inundaciones, para resolver problemas prácticos de inventarios, para planear, diseñar, manejar (administrar) y para la toma de decisiones de los recursos hidráulicos en una cuenca, región o país.

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Clasificación de modelos matemáticos hidrológicos

Diferentes criterios han sido utilizados para desarrollar una clasificación de los modelos matemáticos hidrológicos. Actualmente tres grupos han sido aceptados: Modelos determinísticos, Modelos Estadísticos y Modelos de Sistemas. Por la naturaleza del curso de Métodos de Análisis en Recursos Hídricos, sólo serán descritos los modelos determinísticos.

Modelos determinísticos

Un modelo matemático del tipo determinístico es aquel que tiende a establecer relaciones cuantitativas de causa-efecto, utilizando una relación directa para obtener una respuesta debida a un requerimiento, sea por medio de una ecuación empírica o por medio de un operador desarrollado a partir de criterios e hipótesis experimentales.

En un modelo determinístico no se considera la probabilidad de ocurrencia de valores y de variables implicadas en el proceso, pero si se considera que tal proceso esté representado (implícita o explícitamente) por una hipótesis, según la cual, el conocimiento de las leyes de la evolución de los fenómenos físicos y de su estado actual, permiten prevenir rigurosamente sus estados futuros en la física clásica.

Un modelo determinístico se utiliza en el caso que se disponga de poca información, caso frecuente de las obras de ingeniería hidráulica, en los cuales uno tiende a reconstruir indirectamente la evolución de los escurrimientos y flujos superficiales a partir del conocimiento de los eventos de lluvia diaria, de la cual se dispone generalmente de series temporales de datos.

Los principales elementos que están incluidos en los modelos determinísticos, son los siguientes:

1. Tienen parámetros de entrada que representan las principales características físicas de la cuenca
2. Tienen como variable de entrada la precipitación u otra variable meteorológica.
3. Cálculo del flujo de agua, superficial y sub-superficial.
4. Cálculo del almacenamiento de agua, superficial y sub-superficial.
5. Cálculo de las pérdidas de agua del sistema o cuenca.
6. Variables de salidas de la cuenca

Los ítems c, d y e son el corazón de los modelos determinísticos de las cuencas.

Un modelo determinístico consiste en una serie de sub-modelos, los cuales cada uno representa un proceso hidrológico particular (infiltración, flujo superficial, etc.) y usualmente es estructurado de acuerdo a ello.

Cada sub-modelo representa básicamente el flujo de agua y usualmente incluye un tipo de almacenamiento.

La salida del sub-modelo es una salida de flujo al siguiente sub-modelo o una pérdida de agua que si se dirige a la atmósfera es en realidad salida del sistema.

Los almacenamientos de agua son esencialmente parte del modelo desde que juegan un rol importante en la regulación del flujo en el tiempo, por ejemplo en el tránsito dinámico de flujo en canales.

La construcción de un modelo es el proceso de escoger los sub-modelos, unirlos entre ellos para formar un modelo de cuenca y obtener los resultados de salida del modelo.

Modelos Estadísticos

Los modelos estadísticos del tipo inductivo se basan en los métodos y las técnicas estadísticas para hacer notar sus relaciones de entrada y salida, en concordancia con el interés secundario de los procesos físicos del sistema.

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