Modelo de escorrentía

Un modelo de escorrentía es una representación que forma parte del ciclo hidrológico en cuanto al fenómeno de la escorrentía superficial de una cuenca hidrográfica. El modelo se usa mayormente para entender el proceso de escurrimiento y para pronosticarlo con el propósito de regularizar el uso del agua o diseñar obras hidráulicas para el control de inundaciónes.

Aunque se podrían hacer modelos a escala, la gran mayoría de los modelos de la escorrentía son modelos matemáticos.

Esquematización del ciclo hidrológico

Clases de modelos

Análisis de la frecuencia acumulada del caudal un río, modelo estadístico
Factores hidrológicos en el proceso de la escorrentía

Los modelos matemáticos de la escorrentía se pueden clasificar como:[1]

  • modelos estadísticos
  • modelos empíricos
  • modelos conceptuales
  • modelos de transporte
  • modelos compuestos

Modelos estadísticos

Los modelos estadísticos están basados en el análisis de frecuencia acumulada de las escorrentías. Los pronósticos a base del período de retorno sirven para evaluar la frecuencia de escasez o de exceso de agua con el propósito de regularizar el uso del agua o diseñar obras hidráulicas para el control de inundaciónes.

Además, el análisis estadístico de la lluvia o de la precipitación permite de estimar las recargas hidrológicas respresentativas de la cuenca que después pueden servir como datos de entrada en los modelos matemáticos que convierten las recargas en escorrentías, de modo que se puede evaluar el régimen de la escorrentía.

Modelos empíricos

Hidrograma de tormenta debido a la lluvia recibida en la cuenca

Los modelos empíricos son modelos, o más bien métodos, que se desarrollaron por experiencia, relacionando parámetros físicos hidrológicos con el fin de derivar la escorrentía a base de ellos. Modelos empíricos bien conocidos son:

Mapa esquemático del modelo SHETRAN de la cuenca hidrográfica de Dunsop, Bowland forest, Reino Unido

Modelos conceptuales

Una cuenca hidrológica subdividida en subcuencas

Los modelos conceptuales son modelos basados en algún idea o concepto del proceso de la conversión de la lluvia en escorrentía.[3]

Un ejemplo del modelo conceptual es el modelo del reservorio como detallado más abajo.[4]

Modelos de transporte

Los modelos de transporte hidráulico son modelos matemáticos a base de ecuaciones hidráulicas usadas en la mecánica de fluidos, como la de Saint Venant, para el flujo del agua en el lecho o cauce del río.

El transporte del agua se hace normalmente por ciertos tramos del río definidos por una división de la cuenca entera en subcuencas.

La complejidad de las características de la superficie de cuencas hace que los modelos de transporte todavía no son aplicables al proceso de escorrentía hasta el momento que el agua llega a un lecho o cauce bien definido.[5]​ Por ello estos modelos se usan para el caso que el agua ya entró en un arroyo o río.

Software Ejemplos de software: DSSAM,[13]

Modelos compuestos

Los modelos compuestos son modelos que tienen componentes de los modelos conceptuales y de transporte.

Software Ejemplos de software: GSSHA,[17]

La distinción entre modelos compuestos y modelos de transporte no es siempre muy clara porque muchos modelos de transporte también incluyen elementos de modelos conceptuales para determinar la cantidad de agua que entra en el cauce del río, en tanto que el método de la determinación puede variar de bien simple a muy avanzado.

Other Languages