22
RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA Hernán Stenta (1) , Gerardo Riccardi (2) y Pedro Basile (1) (1) Departamento de Hidráulica y CURIHAM. FCEIyA. U. N. R. (2) CIUNR. Departamento de Hidráulica y CURIHAM. FCEIyA. U. N. R. Riobamba 245 bis (2000) Rosario, Argentina Telefax: +54+341-4808541 – e-mail: [email protected] CONGRESO NACIONAL DEL AGUA – Resistencia (Chaco) Junio 2011 DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA, ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL CENTRO UNIVERSITARIO ROSARIO DE INVESTIGACIONES HIDROAMBIENTALES FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERIA Y AGRIMENSURA. UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO.

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

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Page 1: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA

MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Hernán Stenta (1), Gerardo Riccardi (2) y Pedro Basile(1)

(1) Departamento de Hidráulica y CURIHAM. FCEIyA. U. N. R.(2) CIUNR. Departamento de Hidráulica y CURIHAM. FCEIyA. U. N. R.

Riobamba 245 bis (2000) Rosario, ArgentinaTelefax: +54+341-4808541 – e-mail: [email protected]

CONGRESO NACIONAL DEL AGUA – Resistencia (Chaco)Junio 2011

DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA, ESCUELA DE INGENIERIA CIVILCENTRO UNIVERSITARIO ROSARIO DE INVESTIGACIONES HIDROAMBIENTALES

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERIA Y AGRIMENSURA. UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO.

Page 2: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

ORGANIZACIÓN DE LA PRESENTACION

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

BREVE DESCRIPCIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO

DESARROLLO DEL TRABAJO

DISCUSIÓN Y ANALISIS DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 3: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

INTRODUCCIÓN

• Discretización de una Cuenca: Impactos

Relieve

Respuestas Hidrológicas

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

• Variabilidad del efecto depende de

Modelo matemático.

Procesos y abstracciones consideradas.

Características de la cuenca (Relieve, Red de Drenaje).

• No existe consenso respecto a determinar un TG.

• Se acepta como criterio para obtener similitud el escalamiento de parámetrosconservando alguna característica representativa del sistema

Page 4: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Investigar los efectos del tamaño de grilla en la modelación matemática

distribuida del escurrimiento superficial.

Cuencas reales

Modelo matemático físicamente basado con aproximación de onda difusiva

(cuasi 2-D).

Efectos sobre: Relieve y Variables de flujo

Analizar el grado de similitud alcanzado en las variables hidrológicas

OBJETIVOS

Page 5: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

BREVE DESCRIPCION DEL MODELO MATEMATICO

Modelo Conceptual de Conducción y Almacenamiento a Nivel de Celda.

• Modelo matemático hidrológico-hidráulico denominado CTSS8 (Riccardi, 2001);

• Cuasi-bidimensional de parámetros distribuidos;

• Basado en esquemas de celdas originalmente propuestos por Cunge (1975);

• Ecuaciones: continuidad y distintas simplificaciones de la ecuación de cantidad de movimiento;

• Celdas pueden ser de tipo valle o tipo río.

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 6: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

PROCEDIMIENTO PROPUESTO PARA EL ESCALAMIENTO DE PARAMETROS Y ANALISIS DE SIMILITUD

CALIBRACION Y CALIBRACION Y VALIDACIONVALIDACION

CONSTITUCION DEL CONSTITUCION DEL MODELO PARA EL MAYOR MODELO PARA EL MAYOR

NIVEL DE DETALLENIVEL DE DETALLE

SIMULACISIMULACIÓÓN ESTADO DE N ESTADO DE EQUILIBRIO COMPLETOEQUILIBRIO COMPLETO

ALMACENAMIENTO DE ALMACENAMIENTO DE EQUILIBRIO E EQUILIBRIO E

HIDROGRAMA EN SHIDROGRAMA EN S

RUGOSIDAD EN VALLE

ITC

ESCALAMIENTO DE ESCALAMIENTO DE PARAMETROS PARA TAMAPARAMETROS PARA TAMAÑÑO O

DE GRILLA MAYORESDE GRILLA MAYORES

SIMULACION DE EVENTOS SIMULACION DE EVENTOS (EQUILIBRIO PARCIAL)(EQUILIBRIO PARCIAL)

CUANTIFICACION DEL CUANTIFICACION DEL GRADO DE SIMILITUDGRADO DE SIMILITUD

ADAPTACION COEFICIENTE DE NASH y SUTCLIFFE (1970)

CAUDALES

VELOCIDADES

ALTURAS DE AGUA

DOMINIO ESPACIAL

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 7: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO SANTA CATALINA

CARACTERISTICAS DE LA CUENCA

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

150181 211242

273 304 334

366

Cotas [m]

150181 211242

273 304 334

366

Cotas [m]

TG50 TG400

Característica TG50 TG100 TG200 TG400

Área [Km²] 135.52 135.52 135.52 135.52

Celdas 54208 13552 3388 847

Vinculaciones 107673 26733 6591 1602

Longitud total de cursos [Km] 59.8 59.3 59.0 57.2

Densidad de Drenaje [Km/Km²] 0.441 0.438 0.435 0.422

Pendiente curso principal [m/Km] 3.30 3.26 3.17 3.26

Z máxima – Z mínimo[m] 215.6 215.1 214.9 209.6

Índice de Rugosidad 95 94 94 88

Cap. de almac. en cursos por unidad de long [m³/m] 6.2 6.2 6.1 6.1

Promedio de Pend.Locales [m/m]

0.0184 0.0178 0.0162 0.0135

Tiempo de Retado o “Lag” [hs] 20.5 19.5 19.5 18.5

Page 8: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO SANTA CATALINA

Evento Mayo 2002. Evento Agosto 2002.

CALIBRACION Y VALIDACIÓN DEL MODELO PARA TAMAÑO DE GRILLA 50 m

0

5

10

15

20

25

0 15 30 45 60 75 90T [hs]

Q [m

³/s]

0

3

6

9

12

15

i [m

m/h

]

Hietograma Medio NetoObservadoCalculado

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80T [hs]

Q [m

³/s]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

i [m

m/h

]

Hietograma Medio Neto

Observado

Calculado

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

ESCALAMIENTO DE PARÁMETROSCALIBRACIÓN

Page 9: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO SANTA CATALINASIMILITUD EN TÉRMINOS DE CAUDALES MÁXIMOS

ESCALAMIENTO DE ITC

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

50 100 150 200 250 300 350 400 450

TG [m]

RN

² Q

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hsAGOSTO 2002 JUNIO 2001 OCTUBRE 2002MAYO 2002

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

ESCALAMIENTO DE nv

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

50 100 150 200 250 300 350 400 450

TG [m]

RN

² Q

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hsAGOSTO 2002 JUNIO 2001 OCTUBRE 2002MAYO 2002

∑∑

=

==

−−−

= N

1i

2alledetalledet

N

1i

2agregadoalledet

N

1i

2alledetalledet

X2

)DD(

)DD()DD(R

ii

iiii

Coeficiente de Nash-Sutcliffe (1970)

Page 10: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO SANTA CATALINA

SIMILITUD EN TÉRMINOS DE ALTURAS MAXIMAS

ESCALAMIENTO DE ITC

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

50 100 150 200 250 300 350 400 450

TG [m]

RN

² H

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hsAGOSTO 2002 JUNIO 2001 OCTUBRE 2002MAYO 2002

ESCALAMIENTO DE nv

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

50 100 150 200 250 300 350 400 450

TG [m]

RN

² H

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hsAGOSTO 2002 JUNIO 2001 OCTUBRE 2002MAYO 2002

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 11: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO LUDUEÑA

CARACTERISTICAS DE LA CUENCA

Característica TG125 TG250 TG500 TG1000

Área [Km²] 700 700 700 700

Celdas 44800 11200 2800 700

Vinculaciones 88985 22092 5446 1317

Longitud total de cursos [Km] 128.6 126.5 124.5 122.0

Densidad de Drenaje [Km/Km²] 0.184 0.181 0.178 0.174

Pendiente media sobre curso principal [m/Km] 1.15 1.15 1.15 1.15

Z máxima – Z mínima [m] 55.3 55.1 54.0 53.5

Índice de Rugosidad 10.2 10.0 9.6 9.3

Cap. de almac. en cursos por unidad de long [m³/m] 10.1 10.2 10.2 10.1

Promedio de PendientesLocales [m/m] 0.00244 0.00239 0.00227 0.00213

Tiempo de Retado o “Lag” [hs] 57.6 57.9 57.9 57.4

11.020.0 28.037.0

46.0 55.0 63.0

72.0

Cotas [m]

TG125

11.020.0 28.037.0

46.0 55.0 63.0

72.0

Cotas [m]

TG1000

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 12: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

Evento 17/03/94. Evento 03/04/94. Evento 01/05/94

CALIBRACION Y VALIDACIÓN DEL MODELO PARA TAMAÑO DE GRILLA 125 m

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250

T [hs]

Q [m

³/s] 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20i [

mm

/h]

Hietograma Medio Neto

Observado

Calculado

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

0 50 100 150 200 250 300

T [hs]

Q [m

³/s]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

i [m

m/h

]

Hietograma Medio Neto

Observado

Calculado

0

25

50

75

100

125

150

0 25 50 75 100 125 150

T [hs]

Q [m

³/s]

0

5

10

15

20

25

30

i [m

m/h

]Hietograma Medio Neto

Observado

Calculado

CUENCA DEL ARROYO LUDUEÑA

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

CALIBRACIÓN ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS

Page 13: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO LUDUEÑA

SIMILITUD EN TÉRMINOS DE CAUDALES MÁXIMOS

ESCALAMIENTO DE nv

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

125 250 375 500 625 750 875 1000 1125

TG [m]

RN

² Q

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hs2 mm/h x 20 hs 5 mm/h x 20 hs 8 mm/h x 20 hs17/03/94 03/04/94 01/05/94

ESCALAMIENTO DE ITC

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

125 250 375 500 625 750 875 1000 1125

TG [m]

RN

² Q

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hs2 mm/h x 20 hs 5 mm/h x 20 hs 8 mm/h x 20 hs17/03/94 03/04/94 01/05/94

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 14: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO LUDUEÑA

SIMILITUD EN TÉRMINOS DE ALTURAS MAXIMAS

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

125 250 375 500 625 750 875 1000 1125

TG [m]

RN

² H

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hs2 mm/h x 20 hs 5 mm/h x 20 hs 8 mm/h x 20 hs17/03/94 03/04/94 01/05/94

ESCALAMIENTO DE nv

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

125 250 375 500 625 750 875 1000 1125

TG [m]

RN

² H

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 15 mm/h x 10 hs2 mm/h x 20 hs 5 mm/h x 20 hs 8 mm/h x 20 hs17/03/94 03/04/94 01/05/94

ESCALAMIENTO DE ITC

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 15: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CUENCA DEL ARROYO SALADILLO

1832 46607387101115

Cotas [m]

1832 46607387101115

Cotas [m]

TG250

TG2000

Característica TG250 TG500 TG1000 TG2000

Área [Km²] 3128 3128 3128 3128

Celdas 50048 12512 3128 782

Vinculaciones 99225 24589 6039 1456

Longitud total de cursos [Km] 445.5 437.0 424.0 406.0

Densidad de Drenaje [Km/Km²] 0.142 0.140 0.136 0.130

Pendiente Cursoprincipal [m/Km] 0.547 0.561 0.575 0.577

Z máxima – Z mínimo [m] 97.6 95.5 94.8 94.1

Índice de Rugosidad 13.9 13.3 12.8 12.2

Cap. de almac. en cursos por unidad de long [m³/m] 45.1 45.4 45.8 45.8

Promedio de Pend.Locales [m/m] 0.00342 0.00328 0.00295 0.00235

Tiempo de Retado o “Lag” [hs] 71.2 71.6 72.1 74.4

CARACTERISTICAS DE LA CUENCA

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 16: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

Evento Abril 1986. Evento Marzo 2007.

CALIBRACION Y VALIDACIÓN DEL MODELO PARA TAMAÑO DE GRILLA 250 m

0

200

400

600

800

1000

1200

0 50 100 150 200 250T [hs]

Q [m

³/s]

0

5

10

15

20

25

30

i [m

m/h

]

Hietograma Medio NetoObservadoCalculado

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 50 100 150 200 250T [hs]

Q [m

³/s]

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

i [m

m/h

]

Hietograma Medio NetoObs.- Lim. SuperiorObs.- Lim. InferiorCalculado

CUENCA DEL ARROYO SALADILLO

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

CALIBRACIÓN ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS

Page 17: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

SIMILITUD EN TÉRMINOS DE CAUDALES MÁXIMOS

ESCALAMIENTO DE nv ESCALAMIENTO DE ITC

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250

TG [m]

RN

² Q

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 2 mm/h x 20 hs5 mm/h x 20 hs Abril 1986 Marzo 2007

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250

TG [m]

RN

² Q

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 2 mm/h x 20 hs5 mm/h x 20 hs Abril 1986 Marzo 2007

CUENCA DEL ARROYO SALADILLO

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 18: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

SIMILITUD EN TÉRMINOS DE ALTURAS MAXIMAS

ESCALAMIENTO DE nv ESCALAMIENTO DE ITC

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250

TG [m]

RN

² H

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 2 mm/h x 20 hs5 mm/h x 20 hs Abril 1986 Marzo 2007

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250

TG [m]

RN

² H

3 mm/h x 3 hs 8 mm/h x 3 hs 15 mm/h x 3 hs3 mm/h x 5 hs 8 mm/h x 5 hs 15 mm/h x 5 hs3 mm/h x 10 hs 8 mm/h x 10 hs 2 mm/h x 20 hs5 mm/h x 20 hs Abril 1986 Marzo 2007

CUENCA DEL ARROYO SALADILLO

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 19: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

DISCUSIÓN Y ANALISIS DE LOS RESULTADOSEFECTO DEL TAMAÑO DE GRILLA EN CARACTERÍSTICAS DEL RELIEVE

Aº Santa Catalina Aº Ludueña Aº Saladillo

Área [Km²] 0 % 0 % 0 %

Longitud total de cursos [Km] -4.3 % -5.1 % -8.9 %

Densidad de Drenaje[Km/Km²] -4.3 % -5.4 % -8.5 %

Pendiente media sobre curso principal [m/Km] -1.2 % 0 % +5.5 %

Cota máxima - 1.6 % - 1.3 % - 0.4 %

Cota mínima + 0.1 % + 5.7 % + 16.6 %

Índice de rugosidad -7.4 % -8.8 % -12.2 %

Promedio de pendientes locales - 26.6 % - 12.7 % -31.3 %

0.0000.0030.0070.010

0.014 0.017 0.021

0.024

Pend. [-]

TG1000

TG125

0.0000.0030.0070.010

0.014 0.017 0.021

0.024

Pend. [-]

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 20: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9TGi/TGo

ITC

i/IT

Co

Aº Ludueña

Aº Santa CatalinaA Saladillo

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9TGi/TGo

nvi/n

vo

Aº Ludueña

Aº Santa CatalinaA Saladillo

DISCUSIÓN Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS

SE ENGLOBAN EFECTOS DE AGREGACIÓN Y DE LA DINÁMICA PROPAGATORIA DE CADA CUENCA

RANGO DE VARIACION DE VALORES nvio TG.

RANGO DE CARACTERISTICAS DE LAS CUENCAS ANALIZADAS.

RELACION ADIMENSIONAL MEDIANTE EL ESCALAMIENTO DE nv

A = 135 Km²; S = 3.8‰; Lag = 20 hs

A = 3144 Km²; S = 0.57‰; Lag = 71 hs

RELACION ADIMENSIONAL MEDIANTE EL ESCALAMIENTO DE ITC

A = 3144 Km²; S = 0.57‰; Lag = 71 hs

A = 135 Km²; S = 3.8‰; Lag = 20 hs

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Page 21: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

CONCLUSIONESCaracterísticas del relieve representación más atenuada

En las cuencas estudiadas, con el modelo implementado, para obtener similitud:Incrementar el coeficiente de rugosidad para flujo superficial en valleReducir la pendiente transversal en celda

Escalamiento de ITC a) mejores resultados en caudales máximos y alturas de agua en celdas y b) preserva el significado de nv..

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Importancia de la reproducción de alturas de agua en celdas adecuada representación de procesos acoplados como erosión-sedimentación y transporte de contaminantes.

La conservación del almacenamiento de equilibrio y la forma del hidrograma en “S” método adecuado como para plantear escalamiento de parámetros.

La caracterización de la variabilidad de la morfología y de procesos dentro de la celda es de suma importancia en el modelado hidrológico distribuido basado físicamente para reproducir variables de flujo tales como alturas de agua y velocidades.

El escalamiento de dicha caracterización a nivel de celda es eficiente a la hora de obtener similitud hidrológica entre esquemas con diferentes niveles de detalle.

Parametrización a nivel de celda de los efectos de la morfología del relieve representación más realista del proceso de escurrimiento superficial.

Page 22: RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA …

RELACIONES DE ESCALAMIENTO DE PARÁMETROS PARA DIFERENTES NIVELES DE DISCRETIZACIÓN ESPACIAL EN LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DISTRIBUIDA DEL

ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL EN CUENCAS DE LLANURA

Hernán Stenta (1), Gerardo Riccardi (2) y Pedro Basile(1)

(1) Departamento de Hidráulica y CURIHAM. FCEIyA. U. N. R.(2) CIUNR. Departamento de Hidráulica y CURIHAM. FCEIyA. U. N. R.

Riobamba 245 bis (2000) Rosario, ArgentinaTelefax: +54+341-4808541 – e-mail: [email protected]

CONGRESO NACIONAL DEL AGUA – Resistencia (Chaco)Junio 2011

DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA, ESCUELA DE INGENIERIA CIVILCENTRO UNIVERSITARIO ROSARIO DE INVESTIGACIONES HIDROAMBIENTALES

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERIA Y AGRIMENSURA. UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO.

MUCHAS GRACIAS