Universidad Nacional de La Pampa

Secretara de Investigacin y Posgrado

Maestra en Recursos Hdricos

CURSO: MODELACIN HIDROLGICA SUPERFICIAL Docente: Dr. Pablo F. Dornes Duracin (horas): 60

Fundamentacin El uso de modelos hidrolgicos es esencial para la prediccin de la respuesta de los sistemas hidrolgicos. Desde un punto de vista cientfico, la importancia de los modelos matemticos radica en la posibilidad de representar la generacin de escorrenta y el movimiento del flujo superficial en todos sus componentes, y as contribuir al conocimiento del sistema hidrolgico. Por otro lado en el mbito tcnico, es una herramienta fundamental para la prediccin hidrolgica bajo diferentes escenarios.

Objetivos El objetivo del curso es el iniciar a los participantes en las herramientas numricas de modelacin, con especial nfasis en la aplicacin prctica. De esta manera se ha estructurado el curso de forma que el participante pueda adquirir, en un corto perodo de tiempo, un manejo razonable de cualquier programa de simulacin y sea capaz de reducir y o contemplar la incertidumbre predictiva.

Programa del curso Mdulo 1: Introduccin a la Simulacin Hidrolgica Ciclo hidrolgico. Componentes del ciclo hidrolgico. Concepto de sistema. Teorema de Transporte de Reynolds. Ecuaciones de continuidad y de momentum. Clasificacin de flujos. Tipos de modelos. Modelos determinsticos y estocsticos, distribuidos y agregados, estacionarios o transitorios. Modelos conceptuales, empricos y de base fsica. Conceptualizacin, variables y parmetros. Estrategias de modelizacin. Mdulo 2: Descripcin de Procesos y Algoritmos Precipitacin. Tormenta de diseo. Balance de energa. Evaporacin y Evapotranspiracin. Thornthwaite, Penman, Priestley-Taylor. Infiltracin. Ecuacin de Horton. Mtodo del SCS. Mtodo de Green y Ampt. Flujo en la zona no saturada. Almacenamiento superficial e intercepcin. Mecanismos de generacin de escorrenta. Anlisis de hidrogramas. Flujo encauzado en superficie. Propagacin de ondas de crecida. Mtodos hidrolgicos e hidrulicos. Mtodo de Puls. Mtodo de Muskingum. Ecuaciones de Saint Venant. Simplificacin cinemtica. Mtodo de Muskingum-Cunge. Modelos numricos. Esquemas explcitos e implcitos. Aplicaciones prcticas.

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Mdulo 3: Modelos de Eventos y Conceptuales Modelos agregados y lineales. Funcin respuesta de sistemas lineales. Hidrograma Unitario. Hidrogramas unitarios sintticos. HUS de Clark, de Snyder y del SCS. Modelos precipitacin-escorrenta. Modelos agregados no lineales. Modelo distribuidos no lineales. Modelo de onda cinemtica. Prctica. Empleo de programas. Mdulo 4: Modelos Continuos y de Base Fsica. Modelos determinsticos semidistribuidos y distribuidos. Estrategias para la representacin de la heterogeneidad espacial. Mtodos de agregacin. Desarrollo de modelos hidrolgicos en entornos SIG. Ejemplo y descripcin de modelos. Prctica. Empleo del modelo HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System). Clculo de abstracciones, de escorrenta de subcuencas, del flujo base, de escorrenta directa y total. Anlisis de efectos bajo distintos escenarios. Mdulo 5: Anlisis de resultados e Incertidumbre Problemas de escala. Anlisis de incertidumbre en observaciones, en la representacin de procesos y en la representacin del paisaje. Incertidumbre predictiva. Complejidad y disponibilidad de datos. Estrategias de calibracin. Calibracin, validacin y simulacin. Parmetros ptimos. Concepto de equifinalidad. Parmetros efectivos. Mecanismos de evaluacin: La evaluacin consistir de dos instancias de aprobacin: a) Examen integrador de los contenidos conceptuales desarrollados durante el curso. b) Elaboracin de un trabajo final que incluya la modelacin de un sistema hidrolgico propuesto por el alumno. Condiciones para tomar el curso: Los alumnos debern tener aprobado el curso Elementos de Hidrologa I y II. Bibliografa: Bedient, P, Huber, W., and B. Vieux. 2008. Hydrology and Floodplain Analysis. 4th Edition. Prentice Hall. Upper Saddle River. 795 p.

Beven, K. J. 2001. Rainfall-Runoff Modelling: The Primer. John Wiley & Sons. Chichester, 372 p.

Chow, V. T, Maidment, D., y L. Mays. 1994. Hidrologa Aplicada. McGraw-Hill Interamericana. Bogot. 584 p.

Chow, V. T. 1994 Hidrulica de Canales Abiertos. Mc Graw Hill Interamericana. Bogot. 667 p.

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Dingman, S. L. 2002. Physical Hydrology. 2nd. Edition. Prentice Hall. Upper Saddle River. 600 p.

Linsley, R. K., Kohler, M. A., y J. L. H. Paulhus.1982. Hidrologa para Ingenieros. 2da Edicin. Mcraw-Hill. Mexico. 386 p.

Maidment, D. R. 1993. Handbook of Hydrology. Mc-Graw-Hill. New York. 1400 p.

Orsolini, H., Zimmermann, E. D., y P. Basile. 2009. Hidrologa: Procesos y Mtodos. 3ra. Edicin. UNR Editora. Rosario. 248 p.

Sing, V. P. and D. K. Frevert. 2006. Watershed Models. Taylor & Francis Group. Boca Raton. 653 p.