Modelos hidráulicos bidimensionales de lluvia directa aplicados al cálculo de eventos hidrológicos

Batanero Akerman, Paloma and Martínez Marín, Eduardo and Martínez González, Ignacio (2015). Modelos hidráulicos bidimensionales de lluvia directa aplicados al cálculo de eventos hidrológicos. In: "JIA 2015, IV Jornadas de Ingeniería del Agua : La precipitación y los procesos erosivos", 20/10/2015-23/10/2015, Córdoba, España. ISBN 978-84-608-3043-6. pp. 475-486.

Description

Title: Modelos hidráulicos bidimensionales de lluvia directa aplicados al cálculo de eventos hidrológicos
Author/s:
  • Batanero Akerman, Paloma
  • Martínez Marín, Eduardo
  • Martínez González, Ignacio
Item Type: Presentation at Congress or Conference (Article)
Event Title: JIA 2015, IV Jornadas de Ingeniería del Agua : La precipitación y los procesos erosivos
Event Dates: 20/10/2015-23/10/2015
Event Location: Córdoba, España
Title of Book: Actas de las IV Jornadas de Ingeniería del Agua : La precipitación y los procesos erosivos
Date: 2015
ISBN: 978-84-608-3043-6
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM)
Department: Ingeniería Civil: Hidráulica, Energía y Medio Ambiente
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Una de las principales preocupaciones a la hora de realizar cualquier proyecto de ingeniería es la adecuada determinación de los hidrogramas de avenida de los cursos de agua que lo afecten. Hoy en día es posible la simulación de modelos hidrológicos complejos de lluvia directa sobre malla 2D de elementos finitos, empleando los avances en cálculo vectorial que ofrece la tecnología CUDA (Arquitectura Unificada de Dispositivos de Cálculo), sin la necesidad de determinar subcuencas y tránsitos (como en HEC-HMS). Con los datos que ofrecen los Modelos Digitales del Terreno GRID del PNOA español (Plan Nacional de Ortofotografía Aérea) con precisión de 5 x 5 m y las Coberturas del Terreno SIG CORINE (Coordinación de Información del Medio Ambiente), que permite la evaluación de la rugosidad del suelo, se tiene la información necesaria para construir fácilmente este tipo de modelos. En este documento se presenta un procedimiento para delimitar fácilmente los cursos de agua principales y disponer en estas zonas un tamaño más pequeño de los elementos de la malla. El método propuesto permite una mejor definición de estas áreas después de unas pocas iteraciones, acelerando por tanto el proceso de construcción del modelo sin comprometer la calidad de los resultados. Para demostrar el método, se modelizaron dos cuencas completas mediante lluvia directa sobre una malla de elementos 2D. Se ensayaron diferentes niveles de precisión (variando el número de elementos) y se incluyeron dos presas, usando los datos del Modelo Digital del Terreno del PNOA. También se completó el cálculo hidrológico de ambas mediante HEC-HMS. En primer lugar se estudió la cuenca del río Zapardiel (cuenca del Duero, con superficie total de 1.450 km2, no presenta regulación artificial, pero sí algunas áreas de almacenamiento naturales). La segunda cuenca ensayada correspondió al río Zújar (cuenca del Guadiana, con superficie total de 8.500 km2, que incluye dos grandes presas: La Serena, con una capacidad de 3.200 hm3 y el Embalse del Zújar, situado aguas abajo de la primera, con un volumen útil de 300 hm3). Los resultados confirmaron que la forma de modelizar clásica con enfoque de subcuencas y tránsitos (tipo HEC-HMS) puede ser reemplazada por simulaciones de lluvia directa sobre malla 2D, por lo tanto reduciendo la incertidumbre inherente en la estimación de tiempos de concentración de subcuencas y parámetros de tránsito. Gracias a la disponibilidad de datos públicos de GRID PNOA y cobertura del terreno CORINE, actualmente es posible construir modelos de mallas de elementos 2D para simular lluvia directa sobre cuenca sin necesidad de costosos levantamientos topográficos. Con el hardware disponible hoy en día en ordenadores de uso general, se puede establecer un límite superior razonable para mallas 2D de 4 millones de elementos, lo que permite la correcta simulación de la lluvia directa en cuencas de hasta 10.000 km2. Para cuencas más grandes, este proceso se podría aplicar de forma repetida a varias zonas más pequeñas o en sucesivas secciones de la cuenca.

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Item ID: 38232
DC Identifier: http://oa.upm.es/38232/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:38232
Official URL: http://www.uco.es/jia2015/
Deposited by: Memoria Investigacion
Deposited on: 27 Oct 2015 11:54
Last Modified: 27 Oct 2015 11:54
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