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FORMULACIÓN DE HIDROGRAMAS
UNITARIOS CON BASE FÍSICA PARA LA
MODELACIÓN DEL ESCURRIMIENTO
PLUVIAL
ENERO, 2013
PRESENTA:
ING. JOSÉ ANTONIO QUEVEDO TIZNADO 1
DR. NABIL MOBAYED KHODR 2
ENCUENTRO INTERNACIONAL DE MANEJO DEL RIESGO POR INUNDACIONES
División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Ingeniería.
Universidad Autónoma de Querétaro.
1 tonio_kv2@yahoo.com.mx, 2 nabil@uaq.mx
MODELOS HIROLÓGICOS LLUVIA - ESCURRIMIENTO
Un modelo adecuado de la relación entre precipitación y escurrimiento
permite hacer una buena estimación de los escurrimientos en una
cuenca, puede ser utilizado en el diseño de obras para controlar
inundaciones, hacer pronósticos oportunos, operar obras existentes y
emitir alarmas para movilizar a la población asentada en zonas de
riesgo (Domínguez et al., 2008).
- Integración de procesos
- Acoplamiento con SIG
- Método de análisis de los
fenómenos involucrados
Figura 1 y 1.a Plataformas de
algunos Modelos Hidrológicos
2
Figura 2.- Conceptualización de los procesos
hidrológicos en algunos modelos Lluvia-
Escurrimiento (tomada de Sánchez, 2010).
- Método del SCS (1971)
- HU de Haan (1994)
- HU de Mobayed (2001)
- HU de Clark (1945)
- HU del SCS (1971)
- H. de Sánchez B. - Gracia (1997)
- Convección – Difusión
(Diskin y Ding, 1994 )
- Método de Muskingum
(McCarthy, 1938; USACE 2000)
ESQUEMA DE MODELOS LLUVIA - ESCURRIMIENTO
3
MODELO HIDRAS
Procesamiento
de MDE y MDT
Hietograma
Precipitación
Efectiva (Pe)
Transformación de Pe
en Escurrimiento
Directo
Tránsito
Avenidas
(Flujo 1D,
Modelo A-D)
Figura 3.- Plataforma RHiD, integra diferentes modelos del proceso
lluvia – escurrimiento.
4
Arroyo de calle
Área tributaria
Terraplén
Celda de 10x10 m
MODELO DISTRIBUIDO DE ESCORRENTÍA
- Genera hidrogramas de
salida (Qj) por cada tramo j
de la red; los acumula en las
confluencias y los transita
hacia aguas abajo
0)](exp1[ Ca
aC F
LCD )5.0(
j
k
kjkj tuIQ1
1)(
tD
tCL
tD
Ltu
4
)(exp
4)(
2
3
Tiene que ver
con el traslado …
Tiene que ver con
la atenuación …
Ia
• SIN REGULACIÓN
5
MODELO DISTRIBUIDO DE ESCORRENTÍA
• CON REGULACIÓN (EFECTO DE INUNDACIÓN)
0
0 CA
I
T
AgC
h
MAXh
F
Si cambia la sección, se modifica
C (retardo) y D (atenuación) …
6
MODELO DISTRIBUIDO DE ESCORRENTÍA
• CON REGULACIÓN (EFECTO DE INUNDACIÓN)
7
)()()( tQptQstQ AAA
)()()( tQptQstQ BBB
)()()()( 2 tQtQtQQ BAAB
ESTUDIO DE CASO
Unidad de Escurrimiento
Cerro Blanco (Chiapas)
Cuenca del río Mixcoac
(Valle de México)
Cuenca del Dren Norte
(Santiago de Querétaro)
Figura 4.- Microcuenca Cerro Blanco, perteneciente a la cuenca
del río de la Sierra, Chiapas, México.
Figura 5.- Cuenca del río Mixcoac, localizada en la delegación
Alvaro Obregón, Distrito Federal.
8
Cuenca del Dren Norte
(Santiago de Querétaro)
0
1
2
3
4
5
6
7
Cuenca del río Mixcoac
(Valle de México)
Figura 6.- Zonas de inundación del evento de lluvia, de acuerdo
con información de Protección civil del Estado.
Unidad de Escurrimiento
Cerro Blanco (Chiapas)
CONCLUSIONES
9
Modelos Lluvia - Escurrimiento y
toma de decisiones.
Desarrollo de Investigación
con modelos experimentales.
Información, bases de datos.
BIBLIOGRAFÍA
11
Clark, C.O. 1945. Storage and the unit hydrograph. Transactions, ASCE, 110, 1419-
1446.
Diskin M. y Ding Y. 1994. Channel routing independent of length subdivisión. Water
Resources Research, 30–5.
Domínguez, M.R., G. Garduño, A. Baldemar, A. Mendoza, M.L. Arganis y E. Carrioza,
2008. Manual del Modelo para pronóstico de escurrimiento. UNAM, México.
Haan, C. T., B.J. Barfield y J.C.Hayes. 1994. Desing Hidrology and sedimentology for
small catchments. Academic Press, N.Y.
Mobayed K. N. 2001. Modelo distribuido de lluvia-escorrentía basado en el manejo de
variables georeferenciadas y el escalamiento fisiográfico de cuencas. Tesis doctoral, UNAM,
México.
Sánchez, B. y J.L. Gracia. 1997. Método para determinar Hidrogramas de Salida en
cuencas pequeñas. Series del Instituto de Ingeniería, N° CI-1, UNAM, México.
Sánchez, F.J. 2010. HEC-HMS. Manual básico. Departamento de Geología,
Universidad de Salamanca. España. http://web.usal.es/javisan/hidro.
BIBLIOGRAFÍA
12
Soil Conservation Service (SCS), 1964, 1971, 1986. Hydrology, SCS National
Engineering Handbook. U. S. Department of Agriculture, Washington D. C.
US Army Corps of Engineers (USACE). 2000. Hydrologic Modeling System HEC-
HMS, Technical Reference Manual. Hydrologic Engineering Center, EUA.