Modelo hidrológico de simulación lluvia - escorrentía con el método de elementos finitos y ArcGIS

Abstract

En este trabajo de investigación se presenta un modelo hidrológico distribuido de transformación lluvia-escorrentía a través de la solución numérica espacial y temporalmente de la ecuación de Saint-Venant en derivadas parciales de continuidad y momentum en su forma simplificada de onda cinemática que gobierna el proceso hidrológico, mediante el enfoque de Galerkin del Método de Elementos Finitos (MEF) y el Sistema de Información Geográfica (SIG). El modelo distribuido fue desarrollado a través de la integración de tres sub modelos: Modelo de escorrentía superficial, modelo de infiltración y el modelo de flujo en canal. En el modelo de onda cinemática del proceso lluvia-escorrentía para el flujo superficial en la cuenca el caudal lateral es igual a la diferencia entre las tasas de precipitación e infiltración y el flujo en el canal se toma como un flujo por unidad de ancho del plano. El código numérico se desarrolló en MATLAB y se hace una aplicación práctica a la cuenca del río Cachi en la región Ayacucho, utilizando los datos de precipitación máxima en 24 horas administradas por SENAMHI. Los parámetros de entrada, mapas digitales, discretización en elementos finitos, rugosidad de Manning y pendiente de la cuenca se hace mediante el Sistema de Información Geográfica.