Efectos de la discretización en la simulación de escorrentía urbana

Abstract

Artículo recibido el 7 de abril de 2005, recibido en forma revisada el 21 de julio de 2005 y aceptado para publicación el 13 de diciembre de 2005. Pueden ser remitidas discusiones sobre el artículo hasta seis meses después de la publicación del mismo siguiendo lo indicado en las "Instrucciones para autores". En el caso de ser aceptadas, éstas serán publicadas conjuntamente con la respuesta de los autores. INTRODUCCIÓNEl rápido avance en la disponibilidad, velocidad de cálculo y capacidad de memoria de las computadoras ha generalizado la aplicación de los denominados modelos distribuidos en lugar de los modelos agregados. Esto es particularmente importante en hidrología urbana ya que, a diferencia de muchos sistemas rurales, los sistemas urbanos se caracterizan por ser distribuidos. Es decir, los sistemas urbanos presentan una fuerte variabilidad de los parámetros que los caracterizan como son el uso del suelo, la pendiente, la rugosidad, etc.Este cambio de la herramienta de simulación refleja el propósito de aumentar la precisión de los resultados y de mejorar la capacidad para describir los fenómenos físicos que intervienen en el proceso de transformación precipitación-escorrentía. Resumen:La urbanización produce un fuerte impacto sobre las respuestas hidrológicas de las cuencas. El incremento de la impermeabilidad aumenta notablemente los escurrimientos superficiales. Para evacuar los excedentes pluviales urbanos, se diseñan y construyen sistemas de drenaje, utilizando modelos matemáticos que permiten realizar los cálculos de diseño, operación y planificación de tales sistemas. El avance de la informática ha generalizado la aplicación de la modelación distribuida, lo que supone una mejora de la descripción de los fenómenos que participan en la transformación lluvia-escorrentía. Sin embargo, incorpora una incertidumbre relacionada con la elección del tamaño de la discretización superficial apropiada para la simulación. Este trabajo examina los efectos de la discretización espacial sobre la simulación del escurrimiento en una red de conductos pluviales, analiza la variación del parámetro de calibración W para diferentes escalas espaciales de una cuenca urbana y propone criterios para elegir la mayor escala espacial que satisfaga una precisión deseada en los resultados. Para ello se realizaron ensayos numéricos con el modelo SWMM sobre una cuenca urbana teórica y sobre una cuenca urbana experimental. A partir de los resultados obtenidos, se observa que la escala espacial influye en los resultados de la simulación con el modelo SWMM. La red de drenaje adiciona almacenamiento al sistema, atenuando y retardando los caudales pico. A medida que aumenta la escala una parte de la red es removida y en consecuencia se empuntan los hidrogramas y se anticipan los picos. Para que el modelo represente, a una escala mayor, una función de respuesta similar a la obtenida con la escala de detalle, es necesario compensar la pérdida de almacenamiento. Para ello, se debe reducir el ancho total de la cuenca, es decir, aumentar la lon...