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Modelo matemático determinístico para pronóstico de crecientes en cuencas rurales
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Modelo matemático determinístico para pronóstico de crecientes en cuencas rurales

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ART-1994-01-04



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  • Daniel Francisco Campos Aranda

Inicialmente se exponen las ideas fundamentales sobre los pronósticos y avisos hidrológicos, continuando con una descripción general de los modelos matemáticos, misma que sirve como marco de referencia a la presentación sucinta de las características generales del modelo que se describe. En seguida se detalla el proceso de infiltración y su algoritmo de simulación, incluyendo el planteamiento propuesto para el calibrado de éste. Posteriormente se explican el concepto de hidrograma unitario y su formulación matemática, se exponen las técnicas de identificación de sus ordenadas por minimos cuadrados y por medio de programación no lineal. Se justifica la discretización de las cuencas, como antecedente a la necesidad de transitar crecientes en cauces y embalses, describiendo los procedimientos que fueron empleados en el modelo. Se prosigue con una exposición muy breve de los procedimientos de estimación del gasto base, hidrogramas unitarios Sintéticos, tormentas hipotéticas y algoritmo de optimización de programación no lineal de múltiples variables restringidas. Habiendo expuesto los aspectos teóricos del modelo, se detalla su integración y se describen las validaciones y aplicaciones realizadas, tanto en cuencas no discretizadas como en aquéllas constituidas por varias subcuencas. Finalmente se citan las principales ventajas y limitaciones del modelo, en relación con su uso extensivo, mencionando las acciones necesarias para que este tipo de herramientas de la hidrología deterministica sean aplicables en nuestro país en un futuro próximo.

Palabras clave: modelación, pronósticos, crecientes, infiltración, hidrogramas unitarios, discretización de cuencas, optimización.


A Deterministic Mathematical Model to Forecast Floods in Rural Basins

The fundamental ideas about the hydrological warnings and forecast are given at the beginning, with a general description of the mathematical models. These are the framework to .the brief presentation of general characteristics of the described model. The infiltration process and the simulation algorithm are related in defail, including the proposed approach for their calibration. The unit hydrograph concept and the mathematical formulation are also given, with the ordinates identification techniques by least squares and non-linear programming. The watersheds subdivision is justified and the necessity of hydrologic routing of floods in reservoirs and rivers is emphasized; the algorithms used in the model are described. Lastly, the estimation procedures of base flow, synthetic unit hydrographs, hypothetical storms and multivariable constrained non-linear optimization algorithm are described. All the above are the theoretical aspects of the model; their integration, validation an applications in complete and subdivided watershed are related in detail. The main advantages and limitations of the model are given, in relation to their extensive use. Suggestions are made to adapt this type of deterministic hydrological tool for use in Mexico.

Key words: modeling, forecasting, floods infiltration, unit hydrographs, subasins, optimization.