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Assessing the impact of travel time formulations on the performance of spatially distributed travel time methods applied to hillslopes

Año: 2014
Categoría: Modelación hidrológica

Autores: Vicente Zuazo, Jorge Gironás, Jeffrey D. Niemann

Revista: Journal of Hydrology 519 (2014) 1315–1327

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Abstract

Los modelos lluvia-escorrentía son herramientas valiosas para simular la respuesta hidrológica de una cuenca hidrográfica. En los últimos años, los métodos del Tiempo de Viaje Distribuido Espacial (SDTT, Spatially Distributed Travel Time,por sus siglas en ínglés) se han desarrollado como una alternativa a los modelos distribuidos y semi distribuidos. En estos métodos, los tiempos de recorrido de las celdas de rejilla se suman a lo largo de trayectos de flujo y luego se complejizan para generar el hidrograma en la salida.

Algunos aspectos de estos modelos siguen siendo mal entendidos, incluyendo las implicaciones de las diferentes formulaciones de tiempo de viaje, la medida en que los modelos SDTT toman en cuenta la interacción entre células, los efectos de la resolución de la celda de cuadrícula y la validez de la onda cinemática (KW) Supuestos en este contexto. En este estudio se utiliza un enfoque analítico, así como un modelo SDTT para investigar la importancia de considerar las contribuciones de aguas arriba en el cálculo de los tiempos de viaje de las células y su influencia en el tiempo calculado de concentración y la forma general del hidrograma. También analizamos el efecto de la resolución del terreno sobre el rendimiento de los modelos SDTT. Por último, se estudia la validez de los supuestos KW cuando los modelos SDTT se aplican a un plano. Los resultados muestran que la consideración de las aportaciones ascendentes al calcular los tiempos de viaje produce mejores resultados, aumentando el coeficiente de eficiencia modificado de los hidrogramas simulados de 0,24 a 0,81 en el mejor de los casos. Cuando se utiliza una expresión de tiempo de viaje que descuida contribuciones de aguas arriba, tamaños de celdas más finas reducen la precisión del tiempo de concentración y el hidrograma simulado, disminuyendo la eficiencia de 0,5 a -0,02 en el peor de los casos. Finalmente, la aproximación KW se aplica al plano independientemente de la resolución de la celda de rejilla cuando se consideran las aportaciones aguas arriba en el modelo SDTT para una amplia gama de pendientes y coeficientes de rugosidad.

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