Modelo matemático para simulación numérica espacio-temporal de intensidades de lluvia en episodios torrenciales de carácter convectivo

Abstract

Los modelos hidrológicos distribuidos requieren como entrada registros de lluvia de alta resolución, esto hace que exista un especial interés por la disponibilidad de modelos espacio-temporales de lluvia, los cuales son capaces de generar, mediante simulación numérica, campos de intensidad de precipitación muy realistas. Cuando se trata de simular eventos de marcado carácter convectivo (de la clase de episodios que causan sistemáticas inundaciones en zonas como las del mediterráneo español), los modelos espacio-temporales más realistas y los que mejor se adaptan, son los basados en procesos de punteo. Estos modelos consideran la celda de lluvia como elemento fundamental. En esta tesis, tras una revisión detallada de la literatura, se ha desarrollado un modelo que incorpora nuevas características relevantes a la hora de describir el proceso de precipitación. Estas nuevas características incluyen una función mejorada para el nacimiento de celdas en el tiempo (capaz de adaptarse a las distintas formas que presenta la curva normalizada acumulada a lo largo del episodio) y una función tipo gamma para representar la evolución temporal de la intensidad de la celda de lluvia, la cual describe de una forma realista las distintas fases por las que atraviesa una celda de lluvia convectiva: crecimiento, madurez y finalmente un decaimiento gradual. Así mismo, se han obtenido las expresiones teórias de los momentos de primer y segundo orden, las cuales permiten estimar los parámetros del modelo y, por tanto, su uso en el contexto de las aplicaciones hidrológicas. Los siete parámetros de los que consta el modelo se han estimado, por el método de los momentos, para treinta episodios registrados por el SAIH (Sistema Automático de Información Hidrológica) de la Confederación Hidrológica del Júcar (Valencia-España) durante los años 1991-2000. Estos episodios se detallan, tanto desde el punto de vista meteorológico como desde el punto de vista de los efectos ocasionales, en un apéndice