Importancia de las abstracciones iniciales para la génesis de avenidas en cuencas de montaña

Abstract

RESUMEN: Las avenidas súbitas (flash floods en terminología anglosajona) constituyen uno de los procesos naturales con mayor capacidad de generar riesgo, especialmente en lo que a la afección a la sociedad se refiere. La complejidad de este proceso y su dependencia de diferentes factores relacionados con las características de la cuenca y de la lluvia desencadenante hacen que las avenidas súbitas sean de difícil caracterización. Para ello, resulta imprescindible un adecuado análisis de las abstracciones iniciales (entendiendo por tales aquellos procesos que determinan que una fracción de la lluvia total no contribuya a la escorrentía superficial por: infiltrarse; evapotranspirarse; ser interceptada por la vegetación; quedar almacenada en depresiones de la superficie topográfica). De entre todos estos procesos, cabe destacar el papel de la infiltración a la hora de explicar la ocurrencia de avenidas en cuencas de montaña. Para su caracterización se utilizará el modelo de Green Ampt, el cual depende de las características de la lluvia y de las propiedades físicas del suelo. La aptitud de este método se contrastará calibrando y validando un modelo hidrológico, en el que la generación del hidrograma de escorrentía se simulará utilizando el hidrograma unitario del SCS, mientras que la propagación de la onda de avenida se caracterizará aplicando el método de Muskingum-Cunge. La calibración y validación del modelo se basará en la utilización de una rutina automática basada en la utilización del algoritmo de búsqueda conocido como de gradiente univariado, mientras que la función objetivo a utilizar será el porcentaje de error en la punta del hidrograma. La metodología aquí propuesta se pondrá en práctica en la cuenca torrencial del arroyo Cabrera, afluente del río Alberche por su margen derecha, situada en la Sierra del Valle (estribaciones orientales de la Sierra de Gredos, Sistema Central). En la actualidad esta cuenca cuenta con una red instrumental activa formada por seis pluviómetros y un limnímetro. Esta instrumentación convierte a esta cuenca, con sus 15 km2, en una de las zonas piloto más densamente instrumentadas de España desde un punto de vista hidrometeorológico.

ABSTRACT: Flash floods constitute one of the hazards with the greatest capacity to generate risk, particularly with regard to society. The complexity of this process and its dependende on various factors related to basin and rainfall characteristics make flash floods difficult to characterize. To perform this task it is essential to conduct a proper analysis of the so called 'initial abstractions' (defined as those processes that determine that a fraction of the total rainfall does not contribute to surface runoff by infiltrating, be evapotranspirated, be intercepted by vegetation and be stored on topographic surface depressions). Among all of these processes, infiltration plays a crucial role in explaining the occurrence of floods in mountainous basins. The Green-Ampt model, which depends on the characteristics of rainfall and the physical properties of soil, will be used to characterize these abstractions. The suitability of this method will be contrasted by calibrating and validating a hydrological model, in which the generation of the runoff hydrograph will be simulated using the SCS unit hydrogrpah, while flood wave routing will be characterized using the Muskingum-Cunge method. Calibration and validation of the model will be done with an automatic routine based on the search algorith known as the univariate gradient, while the objective function to be used will be the percentage of error in the flow-peak of the hydrograph. The methodology proposed here will be implemented in the torrential Venero Claro basin, which is a tributary of the Alberche river on its right bank, located in the Sierra del Valle (eastern foothills of the Sierra de Gredos, Spanish Central System). Currently this basin has an active network of six rainfall gauges and one stream gauge. This hydrologic instrumentation makes this 15 km2 basin one of the most desenly instrumented basins from a hydrological and meteorological point of view in Spain.