Listado de Símbolos

Tesis Doctoral: “Efectos de Escala sobre la Simulación del Flujo de Agua Superficial
en Áreas Urbanas Usando Modelos Basados en la Onda Cinemática”
Glosario y Listado de Símbolos
G.1
Glosario
Agregación (“up-scaling”): proceso de pasaje de descripciones de procesos (modelos) o variables
de una escala menor a otra mayor (Blöshl et al., 1997).
Agregación geométrica: modificación de la longitud típica de los planos de escurrimiento con el
aumento de escala.
Agregación de procesos: remoción de cunetas, canales y conductos de menor jerarquía con el
aumento de escala.
Almacenamiento de equilibrio: volumen de agua en tránsito hacia la salida, sobre la superficie de
una cuenca impermeable, bajo una lluvia espacial y temporalmente uniforme, cuando se ha
alcanzado el equilibrio cinemático (Wu et al., 1978).
Cuencas urbanas pequeñas: cuencas cuya superficie es menor a 250 ha o su tiempo de
concentración es inferior a 1 h (American Society of Civil Engineers, 1992).
Desagregación (“down-scaling”): proceso de pasaje de descripciones de procesos (modelos) o
variables de una escala mayor a otra menor (Blöshl et al., 1997).
Dispositivos en la fuente (“on site”): cuando el área de aportes es de pocas hectáreas,
usualmente diseñados para controlar las tormentas intensas y de corta duración que generan
caudales máximos. El volumen de escorrentía de tales tormentas es algo pequeño y el tiempo de
detención es relativamente corto.
Dispositivos de detención o “secos”: reservorios que originan un almacenamiento temporario del
agua, la que es usualmente liberada por una salida controlada por su sección de paso (en general
sin compuertas ni válvulas). Las estructuras que liberan el almacenamiento en un período mayor
de 12-36 h pueden servir, además, para propósitos de calidad de agua (American Society of Civil
Engineers, 1992) .
Dispositivos regionales (“downstream storage”): cuando el área de aportes es de decenas a
cientos de hectáreas. Estos proveen un mayor almacenamiento y períodos de liberación del agua
más prolongados.
Dispositivos de retención o “húmedos”: reservorios que originan un almacenamiento de agua sin
salida de caudal o con una salida regulada, tal que todo o una porción del hidrograma de entrada
es almacenado por un período prolongado.
Drenaje dual: sistema de drenaje con componentes superficiales (cordones cuneta, cunetas y
canales) y subterráneos (conductos cerrados), vinculados por sumideros.
Duración de lluvia adimensional: relación entre la duración de la lluvia en exceso y el tiempo de
equilibrio del plano (Julien et al., 1990).
Escala: longitud o tiempo característico de un proceso, observación o modelo (Bloschl et al.,
1995). En esta Tesis, específicamente es la longitud promedio de los planos de escurrimiento de
un esquema de modelación.
Escala agregada: longitud media de los planos de escurrimiento mayor a la de detalle, tal que es
necesario el escalamiento de parámetros.
Ing. Raúl A. Pedraza
Tesis Doctoral: “Efectos de Escala sobre la Simulación del Flujo de Agua Superficial
en Áreas Urbanas Usando Modelos Basados en la Onda Cinemática”
Glosario y Listado de Símbolos
G.2
Escala de detalle: longitud media de los planos de escurrimiento suficientemente pequeña, tal que
los coeficientes de rugosidad N de tablas pueden aplicarse directamente ( L ED ≤ 25m
aproximadamente).
Escalamiento: transferencia de información a través de escalas (Blöshl et al., 1997).
Flujo en canal: flujo de agua con una superficie libre en un cauce natural o artificial (curso de agua)
(UNESCO-WMO, 2001).
Flujo superficial: flujo de agua sobre la superficie del terreno antes de alcanzar un cauce definido
(UNESCO-WMO, 2001).
Longitud de equilibrio: longitud máxima que debe tener un plano de escurrimiento para alcanzar la
condición de equilibrio completo con el evento en estudio.
Número de Reynolds: relación adimensional entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas.
Número de Froude: relación adimensional entre las fuerzas de inercia y las gravitatorias.
Razón de longitud: relación entre la longitud del plano equivalente (EA) y la longitud media de los
planos de ED.
Razón de rugosidad: relación entre la rugosidad efectiva del plano de EA y la rugosidad promedio
de los planos de ED.
Relación de similitud: función que relaciona los parámetros adimensionales de escalamiento E R
y E L , en la forma E R = f (E L ) .
Rugosidad para flujo superficial: parámetro hidráulico de rugosidad para flujo superficial.
Rugosidad efectiva o computacional: parámetro computacional del plano equivalente (EA) que
permite conservar S eq , de modo que los hidrogramas simulados con EA y ED sean similares.
Similitud hidrológica: semejanza entre los hidrogramas simulados con esquemas de modelación
de distinta escala.
Sistema de aguas pluviales: sistema de drenaje que capta y conduce las aguas pluviales
procedentes de calles, cubiertas y otras fuentes. No incluye aguas residuales.
Sistema separativo o sanitario: sistema de drenaje que capta y conduce las aguas residuales de
origen doméstico, comercial, industrial e institucional.
Sistema unitario: sistema de drenaje que capta y conduce aguas residuales y pluviales.
Tiempo de equilibrio: tiempo requerido por una onda infinitesimal para trasladarse desde la
cabecera de un segmento (plano o canal) o cuenca hasta la sección de salida, para un caudal
lateral constante.
Tiempo de retardo: diferencia entre los centros de gravedad (momentos de primer orden) del
hidrograma de escurrimiento, M1Q y del hietograma de lluvia, M1P.
Ing. Raúl A. Pedraza
Tesis Doctoral: “Efectos de Escala sobre la Simulación del Flujo de Agua Superficial
en Áreas Urbanas Usando Modelos Basados en la Onda Cinemática”
Glosario y Listado de Símbolos
G.3
Listado de Símbolos
A: área mojada.
A : área media de planos.
A p : área del plano de escurrimiento o parcela.
A a : área de aporte a una sección.
B: ancho superficial del flujo.
C: coeficiente de Chezy.
Co: celeridad de la onda cinemática.
D: diámetro de la tubería.
D cc : densidad de cunetas.
D co : densidad de conductos subterráneos.
EA: escala agregada.
EAG: efecto de agregación geométrica.
EAN: efecto de agregación neto.
EAP: efecto de agregación de procesos.
ED: escala de detalle.
E e : error estándar.
E f : coeficiente de eficiencia.
E L : razón de longitud.
E R : razón de rugosidad.
E r Qp : error relativo del caudal pico.
E r Tp : error relativo del tiempo al pico.
Er V : error relativo del volumen escurrido.
F: lámina infiltrada entre los tiempos ta y tp.
f: factor de fricción de Darcy-Weisbach.
fc: capacidad de infiltración final.
Fr: número de Froude.
g: aceleración de la gravedad.
h f : pérdida de carga en una tubería.
i: intensidad de lluvia en exceso.
Ia : pérdida de escurrimiento inicial del método CN (SCS).
ill: intensidad de lluvia observada.
I : caudal de entrada medio en el intervalo.
k: número de flujo cinemático.
ks: tamaño teórico de granos de arena de resistencia equivalente a la observada en el canal.
L: longitud del plano.
L : longitud media de planos.
Lc: longitud del canal receptor.
L e : longitud de equilibrio.
L ED : longitud media de los planos de ED.
L EA : longitud del plano equivalente de EA.
m : coeficiente cinemático del plano.
mc: coeficiente cinemático del canal.
M1P : momento de primer orden del hietograma de lluvia en exceso.
M1Q : momento de primer orden del hidrograma de escurrimiento.
n: coeficiente de rugosidad de Manning para flujo en cauces.
Ing. Raúl A. Pedraza
Tesis Doctoral: “Efectos de Escala sobre la Simulación del Flujo de Agua Superficial
en Áreas Urbanas Usando Modelos Basados en la Onda Cinemática”
Glosario y Listado de Símbolos
G.4
N: coeficiente de rugosidad para flujo superficial.
*
N* ó NEA
: rugosidad efectiva o computacional.
Np : cantidad total de planos del esquema topológico.
P: láminas precipitada entre los tiempos ta y tp.
PE : plano equivalente.
q: caudal específico (por unidad de ancho del plano).
Q : caudal.
Q: lámina escurrida entre los tiempos ta y tp.
Q : caudal de salida medio en el intervalo.
Q*: caudal adimensional.
q e : caudal específico de equilibrio.
R: radio hidráulico.
Re: número de Reynolds.
S: déficit potencial del método CN (SCS).
S cc : almacenamiento en cunetas/canales.
S co : almacenamiento en conductos.
S eq : almacenamiento de equilibrio.
S f : pendiente de la línea de energía.
S p : almacenamiento en planos de escurrimiento.
St: almacenamiento de detención.
S 0 : pendiente de fondo.
t: tiempo.
T: período de onda.
t*: tiempo adimensional, relación entre el tiempo y el tiempo de equilibrio.
ta: tiempo de inicio del encharcamiento.
t c : tiempo de equilibrio del canal.
t e : tiempo de equilibrio de la cuenca.
t f : tiempo final de la lluvia.
t L : tiempo de retardo.
t L obs : tiempo de retardo calculado a partir del hietograma e hidrograma observados.
t p : tiempo de equilibrio del plano.
t r : duración de la lluvia en exceso.
t r* : duración de lluvia adimensional.
t 0 : tiempo inicial.
V: velocidad del flujo.
v : velocidad media.
Vn: velocidad del flujo normal a la salida del plano en el equilibrio.
Vd: pérdida de escurrimiento en depresiones.
W: ancho del plano.
x: distancia en el sentido del flujo.
x 0 : distancia inicial.
y: tirante.
y eq : tirante de equilibrio a la salida del plano.
yn: tirante normal a la salida del plano en el equilibrio.
y : tirante medio.
Ing. Raúl A. Pedraza
Tesis Doctoral: “Efectos de Escala sobre la Simulación del Flujo de Agua Superficial
en Áreas Urbanas Usando Modelos Basados en la Onda Cinemática”
Glosario y Listado de Símbolos
G.5
y 0 : tirante inicial.
α : coeficiente cinemático del plano.
αc: coeficiente cinemático del canal.
∆S : variación del volumen almacenado.
∆S cc : variación entre dos escalas del almacenamiento en cunetas.
∆S co : variación entre dos escalas del almacenamiento en conductos.
∆x : incremento de longitud entre dos secciones consecutivas.
∆t : intervalo de tiempo.
ε: rugosidad relativa.
µ: viscosidad del fluido.
Ω: parámetro para verificar condición de flujo turbulento.
τ: tensión de corte del flujo laminar.
τ o : período de onda adimensional.
ν: viscosidad cinemática del agua.
Ing. Raúl A. Pedraza