Aportación de las áreas de drenaje
Balance hídrico mensual
Cada área de drenaje genera una aportación local a partir de la precipitación, la evapotranspiración, la nieve y la superficie drenada.
\[ Q^{contrib}_{i,m} = \frac{ A_i\,C \left( P_{i,m}-ET_{i,m}-r_m\Delta N_{i,m} \right) }{ 1000\,S_m } \]
donde:
- \(Q^{contrib}_{i,m}\): caudal aportado por el área \(i\) durante el mes \(m\), en \(\mathrm{m^3\,s^{-1}}\);
- \(A_i\): superficie del área de drenaje, en \(\mathrm{m^2}\);
- \(C\): coeficiente de escorrentía;
- \(P_{i,m}\): precipitación mensual, en mm;
- \(ET_{i,m}\): evapotranspiración real mensual, en mm;
- \(\Delta N_{i,m}\): cambio mensual del almacenamiento de nieve;
- \(r_m\): factor de conversión de nieve a equivalente de agua;
- \(S_m\): duración del mes, en segundos;
- el factor \(1000\) convierte milímetros en metros.
Evapotranspiración
La evapotranspiración potencial mensual se calcula mediante el método de Thornthwaite a partir de la temperatura media mensual:
\[ PET_m = 16 \left( \frac{10T_m}{I} \right)^a K_m \]
donde:
\[ I=\sum_{m=1}^{12} \left( \frac{T_m}{5} \right)^{1.514} \]
y:
\[ a = 6.75\times10^{-7}I^3 - 7.71\times10^{-5}I^2 + 1.792\times10^{-2}I + 0.49239 \]
\(K_m\) corrige el resultado según la duración del día y el número de días del mes.
La PET representa la demanda evaporativa de la atmósfera si hubiera suficiente agua. No es necesariamente la cantidad de agua que la cuenca evapotranspira realmente.
Para cada uso del suelo \(u\), la evapotranspiración real se calcula mediante una formulación dependiente de la precipitación, la PET y un coeficiente de vegetación1:
\[ ET_{i,m} = \sum_u f_{i,u} \, P_{i,m} \, \frac{ 1+w_u\frac{PET_{i,m}}{P_{i,m}} }{ 1+w_u\frac{PET_{i,m}}{P_{i,m}} +\frac{P_{i,m}}{PET_{i,m}} } \]
donde:
- \(f_{i,u}\): proporción del uso del suelo \(u\) dentro del área \(i\);
- \(w_u\): coeficiente de evapotranspiración del uso del suelo;
- \(P_{i,m}\): precipitación mensual;
- \(PET_{i,m}\): evapotranspiración potencial.
Coeficientes según el uso del suelo
| Uso del suelo | \(w_u\) |
|---|---|
| Agua | 0 |
| Suelo urbano y superficies impermeables | 0 |
| Bosque y plantaciones arbóreas | 1,75 |
| Prados y pastos naturales | 1,00 |
| Cultivos de secano | 0,75 |
| Cultivos de regadío | 1,50 |
Los valores más elevados representan una mayor capacidad de la vegetación para utilizar el agua disponible.
El modelo representa el efecto de los usos del suelo sobre la evapotranspiración de forma agregada. No simula explícitamente la humedad del suelo, el enraizamiento ni el crecimiento de la vegetación.
Notas
Mas-Pla, J. et al. (2016). «Recursos hidrològics». En Tercer informe sobre el canvi climàtic a Catalunya, pp. 161–188↩︎