GUÍA PARA EL PROGRAMA INFORMÁTICO MODIPÉ

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1 GUÍA PARA EL PROGRAMA INFORMÁTICO MODIPÉ Andrés Martínez de Azagra Paredes Catedrático de Hidráulica e Hidrología Forestal Dr. Ingeniero de Montes Unidad Docente de Hidráulica e Hidrología E.T.S. de Ingenierías Agrarias (Universidad de Valladolid) Edificio Yutera Avenida de Madrid, Palencia (España) correo electrónico: [email protected] Este trabajo ha sido financiado por la Dirección General para la Biodiversidad en el ábito de su proyecto LUCDEME (Lucha contra la Desertificación en el Mediterráneo).

2 ÍNDICE 1. Introducción 2 2. Guía rápida Instalación Funcionaiento 5 3. Manual de usuario Finalidad Características generales Instalación y fora de ejecución Organigraa Datos de entrada Secuencia general del prograa Ecuaciones del odelo Hipótesis y liitaciones del odelo Salida de resultados Ejeplo práctico Coentario sobre los resultados Sistea de ayudas y avisos Método de los aguaceros virtuales Relación de síbolos Referencias bibliográficas Página Web 46 1

3 PROGRAMA INFORMÁTICO MODIPÉ PARA ENTORNO WINDOWS 1. INTRODUCCIÓN El odelo hidrológico MODIPÉ (acrónio de MODIficación de Precipitaciones) es un odelo sobre recolección de agua basado en el étodo del núero de curva (Martínez de Azagra, 1996). Estia la infiltración (o disponibilidad hídrica) en una ladera degradada antes y después de la intervención proyectada. Distingue entre zonas receptoras y exportadoras de escorrentía (áreas de recepción y de ipluvio, respectivaente) y proedia la infiltración acaecida en abas zonas. Contepla la posibilidad de crear trapas de agua en la ladera para que las unidades sisteatizadas puedan retener toda la lluvia y escorrentía que produzca el aguacero de cálculo. Al respecto, se puede trabajar con un único chubasco, pero tabién con una serie de aguaceros y a nivel anual. El odelo MODIPÉ requiere de los siguientes datos de entrada: el núero de curva de la ladera actual, NAC el área de ipluvio, S 1 (en 2 ) el área de recepción, S 2 (en 2 ) el núero de curva del ipluvio, NI el núero de curva de la recepción, NR la capacidad de ebalse, CAPA (en litros) los datos sobre las lluvias y las condiciones previas de huedad del terreno. Datos de entrada del odelo MODIPÉ Este trabajo ha sido financiado por la Dirección General para la Biodiversidad en el ábito de su proyecto LUCDEME (Lucha contra la Desertificación en el Mediterráneo). 2

4 MODIPÉ parte del balance hídrico superficial siguiente: H = I = P + E s1 - E s2 siendo: H = disponibilidad hídrica del lugar; I = voluen de agua infiltrado; P = precipitación; E s1 = agua que llega al lugar por escorrentía superficial; E s2 = agua que escapa del lugar por escorrentía superficial. Esquea de una unidad sisteatizada Para estiar los dos térinos de escorrentía superficial (E s1 y E s2 ) que aparecen en el balance hídrico anterior, MODIPÉ acude al étodo del núero de curva en su versión uniparaétrica. Las ecuaciones con las que opera MODIPÉ se detallan en el apartado 3.7. Tabién pueden consultarse en Martínez de Azagra (1996) y en la dirección de Internet: El odelo ha sido facilitado desde un principio inforatizado. La priera versión del prograa ha sido escrita y copilada en Turbobasic (MODIPÉ 1.1; Martínez de Azagra, 1996). Ahora se ofrece la segunda versión (Hospital y Martínez de Azagra, 2004). Se trata de un prograa de prueba, que aún está en fase de revisión y apliación. Opera en entorno Windows, por lo que resulta ucho ás aigable y potente, siendo tan confiable coo la priera versión. Coo resultado principal el odelo obtiene las disponibilidades hídricas de la ladera: sin la sisteatización priaria: ANTES (en ) con la sisteatización priaria proyectada: a) en el área de ipluvio: PIMP (en ) b) en el área de recepción: DESP (en ) c) en la unidad sisteatizada: PROM (en ) Tabién calcula la capacidad ínia (CAPAL) que debe tener el alcorque para retener toda la escorrentía, es decir: para conseguir endorreíso en la unidad sisteatizada. 3

5 MODIPÉ es un odelo que esclarece el proceso de desertificación por aridez edáfica y que orienta en la fora de revertirlo. Ello ha peritido desarrollar el concepto de oasificación (Martínez de Azagra, 1999; Martínez de Azagra et al., 2004, 2005). La relación entre abos procesos se esqueatiza en la figura adjunta. P P E P s progresión regresión E s 0 I 0 I P Ladera degradada Desertificación Regresión hídrica (edáfica, vegetal) Ladera restaurada Oasificación Progresión hídrica, edáfica y vegetal [P = precipitación; E s = escorrentía superficial; I = infiltración] Para apliar inforación sobre esta y otras cuestiones, se puede acudir a la siguiente dirección de Internet: 4

6 2. GUÍA RÁPIDA 2.1. Instalación La instalación se realiza de fora autoática al pulsar sobre el archivo Modipé 2 0.exe que se encuentra en el CD. El prograa de instalación nos pregunta dónde deseaos ubicar MODIPÉ (por defecto lo hace en la carpeta de archivos de prograa) y crea un acceso directo. Con esta sencilla operación, que apenas si se deora un inuto, tendreos el prograa MODIPÉ instalado y listo para ser corrido Funcionaiento Para coenzar el prograa pinchaos con el ratón sobre el acceso directo que se ha creado durante el proceso de instalación y nos aparecerá la ventana de presentación, que se uestra a continuación: Esta ventana se cierra al cabo de unos segundos o en el oento en que hagaos clic con el ratón sobre ella, apareciendo la pantalla principal del prograa. 5

7 Se trata de un estadillo (o forulario) que nos solicita el núero de curva de la ladera actual en condiciones edias de huedad, el taaño del área de ipluvio (se puede elegir entre un área de ipluvio siple o forada por ás de un coplejo hidrológico) y del área de recepción así coo sus núeros de curva respectivos en igual condición de huedad, y la capacidad de ebalse superficial del área de recepción. Al fijar dichos valores nuéricos se concluye la fase de introducción de datos relativos a la ladera actual y a su proyectada sisteatización priaria. En la siguiente figura podeos observar la ventana de introducción de datos: A continuación pulsaos en el botón Cálculos, y nos aparece una nueva pantalla con los prieros resultados. En la página 25 figura dicha pantalla. En su parte superior nos uestra un análisis coparado de los núeros de curva de la ladera, en el que se aconseja sobre la creación (o no) de trapas de agua en el área de recepción. Para el caso en que estos icroebalses sean iprescindibles, el prograa indica el taaño ínio que deben tener si heos introducido anteriorente un valor enor a dicho taaño ínio y nos perite odificarlo. En la parte inferior de la ventana el prograa uestra una tabla con los valores clave que definen el coportaiento hidrológico de la ladera actual y de la ladera sisteatizada para las tres condiciones de huedad que contepla el étodo del núero de curva. Una vez definidas las características de la ladera actual y de la sisteatización 6

8 proyectada, y ostrados los prieros resultados, pulsaos sobre el botón Continuar y nos aparece un pequeño recuadro con tres opciones diferentes, coo se uestra a continuación: En la opción que estudia un aguacero aislado, el prograa despliega una ventana dividida en dos recuadros: uno para datos de entrada en el que se solicita el valor de la precipitación y las condiciones previas de huedad del suelo antes del aguacero (1, 2 ó 3 según el étodo del núero de curva) y otro de resultados. El prograa ofrece la posibilidad de ostrar un resuen con los resultados ás relevantes al hacer clic sobre el botón Resuen Datos. Por otra parte, siepre se puede regresar a pantallas previas pulsando sobre el botón Anterior. Si se desea analizar una serie de aguaceros, la ventana que aparece es uy siilar a la del aguacero aislado. Una vez introducido el valor de una precipitación aislada y de su correspondiente condición previa de huedad, hay que pulsar el botón Otro aguacero para agregar un aguacero nuevo. Los datos de cada chubasco introducido se pueden odificar. Para ello, el prograa uestra en la esquina superior izquierda un pequeño recuadro que nos indica el aguacero actual que estaos introduciendo o editando. Mediante las flechas podeos cabiar de chubasco. Si el estudio se hace a nivel anual, el prograa precisa 36 datos de entrada; a saber: la precipitación ensual, la precipitación áxia diaria del es y el núero de días de precipitación apreciable (tres datos por es). En la pantalla de la opción anual, aparece una tabla en la que hay que introducir las ternas de cada es. Tabién hay que fijar el tipo de escorrentía a considerar (según el étodo de los aguaceros virtuales; apartado 3.13). Una vez copletada la entrada de datos y al pulsar el botón Calcular, el prograa despliega una priera tabla con los aguaceros virtuales. Para conocer las disponibilidades hídricas que generan las entradas de lluvia en los distintos lugares de la ladera (situación actual, área de recepción, área de ipluvio y proedio dentro de la ladera sisteatizada), hay que pulsar sobre el botón Disponibilidades hídricas. Siepre se puede salir del prograa en cualquier oento, haciendo clic sobre el aspa de la ventana principal que se encuentra en la esquina superior derecha o en el enú, dentro de Archivo pulsando la opción Salir. 7

9 3. MANUAL DE USUARIO 3.1. Finalidad El prograa MODIPÉ calcula las disponibilidades hídricas (es decir: la infiltración) en los distintos puntos de una ladera coo consecuencia de un aguacero aislado o de una serie de aguaceros. Tabién puede operar a nivel ensual y anual. Para ello hay que definir las características hidrológicas y topográficas de la ladera así coo las precipitaciones a estudiar. A partir de estos datos, el prograa cuantifica la escorrentía superficial generada por los aguaceros y estia la altura de agua que se infiltra en cada punto de la ladera. Este valor refleja la disponibilidad hídrica en cada punto. El prograa contepla la posibilidad de terrenos sisteatizados y distingue en tal caso entre zonas que reciben escorrentía (áreas de recepción) y zonas que aportan escorrentía (áreas de ipluvio). Coo resultado final se obtiene la cantidad de agua (en l/ 2 ) disponible en un punto de la ladera (tanto si es un punto favorecido coo desfavorecido a acuular agua por razones intrínsecas y/o de contorno) Características generales - Nobre del prograa: MODIPÉ (versión 2.0) - Lenguaje de prograación: Microsoft Visual Basic Fecha de realización: septiebre 2003 noviebre Autores: José Miguel Hospital Villacorta Andrés Martínez de Azagra Paredes - Requeriientos del sistea: Windows 95/98/Me/XP 12 MB de espacio libre en el disco duro Tarjeta de vídeo con una resolución ínia de 800x600 8

10 3.3. Instalación y fora de ejecución La instalación se realiza de fora autoática al pulsar sobre el archivo Modipé 2 0.exe que se encuentra en el CD. El prograa de instalación nos pregunta dónde deseaos ubicar MODIPÉ (por defecto lo hace en la carpeta de archivos de prograa) y crea un acceso directo. Con esta sencilla operación, que apenas si se deora un inuto, tendreos el prograa MODIPÉ instalado y listo para ser corrido. Al operar bajo entorno Windows, la ejecución y anejo del prograa es análoga al de otros prograas con los que el usuario estará failiarizado. El desplazaiento por las diferentes casillas y opciones puede hacerse con el ratón, o bien a través del teclado con la tecla <TAB>. La teclas <INTRO> o <ENTER> tienen dos funciones: cuando esteos en una casilla o cuadro de texto sirven para avanzar al siguiente cuadro o casilla, y cuando nos encontreos sobre un botón sirven para pulsarle. El prograa detecta el síbolo decial que está utilizando el sistea de fora autoática (bien sea éste coa o punto). Al trabajar con cualquiera de las dos teclas, aparece en pantalla el síbolo correcto. En los cálculos, MODIPÉ utiliza doce cifras deciales (aunque sólo uestre las cifras significativas por pantalla). MODIPÉ opera con los datos introducidos por el usuario sin hacer ningún tipo de redondeo. No obstante y por razones de presentación, el prograa uestra en la pantalla un núero reducido de posiciones deciales, lo que no debe inducir a error: - para núeros de curva 1 decial - para superficies 3 deciales - para precipitaciones y volúenes de agua 1 decial Cada vez que nos situeos en una casilla para odificar un dato, MODIPÉ nos ostrará el valor exacto que introdujios con anterioridad. Así iso y si situaos el puntero del ratón sobre cualquier valor, el prograa nos uestra éste con una cifra decial ás. Para la variable núero de días de precipitación, el prograa redondea el valor introducido por el usuario a un núero entero, en el caso de que por error haya deslizado algún núero decial. Ante esta circunstancia, MODIPÉ trabaja con el valor entero obtenido en el redondeo. El prograa está diseñado para trabajar dentro de un rango de valores con cada variable de entrada. Los intervalos que considera MODIPÉ son: - Núeros de curva: 0 < N Superficies: 0 < Superficie < Capacidad del icroebalse: 0 CAPA < litros - Precipitación de aguaceros: 0 < P < Precipitación ensual: 0 P <

11 - Precipitación áxia diaria: 0 M < Núero de días de precipitación apreciable: 0 D 31 (El prograa no hace distingo entre eses, siendo el valor áxio aditido 31 días en cualquier es). - Condición de huedad: J = 1, 2 ó 3 10

12 3.4. Organigraa COMIENZO (presentación) Subrutina NUMCUR DATOS DE ENTRADA NAC, S 1, S 2, NI (coplejo o no), NR, CAPA Cálculo de la capacidad ínia de ebalse (sólo si NI < NR) RESULTADOS - Análisis coparado de los núeros de curva - Núeros de curva - Ubrales de escorrentía CUADRO DE OPCIONES (con tres posibilidades) AGUACERO AISLADO P, J SERIE DE AGUACEROS P( I ), J( I ) AÑO Datos ensuales: P ( I ), M ( I ), D ( I ) Obtención de aguaceros virtuales RESULTADOS SOBRE LAS DISPONIBILIDADES HÍDRICAS - En terreno llano: P - En la ladera actual: ANTES - En la ladera sisteatizada: PIMP, DESP, PROM 11

13 3.5. Datos de entrada El prograa MODIPÉ solicita: - el núero de curva de la ladera actual (en condición II), NAC (2) - el área de ipluvio, S 1 (en 2 ) - el área de recepción, S 2 (en 2 ) - el núero de curva del área de ipluvio (en condición II), NI (2) [se concibe la posibilidad de un área de ipluvio heterogénea con un áxio de cinco coplejos hidrológicos distintos] - el núero de curva del área de recepción (en condición II), NR (2) - la capacidad de ebalse, CAPA (en l) - los datos sobre las lluvias y las condiciones previas de huedad del terreno. A este respecto caben tres posibilidades distintas: 1) Para un aguacero aislado la precipitación caída, P (en ) la condición previa de huedad, J [1, 2 ó 3] 2) Para una serie de aguaceros la precipitación de cada chubasco, P ( I ) (en ) las condiciones previas de huedad, J ( I ) 3) Para un año la precipitación ensual, P ( I ) (en ) la precipitación áxia diaria del es, M ( I ) (en ) el núero de días con precipitación apreciable, D ( I ) Datos de entrada del odelo MODIPÉ Precipitación apreciable: si P 0,1 12

14 3.6. Secuencia general del prograa Tras la ventana de presentación aparece la pantalla principal de introducción de datos. Se trata de un forulario en el que hay que insertar: el núero de curva de la ladera actual en condiciones edias de huedad (NAC(2)), el taaño del área de ipluvio (S 1 ) (se puede elegir entre un área de ipluvio siple o un área forada por ás de un coplejo hidrológico), el taaño del área de recepción (S 2 ), el núero de curva del área de ipluvio en condiciones edias de huedad (NI(2)), el núero de curva del área de recepción en igual condición de huedad (NR(2)) y la capacidad de ebalse superficial del área de recepción (CAPA). Con esta inforación MODIPÉ puede caracterizar el coportaiento hidrológico de la ladera actual degradada y de su proyectada sisteatización. Al pulsar en el botón Cálculos el prograa ofrece la priera pantalla de resultados. En su parte superior, un análisis coparado de los núeros de curva perite una priera orientación sobre la necesidad o conveniencia de crear trapas de agua en el área de recepción. En el caso de que estos icroebalses sean iprescindibles, el prograa indica el taaño ínio que deben tener si heos introducido anteriorente un valor enor a dicho valor ínio y nos perite odificarlo. En la parte inferior de la isa ventana de resultados MODIPÉ uestra una tabla con los valores clave que definen el coportaiento hidrológico de la ladera actual y de la ladera sisteatizada para las tres condiciones de huedad que contepla el étodo del núero de curva. Si se pulsa sobre el botón Continuar aparece un nuevo recuadro con tres opciones diferentes: Aguacero aislado Serie de aguaceros Año Para la opción que estudia un aguacero aislado, el prograa despliega una ventana con dos recuadros: uno correspondiente a la entrada de datos (precipitación y condición previa de huedad) y otro para la salida de resultados (disponibilidades hídricas y otras agnitudes), valores que se obtienen al pulsar la tecla Calcular. Cabe la posibilidad de ver estos resultados de fora resuida haciendo clic sobre Datos Resuen. Por otra parte, siepre se puede retornar a la pantalla precedente pulsando sobre el botón Anterior. Si se desea analizar una serie de aguaceros, la ventana que aparece es siilar a la del aguacero aislado. Una vez introducido el valor de la priera precipitación y de su correspondiente condición previa de huedad, hay que pulsar al botón Otro aguacero para agregar un aguacero nuevo. Los datos de cada chubasco introducido se pueden odificar. Para ello, el prograa tiene en la esquina superior izquierda un pequeño recuadro que nos indica el aguacero actual que estaos introduciendo o editando. Mediante las flechas podeos cabiar de chubasco. 13

15 Si el estudio es anual el prograa precisa doce ternas, es decir: 36 datos de entrada; a saber: la precipitación ensual, la precipitación áxia diaria del es y el núero de días de precipitación apreciable (tres datos por es). Estos datos, fáciles de obtener en cualquier estación eteorológica, pueden ser reeplazados por la serie copleta de aguaceros acaecidos en un año, caso de que se disponga de tal inforación y si se considera oportuno. En la ventana que aparece al elegir la opción año, se uestra una tabla en la que tendreos que introducir los tres datos indicados para cada es. A continuación, se elige el tipo de escorrentía (ínia, interedia o áxia; de acuerdo con el étodo de los aguaceros virtuales). Una vez copletada la entrada de datos y al pulsar sobre el botón Calcular, el recuadro de resultados parciales se activa ostrando las dos precipitaciones virtuales (por es) y el núero de veces que acaecen junto con las ternas introducidas. Para conocer las disponibilidades hídricas que las entradas de lluvia generan en los distintos lugares de la ladera (situación actual, área de recepción, área de ipluvio y proedio dentro de la ladera sisteatizada), hay que pulsar sobre el botón Disponibilidades hídricas. Coo en los dos casos anteriores, existe la posibilidad de retornar a la ventana previa pulsando sobre el botón Anterior. Siepre se puede salir del prograa en cualquier oento, haciendo clic sobre el aspa de la ventana principal que se encuentra en la esquina superior derecha o en el enú, dentro de Archivo pulsando la opción Salir. 14

16 3.7. Ecuaciones del odelo Las ecuaciones con las que opera el odelo son las siguientes: ( ) PIMP P E P L P P 2 1 = s1 = P+ 4 P1 en donde: PIMP es la disponibilidad hídrica en el área de ipluvio (en ) P es la precipitación del aguacero (en ) P1 es el ubral de escorrentía del área de ipluvio (en ) que se calcula a partir del núero de curva correspondiente (NI) NI P1= 02, NI L es una constante que vale cero si la precipitación es enor que el ubral de escorrentía y uno en caso contrario. ( ) DESP P E E P L P P 2 1 S = + s1 s2 = + P+ 4 P1 S 1 2 MAX CAPA S 2 0 si MAX CAPA si MAX > CAPA MAX se calcula según el caso, dependiendo de los valores relativos del núero? de curva entre el área de ipluvio y el área de recepción ( NI NR) : ( ) MAX K P P 2 0 = ( S1 + S P+ 4 P0 2) si NI NR [1] ( ) ( ) MAX LL P PR 2 P PR S L P P 2 = P + P S si NI < NR [2] en donde: DESP es la disponibilidad hídrica en el área de recepción (en ) S 1 es la superficie del área de ipluvio (en 2 ) S 2 es la superficie del área de recepción (en 2 ) MAX es la escorrentía áxia que puede escapar de la sisteatización para alcorque nulo (en litros) CAPA es la capacidad del icroebalse (en litros) P0 es el ubral de escorrentía edio de la unidad sisteatizada sin considerar el efecto alcorque (en ) P1 es el ubral de escorrentía del área de ipluvio PR es el ubral de escorrentía del área de recepción NI es el núero de curva del área de ipluvio NR es el núero de curva del área de recepción 15

17 K LL es una constante que vale uno (o cero) según que la precipitación rebase (o no) el ubral de escorrentía proedio de la unidad (P0) es una constante que vale uno (o cero) según se supere (o no) el ubral de escorrentía del área de recepción (PR). Para calcular la precipitación líite de la unidad sisteatizada (P2) hay que iponer: MAX = CAPA Se llega así a un polinoio de segundo o de tercer grado, cuya raíz lógica se corresponde con la precipitación líite. Una vez conocida esta precipitación líite, la obtención del núero de curva equivalente de la unidad sisteatizada (NEQ) es inediata: 5080 NEQ= P , siendo P2 el ubral de escorrentía de la unidad sisteatizada (o precipitación líite) y NEQ su núero de curva equivalente. La disponibilidad hídrica edia en la unidad y en la ladera sisteatizada (PROM) se obtiene ponderando según superficies: PROM = S 1 PIMP + S 2 S 1 + S 2 DESP Para conocer la situación de partida y para poder evaluar la eficacia de la intervención: ( ) ANTES P M P PAC 2 = P+ 4 PAC en donde: ANTES es la cantidad de agua que se infiltra en la ladera degradada antes de la sisteatización (en l/ 2 ) P es la precipitación del chubasco (en ) PAC es el ubral de escorrentía de la ladera degradada (en ) que se calcula por edio de la expresión: M NAC PAC = 02, ; siendo NAC el núero de NAC curva de la ladera actual es una constante que vale cero si la precipitación es inferior al ubral PAC y uno en el caso contrario. 16

18 NOTA: El odelo MODIPÉ, al igual que el étodo del núero de curva, considera tres condiciones previas de huedad, a saber: condición 1 (suelo uy seco); condición 2 (suelo en situación interedia) y condición 3 (suelo uy húedo). En las tablas se ofrecen los núeros de curva correspondientes a la condición 2. Para pasar de esta situación a las otras dos el prograa utiliza las siguientes ecuaciones: 4,2 N(2) N(1) = 10 0,058 N(2) 23 N(2) N(3) = ,13 N(2) siendo N(1), N(2) y N(3) los núeros de curva en condición 1, 2 y 3 (respectivaente) que se corresponden entre sí. 17

19 3.8. Hipótesis y liitaciones del odelo Para aplicar el prograa MODIPÉ de fora correcta y saber interpretar sus resultados, hay que conocer las hipótesis y restricciones que subyacen en el desarrollo del odelo hidrológico. A tal fin dedicaos este apartado. La intercepción y la evaporación directa son agnitudes desdeñables (I t 0 exige laderas degradadas con una vegetación uy rala; E 0 l/ 2 obliga a icroebalses pequeños, con tiepos de encharcaiento reducidos). De no poder asuir estas siplificaciones, el balance hídrico de partida deberá incluir a estas dos coponentes adicionales (I t y E): H = I = P - I t - E + E s1 - E s2 siendo: H = disponibilidad hídrica del lugar; I = voluen de agua infiltrado; P = precipitación; I t = intercepción; E = evaporación física desde la superficie del suelo; E s1 = agua que llega al lugar por escorrentía superficial y E s2 = agua que escapa del lugar por escorrentía superficial. Con el étodo del núero de curva se puede estiar la infiltración, coo diferencia entre la precipitación caída y la escorrentía superficial generada. A su vez, se adite que P 0 = 0,2 S [para poder trabajar con un odelo uniparaétrico de fácil aplicación universal (es decir: sin tener que calibrarlo ni validarlo en cada ocasión)]. 2 ( P P0 ) I P P+ 4 P0 siendo: I la infiltración, P la precipitación del aguacero, P 0 el ubral de escorrentía, S la retención áxia posible. 18

20 P 0 = 0,2 S = ,2 254 N N ,8 N = N Así iso, conviene señalar que el étodo del núero de curva ha sido calibrado en cuencas de varios kilóetros cuadrados ( no en icrocuencas!). Se desconoce la distorsión que puede ocasionar el efecto escala en este caso. Hipótesis de independencia Las unidades sisteatizadas se suponen independientes entre sí, de anera que el agua que escapa de una de ellas no puede quedar retenida en una unidad sisteatizada inferior. Ello conduce a una infravaloración del voluen de agua infiltrado en las unidades sisteatizadas inferiores (pues poseen un tiepo de oportunidad de infiltración ayor en los aguaceros que superen la precipitación líite). Esta hipótesis está del lado de la seguridad a la hora de estiar la infiltración. El tiepo de circulación del agua dentro de una unidad sisteatizada no influye en el proceso. Para ello la unidad sisteatizada debe ser pequeña: S 1 + S (por fijar un líite superior razonable para la unidad sisteatizada, aunque lógicaente tabién influya la pendiente de la ladera en este líite). Por el otro lado, existe un líite inferior para el taaño de la unidad sisteatizada. Parece inconveniente, por ejeplo, aplicar el odelo en una unidad sisteatizada inferior a 1 2. Así, se deben satisfacer las dos inecuaciones siguientes: 1 2 S 1 + S

21 Se supone un vertido instantáneo y total nada ás se rebase el voluen CAPA. Esta ecuación de descarga para las deasías de agua infravalora la infiltración en el área de recepción. Se prescinde del efecto que pueda tener la escorrentía hipodérica en la distribución del agua de lluvia dentro de la unidad sisteatizada. La incidencia del fenóeno puede ser iportante en ciertos casos. Esta liitación se puede solventar ediante una correcta elección del núero de curva en el área de ipluvio (NI). Un coentario siilar se puede hacer respecto del efecto que tiene el icrorrelieve sobre la infiltración en el área de ipluvio. Este efecto tabién ha de ser evaluado ediante una acertada elección de NI. En el caso de áreas de recepción uy pequeñas (inferiores al área abarcada por el sistea radicular de la planta introducida) sólo el paráetro PROM (disponibilidad hídrica de la unidad sisteatizada) tiene significación ecológica. DESP (disponibilidad hídrica en el área de recepción) no la tiene. 20

22 3.9. Salida de resultados Coo resultado principal, MODIPÉ obtiene las disponibilidades hídricas de la ladera: Sin sisteatización priaria: ANTES Con la sisteatización proyectada: a) En el área de ipluvio: PIMP b) En el área de recepción: DESP c) En la unidad sisteatizada: PROM Tabién calcula la capacidad ínia (CAPAL) que debe tener el alcorque para retener toda la escorrentía, es decir; para conseguir endorreíso en la unidad sisteatizada ante los aguaceros considerados. Coo resultados copleentarios que el prograa refleja en pantalla, teneos: 1. Para las tres opciones (aguacero, serie de aguaceros o año) Los núeros de curva y sus ubrales de escorrentía (para las tres condiciones de huedad que contepla el étodo del núero de curva [J = 1, 2 y 3]): a) En la ladera sin actuar: NAC (J) PAC (J) b) En el área productora: NI (J) P1 (J) c) En el área receptora: NR (J) PR (J) d) En la unidad sisteatizada: NEQ (J) P2 (J) La capacidad ínia aconsejada para el icroebalse (sólo si NI < NR): CAPMIN Una coparación interpretada de los núeros de curva, de acuerdo con la siguiente tabla: Si NAC > NI NAC > NR Situación uy favorable para la econoía del agua NI NR Si NAC > NM Situación favorable para la econoía del agua Si NAC = NI = NR Situación neutra si no se crean trapas de agua (ladera inalterada) Si NAC < NM La creación de trapas de agua resulta indispensable. NI < NR Resto de casos Se aconseja crear trapas de agua. * NM es el núero de curva proedio de la unidad sisteatizada sin considerar el efecto del alcorque, es decir: NM NI S1 + NR S2 = S1 + S2 21

23 2. Para un aguacero aislado La precipitación áxia disponible en el área de recepción si no se produce escorrentía fuera de la unidad, es decir: si el icroebalse fuese suficienteente grande (en ) La altura ínia de represas correspondiente (en ) La precipitación áxia disponible en el área de recepción (supuesta el área de ipluvio ipereable y un alcorque de taaño suficiente) (en ) El taaño ínio del alcorque para tal enester (en litros) 3. Para una serie de aguaceros consecutivos La precipitación total (en ) El núero de aguaceros analizado El núero de chubascos que originan escorrentía en la ladera actual y en la sisteatización; aquí se distingue entre el núero de episodios de lluvia que provocan escorrentía en el área de ipluvio y fuera de la unidad 4. Para un año La precipitación anual (en ) La precipitación áxia diaria considerada (en ) El núero de días de lluvia en el año Las dos precipitaciones virtuales de cada es así coo el núero de veces que ocurren. Véase el apartado sobre el étodo de los aguaceros virtuales Las condiciones previas de huedad de cada es (J), basadas en la precipitación total edia caída en cinco días sucesivos (P5) Nota: Conviene advertir al usuario del prograa, que en esta versión (2.0) todos los resultados salen únicaente por pantalla. Si se desean utilizar en aplicaciones o cálculos posteriores deben capturarse usando la tecla Ipr Pant (Ipriir pantalla). 22

24 3.10. Ejeplo práctico Los datos que vaos a utilizar para el ejeplo de anejo del prograa son los siguientes: - Ladera ligeraente degradada, cuyo núero de curva en condición dos vale 80: NAC(2) = 80 - Sisteatización priaria forada por icrocuencas con un área de ipluvio de 8 2 y un área de recepción de 2 2 : S 1 = 8 2 ; S 2 = Capacidad de ebalse superficial reducida: 100 litros; CAPA = 100 litros. - Preparación del terreno puntual que afecta únicaente al área de recepción, de anera que el núero de curva del área de ipluvio en condición dos coincide con el de la ladera actual: NI(2) = 80. En función del suelo, de la labor y del tepero existente al realizar la isa, y de las eniendas que se hagan, el núero de curva del área de recepción puede disinuir o auentar respecto del existente en la ladera actual. Se considera en este ejeplo una situación favorable en la que el núero de curva tras la preparación del suelo vale setenta: NR(2) = 70 (< NAC(2)). Para iniciar el prograa pinchaos con el ratón sobre el icono de MODIPÉ. Aparece la pantalla de presentación durante unos breves instantes y -con posterioridad- el forulario de entrada de datos. La figura siguiente reproduce la ventana de entrada de datos. Conviene señalar que el orden de entrada de dichos datos es indiferente. No afecta al buen funcionaiento del prograa. En laderas uy degradadas el núero de curva puede alcanzar valores superiores a 90 (e, incluso, a 95). 23

25 Adeás del botón Cálculos, que nos conduce hacia los resultados, podeos apreciar otros botones, cuyo significado debeos describir: - Botones con una interrogación? : Son botones de ayuda. Se coentan en el apartado 3.12 de esta guía. - Botón de Tablas de N: No está operativo en la versión actual (2.0). Lo estará en la próxia versión (2.1). En su defecto, pueden consultarse las tablas del núero de curva en Martínez de Azagra (1996; p ). - Botón de Métodos de preparación del terreno: Abre una ventana que uestra los étodos ás frecuentes para realizar la sisteatización priaria. En la sección 3.12 se coenta la cuestión con ás aplitud. 24

26 Tras introducir todos los datos de la sisteatización priaria indicados en el ejeplo y al pulsar sobre el botón Cálculos, aparece una nueva ventana con los prieros resultados, coo se uestra en la figura: En ella podeos apreciar dos recuadros: - Recuadro Relación entre los núeros de curva: Se hace un análisis coparado de los núeros de curva de la ladera, a partir del cual se aconseja sobre la creación (o no) de trapas de agua en el área de recepción. El núero que aparece entre corchetes puede ser [1] ó [2]: [1] si se satisface la desigualdad: NI NR [2] si NI < NR Esta nueración reite a las ecuaciones con las que opera el prograa. Estas ecuaciones se describen en el apartado Recuadro Resultados: uestra los valores clave (a saber: ubrales de escorrentía y núeros de curva) que definen el coportaiento hidrológico de la ladera actual y de la ladera sisteatizada para las tres condiciones de huedad que contepla el étodo del núero de curva. 25

27 Una vez definidas las características de la ladera actual y de la sisteatización proyectada y tras realizar los cálculos que acabaos de encionar, el prograa plantea tres opciones diferentes: analizar el coportaiento de la ladera ante un aguacero, ante una serie de aguaceros o para un año. Para ello hay que pulsar al botón Continuar de la ventana de resultados. Aparece el cuadro con estas tres alternativas. Vaos a analizar tres episodios de lluvias diferentes: un aguacero aislado, una serie de tres aguaceros consecutivos y un año (con sus doce ternas). 26

28 AGUACERO AISLADO Coo ejeplo toaos un aguacero intenso de 50 en condición 1 de huedad (suelo uy seco): torenta estival. En el cuadro de opciones ostrado con anterioridad debeos pulsar el botón Aguacero Aislado, que nos cargará la ventana que se reproduce a continuación. Los datos de entrada (50 y condición 1) aparecen en dos casillas sobre fondo blanco. Los resultados aparecen en las casillas inferiores sobre fondo aarillo, cuando se pulsa con el ratón al botón Calcular. Si pulsaos el botón Anterior regresaos al cuadro con las tres opciones, en donde podreos elegir otro episodio de lluvia. Para tener un resuen sobre las disponibilidades hídricas generadas por el chubasco analizado, debeos hacer clic sobre el botón Datos Resuen. Nos aparece la ventana siguiente: 27

29 SERIE DE AGUACEROS Para esta opción consideraos una serie de tres aguaceros consecutivos: 1) 30 en condición 1 de huedad (suelo uy seco) 2) 30 en condición 2 de huedad (condición de huedad edia) 3) 30 en condición 3 de huedad (suelo uy húedo) En el cuadro de opciones visto anteriorente, seleccionaos Serie de aguaceros. Aparece un forulario en donde hay que introducir las distintas precipitaciones con sus correspondientes condiciones previas de huedad. El procediiento para introducir los datos es uy sencillo. Las precipitaciones deben introducirse de fora ordenada y correlativa. Priero introducios los datos del prier aguacero (P(1) y J(1)). A continuación pulsaos sobre el botón Otro aguacero, lo que nos perite introducir los datos de un segundo aguacero (P(2) y J(2)), y así - sucesivaente- hasta haber introducido todos los aguaceros de la serie en estudio. En el recuadro de la parte superior izquierda, el prograa indica el núero de orden del aguacero que está siendo editado en pantalla. Existe la posibilidad de revisar los datos de la serie y odificarlos, si fuese necesario. Para ello debeos pulsar en los botones de desplazaiento situados al lado del núero de orden. De esta anera, el prograa pasa a ostrarnos aguaceros con un núero de orden diferente. 28

30 Una vez introducidos los datos del últio aguacero pulsaos en el botón Calcular y nos aparecerán los resultados globales de la serie de aguaceros en estudio. Con anterioridad, MODIPÉ habrá estado ostrando resultados parciales, correspondientes a la sua de aguaceros considerada hasta ese oento, cada vez que se pulsa el botón Otro aguacero. En la figura adjunta se reproduce la ventana Serie de Aguaceros ostrando el tercer aguacero (P(3) = 30 y J(3) = 3) y los resultados del conjunto de datos. Si pulsaos el botón Anterior regresaos al cuadro con las tres opciones (aguacero, serie de aguaceros, año). Para obtener un resuen de las disponibilidades hídricas generadas con la serie de chubascos analizada, debeos pulsar en el botón Datos Resuen. Nos aparecerá la ventana siguiente: 29

31 AÑO Para esta opción se precisan doce ternas. De cada es, hay que conocer la precipitación ensual, la precipitación áxia diaria y los días con precipitación apreciable (superior a 0,1 ). El Instituto Nacional de Meteorología facilita esta inforación para ás de estaciones eteorológicas de toda España. Para el ejeplo heos elegido un año uy lluvioso (1989) en Albox (Alería); estación uy cercana a la ladera en estudio. MES Prec. ensual () Prec. áx. diaria () Días de precipitación apreciable Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiebre Octubre Noviebre Diciebre

32 En el recuadro de las tres opciones pulsaos sobre el botón Año. Aparece una ventana dividida en dos partes: la parte izquierda contiene una tabla donde debeos introducir las ternas ensuales. A continuación, hay que elegir el tipo de escorrentía (ínia, interedia o áxia; consúltese el apartado sobre el étodo de los aguaceros virtuales). Una vez copletada la entrada de datos y al pulsar sobre el botón Calcular, la parte derecha uestra los siguientes resultados parciales para cada es: dos aguaceros virtuales (P V1 y P V2 ); el núero de veces que ocurren dichos aguaceros (n 1 y n 2, respectivaente), la precipitación edia caída en cinco días (P5) y las condiciones de huedad para el es (J). Para eter los datos en la tabla basta con pinchar con el ratón en la celda en donde deseeos introducir un valor. Podeos desplazarnos a lo largo de las filas y colunas de la tabla con las flechas del teclado, con la tecla <TAB> o con la tecla <ENTER>. Al salir de una celda, el dato que contiene queda autoáticaente registrado en el prograa. Una vez introducidas las doce ternas y seleccionado el tipo de escorrentía, debeos pulsar sobre el botón Calcular. Si los datos son coherentes, MODIPÉ nos ostrará los resultados parciales en la parte derecha de la ventana. Tabién nos habilitará el botón Disponibilidades hídricas que hasta ese oento había estado desactivado. A continuación se uestra la ventana con los datos introducidos y con los resultados parciales (aguaceros virtuales; tipo de escorrentía III (o interedia)): 31

33 Si deseaos ver las disponibilidades hídricas ensuales heos de pulsar el botón correspondiente y nos aparecerá una pantalla coo la siguiente: 32

34 3.11. Coentario sobre los resultados Mediante el prograa MODIPÉ podeos siular el coportaiento hídrico del ecosistea de ladera descrito así coo evaluar la eficacia de la intervención proyectada. De acuerdo con los resultados del prograa se aprecia que estaos ante una ladera degradada, con una baja capacidad de acogida de agua debido a sus elevados núeros de curva. Sus ubrales de escorrentía así lo reflejan: - Con que lluevan 12,7 en unas condiciones edias de huedad en la ladera se produce escorrentía: PAC(2) = 12,7. - Si llueve sobre ojado (condición tres de huedad), el ubral se reduce hasta 5,5 : PAC(3) = 5,5. - Sobre suelo bien seco (condición uno de huedad) la escorrentía superficial coienza con aguaceros superiores a 30,2 : PAC(1) = 30,2. Esta circunstancia propicia una sequedad en la ladera que no se corresponde con la pluvioetría de la zona. La situación se agrava al considerar que son frecuentes los episodios de lluvia que generan escorrentía. La erosión hídrica consiguiente y la pérdida de los recursos hídricos pueden conducir a un peligroso fenóeno de desertificación. Con la sisteatización del terreno, el coportaiento hidrológico de la ladera cabia sustancialente. Los ubrales de escorrentía se elevan. Para la unidad sisteatizada pasan a valer: 80,2 en suelo seco: P2(1) = 80,2 46,6 en condiciones edias: P2(2) = 46,6 29,7 en suelo húedo: P2(3) = 29,7 Coo consecuencia inediata teneos que la ladera va a poder aprovechar ejor ese bien escaso llaado agua. Las posibilidades de increentar la cobertura vegetal son ahora ayores, especialente en los lugares donde se acuule el agua, es decir: en las áreas de recepción. Esta cosecha de agua alóctona, procedente de las áreas de ipluvio, llega a crear zonas con ás disponibilidades hídricas que las indicadas por los pluvióetros. Para coprobar lo que antecede, heos siulado el coportaiento de la ladera por edio del prograa MODIPÉ: - En un prier ejeplo concebios una torenta de 50 l/ 2 bajo un suelo inicialente seco (condición de huedad uno). En la ladera actual la torenta genera escorrentía superficial, lo que se traduce en unas disponibilidades hídricas finales de 47,7. Por el contrario, con la sisteatización se consigue retener todo el voluen de lluvia precipitado (los 50 l/ 2 ). Dado que el área de ipluvio posee el iso núero de curva que el terreno actual (inalterado), la torenta genera escorrentía en dicho área. Sin ebargo, las labores previstas en el área de recepción (que se sintetizan por una disinución del núero de curva y por un icrorrelieve favorable) periten retener esa escorrentía. De acuerdo con el prograa MODIPÉ, bastaría un icroebalse de 14,2 litros de capacidad para evitar toda escorrentía fuera de cada unidad sisteatizada. Con el alcorque previsto (de 100 l de capacidad) esta exigencia queda apliaente satisfecha. 33

35 Así, la disponibilidad hídrica proedio en la ladera coincide con la precipitación caída aunque su distribución sea heterogénea. En el área de ipluvio sólo peranecen 47,7 (igual que en la ladera actual) ientras que el área de recepción retiene y alacena esa escorrentía lo que se traduce en unas disponibilidades hídricas de 59,1 l/ 2 (ayores que la láina de agua caída en la torenta). La iportancia táctica de este hecho a la hora de repoblar la ladera no precisa de ás coentarios. - El segundo ejeplo se corresponde con una serie de tres aguaceros consecutivos idénticos (de 30 ) pero con situaciones previas de huedad del suelo diferentes. El prier episodio de lluvia, al caer sobre la ladera seca (condición 1 de huedad), no provoca escorrentía ni en la ladera actual ni en la ladera sisteatizada. Los otros dos aguaceros sí que generan escorrentía superficial tanto en la ladera degradada coo en el área de ipluvio. La diferencia entre abos estriba en que en el segundo la escorrentía puede ser alacenada por el área de recepción ientras que en el tercero escurre una pequeña cantidad fuera de la unidad. La capacidad ínia del icroebalse debería valer 102,3 litros (en vez de los 100 litros proyectados) para que no sucediera así. Coo balance para los tres episodios de lluvia analizados teneos que: en terreno llano las disponibilidades hídricas coinciden con la cantidad de agua caída (90 l/ 2 ); en la ladera actual sólo ascienden a 74,8 ; en la ladera sisteatizada a 89,8 l/ 2 (casi lo iso que en terreno llano); y en el área de recepción alcanzan la cifra de 149,7 (uy superiores a los 90 l/ 2 de las lluvias, erced a la cosecha del agua alóctona procedente del área de ipluvio). - Coo tercer ejeplo heos escogido los datos pluvioétricos anuales de una estación cercana a la ladera. Se trata de un año bastante lluvioso lo que nos sirve para poner a prueba a la sisteatización de nuestro ejeplo: Observaos que el terreno actual es capaz de infiltrar las precipitaciones de los eses de abril, ayo, junio, julio y agosto. En cabio, en los eses restantes se produce escorrentía superficial en la ladera actual, por lo que las disponibilidades hídricas se reducen con respecto a la precipitación caída. La ladera sisteatizada ejora su eficacia a la hora de aprovechar el agua de lluvia: enero, febrero, septiebre, noviebre y diciebre pasan a engrosar el núero de eses en los que no se produce escorrentía fuera de la ladera. Tan sólo los eses de arzo y octubre exceden las posibilidades de la sisteatización. En dichos eses parte del agua caída escapa pese a los icroebalses. Aún así puede decirse que la eficiencia de la sisteatización propuesta es bastante elevada en el es de arzo (83,1 / 89,8 = 92,5 %) ientras que resulta escasa en octubre (56,4 / 115,5 = 48,8 %). La razón hay que buscarla en el fortísio aguacero de 95 l/ 2 que excede en ucho la capacidad de la sisteatización proyectada (los alcorques deberían tener un taaño de 655,7 litros en vez de los 100 previstos). La verdad es que un episodio de lluvia de estas características difícilente puede ser retenido ni aún en el caso de un bosque cliácico. Frente a tales eventos iprobables pero no iposibles hay que prever la evacuación ordenada de la escorrentía a través de una red de drenaje auxiliar: la sisteatización secundaria. Pretender retener todo el agua precisaría de pocetas uy grandes, desedidas y de uy dudosa utilidad. Observaos que con la sisteatización podeos crear en la ladera zonas con un icroclia ucho ás pluvioso que el de la situación actual e incluso que el de un terreno llano. En el área de recepción las disponibilidades hídricas superan los datos del pluvióetro en los eses de enero, febrero, arzo, septiebre, octubre, 34

36 noviebre y diciebre. La trascendencia ecológica de este hecho puede ser aprovechada a la hora de restaurar la ladera. En los prieros oentos y hasta que el repoblado se consolida, esta circunstancia puede resultar de vital iportancia para el éxito de la epresa. Puesto que se trata de un siple ejeplo aclaratorio sobre el funcionaiento y las posibilidades del prograa, no debeos extendernos en ás consideraciones. Basta con que el anejo y el significado de MODIPÉ hayan quedado suficienteente claros para que nos deos por satisfechos. Tan sólo señalar el hecho de que heos trabajado en el ejeplo con una ladera poco degradada (NAC = 80). En la dirección de Internet: y en varias de las publicaciones que se indican al final de esta guía (núeros 1, 5 y 7) pueden consultarse otros casos prácticos. Puede plantearse un segundo ejeplo con una sisteatización siilar pero núeros de curva propios de laderas uy degradadas (p. ej.: NAC = 93) y trapas de agua ayores (p. ej.: CAPA = 300 litros), para ahondar en los conceptos de recolección de agua, desertización y oasificación. 35

37 3.12. Sistea de ayudas y avisos En la priera ventana de entrada de datos del prograa, aparecen unos botones con un signo de interrogación?. Al pulsar cualquiera de estos botones, MODIPÉ nos ostrará una pantalla de ayuda sobre el tea deseado. Adeás, existe otro botón llaado Métodos de preparación del terreno que nos uestra una ventana con los étodos habituales con que realizar la sisteatización priaria de una ladera. A continuación se uestran todas estas ventanas de ayuda: Ayuda sobre los núeros de curva 36

38 Ayuda sobre el área de ipluvio y sobre el área de recepción 37

39 Ayuda sobre la capacidad de ebalse en el área de recepción Avisos En cuanto a los avisos, éstos sólo aparecen cuando se produzca una entrada de datos incorrecta: bien por contener caracteres no nuéricos, bien por quedar el valor fuera del rango especificado o bien -en el caso de las ternas- por ser incoherentes. En cualquiera de estos casos aparecerá un pequeño recuadro que inforará sobre la causa del aviso. En tal situación tendreos que pulsar el botón Aceptar y el prograa MODIPÉ nos situará en la entrada que contenga el error, para que lo corrijaos. 38

40 3.13. Método de los aguaceros virtuales Los datos pluvioétricos ensuales ás fáciles de obtener son la precipitación ensual, la precipitación áxia diaria y el núero de días de precipitación apreciable del es. Para evaluar la escorrentía del es puede seguirse el étodo aproxiado que a continuación se expone: Sean en ilíetros; P = lluvia total del es en estudio M = precipitación áxia caída en un solo día del es D = núero de días con precipitación apreciable en el es A efectos de escorrentía se deben considerar: La producida por la precipitación áxia diaria del es, M Las producidas por las lluvias restantes del es, es decir, por (P M ) ilíetros en (D 1) días. Siendo desconocida la distribución de estas últias precipitaciones, estableceos los siguientes casos: Caso I.- El ás desfavorable a efectos de escorrentía: se dará cuando todos los días, excepto el de lluvia áxia, caiga la isa precipitación. El total de la lluvia caída será (P M ), y coo D es el núero de días de lluvia del es, la lluvia edia caída en los (D 1) días restantes valdrá: P v1 P M = [precipitación diaria virtual] D 1 CASO I 39

41 Caso II.- El ás favorable a efectos de escorrentía: se dará cuando apenas haya precipitación en varios días y en los restantes llueva casi igual que el día de lluvia áxia, lo que en el líite nos da un núero de días de lluvia siilar a la áxia de: n P M 2 = [núero virtual de días de lluvia] M CASO II Caso III.- Podeos considerar un caso interedio entre los dos anteriores. Para ello teneos coo datos de partida la lluvia edia distribuida en los D 1 días y que tiene por valor, según acabaos de ver: P v1 = P M D 1 Por otro lado, heos fijado el núero de días de áxia lluvia: n 2 = P M M 40

42 Para este caso interedio toaos coo precipitación virtual interedia (P v2 ) la seisua de la lluvia áxia en un día (M ) y la precipitación edia en el resto de los días, o sea: 1 P M P = + v 2 M 2 D 1 De fora análoga, toaos coo núero virtual de días (n 1 ) de precipitación edia, la edia de los (D 1) días enos los días de lluvia áxia, es decir: n 1 = 1 D 2 P 1 M M En resuen, la distribución de lluvias propuesta es: un día caen M ilíetros (dato seguro), n 1 días llueve una precipitación virtual diaria de P v1 y n 2 días llueve una precipitación virtual P v2 en donde: M + n P + n P = P 1 v1 2 v 2 CASO III 41

43 Para poder aplicar el étodo del núero de curva teneos que conocer las condiciones previas de huedad para cada aguacero, dato que depende de la precipitación total caída durante los cinco días anteriores al chubasco. A falta de este dato, podeos definir unas condiciones edias de huedad para todo el es basada en la precipitación edia acuulada que cae en cinco días consecutivos del es. Si la precipitación ensual (P ) la consideraos uniforeente distribuida a lo largo del es (30 días), la cantidad caída en cinco días será: 5 P P 30 = [valor edio] 6 El valor ínio podrá ser, lógicaente, cero (cinco días previos a la lluvia sin precipitaciones). Coo valor áxio se puede dar uno, que según el núero de días de precipitación en el es, vale: P M si D > 5 M + 4 = M + 4 Pv1 D 1 si D 5 P De acuerdo con esta arguentación, otros valores edios de precipitación en cinco días consecutivos son: 1 2 ( M + 4 P v 1 ) y P 2 Por lo anterior, toando la seisua de los valores edios coo cifra representativa de la cantidad de lluvia caída durante cinco días seguidos del es, se obtienen los valores: 1 P M P M Para D > 5 P 5 = Pv1 = + + Pv Para D 5 P 1 P = 2 6 P = P 3 El algorito de cálculo que utiliza el prograa MODIPÉ para transforar la terna de datos ensuales (P, M y D ) en precipitaciones diarias es el que acabaos de desarrollar, con la única salvedad de que trabaja con datos reales si el núero de días de precipitación es inferior a tres (D 2). Si D = 0 M = P v1 = P v2 = 0 Si D = 1 M = P y P v1 = P v2 = 0 42

44 Si D = 2 M, P v1 = P - M y P v2 = 0 Si D 3 M, P v1 (n 1 veces), P v2 (n 2 veces) Las condiciones de huedad del es se estian ediante el paráetro auxiliar P 5, P M Si D > 5 P 5 = + + Pv Si D 5 P 5 = P 3 valor que se copara con los intervalos de lluvia acuulada en cinco días que propone el étodo del núero de curva para distinguir entre las condiciones 1, 2 y 3 de huedad. Estos valores se concretan en la tabla adjunta. NOTA: El prograa MODIPÉ tabién puede trabajar con los casos I y II de distribución de lluvias ensuales. Para asignar la condición de huedad del es, el prograa utiliza los siguientes estiadores: - Para el caso I: - Para el caso II: P 5 = P 5 P 12 7 P = 12 que se corresponden con la seisua de los valores ínio y edio o edio y áxio (respectivaente) de la precipitación acuulada en cinco días. La deterinación de las condiciones iniciales de huedad se realiza en función de la precipitación acuulada los cinco días previos al aguacero (P 5 ). A su vez se distingue entre el periodo vegetativo y el reposo invernal a la hora de fijar los valores líite. Vale la siguiente tabla: Condición Lluvia total caída durante los cinco días anteriores Reposo vegetativo Periodo vegetativo 1 Menos de 12,5 Menos de 35,5 2 De 12,5 a 28 De 35,5 a 53 3 Más de 28 Más de 53 43

45 3.14. Relación de síbolos ANTES CAPA CAPAL CAPMIN DESP D E E s E s1 E s2 H I I t J MAX M N NAC NEQ NI NM NR n 1 y n 2 P PAC PIMP P PR PROM P v1 y P v2 P 0 P0 P1 P2 P5 S S 1 S 2 Disponibilidad hídrica en la ladera antes de la sisteatización Capacidad del icroebalse Capacidad ínia del alcorque para retener toda la lluvia neta (=escorrentía) que se produce en la unidad sisteatizada Capacidad ínia que debe tener el alcorque para que la escorrentía en el área de ipluvio coience antes que la escorrentía que escapa de la unidad sisteatizada Disponibilidad hídrica ( agua infiltrada) en el área de recepción Núero de días de lluvia del es Evaporación física desde la superficie del suelo Escorrentía superficial (genérico) Escorrentía generada en el área de ipluvio y que alienta al área de recepción Escorrentía que escapa del área de recepción ( de la unidad sisteatizada) Disponibilidad hídrica en un punto ( infiltración en dicho punto) Infiltración Intercepción Condición previa de huedad Escorrentía áxia que puede escapar de la unidad sisteatizada para alcorque nulo Precipitación áxia diaria del es Núero de curva (genérico) Núero de curva de la ladera actual (degradada) Núero de curva equivalente de la unidad sisteatizada (considerando el efecto del icroebalse) Núero de curva del área de ipluvio Núero de curva proedio de la unidad sisteatizada sin considerar el efecto del alcorque Núero de curva del área de recepción Núero de veces que caen los aguaceros virtuales P v1 y P v2 Precipitación de un aguacero Ubral de escorrentía de la ladera degradada Disponibilidad hídrica en el área de ipluvio Precipitación ensual Ubral de escorrentía del área de recepción Disponibilidad hídrica proedio en la unidad sisteatizada (=en la ladera) Precipitaciones virtuales Ubral de escorrentía (genérico) Ubral de escorrentía edio de la unidad sisteatizada sin considerar el efecto del alcorque Precipitación ínia (= ubral de escorrentía en el área de ipluvio) Precipitación líite (= ubral de escorrentía de la unidad sisteatizada considerando el efecto alcorque) Precipitación total caída durante los cinco días previos al aguacero a analizar (o estiador ensual de dicha variable) Retención áxia posible (étodo del núero de curva) Superficie correspondiente al área de ipluvio Superficie del área de recepción 44

46 4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1) MARTÍNEZ DE AZAGRA PAREDES, A Diseño de sisteas de recolección de agua para la repoblación forestal. Mundi-Prensa. Madrid. 2) MARTÍNEZ DE AZAGRA PAREDES, A Desarrollo de un odelo sobre recolección de agua aplicable a la restauración forestal. Ecología 12: ) MARTÍNEZ DE AZAGRA PAREDES, A El odelo hidrológico MODIPÉ. Montes 55: ) MARTÍNEZ DE AZAGRA PAREDES, A Principles for designing endorheic icrocatchents. En: J.L. Rubio, R.P.C. Morgan, S. Asins & V. Andreu (eds.). Third International Congress Man and Soil at the Third Millenniu; too I: Valencia. 5) MARTÍNEZ DE AZAGRA, A. & CALVO POLANCO, M Desertización por aridez edáfica. Actas del I Congreso Regional del Agua: Valladolid. 6) MARTÍNEZ DE AZAGRA, A. & MONGIL, J Algunos criterios para el diseño de sisteas de recolección de agua en repoblaciones forestales. Actas III Congreso Forestal Español; Mesa 3: Granada. 7) MARTÍNEZ DE AZAGRA, A.; MONGIL, J.; FERNÁNDEZ DE VILLARÁN, R Estudio hidrológico del aterrazado con subsolado ediante el odelo MODIPÉ. Ecología, 16: ) MARTÍNEZ DE AZAGRA, A.; MONGIL, J. & ROJO, L Oasification: a forest solution to any probles of desertification. Investigación Agraria: Sisteas y Recursos Forestales 13(3): ) MARTÍNEZ DE AZAGRA, A.; MONGIL, J. & ROJO, L Oasificación: la solución forestal a uchos probleas de desertificación. Ecología (en prensa; 20 páginas) 45

47 5. PÁGINA WEB Para obtener ás inforación sobre el odelo MODIPÉ y sus prograas se recoienda visitar las páginas: * * * * * * * A todos cuantos han apoyado este trabajo: uchas gracias! 46