A new approach to account for the spatial variability of drainage density in rainfall-runoff modelling

• Autores: M. Di Lazzaro, A. Zarlenga, E. Volpi
• Localización: Boletín geológico y minero, ISSN 0366-0176, Vol. 125, Nº 3, 2014, págs. 301-313
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    La definición de la densidad de drenaje como el inverso de dos veces la longitud de la ladera-a-canal permite la creación de mapas, basados en Análisis Digital del Terreno, que son capaces de revelar claramente el marcado contraste entre provincias geológicas vecinas. Este contraste, que está profundamente correlacionado con los patrones de disección del paisaje, también gobierna variables hidrológicas fundamentales tales como tiempos de residencia, conductividades hidráulicas, coeficientes de escorrentía y producción de sedimento.

    Los enfoques tradicionales en el modelado precipitación-escorretía, basados en la derivación geomorfológica de la distribución de áreas de alimentación como una función de la distancia a la salida (función de amplitud), son capaces de tener en cuenta los efectos de la variabilidad de la densidad de drenaje en los tiempos de respuesta hidrológica (efecto directo). Sin embargo, no tienen en cuenta los efectos indirectos de la densidad de drenaje en términos de escorrentía potencial. En este trabajo se propone un nuevo método para combinar en una función única tanto la distribución de las áreas de alimentación como la escorrentía potencial. La obtención de esta función (que definimos como Función de Amplitud Ponderada de la Densidad de Drenaje) se muestra para una cuenca situada en una región donde el contraste hidrológico y geomorfológico es paradigmático:

    esta es la región situada en el límite entre las provincias geológicas de High y Western Cascades en Oregón, EEUU

  • English

    Definition of drainage density as the inverse of twice the hillslope-to-channel length allows the creation of maps based on Digital Terrain Analysis that are able to clearly reveal the sharp contrast between neighbouring geologic provinces. This contrast, which is deeply correlated to the patterns of landscape dissection, also rules key hydrologic variables such as residence times, hydraulic conductivities, runoff coefficients and sediment yield. Traditional approaches in rainfall runoff modelling, based on the geomorphological derivation of the distribution of contributing areas as a function of the distance from the outlet (width function), are able to account for the effects of drainage density variability on the timing of the hydrologic response (direct effect). However, they neglect the indirect effects of drainage density in terms of runoff potential.

    We propose a new method to merge in a single function both the distribution of contributing areas and the runoff potential. Derivation of this function (which we define as the Drainage Density Weighted Width Function) is shown for a basin located in a region where geomorphological and hydrological contrast is paradigmatic: this is the border region between the geologic provinces of the High and Western Cascades in Oregon, USA