Modelado mecánico basado en datos y la no linealidad lluvia-flujo

Resumen Aunque los procesos de lluvia-flujo han recibido mucha atención en la literatura hidrológica, la naturaleza de los procesos no lineales involucrados en la relación entre la lluvia y el flujo de los ríos sigue siendo algo poco clara. Este artículo describe el enfoque del primer autor basado en datos mecánicos (DBM) para la identificación de la estructura del modelo y la estimación de parámetros para sistemas dinámicos lineales y no lineales, y lo utiliza para explorar de nuevo la relación no lineal entre la lluvia medida y el flujo en dos cuencas típicas. Aprovechando el poder de la estimación recursiva, se identifican objetivamente no linealidades dependientes del estado a partir de los datos de series temporales y se utilizan como base para la estimación de modelos de función de transferencia no lineales de la dinámica lluvia-flujo. Estos modelos identificados objetivamente no solo explican los datos de manera paramétricamente eficiente, sino que también revelan la posible naturaleza paralela de los procesos físicos subyacentes en las cuencas. El enfoque de modelado DBM proporciona una herramienta útil para la investigación adicional de los procesos lluvia-flujo, así como para otros sistemas ambientales lineales y no lineales. Además, dado que el modelado DBM utiliza estimación recursiva, proporciona un poderoso vehículo para el diseño de sistemas de gestión ambiental en tiempo real y autodaptativos. Por último, el artículo señala cómo los modelos DBM a menudo pueden interpretarse directamente en términos de ecuaciones de conservación dinámica (masa, energía o impulso) asociadas con los procesos de flujo ambiental y enfatiza la importancia de los procesos paralelos en este contexto.