MIKE SHE: requiere de mucha información. Es un modelo de la casa de DIH de Dinamarca.

Tiene muchos programas que estudia modelos atmosféricos, modelos para el tránsito de agua en la cuenca. Es un modelo determinístico, distribuido, físicamente basado. Está aplicado a casos desde perfil de suelo hasta grandes cuencas. Tiende a subestimar la escurrantía. Tiene bastante demanda en los requerimientos de información, necesita desde un modelo geológico y esto nos queda difícil.

MIKE SHE ofrece una modelización integrada del agua subterránea, agua superficial, recarga y evapotranspiración; sencillamente, todos los aspectos de la hidrología que son importantes si su proyecto necesita un modelo integrado. Ninguna otra herramienta, ni siquiera la combinación de varias, puede alcanzar a MIKE SHE en relación a una integración perfecta de todos los procesos importantes del ciclo hidrológico a una escala de cuenca. 

Aplicaciones donde MIKE SHE destaca: Hidrología integrada de cuencas  Uso conjunto de aguas subterráneas y superficiales Gestión de riegos y sequías  Gestión y restauración de humedales Caudales ecológicos Gestión de llanuras de inundación Inundación inducida por aguas subterráneas Usos del suelo y cambio climático Gestión de nutrientes   Recuperación de aguas subterráneas

Con MIKE SHE se puede investigar procesos individuales del ciclo hidrológico en detalle y adaptar la complejidad de los modelos a sus necesidades, seleccionando el nivel de detalle que desea incluir en cada uno de los procesos de su modelo. 

En un modelo de MIKE SHE se pueden incluir alguno o todos los procesos que ocurren en la fase terrestre del ciclo hidrológico:

Precipitación ( lluvia o nieve) Evapotranspiración Flujo laminar superficial Flujo en canales Infiltración en la zona no saturada Flujo de aguas subterráneas en zona saturada

MIKE SHE es un software flexible que incluye una serie de métodos numéricos, desde sencillos a avanzados enfoques conceptuales, así como métodos físicos, para cada proceso hidrológico y que pueden combinarse dependiendo de los requisitos de la aplicación y de la disponibilidad de datos, adaptándose totalmente a las necesidades de su problema. 

SHE – SYSTÈME HYDROLOGIQUEE EUROPÉEN

El Sistema Hidrológico Europeo, SHE, es un sistema de modelación hidrológica de base física desarrollado en conjunto por el Instituto Danés de Hidráulica, el Instituto Británico de Hidrología

y la consultora francesa SOGREAH (Abbott et al., 1986a y b). SHE simula toda la fase terrestre del ciclo hidrológico, o cualquier fracción de la misma. Posee una arquitectura modular. El intercambio de datos entre módulos, así como la coordinación de la ejecución simultánea de los mismos, que pueden tener incluso pasos de tiempo independientes, es coordinado por un proceso central. La distribución espacial de los parámetros, las lluvias y la respuesta hidrológica es lograda horizontalmente mediante una grilla ortogonal y verticalmente cada una de las celdas es representada mediante una columna con distintas capas horizontales.

Los procesos hidrológicos son modelados mediante representaciones en diferencias finitas de las ecuaciones diferenciales en derivadas parciales de conservación de masa, energía y cantidad de movimiento; y ecuaciones empíricas para ciertos procesos. La versión actual se denomina MIKE SHE y es comercializada por el Instituto Danés de Hidráulica (http://mikebydhi.com/Products/WaterResources/MIKESHE.aspx).

Las componentes que modela SHE son: derretimiento de nieve, intercepción vegetal, evapotranspiración, flujo superficial y en canales, y flujo subsuperficial en la zona saturada y no saturada. El modelo asume que para los terrenos con mayores pendientes, el flujo en la zona no saturada subsuperficial es esencialmente vertical y en la zona saturada es principalmente horizontal. El resultado es una estructura del modelo en el cual las columnas de flujo no saturado, de una dimensión y profundidad variable; se vinculan con el flujo superficial en dos dimensiones en zona saturada (Refsgaard y Storm, 1995). Esta hipótesis disminuye los costos y tiempos computacionales. Sin embargo, plantea el problema de vincular los modelos numéricos del subsuelo unidimensional y bidimensional en una interfaz variable en el tiempo (la capa freática).

Este modelo simula con un gran nivel de detalle todas las componentes del ciclo hidrológico, posee una fuerte base física, con lo cual los parámetros surgidos de la aplicación del mismo no requerirían calibración y serían extrapolables a cuencas con características similares. No obstante, es un software propietario y de código fuente cerrado, lo cual limita su disponibilidad.

El Modelo SHE (Systeme Hydrologique Europeen), es uno de los proyectos más ambiciosos en la modelación con base física, producto de la cooperación entre los Institutos más prestigiados de Europa, este modelo es uno de los más complejos que existen actualmente, pero por ahora su aplicación queda limitada a algunas cuencas experimentales de tamaño pequeño, debido a que describe con gran detalle los procesos hidrológicos de la cuenca y a que conecta todas las variables que intervienen con exactitud, lo cual actualmente es inabordable. Estos modelos tan complejos muestran con claridad el paradigma de la Hidrología: reducir la escala del problema no es condición suficiente para mejorar la descripción de los procesos y cualquier intento de incrementar la complejidad del modelo en este sentido puede devenir en un fracaso, sobre todo, si los datos disponibles no están en consonancia con la estructura del modelo (Beven, 1989)

Los modelos hidrológicos que tienen muchos parámetros, como el SHE o el Modelo de Sacramento, que tiene 16, no son muy atractivos para la modelación distribuida que trata de representar la variabilidad espacial considerando cada vez un mayor número de subcuencas pequeñas, ya que para cada una de ellas sería necesario determinar todos los parámetros, es decir que se requiere de una información tan completa que nunca se tiene en su totalidad, sobre todo en países con poca tradición de mediciones. En la práctica la obtención de información cuantitativa puede resultar difícil y costosa y en algunos casos la calidad de los resultados puede provenir de valores bastante alejados de la realidad, obtenidos por calibración (Vélez, 2001).

SHE (Abbott, M.B., Bathurst, J.C., Cunge, J.A., O’Connell, P.E. y Rasmussen)

El modelo SHE (Système Hydrologique Européen) fue desarrollado originalmente con el objeto de describir detalladamente la fase terrestre del ciclo hidrológico en una cuenca dada. En la figura se muestra la representación esquemática del modelo.

El modelo tiene base física en el sentido de que varios de los procesos de flujo son modelados con representaciones en diferencias finitas de las ecuaciones diferenciales parciales de conservación de masa, momentum y energía, o por ecuaciones empíricas derivadas de investigaciones llevadas a cabo en la cuenca a modelar.

La distribución espacial horizontal de las propiedades de la cuenca, precipitación y respuesta hidrológica se logra mediante la representación de la cuenca por un conjunto de celdas ortogonales, y verticalmente por un conjunto de capas sobre cada una de ellas. La red de drenaje es representada sobre la superficie siguiendo los límites de las celdas.

Los procesos modelados por el SHE son: intercepción de la lluvia por parte de la cobertura vegetal, evaporación del agua interceptada en el suelo y en los canales, transpiración del agua presente en la zona de raíces, fusión de nieve, flujo unidimensional en la zona no saturada, flujo bidimensional en la zona saturada, flujo superficial bidimensional, flujo unidimensional en

canales, interacción acuífero-río e interacción acuífero-flujo superficial. Para el tránsito de la escorrentía a través de la cuenca se utiliza la aproximación bidimensional de la onda de difusión de las ecuaciones de Saint-Venant.

Para el flujo de agua a través del suelo en la zona no saturada el programa encuentra la solución de la ecuación de Richards en una dimensión. Para el flujo en la zona de saturación se utiliza la ecuación no lineal de Boussinesq.

La información de entrada, distribuida espacial y temporalmente, se puede basar en información histórica o ser generada para algún escenario climático particular. La experiencia de algunas aplicaciones del modelo sugiere que el efecto de la incertidumbre en la información meteorológica supera a los generados por la incertidumbre asociada a sus parámetros. En cuanto a la resolución temporal, el modelo en sí no tiene ninguna restricción, el problema son las condiciones del equipo en el que se ejecutará el algoritmo y el tiempo de ejecución.

El modelo es una representación integrada de los flujos subsuperficial y superficial de la fase terrestre del ciclo hidrológico. El nivel de detalle debe ser tal que el esfuerzo en la modelación física no se pierda. Las ecuaciones empleadas en el modelo, con unas pocas excepciones no son empíricas, y buscan por lo tanto representar la física de los procesos a una escala adecuada en las diferentes fases del ciclo hidrológico.

En muchos estudios no es posible representar las variaciones en las características de la cuenca con suficiente detalle como para validar la representación física de los procesos. En consecuencia se presentan problemas de escala, los cuales deben ser considerados cuidadosamente en las aplicaciones del modelo.