Modelos de aplicación en los procesos de ordenación y manejo de cuencas hidrograficas

MODELOS DE APLICACIÓN EN LOS PROCESOS DE ORDENACION Y MANEJO DE CUENCAS HIDROGRAFICAS

Los modelos integrales a escala de cuenca surgen como respuesta a la necesidad de disponer de herramientas de gestión de los recursos hídricos con criterios conjuntos de calidad y cantidad, y persiguen conseguir una caracterización precisa de los procesos hidrológicos y erosivos que conforman los flujos deagua y sedimentos en una cuenca, acoplados a los procesos físicos, químicos y biológicos que cada sustancia puede sufrir.
Dentro de estos, los modelos físicamente basados tienen la ventaja de que permiten el desarrollo de metodologías aplicables a zonas no monitorizadas, aunque para ello sea
necesaria la calibración de numerosos parámetros.(1)

FICHA 1. Modelo SWAT (Soil and Water AssessmentTool)

El modelo SWAT se presenta como una herramienta de apoyo los factores que afectan en la generación de caudales determinar caudales y sedimentos en una cuenca hidrográfica.
Este método fue elaborado por USDA-ARS (Agricultural Research Service) con el fin de predecir el impacto en el manejo del suelo y la vegetación en la producción de agua, sedimentos y químicos agrícolas en grandes ycomplejas cuencas con variación en suelos, uso de suelo y condiciones de manejo en largos periodos. (Arnold et al., 1987).

Formalización del modelo Conceptual.

SWt: contenido final de agua en el suelo (mmH2O)
SWo: contenido de agua inicial en el día i (mmH2O)
t: es el tiempo (día)
Rday: cantidad de precipitación en el día i (mmH2O)
Wseep: cantidad de agua acumulada en la zona no saturada delperfil del suelo en el día i (mmH2O).
Qgw: cantidad de flujo de retorno en el día i (mmH2O)

El modelo SWAT permite realizar cálculos de gran importancia tales como:

- hidrología
- clima
- sedimentación
- temperatura del suelo
- nutrientes
- pesticidas
- manejo de cultivos
- escurrimiento

Es preciso indicar que para la utilización del modelo esnecesario que las ecuaciones usadas en los procesos sean correctas y correspondan al sitio a analizar. Así para dar valores a los parámetros, se mostrara las ecuaciones usadas en los cálculos de escurrimiento, ya que sirve de base para otros modelos y es uno de los de mayor importancia.

Qt = (Pt – Ia) ²___
Pt – Ia + St

Qt: es el escurrimiento del día t (mm)
Pt: es la precipitación totaldel día t (mm);
Ia: es la abstracción inicial antes de que el suelo se sature (mm);
St: es la retención potencial máxima del día t (mm).

Al estudiar los resultados obtenidos para muchas cuencas experimentales pequeñas, el SCS desarrolló la siguiente relación empírica:

Ia =0.2S

Con base en lo anterior, la ecuación que determina el escurrimiento se transforma en la siguiente expresión.Qt = (Pt – 0.2) ²___
Pt – 0.8St

Parametrización

Para realizar la parametrización es preciso reducir el número de variables con el fin de poder dar valores que nos permita limitar el numero de grados de libertad del sistema, permitiendo así obtener datos óptimos, independiente del numero de intervalos considerados en lasimulación.

[pic]

Qt = (Pt – 0.2) ²___
Pt – 0.8St

Teniendo en cuenta la ecuación, se puede deducir que se utiliza un solo parámetro (St), que es función de la humedad antecedente y del tipo, uso y manejo del suelo en consideración. El valor de St varía entre cero y un valor indeterminado, que en principio puede ser muygrande, y suele cambiarse por otro parámetro adimensional y estandarizado, CN, que varía entre cero (cuando St es muy grande) y 100 (cuando St es cero), de acuerdo con la relación.

CN = 25400_
St+254

donde CN = valor del nuevo parámetro.
Calibración
Su calibración consiste en lograr un ajuste entre los escurrimientos observados y los calculados, mediante el cambio en los valores de...