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FORO MUNDO UniGIS QUITO - 2014 CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE UN MODELO HIDROGEOMÁTICO EN EL RÍO LAS JUNTAS, PVCIA DE BOLÍVAR (2002-2012)

JORGE HURTADO PIDAL Dirección de Análisis de Riesgos

QUITO – OCTUBRE 2014

CONTENIDOS: 1. INTRODUCCIÓN • Modelación Hidrológica dentro del Proyecto de Geodinámica.

2. UBICACIÓN

3. OBJETIVOS 4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN •Hidrometeorológica.

•Geográfica .

•Preparación de Tablas de Clima, Suelos y Cobertura del Suelo.

5. USO DEL MODELO SWAT •Modelo de Cuenca.

•Unidades de Respuesta Hidrológica (Balance Hídrico).

6. RESULTADOS •Calibración y Validación.

•Gráficos de series y Mapas temáticos.

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Jorge Hurtado Pidal

1. INTRODUCCIÓN. Es parte de:

Tecnología espacial y geofísica en la gestión de Riesgos Geodinámicos externos para la prevención y mitigación de inundaciones y crecidas torrenciales

Por medio de la modelación de balance hídrico con la herramienta SWAT (Soil & Water Assessment Tool) es posible conocer el comportamiento hidrológico de la cuenca en cuanto a producción de caudales y sedimento principalmente, entre otras variables.

Que se esta haciendo?

Modelación de tres décadas; 1982-1992, 1992-2002, 2012-2012 tomando en cuenta el cambio de cobertura de suelo, y análisis de extremos hidrometeorológicos, años El Niño; 1982-1983, 1997-1998, entre otros.

Jorge Hurtado Pidal

2. UBICACIĂ“N.

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3. OBJETIVOS.

• Modelar, calibrar y validar el modelo hidrológico en la (década 2002-2012) para la cuenca de estudio a partir de información de estaciones hidrometeorológicas e información geográfica como: Modelo Digital de Elevaciones, Mapa de Suelos, Mapa de Cobertura Vegetal entre otros.

• Calcular la producción de caudal y sedimento a escala mensual en las 4 microcuencas del proyecto y a la salida de toda la cuenca de estudio.

• Elaborar los mapas (nivel de subcuencas y escala mensual) de volumen laminar de escurrimiento superficial (mm), evapotranspiración (mm), precipitación (mm) y producción sedimento (kg/ha).

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4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN. HIDROMETEOROLÓGICA Se ha preparado la información de las estaciones (INAMHI) para el período 1982 a 2012 (30 años) con 6 estaciones de temperatura y 8 estaciones de precipitación a nivel diario.

Por otro lado se uso la información de caudal de dos estaciones H371 y H394 para la calibración y validación del modelo hidrológico

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4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN. GEOGRÁFICA - COBERTURAS a. SUELOS. El mapa de suelos escala 1:50.000 es del MAG-IICA-CLIRSEN (IEE), que posee la información sobre hidrofísica de suelos necesaria para el modelo. b. COBERTURA DEL SUELO. Los mapas de cobertura del suelo corresponden al MAE (Proyecto de Deforestación Histórica del Ecuador). Para el año 2008 la escala es 1:50.000 y para los años 1990 y 2000 es 1:100.000.

El modelo hidrológico de todo el período 1982 – 2012 contempla el cambio de cobertura del suelo. c. MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES. Por último en cuanto a topografía se ha utilizado DEM-SRTM90m para armar el modelo de cuenca y calcular parámetros hidromorfométricos.

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4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN. PREPARACIÓN DEL DEM. •Rasterizacion de Ríos.

•Neighborhood Statistics •ConIsnull

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4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN. PREPARACIÓN DE TABLAS DE CLIMA

Como se mencionaba, se trabajo con 6 estaciones de temperatura y 8 estaciones de precipitación

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4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN. PREPARACIÓN DE LA TABLA DE SUELOS

Estimación y cálculo de parámetros hidrofísicos y de una “lookup table”

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4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN. PREPARACIÓN DE LA TABLA DE COBERTURA DEL SUELO

Edición de la tabla de coberturas de SWAT y elaboración de una “lookup table”

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5. USO DEL MODELO HIDROLÓGICO SWAT. MODELO DE CUENCA

El modelo de cuenca a partir del procesamiento del DEM permite establecer los puntos de salida de cada microcuenca para obtener los resultados de caudal y sedimento en los puntos de interés. Para esta modelación los puntos de salida se corresponden con las microcuencas ya definidas en el proyecto de geodinámica, además con las estaciones hidrológicas (H371, H394, H334) que sirven para la calibración y validación del modelo y también con otros puntos que determina la naturaleza de la red de drenaje.

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5. USO DEL MODELO HIDROLÓGICO SWAT. UNIDADES DE RESPUESTA HIDROLÓGICA - HRU Las unidades de respuesta hidrológica o HRU por sus siglas en inglés (hydrologic response units) son unidades homogéneas en suelo, cobertura vegetal y pendiente, en otras palabras, cada polígono de HRU tiene un mismo suelo, cobertura vegetal y pendiente. Cada HRU resulta de la intersección espacial de estas 3 coberturas

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5. USO DEL MODELO HIDROLÓGICO SWAT. COBERTURAS QUE DEFINEN LAS – HRU

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6. RESULTADOS. Sin Calibración…

Tramo y subcuenca correspondiente a la estación hidrológica H394.

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6. RESULTADOS. Sin Calibración…

Caudales calculados "sin calibración" en el punto de la estación H371.

Caudales calculados "sin calibración" en el punto de la estación H394.

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6. RESULTADOS.

Calibración…

Subcuencas para la calibración de la estación H371.

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6. RESULTADOS.

Calibraci贸n y Validaci贸n

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6. RESULTADOS. Mapas Temรกticos

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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Hay que trabajar en el mejoramiento de las bases de datos, mejor cobertura y mayor detalle. Sin embargo con la información utilizada los resultados son satisfactorios.

La producción de caudales de mayor magnitud calculados para la H371 son en 2008 y para la H394 en 2006. Así mismo la producción de sedimento se observó en clara correlación al caudal como era de esperar cuando el origen del sedimento es por eventos hidrometeorológicos.

La mejor simulación para la estación H371 fue aquella con calibración modificando los parámetros de CN (escurrimiento superficial) y SOL_AWC (agua disponible en el suelo) y para la estación H394 la mejor simulación fue aquella sin calibración.

Los mapas temáticos resultan en una eficaz herramienta de interpretación de los resultados que complementa el análisis temporal de las series, viendo los resultados de forma espacial es mas fácil ver la interrelación de las unidades hidrológicas dentro de la cuenca.

Jorge Hurtado Pidal

CONTACTOS: JORGE HURTADO PIDAL jhurtadop@snriesgos.gob.ec Telf: 0998337265