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CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE UN MODELO HIDROGEOMÁTICO EN EL RÍO LAS JUNTAS, PVCIA DE BOLÍVAR (2002-2012) FORO MUNDO UniGIS QUITO - 2014 JORGE HURTADO PIDAL Dirección de Análisis de Riesgos QUITO – OCTUBRE 2014
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CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE UN MODELO HIDROGEOMÁTICO EN EL RÍO LAS JUNTAS, PVCIA DE BOLÍVAR
(2002-2012)
FORO MUNDO UniGISQUITO - 2014
JORGE HURTADO PIDALDirección 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 RECOMENDACIONESJorge Hurtado Pidal
1. INTRODUCCIÓN.
Tecnología espacial y geofísica en la gestión deRiesgos Geodinámicos externos para la prevención ymitigación de inundaciones y crecidas torrenciales
Es parte de:
Por medio de la modelación de balance hídrico con laherramienta SWAT (Soil & Water Assessment Tool) esposible conocer el comportamiento hidrológico de lacuenca en cuanto a producción de caudales y sedimentoprincipalmente, entre otras variables.
Que se esta haciendo?Modelación de tres décadas; 1982-1992, 1992-2002, 2012-2012 tomando en cuenta elcambio de cobertura de suelo, y análisis de extremos hidrometeorológicos, años El Niño;1982-1983, 1997-1998, entre otros.
Jorge Hurtado Pidal
Jorge Hurtado Pidal
2. UBICACIÓN.
Jorge Hurtado Pidal
3. OBJETIVOS.
• Modelar, calibrar y validar el modelo hidrológico en la (década 2002-2012) parala cuenca de estudio a partir de información de estaciones hidrometeorológicas einformación 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 4microcuencas del proyecto y a la salida de toda la cuenca de estudio.
• Elaborar los mapas (nivel de subcuencas y escala mensual) de volumen laminarde 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 a2012 (30 años) con 6 estaciones de temperatura y 8 estaciones de precipitación anivel diario.
Por otro lado se uso lainformación de caudalde dos estacionesH371 y H394 para lacalibración yvalidación del modelohidrológico
Jorge Hurtado Pidal
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a. SUELOS.
El mapa de suelos escala 1:50.000 es del MAG-IICA-CLIRSEN (IEE), que posee lainformación sobre hidrofísica de suelos necesaria para el modelo.
b. COBERTURA DEL SUELO.
Los mapas de cobertura del suelo corresponden al MAE (Proyecto deDeforestación Histórica del Ecuador). Para el año 2008 la escala es 1:50.000 y paralos años 1990 y 2000 es 1:100.000.
El modelo hidrológico de todo el período 1982 – 2012 contempla el cambio decobertura del suelo.
c. MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES.
Por último en cuanto a topografía se ha utilizado DEM-SRTM90m para armar elmodelo de cuenca y calcular parámetros hidromorfométricos.
GEOGRÁFICA - COBERTURAS
4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN.
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PREPARACIÓN DEL DEM.
•Rasterizacion de Ríos.•Neighborhood Statistics•ConIsnull
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.
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PREPARACIÓN DE LA TABLA DE SUELOS
Estimación y cálculo de parámetros hidrofísicos y de una “lookup table”
4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN.
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PREPARACIÓN DE LA TABLA DE COBERTURA DEL SUELO
Edición de la tabla de coberturas de SWAT y elaboración de una “lookup table”
4. DESCRIPCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA INFORMACIÓN.
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MODELO DE CUENCA
5. USO DEL MODELO HIDROLÓGICO SWAT.
El modelo de cuenca a partir del procesamiento del DEM permiteestablecer los puntos de salida de cada microcuenca para obtener losresultados de caudal y sedimento en los puntos de interés. Para estamodelación los puntos de salida se corresponden con las microcuencas yadefinidas en el proyecto de geodinámica, además con las estacioneshidrológicas (H371, H394, H334) que sirven para la calibración y validacióndel modelo y también con otros puntos que determina la naturaleza de lared de drenaje.
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 deHRU tiene un mismo suelo, cobertura vegetal y pendiente. Cada HRUresulta de la intersección espacial de estas 3 coberturas
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5. USO DEL MODELO HIDROLÓGICO SWAT.
UNIDADES DE RESPUESTA HIDROLÓGICA - HRU
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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.
Jorge Hurtado Pidal
6. RESULTADOS. Calibración…
Subcuencas para la calibración de la estación H371.
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6. RESULTADOS. Calibración y Validación
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6. RESULTADOS.
Mapas Temáticos
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Hay que trabajar en el mejoramiento de las bases de datos, mejor cobertura y mayordetalle. Sin embargo con la información utilizada los resultados son satisfactorios.
La producción de caudales de mayor magnitud calculados para la H371 son en 2008 ypara la H394 en 2006. Así mismo la producción de sedimento se observó en claracorrelación al caudal como era de esperar cuando el origen del sedimento es poreventos hidrometeorológicos.
La mejor simulación para la estación H371 fue aquella con calibración modificando losparámetros 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 losresultados que complementa el análisis temporal de las series, viendo los resultadosde forma espacial es mas fácil ver la interrelación de las unidades hidrológicas dentrode la cuenca.
