Primer Curso-Taller sobre Modelaje y Predicción Hidrológica

University of Washington,Instituto Mexicano de Tecnología del Agua,

yNational Oceanic and Atmospheric Administration

IMTAJiutepec, Morelos. México. 1 a 5 de Diciembre 2008

Participación

Responsables: • Dennis P. Lettenmaier (UW)• Francisco Muñoz Arriola (UW)• René Lobato Sánchez (IMTA)• Esteban Pardo García (IMTA)• Ana Wagner Gomes (IMTA)

Contribuciones: • Shraddhanand Shukla (UW)• Chunmei Zhu (UW)• Theodore Bohn (UW)• Alan Hamlet (UW)• Francisco Muñoz Arriola (UW)

Ponentes:• Francisco Muñoz Arriola (UW)• Andrea Ray (NOAA)

• Universidad de Washington (UW)• Grupo de Investigación de Hidrología de Superficie, Departamento

de Ingeniería Civil y Ambiental, • Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA)

• Sub-coordinación de Hidrometeorología • Sub-coordinación de Gestión Integrada del Agua

• National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

Organización del Curso• Motivación• Retos de las Ciencia e Ingeniería Hidrológica• Modelaje Hidrológico– Practica con el modelo de Capacidades de Infiltración

Variable (VIC)• Aplicaciones• Predicción hidrológica– Practica con el Sistema de Predicción Hidrológica

• Aplicaciones• Experiencias en México

Motivación

• Contribuir al mejor entendimiento de la Hidrología en México

• Por consiguiente mejorar el uso y manejo de los recursos hídricos

Retos de las Ciencia e Ingeniería Hidrológica

• Entendimiento ciclo hidrológico local en un contexto global– Articular el papel del agua en un contexto más

amplio asociado al sistema tierra– Nuevos rutas, umbrales y sorpresas

• Sustentabilidad de ecosistemas y del humano– Procesos Físicos– Procesos biológicos y biogeoquímicos– Procesos mediados por el ser humano

Cambios en las Características Físicas

• Evaluación de cambios de largo periodo en el almacenamiento de humedad en la superficie y en la sub-superficie, el escurrimiento

• Persistencia de cambios en los patrones de lluvia e hidrología locales

• En general, hay un entendimiento deficiente en:– la manifestación global de mecanismos locales– Intensidad de cambios en diferentes regiones

Escurrimiento Global

http://www.grdc.sr.unh.edu/html/Runoff/animation.html

Cambios en la Química y Biología• Modificaciones de largo periodo en los flujos de

nutrientes y sedimentos en los diferentes componentes del ciclo hidrológico; además los niveles de parámetros clave en la calidad de agua y el hábitat

• Uso desmedido de los recursos biológicos en ecosistemas acuáticos– Más del 20% de los peses de agua dulce se encuentran

extintos o bajo amenaza de extinción en décadas recientes• Calidad del agua en países desarrollados mejora

mientras en países en desarrollo se deteriora• Deficientes sistemas de monitoreo en el mundo, por lo

tanto, hay una deficiente medición de estos problemas

Monitoreo de Calidad de AguaGEMS

Cambios en el Uso y Consumo Antropogénicos del Agua

• Cambios en el uso de agua por diferentes sectores económicos y regiones

• Países desarrollados muestran una ligera baja en el consumo de agua mientras que países en desarrollo la incrementan dramáticamente

• Producen cambios en los patrones de estres hídrico con consecuencias globales inciertas– Sólo recientemente se ha iniciado el análisis de los

cambios en el uso del agua (cambios poblacionales, de ingreso, tecnología y patrones de consumo) y sus impactos en la salud humana y el crecimiento económico

Consumo Mundial de Agua

México en un Contexto Global Hídrico

• Diversidad climática que va desde tropical a árido

• Una amplia características topográficas– Amplia diversidad de ecosistemas, suelos, cultivos

agrícolas, desarrollos urbanos, etc.

Vegetación

Cuencas Hidrológicas

Topografía

Tipo de Rocas

México en un Contexto Global Hídrico• Diversidad climática que va desde tropical a árido• Una amplia características topográficas

– Amplia diversidad de ecosistemas, suelos, cultivos agrícolas, desarrollos urbanos, etc.

• Retos– Conservación de la biodiversidad natural y agrícola– Sustentabilidad de ecosistemas y de actividades humanas– Investigación de diferentes regiones climáticas en diferentes escalas

espaciales y temporales• Monitoreo, predicción, y análisis

• Implicaciones– Desarrollo Económico y Social– Salud Humana– Sectores involucrados: social, económico, gubernamental, científico y

tecnológico

Cómo Afrontar los Retos

La Propuesta• Uso de modelaje de superficie

terrestre para el monitoreo y predicción hidrológicas

• Transferencia tecnológica• Usos en sectores:

– Gobierno (operacional y desarrollo)

– Académico (Investigación y docencia)

– Privado (operacional y desarrollo)

Herramientas• Modelo VIC• West-wide Seasonal

Hydrological Forecast system o North American Hydrological Forecast System