Evaluación de la utilidad de datos de satélite para modelización hidrológica de cuencas no aforadas en América Central.

Abstract

La modelación hidrológica se emplea, entre otras razones, para conocer los caudales circulantes por los ríos, estableciendo los recursos disponibles para los distintos usos posibles del agua. Está basada en ecuaciones físicas que resuelven los problemas de las abstracciones iniciales – considerando dentro de ellas tanto la intercepción vegetal como la del terreno –, la infiltración, el proceso lluvia-escorrentía, en el que se determina la cantidad de agua que por cada unidad espacial se va aportando a los cauces principales y la propagación de caudales, por el que el agua se acumula y desplaza a través de los canales fluviales.

Las variables climáticas, junto con las características del terreno (orografía y tipo de suelo) y las coberturas vegetales o usos del suelo, resultan fundamentales para poder alimentar los modelos hidrológicos y obtener resultados que respondan de manera coherente al comportamiento de la cuenca. Para ello será necesario, adicionalmente, conocer los caudales circulantes por el río.

La falta de esta información tanto a nivel espacial como temporal constituye un limitante tradicional a este tipo de estudios y ha condicionado su aplicabilidad en cuencas no aforadas. Sin embargo, en la actualidad existen productos, basados en el reanálisis de imagen satelital, que ayudan a mejorar el conocimiento de alguna de estas variables de manera distribuida y con diferentes temporalidades, llegando en algunos casos a proveer series de más de 40 años y con variabilidad infradiaria.

En la presente investigación se ha empleado el modelo hidrológico semi-distribuido SWAT para simular los caudales diarios y mensuales en dos cuencas estratégicas de la República de El Salvador, en Centroamérica. La primera de ellas, la cuenca del río Guajoyo (GRB), es una cuenca en estado natural afectada por importantes figuras de protección medioambiental que le confieren un especial interés para llevar a cabo el estudio de la afectación del cambio climático en este tipo de cuencas tanto por los problemas derivados de las inundaciones como los relativos a las sequías. A partir del estudio realizado se pudo observar como los incrementos de temperatura se asocian en estas latitudes con un descenso de la precipitación media anual, lo que conlleva una mayor duración e intensidad de las sequías.

Por otro lado, se han realizado dos estudios diferenciados en la cuenca del río Grande de San Miguel (GSM), uno dirigido a determinar la aplicabilidad de un producto que establece los caudales medios diarios a partir de reanálisis de imagen satelital para la calibración de modelos y otro dedicado a evaluar la validez de cinco productos satelitales de precipitación para la modelación hidrológica de la cuenca.

Dentro de esta cuenca se utilizaron los registros de estaciones meteorológicas y de estaciones de aforo que permitieron calibrar y validar los modelos hidrológicos de ambos estudios, pudiendo comprobar la bondad de los distintos productos para cumplir con los objetivos marcados, que además de la determinación de caudales perseguían: establecer la capacidad de los mismos para detectar distintas intensidades de lluvia; ajustar los parámetros de los modelos hidrológicos y comprobar la validez del producto GloFAS para representar los caudales circulantes; así como, comparar los productos satelitales de precipitación entre sí y con los registros de las estaciones para determinar los que resultan más convenientes para modelar la cuenca.

Entre los distintos estudios se ha podido comprobar como los productos satelitales de precipitación tienden a sobreestimar el número y la intensidad de los eventos de precipitación; si existe una correlación entre las series de precipitación provenientes de reanálisis y los valores observados en la cuenca, los caudales provenientes de GloFAS son adecuados para la calibración de modelos hidrológicos; y, el empleo de productos satelitales de precipitación en la modelación hidrológica de cuencas fluviales presenta resultados aceptables en las cuencas de los ríos GRB y GSM.