Comportamiento de la erosión y sedimentos por escorrentía ...
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Comportamiento de la erosión y sedimentos por escorrentía superficial sobre las obras de cosecha de agua tipo reservorio, en la subcuenca río Coco-Somoto, Corredor Seco, Zona Norte de Nicaragua 1 Arriaga Perez Nelson Edmundo, 2 Rios Ney, 3 Orozco Pedro Pablo, 4 Faustino Manco Área temática: Modelación hidrológica Palabras claves: Modelación, cuencas hidrográficas, erosión, escorrentía , sedimentos, cosecha de agua, sequía Información y contacto del autor: Nelson Arriaga, Nelson. [email protected], +50663001861 Introducción En el manejo y gestión integral de cuencas hidrográficas, los modelos hidrológicos permiten describir procesos dinámicos y predecir, a través de la simulación, procesos de erosión de suelos en cuencas (Ávalos 2014). Soil Water Assessment Tool (SWAT) es un programa de modelación hidrológica, para evaluar cuencas, que integra variables climáticas y geo-espaciales (Vanmaercke 2011) y en combinación con los sistemas de información geográfica (QGIS) (Rivera 2012, Ríos 2016), determina áreas susceptibles a producción de erosión y sedimentos (Morales 2010). Marco conceptual Una cuenca hidrográfica es una unidad territorial, delimitada por un parteaguas conformada por un sistema hídrico que fluye a un río principal (Gaspari et al. 2013). La cuenca es un sistema que comprende la parte: biofísica, biológica y social (Orozco et al. 2008). La erosión de suelo es la pérdida de la capa fértil u horizonte O en (Ton/ha), producto de acciones antropogénicas (malas prácticas agrícolas) Rostamian et al. (2008). Durante las precipitaciones el suelo es conducido vía escorrentía superficial a cauces naturales (ríos) y es medido en (Tm) Puigdefábregas (1992). Un modelo hidrológico es una representación simplificada de un sistema real y complejo bajo una forma física y matemática. Estos modelos pretenden reproducir con la ayuda de un ordenador, los procesos físicos relacionados al ciclo hidrológico en una cuenca (Ríos et al.2008). SWAT es un modelo hidrológico matemático determinístico (Arnold et al. 2002), aplicable a diferente escala de cuenca (Behrends 2011). Referencias Arnol, J; Neitsch, S; Kiniry, J; Williams, J; King, K. 2002. Soil and water assessment tool theoretical documentation. Version 2002. GSWRL Report 02-01; BCR Report 02-05; TWRI Report TR-191. College Station, Texas, EEUU. Water Resources Institute. 4004 p. Ávalos, D; Cárdenas, G; Estrada, R; García, S; García, J; Estrada, F. 2014. Aplicación del modelo SWAT para evaluar la contaminación por fuentes difusas en la subcuenca del lago de Chapala, México. Revista Internacional de Contaminación Ambiental 30(3):263-274. Brenes, C. 2015. Ríos: fundamentos sobre su calidad y la relacíon con el entorno sociambiental. Cartago, Costa Rica: editorial Tecnológica de Costa Rica.236.p Gaspari, F; Rodríguez, AM; Senisterra, G; Delgado, M; Besteiro, S. 2013. Elementos metodológicos para el manejo de cuencas hidrográficas. Buenos Arires, Argentina, Universidad Nacional de La Plata. 191 p. Ríos, N; Ibrahim, M; Faustino, J. 2008. Uso del modelo SWAT para estimar la producción de sedimentos en una cuenca dominada por ganadería. s.l., s.e. 761-765 p. Figura 1. Zona de estudio.. Productos y resultados ▪ Producción de erosión (t/ha) y sedimentos (Tm) métricas en la subcuenca (cuantificación y distribución espacial). ▪ Impacto por erosión y sedimentos sobre las obras de cosecha de agua tipo reservorio en la subcuenca. ▪ Mapas del comportamiento espacial e impacto de erosión y sedimentos sobre las obras de cosecha de agua tipo reservorio en la subcuenca. ▪ Propuesta de Lineamientos para mitigar impactos de erosión y sedimentación en las obras de cosecha de agua tipo reservorio en la subcuenca. Metodología La subcuenca del río Coco-Somoto se ubica en la región Central-Norte de Nicaragua entre las coordenadas 1491556 Latitud Norte y 544386 Longitud Oeste, Zona 16 Norte (Figura 1). La delimitación de la subcuenca se realizará mediante obtención de un modelo de elevación digital (MED) de la plataforma Alos Palsar, y se procesará en Qgis 3.10 (Figura 2). Con base en base de datos de la zona de estudio se crearan archivos de entrada en formatos requeridos por el modelo SWAT. Asimismo, con base en análisis geoespaciales se determinarán los factores que tienen mayor incidencia en el comportamiento de la producción de erosión y sedimentos en la cuenca. Con la información geoespacial de la modelación hidrológica se cuantificará y categorizará las zonas con mayor y menor la producción de erosión (T/ha) y sedimentos (Tm ), (Figura 3). Haciendo uso de SIG, se elaborará el shapefile (puntos) de las obras de cosecha de agua tipo reservorio construidas en la zona de estudio. Los resultados de la modelación hidrológica permitirán determinar la cantidad de erosión y sedimentos que llegan a las obras de cosecha de agua (Figura 4), mismos que irán acompañados con mapas de escorrentía superficial, erosión de suelos, producción de sedimentos y mapas de las determinantes de erosión (pendientes, cobertura, y/o suelos) (Figura 5). Finalmente se elaborará una propuesta de lineamientos para mitigación y reducción de erosión de suelos aguas arribas de la obras (Figura 6). 1 2 3 4 Figura 2. Delimitaciónde zona de estudio. 5 Figura 3. Configuración de parámetros/SWAT. Figura 4. Proceso para determinar erosión y sedimentos a partir de HRUs. 6 Figura 5,6. Mapas de derterminantes de erosión y esquema de propuesta de lineamientos de mitigación. 1 Estudiante Maestría Gestión y Manejo Integral de Cuencas Hidrográficas , 2 Investigador CATIE, 3 Asesor Proyecto, 4 Investigador CATIE
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Comportamiento de la erosión y sedimentos por
escorrentía superficial sobre las obras de
cosecha de agua tipo reservorio, en la
subcuenca río Coco-Somoto, Corredor Seco,
Zona Norte de Nicaragua1Arriaga Perez Nelson Edmundo, 2 Rios Ney, 3 Orozco Pedro
Pablo, 4 Faustino Manco
Área temática: Modelación hidrológica
Palabras claves: Modelación, cuencas hidrográficas, erosión, escorrentía ,
sedimentos, cosecha de agua, sequía
Información y contacto del autor: Nelson Arriaga,
[email protected], +50663001861
IntroducciónEn el manejo y gestión integral de cuencas hidrográficas,
los modelos hidrológicos permiten describir procesos
dinámicos y predecir, a través de la simulación, procesos
de erosión de suelos en cuencas (Ávalos 2014). Soil
Water Assessment Tool (SWAT) es un programa de
modelación hidrológica, para evaluar cuencas, que
integra variables climáticas y geo-espaciales
(Vanmaercke 2011) y en combinación con los sistemas
de información geográfica (QGIS) (Rivera 2012, Ríos
2016), determina áreas susceptibles a producción de
erosión y sedimentos (Morales 2010).
Marco conceptualUna cuenca hidrográfica es una unidad territorial, delimitada por un parteaguas conformada por un sistema hídrico
que fluye a un río principal (Gaspari et al. 2013). La cuenca es un sistema que comprende la parte: biofísica,
biológica y social (Orozco et al. 2008).
La erosión de suelo es la pérdida de la capa fértil u horizonte O en (Ton/ha), producto de acciones antropogénicas
(malas prácticas agrícolas) Rostamian et al. (2008). Durante las precipitaciones el suelo es conducido vía
escorrentía superficial a cauces naturales (ríos) y es medido en (Tm) Puigdefábregas (1992).
Un modelo hidrológico es una representación simplificada de un sistema real y complejo bajo una forma física y
matemática. Estos modelos pretenden reproducir con la ayuda de un ordenador, los procesos físicos relacionados al
ciclo hidrológico en una cuenca (Ríos et al.2008).
SWAT es un modelo hidrológico matemático determinístico (Arnold et al. 2002), aplicable a diferente escala de
cuenca (Behrends 2011).
Referencias
Arnol, J; Neitsch, S; Kiniry, J; Williams, J; King, K. 2002. Soil and water assessment tool theoretical
documentation. Version 2002. GSWRL Report 02-01; BCR Report 02-05; TWRI Report TR-191.
College Station, Texas, EEUU. Water Resources Institute. 4004 p.
Ávalos, D; Cárdenas, G; Estrada, R; García, S; García, J; Estrada, F. 2014. Aplicación del modelo
SWAT para evaluar la contaminación por fuentes difusas en la subcuenca del lago de Chapala,
México. Revista Internacional de Contaminación Ambiental 30(3):263-274.
Brenes, C. 2015. Ríos: fundamentos sobre su calidad y la relacíon con el entorno sociambiental.
Cartago, Costa Rica: editorial Tecnológica de Costa Rica.236.p
Gaspari, F; Rodríguez, AM; Senisterra, G; Delgado, M; Besteiro, S. 2013. Elementos metodológicos
para el manejo de cuencas hidrográficas. Buenos Arires, Argentina, Universidad Nacional de La
Plata. 191 p.
Ríos, N; Ibrahim, M; Faustino, J. 2008. Uso del modelo SWAT para estimar la producción de
sedimentos en una cuenca dominada por ganadería. s.l., s.e. 761-765 p.
Figura 1. Zona de estudio..
Productos y resultados
▪ Producción de erosión (t/ha) y sedimentos (Tm)
métricas en la subcuenca (cuantificación y
distribución espacial).
▪ Impacto por erosión y sedimentos sobre las obras de
cosecha de agua tipo reservorio en la subcuenca.
▪ Mapas del comportamiento espacial e impacto de
erosión y sedimentos sobre las obras de cosecha de
agua tipo reservorio en la subcuenca.
▪ Propuesta de Lineamientos para mitigar impactos de
erosión y sedimentación en las obras de cosecha de
agua tipo reservorio en la subcuenca.
MetodologíaLa subcuenca del río Coco-Somoto se ubica en la región Central-Norte de Nicaragua entre las coordenadas
1491556 Latitud Norte y 544386 Longitud Oeste, Zona 16 Norte (Figura 1). La delimitación de la subcuenca se
realizará mediante obtención de un modelo de elevación digital (MED) de la plataforma Alos Palsar, y se procesará
en Qgis 3.10 (Figura 2). Con base en base de datos de la zona de estudio se crearan archivos de entrada en
formatos requeridos por el modelo SWAT. Asimismo, con base en análisis geoespaciales se determinarán los
factores que tienen mayor incidencia en el comportamiento de la producción de erosión y sedimentos en la cuenca.
Con la información geoespacial de la modelación hidrológica se cuantificará y categorizará las zonas con mayor y
menor la producción de erosión (T/ha) y sedimentos (Tm ), (Figura 3).
Haciendo uso de SIG, se elaborará el shapefile (puntos) de las obras de cosecha de agua tipo reservorio
construidas en la zona de estudio. Los resultados de la modelación hidrológica permitirán determinar la cantidad de
erosión y sedimentos que llegan a las obras de cosecha de agua (Figura 4), mismos que irán acompañados con
mapas de escorrentía superficial, erosión de suelos, producción de sedimentos y mapas de las determinantes de
erosión (pendientes, cobertura, y/o suelos) (Figura 5). Finalmente se elaborará una propuesta de lineamientos para
mitigación y reducción de erosión de suelos aguas arribas de la obras (Figura 6).
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Figura 2. Delimitaciónde zona de estudio.
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Figura 3. Configuración de
parámetros/SWAT.
Figura 4. Proceso para determinar
erosión y sedimentos a partir de HRUs.
6Figura 5,6. Mapas de derterminantes de erosión y esquema de propuesta de
lineamientos de mitigación.
1Estudiante Maestría Gestión y Manejo Integral de Cuencas Hidrográficas , 2 Investigador CATIE, 3 Asesor Proyecto, 4 Investigador CATIE
