Thesis Simulación de caudales diarios en cuencas andinas del centro de chile empleando datos meteorológicos cr2met en un modelo hidrológico semi-distribuido
Date
2022-12
Authors
Vargas Castro, Gustavo Andrés
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Abstract
En el presente trabajo se han simulado hidrológicamente las cuencas del Río Maipo en El Manzano y la Cuenca del Río Aconcagua en Chacabuquito, mediante un modelo hidrológico determinístico y semidistribuido desarrollado por Stowhas (1976) y Migueles (1994). Se han aplicado modificaciones a la estructura original del modelo, de forma que este automáticamente utilice y distribuya en los elementos de discretización espacial de la cuenca (bandas de altura), las forzantes grilladas de precipitación y temperaturas CR2MET. Además, se han modificado ciertos métodos considerados dentro del modelo, asociado a la distribución temporal y espacial de las forzantes, y otros procesos hidrológicos. También, se ha desarrollado una versión distribuida del submodelo de nieves, acoplado al submodelo de escorrentía clásico (semidistribuido).
Los modelos aplicados a la cuenca del Río Maipo han sido calibrados y validados por cobertura nival (imágenes MODIS) y caudales medios diarios (estadística DGA) para el periodo 2000-2016, con el objetivo de establecer si es posible un esquema de calibración múltiple del modelo entre cobertura nival y caudal. Por su parte, los modelos aplicados a la cuenca del Río Aconcagua sólo han sido calibrados y validados por caudales, debido a disponibilidad de la información meteorológica para la cuenca (1987-2001). Los modelos han sido calibrados mediante el índice KGE’ (Kling et al., 2012) aplicados en combinación con un análisis de sensibilidad global mediante el método de Efectos Elementales (Morris, 1991).
Dentro de las conclusiones más relevantes, se tiene que los modelos poseen un buen desempeño en la simulación de los caudales, logrando valores de KGE>0,5 y sesgos satisfactorios en términos del volumen anual y de deshielo, a excepción de los periodos de años secos, donde el modelo presenta especialmente un mal ajuste en la temporalidad de los caudales de deshielo, producto de ausencia de un módulo glaciar en la estructura del modelo. Por otra se tiene que los parámetros del submodelo de nieves calibrados por cobertura nival generan un peor desempeño en la simulación de los caudales medios diarios en comparación a los parámetros calibrados únicamente por caudales medios diarios, atribuido posiblemente a un sesgo (sobrestimación) en el producto de temperatura CR2MET. Con respecto al comportamiento estacional del modelo, se destaca que este tiende sistemáticamente a sobrestimar la escorrentía al inicio del periodo de deshielo y a subestimarlos al término del mismo periodo, evidenciando un exceso de radiacion neta incidente sobre el manto simulada por el modelo para el periodo de primavera, inducido posiblemente por sesgos en las forzantes del modelo (p. ej. nubosidad y temperatura del aire).
En términos comparativos de la versión semidistribuida y distribuida del modelo, los desempeños son prácticamente idénticos en los caudales medios diarios y levemente mejores hablando de cobertura nival para el modelo distribuido. Dicho esto, el submodelo distribuido propuesto no se considera del todo satisfactorio puesto que la leve mejora en el desempeño no compensa la inmensa cantidad de tiempo y esfuerzo computacional que este implica. Lo anterior indica que el submodelo distribuido desarrollado debe ser mejorado, por ejemplo, distribuyendo el resto de las forzantes del modelo (velocidad del viento, horas de sol y humedad relativa), los parámetros del modelo y discretizando con mayor resolución las características físicas de la cuenca (pendiente y orientación del terreno) y además integrarlo a un submodelo de escorrentía también distribuido, de tal manera que todos los beneficios obtenidos al distribuir el submodelo de nieves sean transferidos de manera adecuada a la escorrentía simulada.
Description
Keywords
MODELO HIDROLOGICO , CR2MET , SEMI-DISTRIBUIDO , CAUDALES