DETERMINACIÓN DE DESCARGAS DE RIOS L.T. David* and E.L. Peñaflor (traducción por Victor Camacho) 7 abril del 2000 *ldavid@msi01.cs.upd.edu.ph loicz@usa.net

¿Por que usar un Modelo? Para muchas areas de estudio existen datos incompletos de descargas de ríos, mientras que en otras ni pocos datos existen. Este modelo de Schreiber modificado permite la estimación de descargas de ríos utilizando datos de parámetros comunmente disponibles localmente. Se ha demostrado que el modelo es robusto para áreas tropicales y sub-tropicales.

PARAMETROS DE ENTRADA PRECIPITACION MENSUAL TEMPERATURA ATMOSFERICA MENSUAL AREA DE LA CUENCA DE DRENAJE

ECUACIONES Vq = Ax (exp (-eo/r+0.001))(r/2.74*10-6 Di) eo = 1.0 * 109 exp (-4.62*103/(273.15+T)) Donde Vq (m3 yr-1) es el escurrimiento mensual total calculado Ax (km2) es el área total de la cuenca de drenaje eo (mm) es la evapotranspiración mensual calculada para la cuenca r (mm) es la precipitación mensual para la cuenca Di es el número de días del mes T (oC) es la temperatura atmosférica promedio mensual

EJEMPLOS Cálculo del área de la cuenca de drenaje y comparación de la descarga medida y la calculada, de ríos que descargan al Golfo de Lingayen, Filipinas Aplicación del modelo a ríos que rodean el Mar del Sur de China, asi como el uso de los resultados para determinar variabilidad de la descarga entre paises

GOLFO LINGAYEN LANDSAT TM, GOLFO LINGAYEN Golfo Lingayen, localizado en el NW de Filipinas, tiene 7 ríos mayores, 5 de los cuales tienen mediciones de descargas. El mas caudaloso es el Río Agno, localizado en el lado SE del Golfo.

Determinación del área de la cuenca El área de la cuenca de drenaje de cada río se puede determinar usando un mapa topográfico. Como indica el ejemplo, los puntos mas altos alrededor de las cuencas de los 7 ríos del Golfo Lingayen son los indicadores de los límites naturales.

Comparación: calculada vs medida RIO AGNO CALCULADA: 6.73E+9 m3/yr MEDIDA: 6.66E+9 m3/yr % DIFERENCIA: 1% Las descargas anuales calculadas de los 7 ríos que fluyen al Golfo Lingayen, mostradas en azul, se compararon con las descargas medidas en 5 de los ríos (barras color café). La diferencia mayor se observó para el Río Agno, donde la descarga calculada fue ~1% mayor que la observada.

SOUTH CHINA VIETNAM SOUTH CHINA SEA THAILAND PHILIPPINES CAMBODIA M A L A Y S I A I N D O N E S I A El modelo se aplicó a ríos que descargan al Mar del Sur de China.

DESCARGA MENSUAL En ocasiones se desea la caracterización de grandes extensiones geográficas. Sin embargo, frecuentemente no hay datos para hacer comparaciones adecuadas. El modelo puede usarse para obtener datos confiables para comparaciones. El modelo se aplicó a ríos individuales y los resultados se sumaron para obtener una descarga total por país. Como puede observarse, la variación mensual de las descargas de Malasia e Indonesia es similar, y muy diferente a los otros paises que rodean el Mar del Sur de China.

Comparación: calculada vs medida Los resultados del modelo (azul) fueron también comparados con observaciones directas (en verde). La diferencia promedio es de ~ 5%. 5.45% 4.17% 4.98% * excluding Khong river

Aplicación Adicional Hay ríos donde las descargas son medidas a distancias considerables, río arriba, para evitar los efectos de la marea sobre las mediciones. La limitación inherente, sin embargo, es que los aportes de agua de la cuenca de drenaje por debajo de la estación de medición no son considerados. El Modelo de Schreiber modificado permite calcular los aportes adicionales no medidos cuenca abajo. Esta aplicación del modelo se ha demostrado es robusta para ríos de zonas tropicales y sub-tropicales.

ECUACIONES VT = VM + Vq Vq = Ax (exp (-eo/r+0.001))(r/2.74*10-6 Di) eo = 1.0 * 109 exp (-4.62*103/(273.15+T)) Donde VT (m3 a-1) es el escurrimiento mensual total VM (m3 a-1) es el escurrimiento mensual total medido río arriba Vq (m3 a-1) es el escurrimiento mensual calculado para el resto de la cuenca Ax (km2) es el área total de la cuenca de drenaje eo (mm) es la evapotranspiración mensual calculada para la cuenca r (mm) es la precipitación mensual para la cuenca Di es el número de días en el mes T (oC) es la temperatura atmosférica promedio mensual

La Laguna de Términos, México, tiene 3 ríos principales: Mamantel-Candelaria, Chumpan y Palizada, con una descarga combinada de 10 x 109 m3 a-1. Estas mediciones, sin embargo, se realizaron varios kilómetros río arriba (ver triángulos). Se aplicó el modelo para la cuenca baja para obtener la descarga total.

Comparación: modelo vs razón DESCARGA ANUAL (m3 a-1) MODELO : 12 x 109 % AREA : 11 x 109 FLUJO MEDIDO: 10 x 109 Aplicando el modelo a la cuenca no incluída por la estación de medición del flujo, se incrementó la descarga de los 3 ríos a 12 x 109 m3 a-1. La mayoría de la descarga adicional se observó durante la época de lluvias de Junio a Octubre (línea verde). Para comparaciones se muestra en azul claro el cálculo de la descarga, corrigiendo por la fracción del área de la cuenca no medida. La descarga medida se muestra en azul obscuro. Es recomendable considerar la opinión de expertos de la región para determinar cuál método refleja mejor el comportamiento del sitio. En el caso de laguna de Términos los resultados del modelo fueron utilizados.

ANÁLISIS DE SENSITIVIDAD use únicamente datos mensuales - NO usar datos anuales y dividirlos entre 12 meses. El uso de datos anuales producirá números no satisfactorios. sensitivo a la medición del área de la cuenca - si están disponibles utilice mediciones de expertos locales. Si compara valores medidos y calculados utilice como base la misma área. sensitivo a la localización y cobertura de la estación meteorológica - recuerde que el agua descargada por ríos proviene de cuenca arriba. Por lo tanto, si es posible escoja datos meteorológicos de las estaciones correspondientes.

LIMITACIONES resultados bajos no realistas para meses muy secos y calientes sobreestimación para meses con lluvias torrenciales sobreestimación para áreas donde hay un almacenamiento significativo de aguas subterráneas

Ejemplo de un sistema con precipitación estacional extrema La aplicación del modelo a este sistema (verde), no simula con exactitud las descargas observadas (púrpura). Otra posible razón de la diferencia es que los datos meteorológicos se hayan tomado cuenca abajo en la estación para medir aforos (triangulo azul). Sabarmati se localiza en una región de la India que es seca casi todo el año, exceptuando en Julio y Agosto, caracterizados por lluvias torrenciales.

Comparación: modelo vs áreas AREA DE CUENCA (km2) de los 2 ríos resaltados medida: 12,950 (azul obs.) total: 71,380 (obs.+claro) Aplicando el modelo al área total se obtuvo un incremento en la descarga de 29 x 107 m3 a-1 a 21 x 108 m3 a-1. La mayoría de la descarga adicional se observó en la época húmeda (azul claro). La corrección por la fracción del área no medida se muestra en verde (16 x 108 m3 a-1). La línea azul muestra la descarga medida original. El conocimiento del sistema por expertos indicará cuál aproximación es mas cercana al comportamiento real del sistema.