Efecto de la discretización de la cuenca y modelo digital de elevaciones en la estimación de la erosión hídrica en cuencas de gran tamaño
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2013
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El empleo de modelos de erosión hídrica acoplados a Sistemas de Información Geográfica (SIG) ha facilitado el análisis a escala de cuenca. Modelos como la interfaz geo-espacial del Proyecto de Predicción de Erosión Hídrica (GeoWEPP) son capaces de determinar la erosión, distribuida espacial y temporalmente. Para ello requieren una discretización, con el fin de identificar las laderas y canales que conforman la cuenca. GeoWEPP incorpora el modelo de Parametrización Topográfica (TOPAZ) que extrae esta información a partir de Modelos Digitales de Elevación (MDE). Al analizar las estimaciones de erosión en cuencas pequeñas, estudios previos han demostrado que estos se ven afectados por las características de las laderas y la distribución de los canales. En cuencas de gran tamaño, los efectos sobre las estimaciones de la erosión no se han probado hasta el momento. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la discretización sobre las estimaciones de erosión utilizando GeoWEPP.
Se seleccionaron dos cuencas de gran tamaño, las cuales se discretizaron variando los parámetros del modelo TOPAZ y los MDE. Las redes hidrográficas construidas con TOPAZ se compararon con mapas topográficos usando un método cuantitativo especialmente desarrollado para este propósito. Adicionalmente, se compararon con capas de acumulación de flujo obtenidas usando Arc Hydro Tools. Los resultados mostraron que la discretización afectó las estimaciones de erosión y su distribución espacial, pero no la escorrentía total. En particular, la estimación de la erosión máxima en una ladera fue altamente sensible a los parámetros de TOPAZ y los MDE. Considerando un 10% como una variación aceptable en las estimaciones de erosión total, los resultados mostraron que, dependiendo del MDE, este valor se alcanza con una variación de hasta el 60% en el número de laderas y canales. En consecuencia, en la comparación de estimaciones de GeoWEPP entre distintas cuencas, se recomienda utilizar el mismo MDE y un método cuantitativo para remover la subjetividad al determinar la discretización.
Se seleccionaron dos cuencas de gran tamaño, las cuales se discretizaron variando los parámetros del modelo TOPAZ y los MDE. Las redes hidrográficas construidas con TOPAZ se compararon con mapas topográficos usando un método cuantitativo especialmente desarrollado para este propósito. Adicionalmente, se compararon con capas de acumulación de flujo obtenidas usando Arc Hydro Tools. Los resultados mostraron que la discretización afectó las estimaciones de erosión y su distribución espacial, pero no la escorrentía total. En particular, la estimación de la erosión máxima en una ladera fue altamente sensible a los parámetros de TOPAZ y los MDE. Considerando un 10% como una variación aceptable en las estimaciones de erosión total, los resultados mostraron que, dependiendo del MDE, este valor se alcanza con una variación de hasta el 60% en el número de laderas y canales. En consecuencia, en la comparación de estimaciones de GeoWEPP entre distintas cuencas, se recomienda utilizar el mismo MDE y un método cuantitativo para remover la subjetividad al determinar la discretización.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013