Jaime Izquierdo Bautista1
Los procesos de lluvia escorrentia son muy importantes en las cuencas. Determinar cuáles son los canales que sigue el agua en la cuenca, ayuda a entender su dinámica. Fenómenos como la condensación por niebla, el agua capturada por el follaje, la infiltración en el suelo, la percolación, los aportes de las aguas subterráneas a los canales o ríos hacen parte de los diversos elementos que forman parte de la cuenca. Determinar los tiempos de tránsito, que factores intervienen en su determinación, que metodologías actualmente se utilizan hacen parte de los comentarios de este artículo. Con la ayuda de trazadores químicos, la toma de datos reales y software desarrollado para este fin se pueden hacer predicciones del comportamiento de las cuencas.
Palabras clave: Lluvia esconentia; modelación; cuencas
Rainfall-runoff processes are very important in the basins. Identify the channel that follows the water in the basin, it helps to understand its dynamics Phenomena such as fog condensation, water captured by the foliage, the soil infiltration, percolation. the contributions of groundwata or river channels are part of the various elements that are part of the basin. Determine transit times that factors involved in determining which methodologies currently used are part of the comments of this article. With the help of chemical tracers, the actual data collection and software developed for this purpose can make predictions of the behavior of the basins.
Keywords: Rain runoff; modeling; watershed
En Colombia se reglamentó recientemente la planificación ordenamiento y manejo de cuencas hidrográficas acuiferos. (Minambiente. 2012). Por lo anterior es necesario el conocimiento del comportamiento de las cuencas. Con datos históricos de precipitación y caudal se puede hacer algunas predicciones. IDEAM (2004), pero las rutas que sigue el agua desde que se infiltra hasta que es cedida nuevamente al cauce, es un renglón relativamente nuevo de investigación en hidrología.
Es así como se han ideado metodologías para determinar cuáles son los tiempos que demora el agua almacenada en la cuenca, bajo que fenómenos o variables este empieza o termina de ceder el agua a la cuenca. Entender estos procesos es importante para poder planificar el desarrollo o la recuperación de una cuenca, el vivir armonioso de la gente con la naturaleza, que se puedan obtener recursos naturales de manera sostenible y no degradarlos por el mal uso o por desconocimiento.
Se pueden aplicar los conocimientos actuales en la cuenca río Las Ceibas, que abastece de agua potable la ciudad de Neiva, siendo este afluente el único que cumple esta función para una ciudad intermedio que ronda los 400.000 habitantes. Se puede considerar como un Ecosistema Estratégico para la ciudad, pues como lo definió Olaya et al. (2003) son sistemas con productos, atributos y funciones naturales, indispensables para mantener la vida animal y vegetal y hacer viable una vida digna y el desarrollo sostenible de la especie humana como ser biológico y cultural.
Lo anterior indica que esta cuenca se debe cuidar y mejorar por los servicios ambientales que ofrece a la parte rural y urbana. Es necesario determinar cuáles son las vías que sigue el agua en la cuenca, como ingresa esta y de qué manera la cede, entendiendo estos procesos se pueden trazar directrices de como se debe manejar la cuenca y por donde se debe hacer su recuperación o estabilización.
Conceptos hidrológicos fundamentales, en una cuenca, como la relación de precipitación, escurrimiento y el conocimiento del hidrográma unitario son fundamentales para la determinación del tiempo de transito en una cuenca. Por medio de estos se puede estimar obras a construir, su dimensionamiento y ubicación, asi como la determinación del nivel de aguas máximas Con coberturas boscosas naturales, ante una lluvia, la escorrentia aumenta hasta un 10%. mientras que con pastos esta se puede elevar hasta un 40%. (Solis, 2003) (Muñoz et al 2013). En un ecosistema de bosque húmedo montano tropical en el sur del Ecuador se estudiaron algunas parcelas que se habían intervenido por el hombre, algunas con deslizamientos de tierra y se compararon con los bosque naturales de esta zona. Se concluyó que las zonas intervenidas por el hombre disminuían su conductividad hidráulica, perjudicando el desplazamiento vertical del agua en eventos de lluvias. En la medida que las parcelas presentaban recuperación, por no intervención en el tiempo, esta conductividad se recuperaba. (Zimmermann et al, 2009)
Los caudales en las zonas de las cuencas se pueden determinar haciendo medidas en periodos cortos de tiempo. Tomando valores absolutos cada hora para encontrar los cambios que se presentan en este periodo de tiempo y en cada zona, para luego reunir todos y determinar un caudal total en la cuenca y en un tiempo determinado. (Baker et al. 2004)
Los humedales, son otro ejemplo de captación donde se almacena el agua durante largos períodos de tiempo, más largos que en otros lugares de captación , prolongando el tiempo de respuesta promedio de agua en sus cuencas y la reducción de los rendimientos anuales . Los bosques también parecen aumentar el tiempo de respuesta de agua, pero en menor medida que los humedales. La cuenca boscosa tiene un comportamiento más consistente, que muestra que, incluso para grandes eventos que tiene una capacidad para mejorar los caudales de aguas pluviales. La respuesta distinta de las cuencas de los eventos de lluvia demuestra a través de diversos indicadores y la influencia de las condiciones de precipitación antecedente y las características de los eventos individuales se puede mostrar en la distribución del tiempo de transito (EDT) y la distribución del tiempo de respuesta (TTD) en la escala de tiempo corto, mientras que se aprecia la influencia de las diferencias de uso de la tierra tanto en las escalas de tiempo cortas y largas. (Roa-Garcia, 2011) (Cadol et al, 2012)
Al utilizar la edad del agua y el tiempo de retención en la cuenca se pueden determinar las trayectorias del flujo, dando una fuente simple para la escala en la evaluación de la cantidad, con lo cual se pueden calcular los tiempos de transito, y calidad del agua basado en modelos conceptuales. Al utilizar los tiempos de retención, determinados experimentalmente, ayudan a la evaluación y selección del modelo apropiado, de acuerdo con las variables involucradas, relacionando la escala de las secciones de la cuenca a toda la extensión de esta. Se escogieron 6 parámetros (Ley potencial, porosidad del suelo, conductividad hidráulica, el punto de marchitez, el índice de tamaño de poro y la porosidad efectiva) para probar cuatro modelos ideados por los autores, los cuales involucraron 3, 4, 5 y 6 parámetros. Los modelos planteados pueden reproducir muy bien el flujo, pero no para reflejar la dinámica del tiempo de retención Los modelos basados físicamente, estan hechos para calcular los saldos y flujos de agua en la cuenca, pero un modelo que además de lo anterior, también calcule el tiempo de residencia es mucho más real. (Vaché et al, 2006) (McGuire et al, 2006)
El desarrollo de modelos como el Hidrológico Multilineal Discreto de Retraso y Transito de Crecientes estima los parámetros a partir de las características geométricas del canal, las cuales son calculadas con ayuda de la geomorfologia. El modelo, al calcular los parámetros para el canal en cada pixel, distribuido especialmente. Además, el modo multilineal del modelo recalcula sus parámetros en el tiempo. (Giraldo et al 2005). Se realizó el estudio de un antiguo bosque en la Cordillera de Talamanca. Costa Rica, de 35 m de altura, dominado por robles y poco afectados por la niebla. La importancia hidrológica de epífitas en el bosque estudiado es bastante limitada a pesar de su gran capacidad de almacenamiento de agua máximo. Esto se cree que refleja el hecho de que bajo las condiciones de lluvia prevalecientes sólo una fracción del potencial de almacenamiento está realmente disponible. Se encontró que estas plantas solo interceptan el 6% de la lluvia total, además, si se presentan lluvias todas estas saturadas, capturando poca lluvia. (Holscher et aL 2004)
Investigaciones sobre las coberturas comparan los caudales de agua de dos micro-cuencas adyacentes cubiertas por bosques secundarios de 20 años de regeneración, con uno montano bajo maduro, en el centro de Veracruz, México en un periodo de 2 años. Lluvia ( P) y caudal (Q) se midieron de forma continua, mientras que la evaporación en el follaje seco (transpiración Et), la evaporación del dosel húmedo (lluvia intercepción I), y la interceptación del agua de nubes (CTT) se cuantificaron utilizando una combinación de mediciones de campo y la modelización. Las características de caudal muy similares de los dos bosques no índica diferencias en las propiedades físicas e hidráulicas del suelo, lo que sugiere que 20 años de regeneración natural es capaz de reproducir un comportamiento hidrológico parecido al originalf Muñoz-Villers et al 2012) (Wohl et al 2012) (Molina et al 2012) (Molina et al 2007) (Tromp-Yan et al 2006). La producción de agua en un cultivo y en la zona natural son similares sin embargo en el cultivo el flujo se deteriora más rápido, mientras en la zona reforestada se presenta una disminución del caudal de 242 mm año (Buytaert et al 2007)
Las formas de la superficie de la tierra no son suaves, presentas ciertas irregularidades y rugosidades. Se modeló, tanto en el espacio como en el tiempo estos efectos, del llenado de las cavidades superficiales, la conexión entre ellas y el proceso de escorrentia. Se determmaion los índices de conectividad y duración pai a ver el umbral de la generación del flujo superficial. La variación de la lluvia en el tiempo no alteró el proceso de escorrentia pero cambia la sincronización de llenado y conexión. Lo anterior puede influir en los tiempos de tiempos de transito y debería tenerse en cuenta para la estimación de este. (Yang et al 2013)
La preocupación por los cambios de paisajes en los páramos andinos y de otras regiones ha llevada a algunos investigadores a proponer lineamientos para que esto no ocurra o deje de ocurrir. Celleri et al (2009) (Toledo-Aceves et al 2011) proponen que se deben conseguir recursos para financiar estudios y proteger los páramos, desarrollar proyectos integrales para entender como es el funcionamiento hidrológico y ecosistémico de estos, hacer estudios comparativos sobre la intervención en estos paisajes y su monitoreo constante, siempre involucrando la población. Poulenard et al (2001) adelantó estudios sobre cómo cambia el comportamiento hidrológico y de retención de agua si los pajonales son removidos, incorporados a la agricultura o sometidos a quemas, donde se evidencia que la escorrentia aumenta notablemente, bajando la retención de agua, elevando la sedimentación y la exposición directa al sol en comparación con los no intervenidos; de igual manera Díaz et al (2002) hallaron reducciones en la saturación del suelo al ser intervenido por el hombre. Con lo cual hay la necesidad de determinar la conductividad hidráulica, explorar las estructuras internas del suelo, estudiar los caminos del agua en la zona saturada, en el sitio o en condiciones controladas de laboratorio. Para determinar los caminos sub superficiales del agua se usan trazadores como el azul brillante, el cual se aplica al suelo, en un tiempo, en una calicata aledaña se puede establecer la profundidad alcanzada. (Blume et al 2008) Como no se tienen datos de series de tiempo se tomaron los datos de campo para determinar las funciones hidrológicas de esta cuenca, lo cual ayuda a la comprensión de su funcionamiento. (Blume et al 2008)
La precipitación es un factor en las cuencas incidente en otros fenómenos, como la escorrentía, la infiltración y el transporte de sedimentos. En el sur de Ecuador, en el Nudo de Loja se realizó el estudio de la variabilidad de la lluvia en las cuencas debido a la topografía y la influencia de los vientos. Con la asistencia de radares y medidores de lluvia sobre la zona se encontró que la cantidad de lluvia caida varia en algunos lugares de 1000 Hasta 6000 mm año y el gradiente que debería disminuir con la altitud, de acuerdo con los datos tomados en otros lugares del mundo, aquí aumenta constantemente, lo cual ya lo habían confirmado otros investigadores. (Guiambelluca et al 2011, Schawe et al 2010) Este comportamiento es debido al obstáculo que representan las montañas y el flujo de las masas de aire provenientes de la Amazonia. (Rollenbeck et al 2011)
Como los procesos de escurrimiento y su heterogeneidad en los bosques, aún no se comprenden bien, en Ecuador se realizaron mediciones para estudiar este fenómeno. Se colectaron datos, por un periodo de cuatro años, en un bosque natural y otro manejado, donde se recogían datos semanales de la lluvia que cae y la interceptada por el follaje. La variabilidad espacial por el escurrimiento en los bosque fue alta, pero estable durante el tiempo observado. El dosel de los arboles controla el escurrimiento, con esta alta variabilidad se contribuye a la gran diversidad biológica de estos bosques andinos. (Wullaert et al 2009) (Wilcke et al 2009)
Las regiones tropicales de montaña se caracterizan por fuertes gradientes climáticos espaciales que, junto con la limitada cantidad de datos y conocimientos de los procesos subyacentes dificultan la gestión de los recursos hidricos. Especialmente para la predicción a escala regional, es importante identificar los factores dominantes que controlan la respuesta de precipitación-escorrentia y vincular a los patrones espaciales conocidas de clima, suelos y vegetación. La hidrología de las micro-cuencas estudiadas se determinó, la cantidad media anual de las precipitaciones, régimen de lluvias y la pendiente controlada principalmente por la secuencia de los horizontes del suelo y la conductividad hidráulica lateral saturada de cada horizonte.Se puede asumir que en condiciones de secas el componente de flujo lento consiste en el flujo lateral en el horizonte C y las contribuciones de la capa superior en el lecho de roca, el llamado flujo base. Bajo condiciones húmedas el componente de flujo lento representa el flujo lateral en el horizonte orgánico y la capa de hojarasca. que podría considerarse como una forma de flujo intermitente. El flujo superficial se produce más probablemente por el exceso de saturación . Aunque parece que en todas las microcuencas estudiadas, además de la magnitud de la precipitación y la variedad de propiedades de captación, la respuesta hidrológica está dominada por las propiedades físicas del suelo. Los controles de contenido de agua del suelo previamente ganados en las capas del perfil del suelo contribuye principalmente al componente de flujo lento del caudal, siendo en todas las microcuencas estudiadas el principal contribuyente al caudal total. (Crespo et al 2011)
El tiempo de tránsito puede ser una información fundamental para saber sobre el almacenamiento, los canales de flujo y las características del agua en una cuenca. El tiempo medio de tránsito en una cuenca puede ser mayor que la escala de tiempo hidrológica y sigue habiendo desconocimiento de la forma de las distribuciones del tiempo de tránsito en la cuenca. De acuerdo con estos planteamientos se pueden sugerir varias preguntas para direccionar nuevas investigaciones, ¿Cómo puede una alta densidad de muestras de lluvia y agua de los ríos, tanto espacial como temporalmente, desarrollar en estado no estacionario, nuevas distribuciones del tiempo de tránsito a escala de cuenca?, ¿Cómo se puede generalizar la forma del tránsito de tiempo y utilizarla como si el tiempo no variara en un sistema dinámico y cómo varia la distribución en el tiempo y en el espacio?, ¿Cuáles son los procesos físicos y las propiedades de los materiales que afectan la distribución de tiempo de tránsito y porque varían con el tiempo, las condiciones ambientales y el lugar?, ¿Cómo se puede abordar los problemas de dispersión numérica, el agua detenida, zonas de almacenamiento de sustancias para saber la distribución del tiempo de tránsito con el menor cantidad de variables adicionales en los modelos hidrológicos? (McDonnell et al 2010).
Durante el periodo húmedo, la respuesta a la escorrentía fue rápida, mostrando un aumento progresivo, con lluvias previas, aportando agua desde un 35% hasta 99% del total de la creciente. Los isótopos que se determinaron en el agua, mostraron que los tiempos de residencia de 5 semanas a una profundidad de 30 cm y de 6 meses a 120 cm, sin que cambien estas edades en la dirección de la pendiente. El flujo base presenta una edad mayor a dos años, indicando una gran capacidad de almacenamiento y regulación en la salida. Lo anterior indica que los flujos que se producen a poca profundidad no controlan el flujo de la respuesta hidrológica, sino que la alta permeabilidad hace que el agua percole rápidamente, llegando a recargar las zonas más profundas, haciendo que la respuesta al flujo este dominado por la descarga de las aguas subterráneas. Se demuestra asi, que las lluvias altas en la época húmeda junto a la alta percolación y la capacidad del suelo para el almacenamiento son factores importantes que intervienen en la estación seca, sosteniendo el caudal base y moderando las precipitaciones extremas que tienen relación con el cambio climático. (Muñoz et al 2012) Hay la necesidad de hacer una revisión del pensamiento actual sobre la generación de escorrentia en los ecosistemas forestales. Inicialmente. cualquier vía hidrológica posible debe considerarse hasta que no se demuestre lo contrario, en lugar de excluir las vías posibles a priori porque el pensamiento actual de las declara improbable o imposible. (Elsenbeer et al 1996)
En tres cuencas pequeñas empinadas de bosque montano tropical se recogieron muestras de agua de escorrentia, flujo lateral, suelo mineral y agua corriente en un periodo de un año. Las muestras de agua fueron analizadas para los isótopos O y H, para identificar los caminos de flujo preferenciales del agua en el suelo y su relación con eventos de lluvia y la humedad inicial. En los eventos de lluvia la capa orgánica se satura rápidamente y fluye al canal de corriente paralelo a la superficie, con caudales mayores que en el suelo mineral Las rutas de flujo de agua son principalmente en la dirección vertical a través del perfil del suelo en condiciones normales de humedad, cambiando a lateral en eventos de tormenta. Con el análisis de las muestras colectadas y la identificación de las vías de flujo se evidencia que la pérdida de la capa orgánica y la destrucción de los bosques cambia en gran medida los procesos de generación de escorrentia. (Goller et al 2005)
Se investigó en Ecuador, como son los procesos de química y escurrimiento del agua lluvia en los follajes de los árboles en una cuenca alejada de intervenciones antropogénicas. Se recogió lluvia y se analizaron elemento como K, Na, Ca, Mg, N, Py C orgánico. El escurrimiento fue medido en 79 % de la lluvia, con concentraciones bajas de los solutos medidos, sin embargo la variabilidad es poca y las concentraciones provenientes del dosel se mantuvieron estables. El patrón de escurrimiento resulta heterogéneo para este tipo de bosques en Ecuador pero los elementos analizados permanecen estables, por lo menos en el periodo de 72 horas analizado, este procedimiento se puede utilizar para la determinación de los flujos de nutrientes y seguir las rutas del agua en la cuenca (Zimmermann et al 2007) (Budcer et al 2010).
En Bolivia se llevó a cabo la medición del comportamiento de la lluvia en el paso por las capas del suelo en una cuenca de alta montaña. Se utilizó como trazador el cloruro de sodio en varias concentraciones, sitios y longitudes. Se observó que el tiempo de retraso en las zonas de pendiente es de 24 horas y para las zonas con depósitos sedimentarios se extendió hasta 48 horas. Lo anterior también depende de la época de lluvias o secas y de la humedad inicial del suelo. (Caballero et al 2002)
Kendall y McDonnell (2006) recopilan en su libro los fundamentos de pequeñas cuencas y los isótopos que se usan para determinar los tiempos de retención, para determinar cómo son los caminos que sigue el agua en la cuenca, al igual que el uso de estos en las aguas subterráneas cada uno con casos e estudio que se han dado en el mundo. Otros autores como Rodgeds et al (2005), realizaron estudios para determinar los tiempos y caminos de agua en cuencas mediana, experimentaron en zonas pequeñas y grandes, compararon y concluyeron que al aumentar la escala de tiempo no hay mucha diferencia entre los tamaños de las cuencas.
Los modelos hidrológicos deben ser fiables y robustos pues estas cualidades influyen en todas las aplicaciones basados en la producción del modelo. (Perrin et al 2001). Para el año 2004 se realizó el proyecto de intercomparación de modelo distribuido para comparar modelos distribuidos, entre ellos, y con un modelo agrupado para determinar las proyecciones de ríos en los Estados Unidos. Esto sirvió para detectar la necesidad de mejorar continuamente en la estimación de datos de precipitación y los investigadores poder desarrollar sus modelos. (Smith et al 2004). La fase 2 del Proyecto de Intercomparación de Modelo Distribuido se hizo en ríos de Estados unidos, para comparar con el modelado de los diversos modelos creados que tratan de predecir la operación de los ríos, inundaciones y la utilización del recurso agua. Se hacen análisis estadísticos para evaluar el desempeño de los modelos cuando calculen el volumen de escorrentia, el flujo máximo y los picos alrededor de 40 eventos. En general, los modelos distribuidos predijeron bien los caudales de salida y parciales dentro de la cuenca. Los modelos distribuidos presentaron mejor desempeño, sin embargo es posible que no supere a los modelos agrupados, en cálculo del caudal de salida.( Smith et al 2012)
El modelo AWRA-L calcula el balance hidrico de los paisajes continentales en Australia. Para que se tengan datos precisos es necesario determinar la capacidad de retención de agua del follaje, la tasa de evaporación del follaje y el índice de pluviosidad media. Para conocer la cantidad de agua que se genera una región, el modelo utiliza los datos que posee y esto puede llevarlo a subestimar los valores, por esto, se comparó con datos de campo y se hicieron mejoras para una predicción más acertada. (Wallace et al 2013)
La comparación de varios modelos de simulación de cuencas se ha hecho para verificar su funcionamiento en zonas tropicales, en condiciones de topografía alta y precipitación variable. Al sur de Ecuador en una cuenca de 75 Km2 se evaluaron los modelos HB V espacialmente distribuido. HEC-HMS. SWAI, CHIMP y LASCAM semi distribuidos y el totalmente distribuido HBV-N-D. Con datos recolectados durante un año, se procedió a su calibración y modelación. Se encontró que los modelos no tenían en cuenta el agua subterránea para el cálculo de la generación de escorrentia. sin embargo los resultados pueden ser una guia para observar este comportamiento, pero hay que mejorar la conceptualiza-ción que presentan. (Plesca et al 2012). El sistema de modelación modular (MMS) incluye herramientas ya creadas y que funcionan integradas para poder hacer modelación de diferentes disciplinas valiéndose de los sistemas de información geográfica como el SIG Weasel basado en Arclnfo (ESRI 1992) que permite el análisis y manipulación de representaciones del terreno. también se han acoplado software hidrológicos como TOPMODEL (Bevenet al 1995)que realiza estos procesos con hidrográmas. flujos caudales picos, lluvia escorrentia entre otros. La ventaja de este tipo de herramientas es que son Ubres y se pueden hacer aportes a la comunidad científica en la medida que se van usando en diversos temas. (Leavesley et al 2002)
En Ecuador en la región sur, se midió la lluvia incidente, las características de humedad el suelo, la evaporación, la interceptación de la lluvia en las hojas y el escurrimiento que se produce, entre otras, tal como lo habían hecho Kinner et al (2004). Se determinaron los caudales sobre los arroyos con vertederos y el escurrimiento en los árboles, pero estos datos, debido a su variabilidad produce cierta incertidumbre, así como las mediciones naturales de agua, la entrada de datos, elementos no considerados en el balance hídrico y la arquitectura del modelo que se utilice (Melching 1995). En Ecuador, se mostró que se producen alta evapotranspiración por su ubicación geográfica, pero falta hacer más investigación sobre los paisajes de bosques que se encuentran en constante amenaza. (Eleischbein et al 2006)
Los modelos concebidos en una escala, muchas veces no se pueden extrapolar a otra mayor, en un área más grande. En una ladera Panola en Georgia EE. UU. bien estudiada y monitoreada se han llevado a cabo estudios puntuales como los de llenado y descarga (Tromp-Van et al 2006a) donde se encontró que 55 mm de lluvia llenan las depresiones en el lecho de roca y el flujo sub superficial comienza. Pero lo anterior no se refleja en escalas mayores y se desvia de su comportamiento. Al cesar la lluvia queda el escurrimiento, pero con lluvias mayores de 1 mm más del 50 % de las veces se presenta flujo hacia la corriente (Peters et al 2003). Se demuestra que los modelos no son consistente con las mediciones efctuadas en campo, sin embargo hacer la investigación en varias escalas espaciales da información útil para comprender el comportamiento de la cuenca. (Clark et al 2009).
Se han dado algunas pautas para la escogencia del un modelo apropiado, dentro de estas se destacan la disponibilidad del modelo, porque puede servir, si es demasiado costoso o es difícil su manejo; si predice las variables que se necesitan se tienen limitantes en los supuestos del modelo debido a lo que ya se sabe de la respuesta hidrológica de la cuenca; se tiene los insumos o las entradas del modelo para que este de sus respuestas en un tiempo de trabajo moderado. Con estos criterios pocos modelos cumplen, sin embargo hay que observar las mcertidumbres y evaluarlas si es posible, para la escogencia del modelo.(Beven 2006).
El concepto de modelo de simulación de la escorrentia en las cuencas se basa en tener tres tanques los cuales interceptan la lluvia, el primero representado por el agua en el follaje de los árboles y la superficie del suelo, el segundo en el almacenamiento en el subsuelo y el tercero en el almacenamiento profundo. Durante el atranque del modelo de tanques, se utilizó un periodo de seis meses, para observar como era el comportamiento de la hidrología en las cuencas. Posteriormente se hizo un análisis de incertidumbre sobre las variables, principalmente por las entradas, debido a la variabilidad del clima y la heterogeneidad de las precipitaciones. Representando el modelo de tanques por dos o tres depósitos se puede caracterizar una función de la humedad total del suelo. La simplicidad del concepto de modelado es una ventaja y se relaciona con el suelo, permitiendo que cuencas no aforadas den detalles de su comportamiento hidrológico. De acuerdo a lo anterior, se puede reunir varios cuencas pequeñas para realizar modelados de cuencas en una escala más grande. (Crespo et al 2012).
La determinación de los tiempos de tránsito en las cuencas se debe a varios factores que influyen como son la precipitación, el tipo de suelo, la pendiente , su cobertura entre otras. Tal como lo han reportado Solis (2003), Muñoz Viller (2013). Beaker (2004), Roa-Garcia (2011) los usos que se le dan a los suelos determinan los tiempos de discurrir el agua, la generación de la escorrentia y los caudales que se alcanzan en un momento dado.
La forma de la cuenca, sus características de pendiente, su altitud y su ubicación geográfica hacen que la captación y los procesos de escorrentia se vean afectados y son necesarios determinarlos claramente para poder estimar la producción de agua en una zona o en toda la cuenca. Giraldo (2005), McGuire (2006). Muñoz-Viller (2012), Wohl (2012) han encontrado que a pesar de la degradación de algunas zonas, intervenidas por acciones antrópica, con alguna recuperación del 10 % o más ya presentan respuestas positivas del comportamiento hidrológico, tratando de volver a los indicadores que tenían cuando aún no eran intervenidas.
Crespo (2011). McDonnell (2010), Muñoz-Viller (2012) han analizado el flujo del agua bajo diferentes estratos del suelo, como son los suelos con alta permeabilidad o los que se han visto afectados por costras superficiales que le impiden una rápida entrada de agua. El estudio de estos flujos deja ver como es el comportamiento hidrológico, cuánto dura el agua en tránsito por la cuenca y con qué caudal la sueltan cuando se presentan lluvias repentinas, en estado de saturación o después de periodos secos. El tener claro estos conceptos de comportamiento en una cuenca se puede entender cuáles son las áreas que mayor agua almacenan y en que tiempos la van cediendo a los cauces. Por lo anterior es necesario hacer pruebas reales en campo, que estas sean rigurosas, saber los horizontes de suelo que se presentan para comprender los caminos que sigue el agua.
Una manera de encontrar los canales que sigue el agua en una cuenca es por el estudio de trazadores químicos. Goller (2005), Zimmermann (2007), Wullaert (2009), Bucket (2010). Kendall y McDonnell (2006), Blume (2008) han llevado a cabo experimentos reales para determinar cuál es tiempo que transcurre desde que el agua ingresa a la cuenca hasta que esta es descargada en su salida. Seguir el recorrido de nutrientes para observar como es su movimiento en la cuenca, el seguimiento de isótopos del agua para ver cuánto tarda en los almacenes que posee la cuenca o con trazadores como el azul brillante para observar su recorrido en un tiempo determinado ayuda a comprender el comportamiento hidrológico de la cuenca, además de la permanencia en los depósitos, bajo qué condiciones comienza a salir a las corrientes superficiales y con qué tasa, son aspectos fundamentales a entender para poder orientar en el manejo de una cuenca.
Llevar el comportamiento hidrológico de la cuenca a un modelo numérico depende de muchos factores. Beven (1995,2006). Perrin (2001). Smith (2004,2012), Wallace (2013). Clark (2009). Fenicia (2011) han propuesto, hecho ensayos y comparaciones entre modelos y han dado recomendaciones sobre el uso de estos. Lo principal es que el modelo tenga unas variables de entrada fidedignas, reales, pensando en que así mismo van a ser los resultados, no tener demasiadas variables, pues esto le introduce incertidumbre que le hace perder efectividad y en lo posible que el modelo sea calibrado y luego si realizar los cálculos de las predicciones que sean necesarias. Existen muchos modelos, sin embargo los investigadores insisten en que estos sean libres y que se le puedan hacer aportes de acuerdo con las áreas que se van modelando, para que toda la comunidad científica se beneficie.
La determinación de los tiempos de transito se hace a través de recolectar datos de campo, para luego procesarlos, de la calidad de estos dependen los resultados. Las características de la cuencas pueden afectar estos valores, pues donde se consideran pendientes, suelos o coberturas homogéneas se puede inducir a errores, sin embargo hay que evaluar este grado de incertidumbre.
El estudio de las vías que sigue el agua en una cuenca ayuda a aclarar cuál es el comportamiento de esta. Teniendo claro cuáles son los tiempos de almacenamiento, las recaigas, el control de la lluvia escorrentia, los sitios de entrega de caudal en la cuenca ayuda a tomar decisiones de donde se debe intervenir para su recuperación o conservación.
En la actualidad se han desarrollado un gran número de modelos matemáticos de cuencas, pero estos dependen de algunos factores como las entradas, las cuales tienen que ser reales para obtener resultados buenos, que reflejen la realidad. El hecho que un modelo necesite más vaiiables para su proceso, lo puede hacer más preciso en algunos aspectos, pero esto lo puede convertir en complejo, con muchos grados de libertad y mayor incertidumbre. Actualmente se busca que los modelos sean muy sencillos, con la menor cantidad de variables pero que su resultado sea el reflejo de la realidad.
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