Calibración del modelo integrado de base física KINEROS en una cuenca semi-instrumentada del trópico húmedo mexicano

Abstract

Se presenta la aplicación del modelo hidrológico Kinematic Runoff and Erosion Model (KINEROS) dentro de la plataforma GIS de modelado hidrológico denominada Automated Geospatial Watershed Assessment (AGWA), en una cuenca semi-instrumentada de 352 km2, con registros de lluvia y escurrimiento cada 24 horas. El modelo KINEROS permite analizar el comportamiento hidrológico de cuencas pequeñas (hasta 100 km2) sujetas a cambios de uso de suelo y cobertura vegetal. Una de las características principales del modelo es que realiza dicho análisis bajo la ocurrencia de eventos específicos de lluvia que pueden ser representados por intensidades, lluvia acumulada o por tormentas de diseño. KINEROS principalmente ha sido calibrado en cuencas de clima árido o semiárido en Estados Unidos. El interés de utilizar KINEROS radicó en analizar sus posibilidades para modelar hidrológicamente cuencas semi-instrumentadas en zonas de clima tropical húmedo y superficies superiores a 100 km2. Para este propósito, se eligió como caso de estudio a la cuenca del río Huixtla, ubicada en la zona costera del estado de Chiapas, conocida por su problemática de inundaciones en México. La falta de hietogramas e hidrogramas, una característica común en las cuencas del país, condujo a la propuesta de una metodología para inferir los datos de lluvia necesarios para calibrar el modelo AGWA-KINEROS, por medio de la generación de hietogramas horarios para eventos de tormenta a partir de la lluvia registrada en 24 horas. Finalmente, después de realizar la calibración del modelo, se corroboró que el índice de saturación es el parámetro más sensible en el ajuste del gasto pico de salida, y se encontró que la duración y forma del hietograma de entrada es primordial para una adecuada calibración. _______________ CALIBRATION OF THE PHYSICAL BASE INTEGRATED MODEL KINEROS IN A SEMI-INSTRUMENTED BASIN OF THE MEXICAN TROPICAL WET CLIMATE. ABSTRACT: The model KINEROS (Kinematic Runoff and Erosion Mode), in GIS platform, included in hydrological simulator AGWA (Automated Geospatial Watershed Assessment), was run in a 352 km2 watershed by using 24 hours rainfall and runoff records. KINEROS has been recommended to analyze the hydrological response of small basins (below 100 km2) and for specific rainfall events, that may be represented by rainfall intensity, accumulation depth rainfall or by design storms. This model has been mostly calibrated in semi-arid and arid regions of USA, however this work analyzes KINEROS´s runoff responses for a watershed in a wet-tropical climate of Mexico. For this purpose, the Huixtla river basin, located in the costal State of Chiapas and well known area in Mexico for its major flood disasters, was used as a case study. The lack of hyetograghs and hydrographs, a common feature between the country’s watersheds, led to a methodology proposal, in order to infer the input rainfall data needed to feed KINEROS, through the generation of hourly hyetographs from daily records of rainfall. Finally, after performing the model calibration, it was corroborated that the saturation index is the most sensitive parameter in adjusting the peak flow output. In addition, it was found that the hydrograph duration and shape are essential for an appropriated calibration.