Análisis de parámetros hidrológicos para la calibración del modelo KINEROS en dos microcuencas del trópico húmedo.

Abstract

La relación precipitación - escurrimiento y la calibración del modelo hidrológico de base física Kinematic Runoff and Erosion Model (KINEROS), en dos microcuencas del trópico húmedo (5.37 y 6.34 ha), cubiertas mayormente por pastizales se estudiaron en esta investigación. Se usó un modelo digital de elevaciones (MDE) con un metro de resolución, un estudio edafológico y datos de flujo base, pluviógramas y limnígramas del año 2013. El flujo base, en ambas microcuencas, representó más de 42 % del escurrimiento anual y los coeficientes de escurrimiento promedio de 0.12 y 0.14, y los máximo de 0.62 y 0.54 para las microcuencas M-02 y M-09, respectivamente. La calibración del modelo KINEROS consistió en el ajuste de los parámetros: saturación inicial (SI), conductividad hidráulica saturada (Ks), unidad de capilaridad neta efectiva (G), y coeficiente de rugosidad de Manning (n) para cada evento. El modelo no permitió calibrar el volumen escurrido por evento, solo el gasto pico, ya que el flujo subsuperficial tuvo influencia en los hidrogramas de cinco eventos. La comparación entre el gasto pico observado y el simulado tuvo una diferencia porcentual menor de 5% en seis de los siete eventos analizados. En la validación del modelo, con todos los eventos analizados, los grupos de parámetros definidos en la calibración por evento tuvieron un ajuste insuficiente (Nash y Sutcliffe < 0). El modelo utilizó valores de SI muy cercanos a la saturación inicial máxima y mostró alta sensibilidad al parámetro Ks y baja sensibilidad en los parámetros G y n. _______________ ANALYSIS OF HYDROLOGICAL PARAMETERS TO CALIBRATE THE KINEROS MODEL IN TWO MICRO-WATERSHED OF THE HUMID TROPICS. ABSTRACT: Rainfall-runoff relationship and calibration of the physically based hydrological model Kinematic Runoff and Erosion Model (KINEROS), in two small catchments of the humid tropics (5.37 and 6.34 ha), mostly covered by pastures, were studied in this research. A digital elevation model (DEM) at 1-meter resolution, a soil survey, pluviograph data, hydrographs and base flow for the year 2013 were used. Base flow accounted for more than 42 % of annual runoff in the catchments and the runoff coefficients revealed averages of 0.12 and 0.14, and maximum of 0.62 and 0.54 for the catchments M-02 and M-09, respectively. The calibration of KINEROS model consisted on the setting of the parameters: initial relative saturation (SI), saturated hydraulic conductivity (Ks), effective net capillary drive (G), and Manning´s roughness coefficient (n) in each event. It was not possible to calibrate the event volume in the model, only peak flow, because the subsurface flow had a strong influence on the hydrographs of five events. The comparison of observed versus simulated peak flow showed a difference less than 5% in six of seven events. In the validation of the model, with all the analyzed events, the groups of parameters defined in the calibration by each event had an insufficient performance (Nash and Sutcliffe < 0). SI values were very close to the maximum initial saturation and the model had high sensitivity in the Ks parameter and low sensitivity in the parameters G and n.