Sensibilidad de parámetros del modelo hidrológico variable Infiltration Capacity al utilizar diversos productos de precipitaciones y su impacto en flujos, estados y procesos hidrológicos modelados

Abstract

Al utilizar un modelo hidrológico distribuido para obtener los diversos procesos hidrológicos que ocurren en una cuenca, es necesario disponer de información de las forzantes también en forma distribuida. Este tipo de modelos requieren la calibración de sus parámetros para representar los flujos de agua y energía. En esta línea, el estudio de este proceso y su sensibilidad a los cambios en las forzantes es beneficioso para la modelación actual. Para este fin, se utilizan diversos productos de precipitación disponibles para Chile continental con el objetivo de seleccionar aquellos que mejor representarían el patrón espacial de precipitaciones. Se analizan 9 productos de precipitación disponibles en la plataforma MAWUN. Filtrando aquellos que no representan las series observadas en estaciones de medición, lo que se calcula a través de índices de verificación. Los productos de precipitación seleccionados son CR2MET v2.0, CR2MET v2.5, ERA5 y ERA5 Land. Estos productos generan las forzantes de precipitación considerando una grilla de 5x5. El objetivo es observar el impacto que esto significa en diez parámetros del modelo Variable Infiltration Capacity (VIC) y su efecto en los procesos hidrológicos (Evapotranspiración, Flujo base y escorrentía superficial). Su aplicación se realiza usando el algoritmo de optimización global SCE-UA. Tras la modelación, los resultados determinan que están intrínsecamente ligados, con ERA5 siendo la base para muchas aplicaciones meteorológicas, incluidas las versiones de CR2MET. A pesar de que ERA5 tiene una grilla significativamente mayor que CR2MET, produce series de caudales simulados con resultados óptimos similares. No obstante, para una modelación más precisa, se recomienda un producto de precipitación con mayor resolución espacial. Los resultados de la calibración muestran que la elección de la función objetivo es crucial en la modelación y depende del propósito de la simulación, en este caso, se utiliza el cálculo de la eficiencia de Kling Gupta (KGE) que evalúa la similitud de las series de caudales de salida obteniendo valores entre 0,5 a 0,9. Por otro lado, se concluye que los parámetros estudiados son sensibles a los cambios en los productos de precipitación, estos parámetros son los que rigen el flujo base y la infiltración como INFILT, Dsmáx y Ksat, entre otros. Y estos dependen, además, de las características de la zona de estudio. Finalmente, los resultados indicaron una tendencia del modelo VIC implementado en el lenguaje de programación R a potenciar regímenes pluviales y desfavorecer procesos de respuesta lenta, como acumulación de nieve, posiblemente debido a la falta de calibración de los parámetros de nieve. Se recomienda comparar versiones del modelo calibrando estos parámetros para identificar la fuente del sesgo estacional.