Incertidumbre en la estimación del hidrograma de salida en lagos usando productos satelitales

Abstract

En el año 2016, se iniciaron en el país los estudios para la actualización del Balance Hídrico Nacional, vigente desde el año 1987. El presente manuscrito viene a cubrir un vacío metodológico referido a la forma en que se incluyen los lagos en la modelación de cuencas utilizando el modelo hidrológico Variable Infiltration Capacity (VIC). Para ello, se trabaja con los lagos Ranco y Pirihueico, y sus respectivas cuencas, para evaluar el desempeño predictivo del modelo VIC en la estimación del hidrograma de salida de dichos lagos. Asimismo, se evalúa la estimación del hidrograma mediante la configuración de perfiles de lagos con distinto número de nodos y la sensibilización de los parámetros de nivel de agua de vertedero y ancho de desagüe. Se obtuvo un KGE aceptable de 0,59 para la cuenca del Lago Pirihueico (Río Fuy en Desagüe Lago Pirihueico) y un KGE deficiente de 0,37 para la cuenca del lago Ranco (Río Bueno en Bueno) debido principalmente a una baja correlación y déficit en la representación de la variabilidad. Se observó que, en ambas cuencas, la cantidad de nodos especificadas para definir el perfil del lago no implica un cambio significativo en el desempeño del modelo. Dado que los parámetros utilizados en la modelación hidrológica fueron calibrados previamente sin considerar la presencia de lagos y que los resultados indican una baja en el criterio de eficiencia, KGE, debido a la presencia de estos, se deduce que modelar sin considerar el efecto de lagos puede conducir a resultados sesgados puesto que los impactos hidrológicos de estos sistemas resultan compensados por los parámetros de calibración. Por otra parte, el análisis de sensibilidad permite expandir el espectro de desempeño del modelo y reconocer la influencia de los parámetros sensibilizados en la estimación del hidrograma de salida. El modelo presenta un mejor funcionamiento cuando se suponen condiciones para una baja escorrentía y se recomienda que el nivel de agua de vertedero adopte valores dentro del rango de variación del nivel de agua del lago. El impacto del ancho de vertedero está limitado al flujo superficial. Adicionalmente, se determina que el modelo es capaz de representar adecuadamente la variación del nivel de agua de lagos. Por el contrario, existen ciertas limitaciones en el modelo VIC cuando se trata de estimar los cambios en el área superficial; sin embargo, no se puede evaluar el desempeño del modelo con respecto a esta variable debido a que no existen observaciones in situ con las que comparar. Así, tampoco es posible ser concluyentes en cuanto a la utilidad de los productos Pre SWOT y NDWI de Landsat 5 y 8 para estimar el espejo de agua de lagos. La metodología es generalizada para cuencas con lagos sin control fluviométrico aguas arriba de estos, y de nivel de agua y profundidad del lago conocidos para un momento determinado. Sin embargo, resulta necesaria la existencia de control fluviométrico aguas abajo del lago para validar el desempeño del modelo. Se sugiere seguir estudiando las limitaciones y sensibilidades del módulo de lagos de VIC para mejorar su precisión y utilidad práctica.