Evaluación del escurrimiento superficial de los modelos de Curva Numérica y Green-Ampt en la cuenca río Chapingo, México

Abstract

Los modelos hidrológicos son una opción rápida y de bajo costo para estimar el escurrimiento superficial en un evento de lluvia-escorrentía en cuencas sin aforos, previo a su uso los modelos deben ser evaluados; la certidumbre de sus resultados es de utilidad en la definición de políticas acertadas para un manejo racional del recurso agua. El objetivo de esta investigación fue evaluar el grado de ajuste del modelo de escurrimiento de curva numérica del extinto Servicio de Conservación de Suelos de EE. UU. (SCS‑CN) y del modelo de infiltración de Green-Ampt (GA) para reproducir hidrogramas de escurrimiento directo en cuencas no aforadas, los cuales se integraron en un modelo hidrológico estructurado en el software HEC-HMS. Se eligieron siete eventos de lluvia bien definidos y uno prolongado con precipitaciones intermitentes ocurridos en la cuenca río Chapingo, México. En el análisis del conjunto de los ocho eventos, el modelo SCS-CN estimó mejor el volumen total escurrido (RMSE de 5430 m3), mientras que el de GA estimó mejor el gasto pico (RMSE de 0.72 m3 s‑1). El modelo de GA estimó mejor los hidrogramas de tres eventos de lluvia bien definidos cuyos volúmenes escurridos fueron mayores que 8.31 × 103 m3 y, Qp ≥ 1.93 m3 s-1, con una RMSE de 0.14 a 0.43 m3 s-1, MRE de 0.20 a 0.28 y una eficiencia de Nash-Sutcliffe de 0.92 a 0.95. En los otros cuatro eventos bien definidos, con volúmenes escurridos inferiores a 6.35 × 103 m3 y Qp ≤ 1.44 m3 s-1 ambos modelos estimaron de forma idéntica y sin eficacia los hidrogramas, con un índice de Nash-Sutcliffe de -1.38 a -7.34. La estimación del hidrograma del evento prolongado, resultó idéntica en ambos modelos, con una RMSE de 0.07 m3 s-1, un MRE de 0.35 y una eficiencia de Nash-Sutcliffe de 0.71.

Keywords

• escurrimiento directo
• Green-Ampt
• hidrograma observado
• humedad inicial del suelo
• SCS-CN