Las calibraciones que se presentan en este documento, son consideradas preliminares y se irán ajustando y mejorando al tener más datos.

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1 CALIBRACION PRELIMINAR DEL MODELO HBV A NIVEL MENSUAL EN LA CUENCA DEL RIO GRANDE DE SAN MIGUEL PARA COMPLETACION DE DATOS FALTANTES DE CAUDAL EN SERIES HISTORICAS Por: Ing. Adriana María Erazo Chica Fecha: Diciembre 2006 aerazo@marn.gob.sv 1. INTRODUCCION La información hidrológica en El Salvador, se vio afectada en la época de la guerra civil, periodo en el cual dejaron de funcionar las estaciones hidrométricas, por lo cual existe una gran cantidad de datos faltantes en las series históricas. El objetivo de este estudio, es completar las series de caudal de las estaciones hidrométricas ubicadas en la cuenca del río Grande de San Miguel a través del modelo HBV. Este modelo permite la modelación diaria u horaria de las variables hidrometeorológicas; sin embargo en este estudio han sido utilizados datos a nivel mensual con el propósito de completar las series de caudales promedio mensuales de la cuenca del río Grande de San Miguel. El modelo HBV es un modelo hidrológico conceptual para el cálculo de escorrentía, el cual fue originalmente desarrollado por el Instituto de Hidrología y Meteorología de Suecia en los años 70. La cuenca del río Grande de San Miguel, como todas las cuencas del país, ha sufrido cambios de uso de suelo con el tiempo, lo cual se ha tenido en cuenta para la calibración del modelo, con base en los mapas de uso de suelo de los años 70, 96 y Debido precisamente a estos cambios de uso de suelo, ha sido necesario realizar dos calibraciones del modelo en la cuenca, las cuales han sido consideradas para los periodos , y respectivamente. Las calibraciones que se presentan en este documento, son consideradas preliminares y se irán ajustando y mejorando al tener más datos. 2. ESTACIONES HIDROMETEOROLOGICAS EN LA CUENCA La cuenca del río Grande de San Miguel presenta cinco estaciones hidrométricas históricas a lo largo de su cauce principal: Villerías, Moscoso, El Delirio, Vado Marín, Las Conchas. La calibración del modelo hidrometeorológico HBV, se ha realizado teniendo en cuenta la subdivisión de la cuenca hasta las cinco estaciones, y con la información de estaciones de lluvia que cuentan con registros actuales (no se consideraron las estaciones de lluvia que no funcionan actualmente), con el fin de que la calibración sirva para completar datos faltantes hidrológicos antiguos y actuales con las estaciones de lluvia que funcionan actualmente. La Figura 1, presenta la ubicación de las estaciones, tanto hidrométricas, como de lluvia, consideradas para la calibración.

2 .. Figura 1. Ubicación de las estaciones hidrométricas y pluviométricas, utilizadas para la calibración de datos mensuales del modelo HBV en la cuenca del río Grande de San Miguel.

3 3. INFORMACION DE USOS DE SUELO El uso de la cuenca ha variado en el tiempo, lo cual ha sido tenido en cuenta para la calibración, con base en los mapas de uso de suelo de los años 1970, 1996 y El modelo HBV permite hacer una zonificación geográfica por cuenca para los siguiente usos de suelo: Forest, Field, Glac, Ilake, Olake. De acuerdo a la información de los mapas de uso de suelo, se realizó la reagrupación de acuerdo a las zonas geográficas que considera el modelo para las subcuencas analizadas, las cuales se presentan en la Tabla 1. En la tabla pueden observarse los cambios en las extensiones de lo que se considera área boscosa (Forest) y los demás usos de suelo de la cuenca (Field) Tabla 1. Variación del uso del suelo en la cuenca del río Grande de San Miguel, para las subcuencas consideradas. Unidad Km 2 Estación Uso del Suelo Año 70 Año 96 Año 2003 Villerías Forest Field Moscoso Forest Field El Delirio Forest Field Ilake Vado Marín Las Conchas Forest Field Forest Field CALIBRACION DEL MODELO HBV 4.1 Información de Distrito Dados los cambios de uso de suelo de la cuenca, y al realizar una corrida previa del modelo, se verificó que era necesario realizar dos modelaciones, una en el periodo de 1970 a 1995 y otra considerada en el período de 1996 a Realmente estos rangos en los periodos han sido considerados de una forma subjetiva, teniendo en cuenta que solo existe información hidrométrica de los años 70 y 80 y a partir del 2003, por lo que aunque se quiso considerar tres periodos de acuerdo a los mapas existentes de uso de suelo, solo fue posible considerar dos periodos. Los Distritos considerados han sido nombrados como: sanmiguel70 sanmiguel03 En la Figura 2, se presenta la ventana de la información de Distrito del modelo.

4 Figura 2. Ventana de Información del Distrito del modelo 4.2 Subcuencas Como se mencionó anteriormente, se consideraron 5 subcuencas, las cuales corresponden a las áreas de recogimiento hasta las estaciones hidrométricas Villerías, Moscoso, El Delirio, Vado Marín y Las Conchas. La Figura 3, presenta la ventana del modelo de la división de subcuencas. Figura 3. Ventana de Subcuencas del modelo

5 4.3 Estaciones Para la calibración del modelo se consideraron las estaciones de lluvia ubicadas en la cuenca y en las cuencas vecinas, que funcionan actualmente, siendo en total 9 estaciones de lluvia, 3 con información de evapotranspiración y 5 estaciones hidrométricas, las cuales se pueden observar en la Figura 4. Figura 4. Estaciones hidrometeorológicas consideradas en la calibración del modelo. El Sistema, reemplaza los datos faltantes de lluvia de cualquier estación, por los datos de otra que se le designa, con un factor de corrección. Por lo anterior se establecieron correlaciones en Excel para todas las estaciones consideradas, para establecer dichos factores, los cuales pueden observarse en el ovalo rojo de la Figura 4. Para cada una de las áreas de recogimiento hasta las estaciones hidrométricas, se estableció el peso de las estaciones de lluvia y se consideró la estación con registros de evapotranspiración de acuerdo a la ubicación de la misma; En la Figura 4, se puede observar al lado derecho, las estaciones de lluvia y la de evapotranspiración consideradas hasta la estación hidrométrica Villerías, con sus pesos respectivos. La Tabla 2 presenta el resumen de todas las estaciones con los pesos considerados.

6 Tabla 2. Pesos de las estaciones de lluvia y evapotranspiración consideradas en la Calibración. Tipo Nombre Estación Subcuencas Villerías Moscoso El Delirio Vado Marín Las Conchas p Ciudad Barrios 0.2 p Chapeltique 0.4 p Papalón p San Fco Gotera 0.4 p Fenadesal 0.6 p Olomega 0.25 p Jucuaran p La Carrera 0.4 p Santiago de María e San Fco Gotera 1.0 e La Carrera e Papalón Datos El periodo considerado para la calibración del modelo mensual en la cuenca, fue de enero de 1970 hasta abril del Debido a que el modelo trabaja con datos diarios, y no mensuales, se estableció una equivalencia para pasar los datos mensuales al formato de datos diarios, tal como se presenta un ejemplo en la Tabla 3; en dicha tabla, la fecha real de abril de 1971, corresponde en el formato del modelo a la fecha Por la misma razón, los datos de caudales mensuales registrados, fueron multiplicados por una factor de 30; los resultados de los caudales simulados igualmente deben ser divididos por este factor de 30 para que representen el valor promedio mensual. Tabla 3. Ejemplo de equivalencia de fechas reales mensuales, con el formato diario del modelo.

7 La Figura 5 presenta una pantalla de visualización de los datos de las estaciones Figura 5. Pantalla de visualización de datos 4.5 Características En la Figura 6 se presenta la pantalla de visualización de las características consideradas en la calibración de la Subcuenca Villerías, Distrito sanmiguel70, y en la Tabla 4, se presentan las características de las cinco subcuencas para el distrito sanmiguel70, sobre las características de las cinco subcuencas para el distrito sanmiguel03.

8 Figura 6. Pantalla de visualización de las características de la subcuenca Villerías, Distrito sanmiguel70. Tabla 4. Características de las subcuencas en el Distrito sanmiguel70 / Características de las subcuencas en el Distrito sanmiguel03 Parámetro Subcuenca Villerías Moscoso El Delirio Vado Marín Las Conchas alfa beta 1 / 3 1 / 2 4 / 4 1 / 2 1 / 2 cevpfo cevpl cflux critstep fc fosfcf hq 1 / 1 10 / 10 3 / 1 1 / 1 1 / 1 k k k4 0.1 / / / / / 0.1 khq 0.18 / / / / / 0.05 lakedays lp 0.8 / / / / / 0.9 maxbas pcalt pcorr 1 / 1 1 / / / / 1.5 perc rfcf 0.9 / / / / / 0.9 uzl

9 4.6 Simulación En las Figuras 7 a 11, se presentan los resultados gráficos para las subcuencas del Distrito sanmiguel70. La Figura 12 presenta los resultados de la corrida del modelo en la estación Villerías con el Distrito sanmiguel70, para los años del 2003 al 2006, en el cual se puede observar que la calibración no es buena, debido a lo mencionado del cambio de uso del suelo, por lo cual se presentan los resultados de la calibración del Distrito sanmiguel03 en las figuras 13 a 15. Figura 7. Resultados de simulación en estación Villerías Distrito sanmiguel70. Figura 8. Resultados de simulación en estación Moscoso Distrito sanmiguel70.

10 Figura 9. Resultados de simulación en estación El Delirio Distrito sanmiguel70. Figura 10. Resultados de simulación en estación Vado Marín Distrito sanmiguel70. Figura 11. Resultados de simulación en estación Las Conchas Distrito sanmiguel70.

11 Figura 12. Resultados de simulación en estación Villerías Distrito sanmiguel70 en los años recientes. Figura 13. Resultados de simulación en estación Villerías Distrito sanmiguel03. Figura 14. Resultados de simulación en estación El Delirio Distrito sanmiguel03.

12 Figura 15. Resultados de simulación en estación Vado Marín Distrito sanmiguel03. Uno de los limitantes para la calibración fue la escasa cantidad de datos, especialmente en los últimos años, por lo que las calibraciones realizadas (en particular el Distrito sanmiguel03) puede mejorarse en la medida de que se tenga mayor cantidad de datos. Otro aspecto importante de mencionar, es que en las calibraciones obtenidas, fue difícil obtener un buen ajuste para algunos meses como julio, agosto y noviembre, por lo cual los datos resultados de la calibración fueron ajustados por un factor de reducción al ser analizados con los datos reales, ya que la simulación sobreestima los valores en dichos meses. 4.7 Completación de datos faltantes Con base en los resultados de las corridas de los modelos sanmiguel70 y sanmiguel03, se realizó la Completación de datos de las series de caudales medios mensuales de las estaciones Villerías, Moscoso, El Delirio, Vado Marín y Las Conchas. Con la corrida sanmiguel70, se completaron los datos desde 1970 hasta 1995 y con la corrida sanmiguel03, se completaron los datos desde 1996 a Archivos de Completación de datos: GDE SN MIGUEL Villerias Completo.XLS GDE SN MIGUEL Pte Moscoso Completo.XLS GDE SN MIGUEL El Delirio Completo.XLS GDE SN MIGUEL Vado Marin Completo.XLS GDE SN MIGUEL Las Conchas Completo.XLS En los archivos mencionados, los datos completados han sido colocados en color rojo. NOTA: Algunos datos registrados es necesario revisarlos, dado que presentan inconsistencia entre las estaciones, con dato mayor en la estación aguas arriba y menor en la estación ubicada aguas abajo. A las celdas donde están los datos, se les ha insertado un comentario para la revisión de los mismos.