Los modelos hidrológicos que simulan y predicen el flujo de agua se utilizan para estimar cómo los sistemas naturales responden a diferentes escenarios, como los cambios en el clima, el uso de la tierra y la gestión del suelo. El resultado de estos modelos puede informar las decisiones políticas y regulatorias con respecto a la gestión del agua y la tierraprácticas
Los modelos numéricos se han vuelto cada vez más fáciles de emplear con los avances en tecnología informática y software con interfaz gráfica de usuario GUI. Si bien estas tecnologías hacen que los modelos sean más accesibles, pueden surgir problemas si los utilizan modeladores inexpertos, dice Juan Sebastian Acero Triana, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica de la Universidad de Illinois.
Acero Triana es el autor principal de un estudio que evalúa la precisión de un modelo numérico de uso común en hidrología.
Los resultados de la investigación muestran que incluso cuando el modelo parece estar calibrado adecuadamente, sus resultados pueden ser difíciles de interpretar correctamente. El estudio, publicado en el Revista de Hidrología , proporciona recomendaciones sobre cómo ajustar el proceso y obtener resultados más precisos.
La precisión del modelo es importante para garantizar que las decisiones políticas se basen en escenarios realistas, dice Maria Chu, coautora del estudio. Chu es profesora asistente de ingeniería agrícola y biológica en la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente yEl Grainger College of Engineering en la U de I.
"Por ejemplo, es posible que desee estimar los impactos del clima futuro sobre la disponibilidad de agua en los próximos 100 años. Si el modelo no representa la realidad, sacará conclusiones incorrectas. Y las conclusiones incorrectas conducirán a conclusiones incorrectaspolíticas, que pueden afectar en gran medida a las comunidades que dependen del suministro de agua ", dice Chu.
El estudio se centra en el modelo de evaluación de suelos y aguas SWAT, que simula la circulación del agua incorporando datos sobre el uso de la tierra, el suelo, la topografía y el clima. Es un modelo popular utilizado para evaluar los impactos del clima y las prácticas de gestión de la tierra.sobre recursos hídricos y movimiento de contaminantes.
Los investigadores realizaron un estudio de caso en la cuenca experimental del embalse de Fort Cobb FCREW en Oklahoma para evaluar la precisión del modelo. FCREW sirve como sitio de prueba para el Departamento de Servicio de Investigación Agrícola-Agrícola de los Estados Unidos USDA-ARS y elServicio Geológico de los Estados Unidos USGS; por lo tanto, los datos detallados ya están disponibles sobre el flujo de la corriente, el embalse, el agua subterránea y la topografía.
El estudio combinó el modelo SWAT con otro modelo llamado MODFLOW, o el Modelo Modular de Flujo de Diferencia Finita, que incluye información más detallada sobre los niveles y flujos de agua subterránea.
"Nuestro propósito era determinar si el modelo SWAT por sí solo puede representar adecuadamente el sistema hidrológico", dice Acero Triana. "Descubrimos que ese no es el caso. Realmente no puede representar todo el sistema hidrológico".
De hecho, el modelo SWAT arrojó 12 iteraciones de movimiento de agua que parecían ser aceptables. Sin embargo, cuando se combinó con MODFLOW se hizo evidente que solo algunos de estos resultados explicaban adecuadamente el flujo de agua subterránea. Los investigadores compararon los 12 resultados de SWATcon 103 iteraciones diferentes de agua subterránea de MODFLOW para encontrar una representación realista de los flujos de agua en la cuenca.
Acero Triana explica que la calibración también debe ser capaz de tener en cuenta las limitaciones inherentes en la forma en que se diseña. La obtención cuidadosa de varios resultados diferentes que parecen igualmente correctos se llama "equifinalidad". La calibración cuidadosa del modelo puede reducir la equifinalidad.y cómo se definen los parámetros. En términos técnicos, debe tener en cuenta la insuficiencia del modelo y la restricción.
Sin embargo, los modeladores inexpertos pueden no comprender completamente las complejidades de la calibración. Y debido a las restricciones inherentes de SWAT y MODFLOW, el uso de métricas de un solo modelo puede no proporcionar resultados precisos.
Los investigadores recomiendan usar un modelo combinado llamado SWATmf, que integra los procesos SWAT y MODFLOW.
"Este documento presenta un estudio de caso que proporciona pautas generales sobre cómo usar los modelos hidrológicos", dice Acero Triana. "Mostramos que para representar realmente un sistema hidrológico necesitas dos modelos de dominio. Necesitas representar tanto la superficie como elprocesos subterráneos que están teniendo lugar "
Las diferencias en los resultados pueden ser pequeñas, pero con el tiempo el efecto podría ser significativo, concluye.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la Universidad de Illinois . Original escrito por Marianne Stein. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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