Monitoreo de la dinámica de sedimentos para la gestión hídrica del río Papaloapan (México) mediante aplicaciones geomáticas.

Se presentan los resultados obtenidos en la investigación sobre la dinámica de los sedimentos en tres subcuencas del río Papaloapan (México), enfocada al análisis del comportamiento histórico del transporte de sedimentos en suspensión, a la estimación de la erosión potencial mediante el modelo conceptual semi distribuido SWAT y a la elaboración de un modelo empírico de la concentración de sedimentos suspendidos a partir de la espectrometría de imágenes Landsat 7. La cuenca del río Papaloapan es la segunda en dimensión y caudal de México, cuyas problemáticas ecológicas, edafológicas e hidrológicas se relacionan con el cambio de cobertura y uso de suelo y los regímenes hidrometeorológicos regionales. Se clasificaron las coberturas y usos de suelo a partir de imágenes Landsat para 6 escenarios entre 1986 y 2018. Se identificaron 12 coberturas y usos agrupados en 5 clases: bosques templados, bosques tropicales, matorrales y chaparrales, pastizales y usos agrícolas. En el primer artículo, enfocado al análisis temporal del flujo de sedimentos en relación con el cambio de uso de suelo, de 1986 a 1998, se aplicaron estadísticos no paramétricos para la identificación de tendencias y se calcularon Índices de Histéresis a la relación caudal-concentración de sedimentos suspendidos. No se observaron tendencias temporales significativas, pero los índices de histéresis anuales en cada cuenca permiten inferir el papel clave de las coberturas y usos de suelo en la sedimentogénesis, mientras las variables meteorológicas influencian la dinámica de transporte a lo largo del año hidrológico. El segundo capítulo refiere la estimación de la erosión potencial en función de los cambios de uso de suelo de las tres subcuencas estudiadas para seis escenarios en el periodo 1986- 2018, mediante el modelo conceptual semi distribuido SWAT. Seis simulaciones mostraron buenos ajustes con el criterio de eficiencia de Kling Gupta>0.70 y P-factor>0.70. Se observan reducciones de más del 50% en la erosión de dos de las tres subcuencas estudiadas, pero las fuentes de incertidumbre (la insuficiencia o la baja calidad de los datos) limitan el desempeño y confianza de las modelaciones. En el tercer capítulo se exponen los resultados de la modelación empírica de las concentraciones de sedimentos suspendidos medidas en el río Tesechoacán con la reflectancia de superficie extraída de la banda 7 (SWIR2) de imágenes Landsat Nivel 2. Se obtuvieron 234 muestras de la concentración de sedimentos suspendidos entre mayo y diciembre de 2018. La relación entre sedimentos suspendidos con la reflectancia de superficie presenta una forma exponencial negativa. Los modelos empíricos son una herramienta rápida para el diagnóstico de la calidad de agua siempre que se cumplan condiciones de sincronización del muestreo con la captura de las imágenes, del ancho del cauce y la resolución de la imagen y de profundidad de la corriente. En las regiones tropicales, el cambio de uso de suelo es tan relevante como el cambio climático en la alteración de los ciclos hidrológicos, de manera que la generación de información específica sobre los procesos hidro-edafológicos a escala de cuenca es necesaria para la comprensión de los efectos en la forma y función de la fase hidrológica superficial de estas latitudes como para aprovechar el poder analítico de las nuevas herramientas de generación y procesamiento de datos abiertos.

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Bibliographic Details
Main Author: Alavez Vargas, Mayrén
Format: Texto biblioteca
Language:spa
Published: Turrialba CATIE 2020
Subjects:GEOMATICA, SEDIMENTO, DINAMICA, CUENCAS HIDROGRAFICAS, EROSION, UTILIZACION DE LA TIERRA, ESTADISTICAS, ESPECTROMETRIA, HIDROLOGIA, CICLO HIDROLOGICO,
Online Access:https://repositorio.catie.ac.cr/handle/11554/9717
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Description
Summary:Se presentan los resultados obtenidos en la investigación sobre la dinámica de los sedimentos en tres subcuencas del río Papaloapan (México), enfocada al análisis del comportamiento histórico del transporte de sedimentos en suspensión, a la estimación de la erosión potencial mediante el modelo conceptual semi distribuido SWAT y a la elaboración de un modelo empírico de la concentración de sedimentos suspendidos a partir de la espectrometría de imágenes Landsat 7. La cuenca del río Papaloapan es la segunda en dimensión y caudal de México, cuyas problemáticas ecológicas, edafológicas e hidrológicas se relacionan con el cambio de cobertura y uso de suelo y los regímenes hidrometeorológicos regionales. Se clasificaron las coberturas y usos de suelo a partir de imágenes Landsat para 6 escenarios entre 1986 y 2018. Se identificaron 12 coberturas y usos agrupados en 5 clases: bosques templados, bosques tropicales, matorrales y chaparrales, pastizales y usos agrícolas. En el primer artículo, enfocado al análisis temporal del flujo de sedimentos en relación con el cambio de uso de suelo, de 1986 a 1998, se aplicaron estadísticos no paramétricos para la identificación de tendencias y se calcularon Índices de Histéresis a la relación caudal-concentración de sedimentos suspendidos. No se observaron tendencias temporales significativas, pero los índices de histéresis anuales en cada cuenca permiten inferir el papel clave de las coberturas y usos de suelo en la sedimentogénesis, mientras las variables meteorológicas influencian la dinámica de transporte a lo largo del año hidrológico. El segundo capítulo refiere la estimación de la erosión potencial en función de los cambios de uso de suelo de las tres subcuencas estudiadas para seis escenarios en el periodo 1986- 2018, mediante el modelo conceptual semi distribuido SWAT. Seis simulaciones mostraron buenos ajustes con el criterio de eficiencia de Kling Gupta>0.70 y P-factor>0.70. Se observan reducciones de más del 50% en la erosión de dos de las tres subcuencas estudiadas, pero las fuentes de incertidumbre (la insuficiencia o la baja calidad de los datos) limitan el desempeño y confianza de las modelaciones. En el tercer capítulo se exponen los resultados de la modelación empírica de las concentraciones de sedimentos suspendidos medidas en el río Tesechoacán con la reflectancia de superficie extraída de la banda 7 (SWIR2) de imágenes Landsat Nivel 2. Se obtuvieron 234 muestras de la concentración de sedimentos suspendidos entre mayo y diciembre de 2018. La relación entre sedimentos suspendidos con la reflectancia de superficie presenta una forma exponencial negativa. Los modelos empíricos son una herramienta rápida para el diagnóstico de la calidad de agua siempre que se cumplan condiciones de sincronización del muestreo con la captura de las imágenes, del ancho del cauce y la resolución de la imagen y de profundidad de la corriente. En las regiones tropicales, el cambio de uso de suelo es tan relevante como el cambio climático en la alteración de los ciclos hidrológicos, de manera que la generación de información específica sobre los procesos hidro-edafológicos a escala de cuenca es necesaria para la comprensión de los efectos en la forma y función de la fase hidrológica superficial de estas latitudes como para aprovechar el poder analítico de las nuevas herramientas de generación y procesamiento de datos abiertos.