Rutas hidrológicas : recordando a un colega por los senderos de la hidrología

R ECORDANDO A UN COLEGA POR LOS SENDEROS DE LA HIDROLOGÍA R UTAS H IDROLÓGICAS 34 observaciones contra las cuales se realizó la comparación, denotarán la dificultad para identificar el “buen set de parámetros”. Así, acuñando la definición propuesta por Sorooshian y Gupta (1986), entenderemos el problema de la identificabilidad de parámetros en términos generales como la búsqueda de un modelo que, definidas las entradas meteorológicas o físicas (inputs), simule ciertos procesos para reproducir salidas (outputs; e.g., escorrentía, evapotranspiración). En consecuencia, la identificabilidad puede ser vista como una propiedad estructural del modelo. El presente estudio busca (i) analizar el problema de identificabilidad generado por la función objetivo de calibración de parámetros del modelo conceptual GR4J (Perrin et al., 2003) en cuencas de Chile continental, (ii) evaluar posibles relaciones entre identificabilidad de parámetros y atributos de las cuencas estudiadas, y (iii) analizar la consistencia hidrológica del buen conjunto de parámetros calibrados. Á REA DE ESTUDIO E INFORMACIÓN Cuencas de análisis y periodo de estudio La Dirección General de Aguas (DGA) de Chile, tiene control fluviométrico de diferentes cauces superficiales en el territorio nacional (i.e., cuencas controladas). Esta información es de acceso público y puede ser recuperada directamente desde la plataforma web de la DGA, o bien desde bases de datos compiladas por instituciones académicas como, por ejemplo, Explorador Climático (http://explorador.cr2.cl/) del Centro de Ciencias del Clima y Resiliencia (CR2), o del explorador de CAMELS-CL (http://camels.cr2.cl/) , gestionado por el mismo organismo. No obstante, dada la intervención a la cual están expuestos los ríos, las estadísticas registradas en los controles fluviométricos no representan necesariamente la oferta hídrica natural. Considerando los alcances del presente estudio, se establece como criterio de selección de cuenca una baja o nula intervención antrópica del régimen natural de la cuenca delimitada por el control fluviométrico. De este modo, las cuencas hidrográficas son seleccionadas según (i) el índice de intervención antrópica obtenido de la base de datos CAMELS-CL (Alvarez-Garreton et al., 2018), y (ii) los análisis de derechos de aguas superficiales consuntivos y no consuntivos asignados en cada cuenca, realizados en el contexto del Proyecto de Actualización del Balance Hídrico Nacional (DGA, 2017). En consecuencia, el dominio de estudio queda definido a partir de 127 cuencas en régimen natural (o cercano), las cuales se presentan en la Figura 1 en conjunto a un número identificador de cuenca (ID; Panel izquierdo) y el índice de aridez (IA; panel derecho) asociado. Por otro lado, el periodo de análisis se define entre el 01 de abril de 1985 y el 31 de marzo de 2015. Como se aprecia en la Figura 1, las cuencas seleccionadas abarcan todo el territorio continental chileno, razón por lo cual es evidente que existen diferencias en cuanto a, por ejemplo, regímenes hidroclimáticos y características fisiográficas, las cuales condicionarán diferencias en los conjuntos de parámetros óptimos para cada una de ellas. Información hidrometeorológica y fisiográfica Para configurar los modelos, se requiere de series de precipitación y temperatura media agregadas a la escala de cuenca. Para ello, se utiliza el producto grillado a 0,05° lat-lon y resolución diaria CR2MET versión 2.0 (CR2MET v2.0; http://www.cr2.cl/datos-productos- grillados/), además del archivo vectorial recuperado de CAMELS-CL, con el cual se identifican los pixeles de interés y se extrae la información diaria asociada a ellos. Estos pixeles son posteriormente agregados, ponderándolos por el área de cuenca que representan. Cabe mencionar que, para el caso de la precipitación, se utiliza una variante del producto, corregida por subestimación de la medición ( undercatch ; DGA, 2019). Adicionalmente, se requiere de la curva hipsométrica asociada a cada cuenca para distribuir espacialmente la temperatura y precipitación en el modelo hidrológico utilizado. Dicha información se obtiene a partir del procesamiento del modelo de elevación digital (DEM) del “Shuttle Radar Topography Mission” (SRTM) a resolución espacial de 90x90 m. Los registros fluviométricos en el periodo de estudio, necesarios para calibrar los modelos, son recuperados desde la base de datos CAMELS-CL, donde se integran los registros de la red hidrométrica nacional de la DGA y se normalizan por el área asociada a cada cuenca, entregando como resultado la escorrentía en mm/d. Por su extensión latitudinal, cercana a 4300 km, y los diferentes elementos morfológicos en el territorio continental (e.g., cordillera de la costa, cordillera de Los Andes, depresión intermedia, etc.), Chile es un país de Figura 1. Dominio de estudio. Panel izquierdo: Ubicación de cuencas de estudio y número de identificación (ID). Panel derecho: índice de aridez (ETP/P).