Modelamiento hidrológico para determinar la producción de sedimentos y zonas de erosión en la cuenca del río Mantaro

Abstract

La erosión hídrica ocasionada por la producción de sedimentos es un tema de interés medioambiental a nivel mundial en el ámbito agrícola y económico, y que físicamente está relacionada con los factores de topografía, suelo y cobertura vegetal. La cuenca del Mantaro, uno de los ríos más importantes del país, no es ajena a estos problemas, pues presenta una tasa media de degradación de suelos de 58.2 Tn/ha/año, valor que califica como grado de erosión alto, según la clasificación de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO por sus siglas en inglés). En ese sentido, se aplicó la ecuación de pérdida de suelo modificada (MUSLE) incorporada en el software QSWAT de libre acceso. Se ha considerado 2 reservorios para la calibración de caudales, con información histórica de las estaciones del SENAMHI). El resultado para la subcuenca de la presa Tablachaca se obtuvo valores del índice de eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE) de 0.61 para la calibración de caudales (1990-2000) y NSE de 0.71 para la validación (2001-2020). En el caso de la subcuenca de la presa Cerro de Águila se obtuvo NSE=0.71 para la calibración de caudales (1991-1999) y NSE=0.72 para la validación (2000-2016). Debido a la escasa información de sedimentos y al ajuste de los parámetros SWAT. En cuanto a la calibración de sedimentos, se ajustó el modelo hidrológico con información secundaria, así como comparación con registros de calidad de sedimentos en mg/L, batimetría de reservorios y el uso de fórmulas empíricas. Se obtuvo una tasa de erosión de 64.8ton/ha/año y una producción de sedimentos en la cuenca de 6.64 ton/año.

Water erosion due to sediment production is an issue of global environmental interest in the agricultural and economic sectors, and is physically linked to topography, soil and vegetation cover factors. The Mantaro River basin, one of the country's main rivers, is no stranger to these problems, as it has an average soil degradation rate of 58.2 Tn/ha/year, a value that is considered a high degree of erosion according to the classification of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). In this sense, the modified soil loss equation (MUSLE) included in the freely available QSWAT software was used. Two reservoirs were considered for flow calibration, with historical information from SENAMHI stations). The result for the sub-basin of the Tablachaca dam was a Nash-Sutcliffe Efficiency Index (NSE) of 0.61 for the flow calibration (1990-2000) and NSE of 0.71 for the validation (2001-2020). In the case of the Cerro de Aguila dam sub-basin, NSE=0.71 was obtained for the flow calibration (1991-1999) and NSE=0.72 for the validation (2000-2016). Due to the scarcity of sediment information and the adjustment of SWAT parameters. As for the sediment calibration, the hydrological model was adjusted using secondary information, comparison with sediment quality records in mg/L, reservoir bathymetry and the use of empirical formulae. An erosion rate of 64.8 t/ha/year and a sediment production in the basin of 6.64 t/year were obtained.