EJEMPLOS DE MODELOS DETERMINISTICOS Y PROBABILISTICOS
Enviado por tolero • 2 de Diciembre de 2018 • 1.997 Palabras (8 Páginas) • 427 Visitas
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Características de la cuenca
La cuenca del arroyo Tapalqué tiene una superficie de 1560 km2, pendientes medias entre 1,2 a 5,0‰, precipitación media anual de 941,5 mm y temperatura media de 15,2°C (Estación Meteorológica del Aeropuerto de Olavarría, 1988 - 2002).
La subcuenca tiene una superficie de 320,6 km2, pendiente promedio de 1,3‰ y tiempo de concentración de aproximadamente treinta y siete horas. La superficie sembrada representa aproximadamente un 63% del área total de la subcuenca (4).
La ubicación geográfica de la cuenca del arroyo Tapalqué en la provincia de Buenos Aires, Argentina, se presenta en la figura 1.
[pic 9]Figura 1. Ubicación geográfica de la cuenca del arroyo Tapalqué. (Provincia de Buenos Aires, Argentina).Figure 1. Geographic location of the Tapalqué river basin. (Province of Buenos Aires, Argentina).
Carga de nitratos y escurrimiento superficial
La metodología utilizada para la obtención de las muestras de agua en la sección de control y la estimación de las variables observadas carga de nitratos y escurrimiento superficial, en escala de tiempo mensual y anual, se explican detalladamente en Gelmi (4) y en Gelmi y Seoane (5).
Resultados
Carga de nitratos observada
En la sección de control del arroyo Tapalqué correspondiente al cierre de la subcuenca se realizaron observaciones de muestras de agua y se convirtió la concentración de nitratos (mg/l) a carga diaria (kg/ha) (4).
La figura 2 muestra los valores de la carga de nitratos observados en escala de tiempo mensual.
[pic 10]Figura 2. Carga de nitratos observada en la sección de control.Figure 2. Observed nitrate load in the control section.
Calibración del modelo determinístico
Las figuras 3 y 4 (pág. 252) muestran los valores calibrados del escurrimiento superficial y de la carga de nitratos y el nivel de incertidumbre asociado a los valores medios de ambas variables observadas para los meses de agosto a noviembre en que se aplica el fertilizante en la cuenca bajo estudio (3).
[pic 11]Figura 3. Escurrimiento superficial.Figure 3. Surface runoff.
[pic 12]Figura 4. Carga de nitratos.Figure 4. Nitrate load.
Los caudales y la carga de nitratos estimados por el modelo determinístico SWRRB-WQ se sitúan dentro del rango de error calculado para los meses de agosto a noviembre.
Estimación de la carga de nitratos con el modelo probabilístico. Comparación de los valores observados y estimados
Para la estimación de la carga de nitratos con el modelo probabilístico se adoptó el siguiente escenario: la primera aplicación de fertilizante con fosfato diamónico se realizó aproximadamente a fines de julio, en el momento de la siembra y a mediados de octubre, en la etapa de macollaje, con urea. Si se aplican 67,8 kg/ha de nitrógeno, de los cuales 46,6 kg/ha corresponden a la urea y 21,2 kg/ha al fosfato diamónico, equivale a decir que se han aplicado en total 300,4 kg/ha de nitratos.
Este escenario considera que del total de nitrato aplicado un 17% del mismo estaría disponible para escurrir ya sea superficialmente o como escurrimiento base, resultando entonces la siguiente carga inicial de nitratos: 51,1 kg/ha.
Con respecto al tipo de suelo y al número de curva (NC) para una condición antecedente de humedad II (SCS), se identificó para la subcuenca motivo de este estudio: loam y NC = 70. La capacidad de campo para un tipo de suelo loam se adoptó en un valor de 0,193 cm3/cm3 y el coeficiente de movilidad es igual a 0,0011 (ecuación [1], pág. 247).
El número de eventos independientes por año, la duración e intensidad media de la precipitación, son iguales a: 3,92 h y 9,86 mm/h, respectivamente.
En la siguiente tabla se presentan los valores observados y estimados por ambos modelos (probabilístico y determinístico).
Tabla. Comparación de los valores medios de la carga de nitratos en escala de tiempo anual.Table. Comparison of mean nitrate load values, annual time scale.[pic 13]
La carga de nitratos estimada con el nuevo modelo probabilístico que utiliza la relación de , es un 14% menor que el valor observado. En cambio, con el modelo determinístico la diferencia es de un 26% menor.
Otro resultado interesante indica que la utilización de fertilizantes nitrogenados en cuencas rurales y su transporte con el escurrimiento superficial afectan la calidad del agua de los ríos y arroyos. En este caso de estudio, para una escala de tiempo anual, no se observó que se superaran los valores estándares a nivel nacional e internacional.
Conclusiones
En el presente trabajo de investigación se desarrolló un nuevo modelo probabilístico que representa la carga de nitratos que se transporta con el escurrimiento superficial en cuencas rurales. Este modelo utiliza como variables de entrada la intensidad y duración de la precipitación y el uso del suelo según la clasificación del Soil Conservation Service, que son normalmente accesibles. También esta solución es más sencilla que la obtenida con un modelo determinístico de mayor complejidad ya que este requiere información hidrometeorológica y geomorfológica muy detallada.
Los resultados muestran que el valor de la carga media de nitratos obtenida con el nuevo modelo probabilístico es del mismo orden de magnitud que los valores observados y obtenidos con el modelo SWRRB-WQ.
La aplicación y el análisis de los resultados del modelo SWRRB-WQ, en escala diaria, mostró que el intervalo de tiempo entre la aplicación del fertilizante y el momento en que sucede la precipitación, la condición antecedente de humedad, la altura de precipitación y el contenido de nitratos en el suelo tienen relación con la carga de nitratos en el escurrimiento superficial.
Cabe destacar que en este caso de estudio, los valores de la carga de nitratos en escala de tiempo anual no superan los estándares nacionales e internacionales.
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