Simulación de la escorrentía y producción de sedimentos aplicando SWAT en las microcuencas 7 y 13, subcuenca 3, Cuenca Sur del Lago de Managua, Nicaragua - Gutiérrez Alarcón, Mario César (2004)
El presente estudio tiene como objetivo, estimar la escorrentía y la producción de sedimentos aplicando un modelo de simulación. Los escenarios aplicados se basan en el uso actual y potencial del suelo de las microcuencas siete y trece de la Subcuenca 111 de la Cuenca Sur del Lago de Managua. Para tal propósito se utilizó la Herramienta de Evaluación de Suelos y Aguas (SWAT) asistido por Sistemas de Información Geográfica (SIG). La escorrentía y la producción de sedimento se simularon para 10 años a partir del 2003 hasta el 2012. También se determinó la precipitación para los mismos años de simulación. Tales variables se determinaron expresando valores anuales de cada una de ellas. El modelo SWAT se ejecutó 2 veces por cada microcuenca en estudio, corriéndose una vez por cada tipo de uso del suelo. SWAT requiere de las siguientes entradas de información: tipo de suelo, uso del suelo, clima y precipitación. Cada uno de estos aspectos están constituidos por variables, las cuales fueron necesarias determinar para crear una nueva base de datos y el modelo pudiera adaptarse a las condiciones de nuestro medio. Toda esta información se transformó a formatos requeridos, para ejecutar satisfactoriamente el modelo. En la microcuenca siete que tiene un área de 266.81 hectáreas, se encontraron 2 series de suelo: San Ignacio y Casa Blanca. La primer serie cubre mayor espacio con 94.38%. Estos suelos son de origen volcánicos, taxonómicamente están dentro del orden de los Andisoles; poseen bajas densidades aparentes, altos porcentajes de materia orgánica, estructuras granulares y bloques medios y finos, por lo que son suelos muy erodables. El suelo es utilizado generalmente para la agricultura, cultivándose: fríjoles, maíz, musáceas y piña. Este último cultivo ocupa una mayor extensión respecto a los otros. Además se encontraron pequeños huertos familiares que ocupan un área del 31.51% respecto a la agricultura. Esta cobertura encontrada constituyó el uso actual del suelo de la microcuenca siete. Para realizar la modelación para este tipo de uso, primeramente se reemplazó con coberturas predeterminadas por SWAT, basándose en la semejanza de los cultivos de la microcuenca con los existentes en la base de datos del modelo, agrupándose al final 2 coberturas: Agricultura genérica y Huertos. La primer cobertura ocupa un área equivalente a 68.4<JO/o. El uso potencial de la microcuenca siete propuesto es: café bajo sombra y/o bosque, cultivos anuales de uso amplio con manejo agroforestal, bosque latifoliado seco de producción y cultivos perennes en clima cálido o fresco y/o frutas. Basados en la semejanza con las coberturas que presenta S W A T en su base de datos, el uso potencial fue reemplazado; cada tipo de cobertura fue sustituida de la siguiente manera: Bosque siempre verde, Agricultura genérica, Bosque caducifolio y Bosque, respectivamente. La agricultura genérica ocupa un porcentaje de área equivalente a 62.24%, seguido por bosque siempre verde con 22.8<)0/o. Para la determinación de las variables de clima y precipitación tanto en la microcuenca siete como en la trece, primeramente se escogieron las estaciones más cercanas a cada una de las microcuencas que contaran con la información necesaria. Para este estudio se precisó buscar estaciones meteorológicas, pluviométricas y pluviográficas. Contando con registros de 1 O años para ciertas variables de clima y precipitación, también se obtuvieron registros de 17 años históricos para determinar variables más específicas tales como: curvas de intensidad duración y frecuencia, máxima media hora de lluvia para todo el período por mes, entre otras. Para la microcuenca siete se obtuvieron registros de las estaciones de Masaya y de la UCA. El área de la microcuenca trece es de 143.62 hectáreas. Presenta una sola serie de suelos, El Castillo, al igual que en la microcuenca siete, estos suelos también poseen las mismas propiedades ándicas por ser de origen volcánicos, siendo muy susceptibles a la erosión hídrica El uso actual se encuentra constituido por las siguientes coberturas: bosque bajo abierto más café bajo sombra, bosque alto abierto más café bajo sombra, bosque alto cerrado más café bajo sombra. Esta cobertura fue reemplazada para el modelamiento por: Bosque, Bosque siempre verde y Bosque siempre verde 2, respectivamente. Esta última cobertura cubre mayor extensión, de 86.92%. El uso potencial está conformado por las siguientes coberturas: café bajo sombra y/o bosque, cultivos perennes en clima fresco o templado y/o café, bosque de conservación. Estas coberturas fueron sustituidas por las siguientes: Bosque, Bosque siempre verde y Bosque siempre verde 2, respectivamente. Al igual que en el caso anterior, el Bosque siempre verde 2 ocupa el mayor espacio, representando el 88.24%. Las estaciones escogidas para la determinación de las variables de clima y precipitación fueron: Casa Colorada en El Crucero y Campos Azules en Masatepe. El primer y segundo modelamiento se realizó en la microcuenca siete, con el uso actual y potencial respectivamente. Los resultados del primer modelamiento presentan un promedio de escorrentía producida de 106.22 mm/ha, una producción de sedimentos de 51.47 ton/ha/año y una precipitación anual de 690.25 mm, a lo largo de los 10 años de simulación. Existe un aumento respecto al promedio, en la generación de escorrentía del 1.06% y una reducción del 58.36% de producción de sedimentos con la aplicación del uso potencial. El tercer y cuarto modelamiento se ejecutó en la microcuenca trece, correspondiendo al uso actual y al uso potencial del suelo respectivamente. Los resultados promedios del tercer modelamiento indican una producción de escorrentía de 97.91 mm/ha, una producción de sedimentos de 0.80 ton/ha/año y una precipitación anual de 769.10 mm. Existe una disminución de la escorrentía del 5.69% y una disminución del 15% en la producción de sedimentos mediante la aplicación del uso potencial del suelo.