Identificación y modelización de la dinámica espacio-temporal de áreas fuente variables en la cuenca del arroyo Las Prusianas (prov. de Santa Fe)

Abstract

Este proyecto tiene por objetivo identificar y modelizar la dinámica espacio - temporal de las Áreas Fuente Variables (Variable Source Areas, VSA) en la cuenca del Arroyo Las Prusianas (Prov. de Santa Fe). Las VSA son áreas saturadas que se generan por el ascenso del nivel freático hasta proximidades de la superficie del terreno, en zonas bajas próximas a la red de drenaje. La ocurrencia de precipitación sobre estas áreas origina un escurrimiento superficial de saturación, mecanismo considerado dominante en la generación de escorrentía en pequeñas cuencas de regiones húmedas. Se elaborarán mapas de VSA para distintos grados de extensión de las mismas, aplicando técnicas de SIG y teledetección a imágenes satelitales y se determinará el área saturada total para cada mapa. Cada mapa se asociará a la profundidad freática correspondiente a la fecha de la imagen, ya que dicha profundidad es representativa del almacenamiento actual de agua en la zona saturada del suelo, principal factor generador de las VSA. Se planteará como hipótesis que existe una relación entre los pares de valores área saturada total - profundidad freática en la cuenca de estudio, se procurará verificar la misma y se determinará una relación experimental. Se elaborará el mapa del Índice de Similitud Hidrológica (ISH) partir del mapa del Índice Topográfico (ITOP) y de los mapas de VSA, aplicando técnicas de SIG y teledetección. Se modelizará la dinámica de las VSA para distintos eventos precipitación-escorrentía, por aplicación del modelo TOPMODEL con el ISH. Para ello, se implementará, calibrará y verificará el modelo en base a datos de eventos precipitación-escorrentía. Se elaborarán mapas dinámicos de uso y cobertura de suelos, por combinación del mapa de suelos, de VSA y de ITOP. Estos mapas podrán ser utilizados por modelos de uso difundido para determinar los parámetros de pérdidas de escurrimiento, contemplando la condición inicial de VSA, correspondiente a una profundidad freática inicial conocida. Finalmente, se evaluará la performance del modelo HEC-HMS para la simulación de eventos aislados en la cuenca, aplicando opciones grilladas y los mapas dinámicos.

The objective of this project is to identify and model the spatio-temporal dynamics of the Variable Source Areas (VSA) in the Arroyo Las Prusianas basin (Santa Fe Province). The VSA are saturated areas that are generated by the rise of the water table to near the terrain surface, in low areas near the drainage network. The occurrence of precipitation over these areas causes a saturation surface runoff, a mechanism considered dominant in the generation of runoff in small basins in humid regions.VSA maps will be prepared for different degrees of their extension, applying GIS and remote sensing techniques to satellite images and the total saturated area will be determined for each map. Each map will be associated with the water table corresponding to the date of the image, since this depth is representative of the current storage of water in the saturated area of the soil, the main generating factor of the VSA.It will be hypothesized that there is a relationship between the pairs of values of total saturated area - water table depth in the study basin, an attempt will be made to verify it and an experimental relationship will be determined. The Hydrological Similarity Index (ISH) map will be prepared from the Topographic Index (ITOP) map and the VSA maps, applying GIS and remote sensing techniques. The dynamics of the VSA will be modeled for different precipitation-runoff events, by application of the TOPMODEL model with the ISH. For this, the model will be implemented, calibrated and verified based on data from precipitation-runoff events. Dynamic maps of land use and coverage will be developed, by combining the soil map, VSA and ITOP maps. These maps may be used by widespread use models to determine runoff loss parameters, considering the initial condition of VSA, corresponding to a known initial water table depth.Finally, the performance of the HEC-HMS model for the simulation of isolated events in the basin will be evaluated, applying gridded options and dynamic maps.