Análisis de la relación entre variables morfométricas y biofísicas en la estimación de características probabilísticas para la oferta hídrica superficial en Colombia

Abstract

Actualmente, el recurso hídrico superficial enfrenta una alta presión antrópica por las transformaciones del paisaje natural y los altos niveles de demanda de agua de las actividades socioeconómicas. Ante esta situación, la modelación integrada del ciclo hidrológico se convierte en una herramienta necesaria para evaluar y predecir las consecuencias de las transformaciones del paisaje sobre los elementos del ciclo hidrológico. Su exitosa aplicación depende de la disponibilidad de información y la escala de estudio. Con base a lo anterior, se determinó que la información existente actualmente en el país no permite aplicar con rigurosidad ninguno de ellos, por ende se trabajó en un modelo estadístico de Análisis de Componentes Principales para relacionar información morfométrica, biofísica e hidrológica derivada para la caracterización de 421 cuencas generadas en Colombia. El 91% de las cuencas tuvo un error relativo respecto al área de la cuenca reportada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios ambientales (IDEAM) inferior al 15%, y la significancia de las relaciones entre las variables hidrológicas, morfométricas y biofísicas fue en la gran mayoría de los casos significativa. Lo anterior valida aun las relaciones establecidas, señalando que los resultados del modelo estadístico construido, permiten estimar la oferta hídrica en lugares sin registro hidrológico a través de los parámetros morfométricos y biofísicos de las cuencas sin instrumentación hidrológica.

Currently, superficial hydrological resources face high anthropogenic pressures due to the natural landscape transformation and the high demand levels of water for socioeconomic activities. Given this situation, the integrated modeling of the hydrological cycle has become a necessary tool for evaluating and predicting the consequences of landscape transformation over elements of the water cycle. Its successful application depends on the available information and the scale of the study. Based on the above, it was determined that the existing information in the country doesn’t allow the rigorous application of neither of them, therefore, efforts were made on a statistical model of Principal Component Analysis in order to relate derived morphometric, biophysical and hydrological information for the characterization of 421 basins generated in Colombia. As reported by the Hydrology, Meteorology and Environmental Studies Institute (IDEAM – acronym in Spanish) 91% the basins had a relative error regarding the basin area lower than 15%, the significance of the relationships between the morphometric, hydrological and biophysical variables was for most of the cases, significant. The above, validates even more the established relationships, highlighting that the results of the statistical model developed allows an estimation of the water demand in places without a hydrological register throughout morphometric and biophysical parameters of the basins without a hydrological instrumentation.