Dentro de la gestión de cuencas hidrográficas es importante estimar la oferta hídrica considerando los escenarios de cambio de uso de suelo y climático a fin de contar con un panorama amplio del comportamiento actual y futuro de la cuenca hidrográfica (Valladares, 2017), lo cual ayudará a comprender y proyectar los cambios en los recursos hídricos futuros resultantes de las variaciones climáticas y en desarrollar estrategias de gestión eficaces para una cuenca (Ashu & Lee, 2019).
Las simulaciones mediante modelos climáticos desarrollados por el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC) indican que como consecuencia del cambio climático la escorrentía fluvial promedio anual y la disponibilidad de agua aumentaría en latitudes altas y en algunas áreas tropicales húmedas, y disminuirían en algunas regiones secas de latitudes medias y en regiones tropicales secas (ANA, 2012).
El modelo SWAT (Soil & Water Assessment Tool) es una herramienta ecohidrológica ampliamente utilizada a nivel mundial para proyectar los impactos de futuros cambios hidroclimáticos (Tan et al., 2020) y aplicado diferentes escalas de cuencas y condiciones ambientales.
SWAT segmenta la cuenca en subcuencas y unidades de respuesta hidrológica (HRUs), estas son áreas dentro de una cuenca con características hidrológicas homogéneas, como pendiente, elevación, tipo de suelo y cobertura vegetal. Estas áreas, aunque dispersas, comparten propiedades clave que determinan su comportamiento en el ciclo del agua.
Según Ghaffari (2010) Los componentes hidrológicos modelados en cada HRU incluyen: escorrentía superficial, percolación, flujo lateral, flujo de agua subterránea, evapotranspiración y pérdidas de transmisión.
Figura 1. Esquema de elementos de simulación SWAT
Para el modelo SWAT se utilizan diversos tipos de información como datos de entrada. Estos inputs son cruciales para representar el ciclo hidrológico y simular el comportamiento de los recursos hídricos en una cuenca:
Datos Espaciales:
Modelo de Elevación Digital (DEM), se utiliza para delimitar la cuenca, las redes de drenaje y la dirección de los ríos. Juntamente con el Mapa del tipo y uso del suelo se definen las Unidades de Respuesta Hidrológica (HRUs).
Información meteorológicos e hidrológicos
El modelo SWAT, requiere información diaria, por lo cual es importante recopilar información hidrometeorológica de precipitación, temperatura y caudal de fuentes primarias registradas en el área de estudio de estaciones operadas por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI).
Se utilizan también las fuentes secundarias como el producto RAIN4PE v1.1 (1981-2015) y PISCO (Peruvian Interpolated data of SENAMHI´s Climatological and Hydrological Observation) para el periodo 1981-2016.
Modelos climáticos GCM.
Son modelos climáticos de circulación general GCM, basados en trayectorias de concentración representativas (RCP) de emisiones de dióxido de carbono, categorizados en un escenario pesimista (RCP 8.5) y casi optimista (RCP 4.5).
Modelo Hidrológico
Para el modelamiento hidrológico con SWAT se utiliza la interfaz de QGIS, el cual es un software de información geográfica de libre acceso, la descarga del editor SWAT Editor
Calibración del modelo SWAT
Para confirmar la relación entre los valores simulados y los valores observados y para verificar la solidez del modelo se emplean tres medidas estadísticas: el coeficiente de determinación (R2), la eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE) y el porcentaje de sesgo (PBIAS).