Herramienta de modelación hidrológica FONAG 3.0 by ATUK
El Fondo para la Protección de Cuencas y Agua (FONAG) cuenta con un modelo hidrológico denominado modelo FONAG 3.0 by ATUK que permite recrear los procesos hidrológicos del ecosistema páramo y otros ecosistemas andinos circundantes a escala temporal y espacial distribuida, obteniendo como resultado la disponibilidad de agua dentro de su ámbito de trabajo y bajo ciertos escenarios de conservación y degradación de los ecosistemas altoandinos. Este modelo fue desarrollado por ATUK Consultoría Estratégica para el sistema operativo Windows en lenguaje de programación Python bajo la plataforma ArcGIS.
El modelo hidrológico FONAG 3.0 by ATUK es un modelo de simulación continuo, conceptual, y determinístico, que procesa y genera datos a escala temporal mensual y a escala espacial distribuida. El modelo FONAG 3.0 by ATUK cuenta con un módulo de calibración automática, el cual funciona de manera agregada en el punto de aforo.
Continuo
El modelo FONAG 3.0 by ATUK procesa series de datos en forma de ráster mensuales de precipitación, temperatura, y evapotranspiración de manera continua. Esto permite, asimismo, obtener resultados en forma de ráster mensuales de caudal natural, caudal disponible, y concentración de contaminantes (como sedimentos, por ejemplo).
Conceptual
El modelo FONAG 3.0 by ATUK toma en cuenta conceptualizaciones basadas en el conocimiento sobre los procesos hidrológicos dominantes en ecosistemas andinos a través de ciertos parámetros no medidos directamente sino procesados matemáticamente. Estos parámetros son principalmente los coeficientes de regulación de escorrentía y de almacenamiento de agua en una cuenca, los cuales son representados por ecuaciones lineales y no lineales.
Determinístico
Para un conjunto de parámetros específico bajo las mismas condiciones iniciales y datos de entrada, el modelo FONAG 3.0 by ATUK genera siempre los mismos resultados. Esto permite que la manipulación de los valores de entrada de los parámetros durante un proceso de calibración permita representar el funcionamiento de la cuenca modelada y que modificaciones en dichos parámetros permitan obtener las mejores simulaciones de caudal y concentración de compuestos posible.
Escala temporal
La escala temporal del modelo FONAG 3.0 by ATUK son series de datos hidrometeorológicos mensuales. Las entradas necesarias para el modelo son precipitación mensual, temperatura media mensual, y evapotranspiración potencial mensual. Para objeto de calibración, se debe ingresar una serie de tiempo de caudal mensual o de concentración de contaminante en el punto de aforo en cuestión.
Escala espacial
La unidad de análisis espacial del modelo FONAG 3.0 by ATUK es la celda de ráster definida por el modelo digital elevación (DEM por sus siglas en inglés). El DEM definirá la naturaleza distribuida del modelo y su escala espacial. El modelo divide la cuenca modelada en hidrozonas, usando la cobertura vegetal como base. Es probablemente una de las mayores fortalezas del modelo el poder alimentarlo con mapas alternativos de cobertura vegetal, proveniente de otra fuente de información o resultado de alguna proyección o escenario de cambios de cobertura en la cuenca. De esta manera el modelo podrá evaluar los efectos que tengan estos cambios sobre el régimen hidrológico a manera de escenarios.
Distribuido (para el modelo completo)
El modelo FONAG 3.0 by ATUK procesa y genera resultados en forma de mapas ráster distribuidos. Si bien, conceptualmente, el modelo representa el comportamiento hidrológico y la variabilidad espacial de manera semi-agregada utilizando unidades de respuesta hidrológica (hidrozonas), el resultado del modelo es una desagregación de las respuestas espacialmente distribuida en cada celda. Esto permite considerar de la forma más idónea la variación espacial de la precipitación, la temperatura, y la evapotranspiración.
Agregado (para el módulo de calibración)
Para la calibración automática, el modelo FONAG 3.0 by ATUK procesa los datos ingresados en forma de mapas ráster distribuidos y genera valores agregados en el punto de aforo objeto de la calibración. Esto permite optimizar el desempeño computacional del modelo para repetir un número importante de simulaciones (cientos o miles) sin necesidad de generar toda la gama de salidas del modelo completo en cada iteración.
Implementación del modelo FONAG 3.0
El modelo FONAG 3.0 by ATUK está desarrollado con Python 3 que es un lenguaje de programación simple y poderoso; su simplicidad es notable con respecto a otros lenguajes de programación y su poder se basa en la cantidad de herramientas disponibles para distintas áreas de estudio. Actualmente, Python tiene distintos y variados paquetes en el campo de la hidrología, que además se encuentran vinculados con herramientas GIS, matemáticas, estadística, etc. Esta versatilidad la convierte en una herramienta multifuncional para los profesionales relacionados a la hidrología.
El modelo FONAG 3.0 by ATUK utiliza la librería ArcPy (https://pro.arcgis.com/en/pro-app/arcpy/get-started/what-is-arcpy-.htm). ArcPy es un paquete de Python desarrollado por ESRI (ArcGIS) que provee una forma útil y productiva de realizar análisis de información geográfica, conversión de datos, manejo de datos, y automatización de mapas con Python. El poder adicional de utilizar ArcPy es que Python es un lenguaje de programación multipropósito. Las aplicaciones en ArcGIS escritas con ArcPy se benefician del desarrollo de los numerosos módulos adicionales que existen en Python, hechos por profesionales en GIS y programadores de muchas disciplinas diferentes.
Para tener más detalles o para utilizar el modelo FONAG 3.0 by ATUK, puede contactar a ATUK en el correo info@atuk.com.ec, o al FONAG en el correo comunicacion@fonag.org.ec.
¿Quieres suscribirte a nuestro boletin mensual?
Si deseas recibir información de alto valor, puedes dejarnos tus datos y te enviaremos mensualmente nuestro boletín informativo con todas las noticias relacionadas a ciencia, economía, sociedad y tecnología.
