Modelación hidrológica e hidráulica acoplada de la cuenca media y baja del río Magdalena

Abstract

Esta tesis presenta el modelo hidrológico e hidráulico acoplado para el complejo sistema del Río Magdalena como un paso importante hacia la gestión del río basada en el conocimiento. El río Magdalena es el más largo de Colombia, drena una cuenca de 257,000km2 en la que habitan 38 millones de personas. La toma de decisiones con respecto a la gestión del recurso hídrico en Colombia, no siempre se basó en un conocimiento sólido del sistema fluvial en su conjunto, sino en observaciones en un número limitado de ubicaciones. Para facilitar la transición hacia un proceso de toma de decisiones basado en el conocimiento, el Centro de Investigaciones del Río Magdalena ha llevado a cabo el programa de modelación permanente del río Magdalena para mejorar la comprensión de este sistema fluvial. Dentro del programa de modelación permanente del río Magdalena se construyó un modelo hidráulico en SOBEK de la cuenca media y baja del río Magdalena (900 kilómetros) con un componente unidimensional que representa el sistema de canal principal y un componente bidimensional para las llanuras de inundación y otras áreas inundables, el cual fue acoplado externamente a un modelo hidrológico conceptual distribuido como wflow que representa el flujo de los tributarios. Esta modelación acoplada fue utilizada para reproducir el comportamiento observado en la cuenca media y baja del río Magdalena durante el período de tiempo comprendido entre el 1/1/2010 y el 31/03/2011. Adicionalmente, se identificaron los parámetros más influyentes en los resultados a partir de análisis de sensibilidad e incertidumbre. Este esfuerzo de modelación ha revelado falencias en la información disponible. El acople de modelación desarrollado puede ser utilizado en diferentes escenarios de modelación en el río Magdalena y/o puede ser replicado en otros ríos y/o considerar en la inclusión de otros temas de interés, tales como calidad de agua, transporte de sedimentos, modelamiento de hábitat acuático, entre otros.

Abstract. This thesis presents the coupled hydrological and hydraulic model of the complex Magdalena River system, as an important step towards knowledge - based river management. Magdalena River is the largest river of Colombia. It drains a catchment of 257,000 km 2 and is home to 38 million people. The decision making with respect to water management in Colombia has not alway s been based on so li d knowledge of the river system as a whole, but rather on observations at a limited number of locations. To facilitate a transition towards a more knowledge - based decision - making process, Magdalena River Research Center has conducted th e Magdalena River permanent modelling program in order to improve their understanding of this river system. Whitin the Magdalena River permanent modelling program a hydraulic model in SOBEK for the midlle and low basin of Magdalena river (900 kilometers) with a one - dimensional component that represents the main channel system and a two - dimensional component for the floodplains and other inundation areas externally coupled to a conceptual distributed hydrological model as wflow that represent the discharge s in tributaries was constructed. Th is coupled modelling was used to reproduce the behavior of middle and low Magdalena River in the time period between 1/1/2010 and 3/31/2011. Furthermore, the most influential parameters were identified with sensitivity a nd uncertainty analysis. This modeling e ffort has revealed gaps in available data. The coupled mode l ling developed can be used in different modeling scenarios in the Magdalena River and/or can be replicated in other rivers and/or be consider ed to the inclu sion of other topics of interest, such as water quality, sediment transport, aquatic habitat modelling , among others.