Modelos determinísticos y probabilísticos para la estimación de la carga de nitratos en una cuenca rural

Abstract

En este trabajo se desarrolló un modelo probabilístico que utiliza la teoría de la función de densidad de probabilidades derivada para estimar la carga media anual de nitratos transportada por el escurrimiento superficial, utilizando una relación funcional entre el escurrimiento y la carga de nitratos. El modelo determinístico hidrológico y de calidad de agua denominado Simulator for Water Resources in Rural Basins - Water Quality (SWRRB-WQ) fue utilizado para estimar la carga de nitratos en el escurrimiento superficial. Este modelo emplea como variable de entrada la precipitación diaria observada en la Estación del Aeropuerto de Olavarría durante el período 1988 a 2002. Para la calibración del modelo se aplicó una nueva metodología que estima la incertidumbre en los valores observados. Ambos modelos probabilístico y determinístico se aplican en una subcuenca rural del arroyo Tapalqué (provincia de Buenos Aires, Argentina) y finalmente se comparan los valores de la carga de nitratos estimados con los dos modelos con las observaciones realizadas en la sección del arroyo motivo de este estudio. Los resultados muestran que la carga media de nitratos obtenida con el modelo probabilístico es del mismo orden de magnitud que los valores medios observados y estimados con el modelo hidrológico y de calidad de agua SWRRB-WQ.

In this work a new probabilistic model was developed. The new model applies the derived density function theory to estimate nitrate mean annual load transported by surface runoff. A functional relationship between runoff and nitrate load was used. The deterministic hydrologic and water quality model Simulator for Water Resources in Rural Basins - Water Quality (SWRRB-WQ) was used to estimate nitrate load in surface runoff. This model uses, as input variable, daily precipitation observed at Olavarría Airport Meteorological Station, for the 1988-2002 period. For model calibration a new method that estimates uncertainty in observed values is applied. Both probabilistic and deterministic hydrologic models are applied in a rural subbasin of Tapalqué River (province of Buenos Aires, Argentina). Finally, estimated and observed nitrate loads are compared at the outlet section of the subbasin under study. The results of applying the selected probabilistic model show that the mean nitrate loads obtained, are of the same order of magnitude that the mean nitrate loads observed and estimated with he SWRRB-WQ hydrologic and water quality model.