Estudio comparativo de los modelos GR4J, HBV, SACRAMENTO, SOCONT para la evaluación hidrológica de la cuenca Chancay-Lambayeque, utilizando el software Rs Minerve

Abstract

En la presente indagación se analizó la dinámica hidrológica del sector medio- superior de la cuenca Chancay–Lambayeque, tomando como punto de referencia

hidrométrica la estación Racarrumi. Se implementó el programa RS Minerve para derivar los caudales mediante los esquemas GR4J, HBV, SACRAMENTO y SOCONT, con el propósito de contrastar los flujos simulados respecto a los empíricos y discernir el modelo que mejor representa la realidad hidrográfica de la cuenca. La simulación contempló dos contextos: (1) ausencia de influencia del Túnel Chotano (sin trasvase) y (2) con trasvase, figurando el régimen genuino. Se recurrió a registros diarios de precipitación, temperatura y evapotranspiración, esta última estimada mediante el algoritmo ODIN incorporado en el RS Minerve. Los datos geomorfológicos (superficie, recorrido del cauce y gradiente) se extrajeron mediante análisis geoespacial en ArcGIS. La etapa de calibración comprendió el intervalo 1993–2007, y la validación abarcó de 2008 a 2022, valiéndose de ajustes tanto heurísticos como automatizados (SCE-UA). Los parámetros estadísticos (NSE, KGE, Pearson, RRMSE, RVB y BS) evidenciaron que el modelo HBV ostentó la mayor fidelidad (NSE = 0.75; KGE = 0.81), replicando de manera satisfactoria los picos de caudal. El GR4J exhibió una correspondencia admisible (NSE = 0.60; KGE = 0.76), mientras que SOCONT y SACRAMENTO manifestaron un grado inferior de exactitud. En síntesis, el modelo HBV se erige como el más fidedigno para reproducir la simulación hidrológica de la cuenca, evidenciando la ductilidad del RS Minerve para engendrar caudales diarios por subcuenca, modelar contextos de trasvase y respaldar la planificación de eventuales infraestructuras hidráulicas.

This inquiry appraised the fluvial comportment of the superior segment of the Chancay–Lambayeque watershed, designating the Racarrumi hydrometric node as the referential locus. The RS Minerve apparatus was deployed to emulate fluvials via the GR4J, HBV, SACRAMENTO, and SOCONT paradigms, juxtaposing synthesized and empirical effluents to ascertain the most emblematic schema for the hydrological demarcation. The simulation encompassed bifurcated eventualities: (1) devoid of hydraulic conveyance from the Chotano Tunnel (absent interbasin diversion), and (2) inclusive of such conveyance, epitomizing the pristine flow regimen. Daily records of precipitation, temperature, and evapotranspiration were used, the latter estimated using the ODIN algorithm incorporated in RS Minerve. Geomorphometric attributes (areal extent, thalweg elongation, and declivity) were extracted through ArcGIS geoprocessing. This calibration phase spanned the period from 1993 to 2007, and the validation

period covered 2008 to 2022, employing both heuristic and automated adjustments (SCE- UA). Stochastic fidelity indices (NSE, KGE, Pearson, RRMSE, RVB, and BS) unveiled HBV

as the most veracious model (NSE = 0.75; KGE = 0.81), adeptly mirroring observed discharge apices. GR4J exhibited tolerable congruence (NSE = 0.60; KGE = 0.76), whereas SOCONT and SACRAMENTO manifested diminished prognostic coherence. In denouement, the HBV schema emerged as the most apposite for encapsulating the basin’s hydrodynamic essence, underscoring the polymorphic utility of RS Minerve in engendering sub-basin diurnal flows, extrapolating diversionary hypotheticals, and underpinning the conception of fluvial engineering edifices.