|
Títol:
|
Impacte dels sistemes d'irrigació en els recursos hídrics de la vall Central del Rift etíop: modelització hidrològica de la conca
|
|
Autor/a:
|
Lladó i Morales, Gil
|
|
Altres autors:
|
Universitat Politècnica de Catalunya. Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat; Pascual Ferrer, Jordi; Pérez Foguet, Agustí |
|
Abstract:
|
[ANGLÈS] The Ethiopian Central Rift Valley is an area of central Ethiopia, within the Great African Rift Valley. The area is an endorheic basin about 10000 km2 composed by a chain of 3 lakes; being lake Abyata the terminal lake of the basin. Currently there is 1.9 million people live there, mostly in rural areas. There is a great biological diversity, especially important for the presence of different species of endemic birds. Nowadays political and socio-economic circumstances are leading to a rapid development of irrigation systems. Moreover, an intensive use of fertilizers and pesticides is accelerating the impoverishment of the soil, which leads to an increased deforestation to obtain new fertile soil. Two of the lakes have useless water due to their high salinity and, while some Ziway lake salinity is increasing dangerously. Moreover, climate change threats appear to be important for the future water equilibrium. All these circumstances create serious doubts about the future of the area where the population is highly dependent on natural resources to survive, especially on water resources.
Within this context, the basin hydrology has been modelled using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) developed by the University of Texas and the USDA Agricultural Research Service. The model has been calibrated and validated for the Ketar subbasin. The main aim of this thesis is to determine the influence of introducing new agricultural information considering irrigation in the developed model. First, the background on hydrologic modelling as a concept tool, the knowledge about previous experiences on using SWAT within the scientific community and specifically within the African continent, and other relevant information related to the Ethiopian Central Rift Valley, has been studied. Then, irrigation data has been collected during a fieldwork mission in the study area. Then, the model has been improved based on the previous work developed at Institut Universitari de Recerca en Ciències i Tecnologies de la Sostenibilitat (UPC) and introducing data obtained during field work and from the bibliographic revision.
The calibration of the model has been done using different numerical techniques available while using the software: first a sensibility analysis, later the use of the auto-calibration algorithms, and lastly performing manual calibration to refine parameters. Different calibration processes have been carried out according to different hypothesis, namely on the real extension of the irrigated surface existing during the calibration period, and on the irrigated land management characteristics. The model has been properly calibrated and validated during the study period for one of the different casuistries. Finally, a comparison of the results of this thesis and the results from previous calibrations has been done. This comparison has allowed extracting conclusions of all physical processes involved. |
|
Abstract:
|
[CATALÀ] La vall Central del Rift etíop és una àrea del centre d’Etiòpia, continguda dins de la Gran Vall del Rift africà. Comprèn una conca hidrogràfica endorreica d’uns 10000 km2 d’àrea que està composta per una cadena de 3 llacs, dels quals el llac Abyata n’és el llac terminal. En aquests moments viu a la zona una població aproximada d’1,9 milions de persones majoritàriament en zones rurals. S’hi aprecia una riquesa biològica singular, especialment rellevant per la presència de diferents espècies d’aus endèmiques. Actualment, circumstàncies polítiques i socioeconòmiques estan conduint els sistemes d’agricultura irrigada cap a un ràpid desenvolupament. A més a més, l’aplicació intensiva de pesticides i fertilitzants al sòl està accelerant-ne l’empobriment i, en conseqüència, comporta una desforestació creixent per la necessitat d’obtenir noves terres fèrtils. Per altra banda, dos dels principals llacs de la conca són ja inservibles per a l’extracció d’aigua per a qualsevol ús, a causa de la seva alta concentració en sals, mentre que al llac Ziway la salinitat està augmentant de forma preocupant en els últims temps. Finalment, l’amenaça del canvi climàtic sembla especialment crítica per a la zona, en el sentit de preservar l’equilibri dels recursos hídrics existents. Totes aquestes circumstàncies generen seriosos dubtes respecte el futur d’aquesta àrea, on la població és fortament dependent dels recursos naturals per a la seva supervivència, especialment dels recursos hídrics.
En aquest context, la hidrologia de la conca ha estat modelada mitjançant l’ús del Soil and Water Assessment Tool (SWAT) desenvolupat per la Universitat de Texas i l'USDA Agricultural Research Service. El model ha estat calibrat i validat per la subconca del sistema hídric del riu Ketar. L’objectiu principal d’aquesta tesina és determinar la influència deguda a introduir nova informació referida a l’agricultura d’irrigació en el model desenvolupat prèviament. Per tal d’assolir-ho, en primer lloc, s’ha estudiat l’estat del coneixement existent sobre el modelatge hidrològic com a eina conceptual, sobre l’experiència d’aplicació de SWAT entre la comunitat científica i especialment al continent africà i finalment, sobre el coneixement en allò que era d’interès per a aquesta recerca, de la vall Central del Rift etíop. S’ha realitzat un treball de camp a la zona per tal de recollir dades quantitatives referents a l’agricultura d’irrigació. En darrer lloc s’ha millorat el model preexistent basat en la tasca de recerca duta a terme fins al moment pels membres de l’Institut Universitari de Recerca en Ciències i Tecnologies de la Sostenibilitat (UPC), introduint les dades provinents del treball de camp i de la bibliografia.
El calibratge del model amb què s’ha treballat s’ha dut a terme mitjançant diferents tècniques numèriques acoblades a SWAT: anàlisis de sensibilitat, algorismes d'autocalibratge i finalment treballant amb estratègies de calibratge manual per acabar d’ajustar els paràmetres. S’han plantejat diversos processos de calibratge relacionats amb diferents hipòtesis, referides a la incertesa sobre l’extensió real de superfície irrigada en l’actualitat, així com de les característiques de les pràctiques de gestió agrícola reproduïdes. El model ha estat correctament calibrat i validat per al període d’estudi per un dels casos sorgits d’aquestes hipòtesis. Finalment s’han comparat els resultats d’aquesta tesina amb els de calibratges preexistents. Aquestes comparacions han permès extreure conclusions sobre l’impacte dels diferents processos físics implicats en els resultats obtinguts. |
|
Matèries:
|
-Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Geologia::Hidrologia
-Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Degradació ambiental::Canvi climàtic
-Hydrologic models
-Irrigation
-Climatic changes
-Water-supply, Rural
-model hidrològic SWAT
-Etiòpia
-calibrat
-anàlisi de sensibilitat
-recursos hídrics
-agricultura d’irrigació
-SWAT hydrological modeling
-Ethiopia
-calibration
-sensitivity analysis
-hydric resources
-irrigated agriculture
-Models hidrològics
-Regatge
-Canvis climàtics
-Aigua--Abastament rural |
|
Drets:
|
|
|
Tipus de document:
|
Projecte/Treball fi de carrera o de grau |
|
Publicat per:
|
Universitat Politècnica de Catalunya
|
|
Compartir:
|
|
