A review of the WEAP 21 and SWAT model for water resources planning
DOI:
https://doi.org/10.5377/elhigo.v12i2.15198Keywords:
Scenarios, water resources management, rainfall-runoff simulationAbstract
Accurate flow prediction is key to decision making in water resources planning and management, flood forecasting and irrigation practices. The use of models to design and evaluate management strategies, measure results and make decisions makes it possible to optimize resources and reduce vulnerability to the impact of climate variability and change. The design of strategies for integrated water resources management demands the most accurate possible configuration of the hydrological system with the support of tools that simulate the physical processes involved in rainfall-runoff. Models such as SWAT and WEAP have been designed to meet this demand from decision makers and formulators of public development policies. These models have specific characteristics and parameters that allow them to better represent the hydrological functioning of a watershed. This article identifies and describes the different efficiencies they have to describe these processes that have been studied by other authors. In general, these models simulate at a continuous time scale the runoff, nutrient loading in water quality and sediment faces that can affect reservoirs for different uses. SWAT shows very good results when direct calibration is performed and WEAP is an excellent model for scenario evaluation. Both models have limitations in estimating groundwater recharge, therefore, one of the major challenges for both models are the simulation of groundwater discharge during the period of low river flow.
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References
Asamblea de Nicaragua (2020). Ley Nº 1046, Ley de Reforma a la Ley Nº. 620, Ley General de Aguas Nacionales. Managua, Autor.
Asencio-Díaz, W. (2020). Modelo Hidrológicos Aplicación Práctica en la Gestión Integrada de los Recursos Hídicos. Recuperado de: https://repositorio.ana.gob.pe/bitstream/handle/20.500.12543/4699/ANA0003195.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Adgolign-Bekele, T., Srinivasa-Rao, G., & Abbulu, Y. (2016). WEAP modeling of surface water resources allocation in Didessa Sub-Basin, West Ethiopia. Sustainable Water Resources Management, 2, 55-70. doi.org/10.1007/s40899-015-0041-4
Argota-Quiroz, T. (2011). Simulación Hidrológica de la Cuenca del Rio Amajac, Estado de Hidalgo aplicando el Modelo SWAT [Tesis de maestro en ciencias en hidráulica, Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco, del Instituto Politécnico Nacional]. Repositorio institucional Instituto Politécnico Nacional https://www.repositoriodigital.ipn.mx/bitstream/123456789/5819/1/TRINIDAD%20ARGOTA%20QUIROZ.pdf
Arroyo-Morales, A., Heidinger, H., & Araya-Morales, E. (2010). Modelo Hidrológico SWAT como Herramienta para Procesos de Toma de Decisión.
Alfarra, A. (2004). Modelado de la Gestión de Recursos Hídricos en el Lago Naivasha [Tesis de Maestría]. Instituto Internacional de Geoinformación y Observación de la Tierra.
Bai, Y.; N., Zhao; R., Zeng y X.. (2018). Storm Water Management of Low Impact Development in Urban Areas based on SWMM. Water Journal, 11(33). doi:10.3390/w11010033
Bhatti, G. & Patel, H. (2015). Estrategias de programación de riego para cultivos de algodón en climas semiáridos usando el modelo WEAP. Journal of Indian Water Resources Society, 35(1)
Cuceloglu, G., Abbaspour, K., & Ozturk, I. (2017). Assessing the water-resources potential of Istanbul by using a soil and water assessment tool (SWAT) hydrological model. Water (Switzerland), 9(10), 814- 832. doi.org/10.3390/w9100814
Calderon, H. (2010). Dictamen científico técnico de la actual Política Nacional de los Recursos Hidricos (Scientific and technical analysis of the National Water Resources Policy) (pp.28). Managua: National Water Authority.
Centro de Cambio Global-Universidad Católica de Chile, Stockholm Environment Institute (2009). Guía Metodológica – Modelación Hidrológica y de Recursos Hídricos con el Modelo WEAP. Recuperado de: https://www.weap21.org/downloads/Guia_modelacion_WEAP_Espanol.pdf
Espinoza-Acuña, M. y Zelaya-Martínez, C. (2022). Aplicación del modelo hidrológico SWAT en unidades hidrográficas de Nicaragua: Simulación del escurrimiento superficial. Revista La Calera. ISSN-e: 1998-8850
Fernández-De Villarán, R. (2017). Utilización del Programa “SWAT” Para la Estimación de la Emisión de Sedimentos en Cuencas. Recuperado de: http://www5.uva.es/trim/TRIM/TRIM12_files/RFernandez.pdf
Faustino, J.; Jiménez, F. & Kammerbaeur, H. (2007). La Cogestión de cuencas hidrográficas en América Central: Planteamiento conceptual y experiencias (Comanagement of watersheds in Central America:Coceptual set up and implementation). Turrialba, CR, CATIE/Asdi.
Faustino, J. & García, S. (2001). Manejo de Cuencas hidrográficas (Watershed management). Conceptos, gestión, planificación implementación, y monitoreo. San Salvador, El Salvador.
Hussen, B., Mekonnen, A., & Pingale, M. (2018). Integrated water resources management under climate change scenarios in the sub- basin of Abaya-Chamo, Ethiopia. Modeling Earth Systems and Environment, 4(1), 221-240. doi.org/10.1007/s40808-018-0438-9
Hernández-Vargas, M. (2017). Implementación de la herramienta WEAP al sistema Cutzamala. Ciudad de México, México: Universidad Nacional Autónoma de México.
Hagan, I. (2007). Modelado del impacto de pequeños embalses en la región este superior de Ghana. (Tesis de Maestría). Universidad de Lund, Suecia.
Kraemer, F., Chagas, C., Vázquez, G., Palacín, E., Santanatoglia, O., Castiglioni, M., & Massobrio, M. (2010) Aplicación del modelo hidrológico SWAT en una microcuenca agrícola de la Pampa Ondulada. Revista SCielo. ISSN electrónico 1850-2067.
Laino-Guanes, R., Suárez-Sánchez, J., González-Espinosa, M., Musálem-Castillejos, K., Ramírez-Marcial, N., Bello-Mendoza, R., & Jiménez, F. (2017). Modelación del Balance Hídrico y el Movimiento de nutrientes utilizando WEAP: Limitaciones para modelar los efectos de la restauracion forestal y el cambio climático en la cuenca alta del rio Grijalva. Aqua-LAC, 9(1), 46-58. doi.org/10.29104/phi-aqualac/2017-v9-2-04
López-García T., Manzano-G, M., & Ramírez-L, A. (2017) Disponibilidad hídrica bajo escenario de cambio climático en el Valle de Galeana, Nuevo León, México. Tecnología y Ciencias del Agua. 8(1), 105-114. ISSN 0187-8336. doi.org/10.24850/j-tyca-2017-01-08
Lozano-Velásquez, R., Valeriano-León, K. (2012). Calibración y Validación de un modelo Hidrológico mediante el WEAP método humedad del suelo, para la cuenca alta del Río Guadalquivir. Ciencia Sur Revista Científica, 7 (8), 72-88. ISSN: 2789-4738
Levite, H., Hilmy, H. & Julien, C. (2003). Testing Water Demand Management Scenarios in a Water stress, Basin in South Africa: Application of the WEAP Model. 28 (20-27), 779–786. doi10.1016/j.pce.2003.08.025
Maliehe & Mulungu (2017). Evaluación de la disponibilidad de agua para usos competitivos utilizando SWAT y WEAP en la Cuenca sur de Phuthiatsana. doi.org/10.5377/calera.v22i38.14116
Mishra, B., Regmi, R., Masago, Y., Fukushi, K. & Saraswat, P. (2017). Evaluación de la contaminación del río Bagmati en el valle de Katmandú: Modelado y análisis basados en escenarios para el desarrollo urbano sostenible, Sostenibilidad del agua Calidad y Ecología. (9):67-77
Nagdeve, M., Kumar, P., Zhang, Y. y Singh, R. (2021). Fosa de contorno continuo (CCT): Comprensión de los procesos hidrológicos después de la estandarización de dimensiones y el desarrollo de un software fácil de usar. Sciendirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198720305742
Organización Mundial de la Salud (2022). Agua para consumo humano. Recuperado de: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water
Omari, A., Quraan, S., Salihi, A. & Abdulla, F. (2009). A Water Management Support System for Amman Zarqa Basin in Jordan. Water Resources Management. 23, 3165-3189
Pranesh-Kumar, P., Yongqiang, Z., Ning Ma, Ashok Mishra, Niranjan, P., Rajendra, S. (2021). Selecting hydrological models for developing countries: Perspective of global, continental, and country scale models over catchment scale models. Journal of Hydrology. 600, ISSN 0022-1694. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126561
Pechlivanidis, I., Jackson, B. Mcintyre, N., & Hheater, H. (2011). Catchment scale hydrological modelling: a review of model types, calibration approaches and uncertainty analysis methods in the context of recent developments in technology and applications. Global NEST Journal, 13(3), 193-214.
Purkey, D., Joyce, S., Vicuna, M., Hanemann, L., Dale D., Yates y Dracup, J. (2007) Robust analysis of future change impacts on water for agriculture and other sectors: a case study in the Sacramento Valley. Climate Change. doi: 10.1007/s10584-007-9375-8
Quiroz, A., Paz, O. (2018). Evaluación del Recurso Hídrico disponible Viacha en situación de cambio climático usando el modelo de planificación hídrica de cuencas WEAP. Revista Ingeniería Sanitaria y Ambiental. 59-72.
Rosenzweig, C., Strzepek, KM, Major, DC, Iglesias, A., Yates, DN, McCluskey, A. y Hillel, D. (2004). Recursos hídricos para la agricultura en un clima cambiante: estudios de casos internacionales ambientales, 14(4), 345-360.
Sánchez-Galindo, M., Fernández-Reynoso, D. S., Martínez-Ménez, M. R., Rubio-Granados, E., & Ríos-Berber, J. D. (2017). Modelo hidrológico de la cuenca del río Sordo, Oaxaca, México, con SWAT. Tecnología y Ciencias del Agua, 8 (5), 141-156. doi.org/10.24850/j-tyca-2017-05-10
Singh, M., Shinde, V., Pradhan, SK, Chalodiya, AL y Shukla, KN. (2014). Modelado hidrológico de la cuenca del río Mahanadi en India utilizando el modelo de lluvia-escorrentía, entorno natural y tecnología de contaminación. ISSN: 0972-6268 vol. 13 núm. 2 págs. 385-392
Singh, V.P., & Woolhiser, D.A. (2002). Mathematical modeling of Watershed hydrology. Journal of Hydrologic Engineering, 7 (4), 270-292. Recuperado de https://doi.org/10.1061)
Salgado, J., & Güitrón, A. (2012). Aplicabilidad de los modelos hidrológicos distribuidos. En: XXII Congreso Nacional de Hidráulica (p. 5), Acapulco, Guerrero, México.
Sieber, J (2001). The Water Evaluation and Planning System. Stockholm Environmental Inst. Boston Tellus Institute. Boston, MA 02116-3411, USA
Uribe, N. (2010). SWAT (Soil and Water Assessment Tool) Conceptos básicos y guía rápida para el usuario versión SWAT 2005. Recuperado de: https://swat.tamu.edu/media/46967/swat2005-tutorial-spanish.pdf
Yilmaz, B. (2015). Evaluación de los impactos del cambio climático en el balance hídrico de la cuenca de Gediz con el modelo WEAP. Revista de ciencia y tecnología de ingeniería multidisciplinaria, 2 (11).
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