Regionalisation of hydrological indices to assess land-use change impacts in the Tropical Andes
- Authors
- Ochoa Tocachi, Boris Fernando
- Format
- MasterThesis
- Status
- publishedVersion
- Description
Andean ecosystems are major water sources for cities and communities located in the Tropical Andes; however, there is a considerable lack of knowledge about their hydrology. Two problems are especially important: (i) the paucity of monitoring to assess the impacts of historical land-use and cover change and degradation (LUCCD) at catchment scale, and (ii) the high variability in climatic and hydrological conditions that complicate the evaluation of land management practices. This study analyses how a reliable LUCCD impacts assessment can be performed in an environment of high variability combined with data-scarcity and low-quality records. Data from participatory hydrological monitoring activities in 20 catchments distributed along the tropical Andes was used. A set of 46 hydrological indices is calculated and regionalised using a set of 42 physical catchment properties. Principal Component Analysis (PCA) is performed to maximise available data while minimising redundancy in the sets of variables. Hydrological model parameters are constrained by estimated indices, and different behavioural predictions are assembled to provide a generalised response on which to assess LUCCD impacts. Results from this methodology show that the attributed effects of LUCCD in pair-wise catchment comparisons may be overstated or hidden by different sources of uncertainty, including measurement inaccuracies and model structural errors. Extrapolation and evaluation in ungauged catchments is proposed as a way to regionalise LUCCD predictions and to provide statistically significant conclusions in the Andean region. These estimations may deliver reliable knowledge to evaluate the hydrological impact of different watershed management practices.
Los ecosistemas andinos son fuentes principales de agua para las ciudades y comunidades localizadas en los Andes Tropicales; sin embargo, hay una falta considerable de conocimiento acerca de su hidrolog?a. Dos problemas son especialmente importantes: (i) la escasez de monitoreo para evaluar los impactos de cambios en la cobertura y uso de la tierra y degradaci?n (CCUTD) a escala de cuenca, y (ii) la alta variabilidad en las condiciones clim?ticas e hidrol?gicas que complican la evaluaci?n de las pr?cticas de manejo. Este estudio analiza c?mo una evaluaci?n confiable de los impactos de CCUTD se puede realizar en un ambiente de alta variabilidad combinado con escasez de datos y registros de baja calidad. Se utilizaron datos derivados de actividades de monitoreo hidrol?gico participativo en 20 cuencas distribuidas a lo largo de los Andes. Un conjunto de 46 ?ndices hidrol?gicos fue calculado y regionalizado usando otro conjunto de 42 caracter?sticas f?sicas de las cuencas. Se emple? An?lisis de Componentes Principales (ACP) para reducir la redundancia en los conjuntos de variables maximizando la informaci?n disponible. Los valores de los par?metros de un modelo hidrol?gico fueron restringidos con los ?ndices estimados, y diferentes predicciones conductuales fueron ensambladas para producir una respuesta general en la cual evaluar los impactos de CCUTD. Los resultados de esta metodolog?a muestran que los efectos atribuidos a CCUTD en comparaciones de cuencas pareadas pueden estar sobre- o sub-estimados por diferentes fuentes de incertidumbre, incluyendo inexactitudes en las mediciones y errores estructurales del modelo. Extrapolaci?n y evaluaci?n a cuencas no monitoreadas son propuestas como v?as de regionalizar las predicciones de CCUTD y proveer conclusiones estad?sticamente significativas en la regi?n andina. Estas estimaciones pueden proveer conocimiento confiable para evaluar los impactos hidrol?gicos de diferentes pr?cticas de manejo de cuencas.
- Publication Year
- 2014
- Language
- eng
- Topic
- HIDROLOG?A
ECOSISTEMAS ANDINOS
MODELAMIENTO HIDROL?GICO
REGIONALIZACI?N
- Repository
- Repositorio SENESCYT
- Rights
- openAccess
- License