Forecasting the impact of temporal land use change on steep terrain watersheds in Costa Rica - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Predicción del impacto del cambio temporal en el uso del suelo sobre cuencas hidrológicas de alta pendiente en Costa Rica
The land use/land cover change simultaneous model based on the Markov Chain Analysis, Cellular Automata (CA_MARKOV) and Multi-Criteria-Evaluation (MCE), was used to predict the impact of the land use temporal change to 2025 over the Toyogres and Zopilote rivers watersheds in Costa Rica. The hydrologic model SWMM was previously calibrated and validated using various real rainfall storms in order to serve a hydrological analysis platform. The historical records for both models were based on aerial photography form the 1997 TERRA mission and multi-spectral images taken by the WorldView-2 satellite in 2011. Based on the model’s predictions/projections for 2025, an increase of around 15% over the peak flow for the Toyogres River and 26% for the Zopilote River would be the consequence of a high intensity rainfall storm (maximum precipitated volume of 53.56 mm and maximum intensity of 120 mm/hr/5min). This is particularly relevant for the Zopilote catchment due to its limited hydraulic capacity. This is a direct consequence of an increase in the impervious area, related to the SWMM‘s percentage-imperviousarea (pimp), which is a key parameter in the rainfallrunoff generation processes. The land uses that experimented major changes were HDRES, MDRES, LDRES and CROPS. Regardless of its final objective, further investigation is needed in order to calibrate and validate the outcomes projected by this kind of models.
Para predecir el impacto del cambio temporal en el uso del suelo hasta el año 2025 sobre las cuencas hidrológicas del río Toyogres y la quebrada Zopilote en Costa Rica, se utilizó el modelo de simulación simultánea de cambio de uso/cobertura del suelo (MSSCUS) basado en las cadenas de Markov, Autómata Celular (AC) y Evaluación multicriterio/ multiobjetivo (EMC). El modelo hidrológico SWMM se calibró y validó con tormentas reales captadas durante 2011 para que sirvieran de plataforma del análisis hidrológico. Los registros históricos utilizados tanto en MSSCUS como en SWMM se fundamentaron en fotografías áreas de la misión TERRA de 1997 e imágenes satelitales multiespectrales del satélite WorldView-2 tomadas en 2011.  Con base en las proyecciones arrojadas por ambos modelos, se pudo determinar que para 2025, el aumento sobre el caudal pico para una tormenta de alta intensidad (volumen máximo de 53,56 mm e intensidad máxima de 120 mm/hr/5min) sería de alrededor del 15% para el cauce del río Toyogres y del 26% para el cauce de la quebrada Zopilote, siendo este último de gran relevancia en virtud de su limitada capacidad hidráulica. Lo anterior se da como consecuencia de un aumento del área impermeable con relación al aumento del porcentaje de área impermeable (pimp), parámetro clave en los procesos de generación de escorrentía. Los usos/ objetivos que sufren mayores cambios son HDRES, MDRES, LDRES y CROPS. Independientemente de su utilidad, se requiere mayor trabajo de investigación para calibrar y validar las proyecciones arrojadas por este tipo de modelos.
Keywords: Hidrología; IDRISI; Markov; modelación; SWMM; Hydrology; IDRISI; Markov; modeling; SWMM