Understanding River-Wetland Interactions using Hydraulic Models and UAV Optimized Topography: A Case Study in Zapayán, Lower Magdalena, Colombia = Entendimiento de las interacciones río-humedal mediante la implementación de modelos hidráulicos y topografía optimizada con vehículos aéreos no tripulados: caso de estudio en Zapayán, bajo Magdalena, Colombia
Abstract:
The exchange of water and sediments between the Magdalena River and the Zapayán wetland is regulated by the complex interactions that exist between these important water bodies. The effect of these interactions in the Zapayán Water System (ZWS) are mainly the flood propagation, the water circulation pattern and the concentration of nutrients. The ZWS plays an important role in the regulation of floods for the villages and towns located downstream of it. The Zapayán wetland and it connection channel are located on the right bank of the Magdalena River 150 km upstream of its mouth in Bocas de Ceniza. In this study hydrodynamic interactions between the Magdalena River and the Zapayán wetland are investigated gathering the proper knowledge about the responses of this wetland to the flood events in the river by a series of regression equations generated from the output of a physically based model of the ZWS. The model calibration and validation processes were carried out by comparing the observed flood extent derived from a satellite image and the flood extent generated by the model. Four hydraulic indicators of the ZWS were analyzed using the physically based model results: water level, flood extent, overtopping flow area and the river-wetland discharge, and using the water level in the Magdalena River as independent or input variable, 18 regression equations were derived to describe and quantify the river-wetland interactions. Results show that the interaction of the Magdalena River and the Zapayán wetland depends on the head differences between these water bodies and the velocity of the water ascension in the river. The proposed equations are very promising, as they can be applied in combination with data of the Forecasting and Early Warning System of Colombia, generating information that will help the local authorities, stakeholders and decision makers, to reduce flood risk in the ZWS region.
Resumen:
El intercambio de agua y sedimentos entre el río Magdalena y la Ciénaga de Zapayán está regulado por las complejas interacciones que existen entre estos cuerpos de agua. El efecto de estas interacciones en el Sistema Hídrico de Zapayán (SHZ) son principalmente la propagación de inundaciones, el patrón de circulación del agua y la concentración de nutrientes. El SHZ desempeña un papel importante en la regulación de las inundaciones en los pueblos y ciudades situados aguas debajo de este. La Ciénaga de Zapayán y su caño se ubican en la margen derecha del río Magdalena 150 km aguas arriba de su desembocadura en Bocas de Ceniza. En este estudio se investigan las interacciones hidrodinámicas entre el río Magdalena y la Ciénaga de Zapayán reuniendo el conocimiento adecuado sobre las respuestas de esta a las inundaciones en el río mediante una serie de ecuaciones de regresión generadas a partir de la salida de un modelo hidrodinámico del SHZ. Los procesos de calibración y validación del modelo se llevaron a cabo comparando la extensión de la inundación observada derivada de una imagen satelital y la extensión de la inundación modelada. Se analizaron cuatro indicadores hidráulicos del SHZ utilizando los resultados del modelo hidrodinámico: nivel del agua, extensión de la inundación, área de flujo desbordante y descarga río-humedal, y utilizando el nivel del agua en el río Magdalena como variable independiente o de entrada, se generaron 18 ecuaciones de regresión derivadas para describir y cuantificar las interacciones río-ciénaga. Los resultados muestran que la interacción del río Magdalena y la Ciénaga de Zapayán depende de las diferencias de cabeza hidráulica entre estos cuerpos de agua y la velocidad de ascensión del agua en el río. Las ecuaciones propuestas son muy prometedoras, ya que pueden aplicarse en combinación con datos del Sistema de Pronóstico y Alerta Temprana de Colombia, generando información que ayudará a las autoridades locales, actores y administradores, a dar mejor manejo al SHZ.
Citación recomendada (normas APA)
Danilo Gregorio Rodríguez Correa, "Understanding River-Wetland Interactions using Hydraulic Models and UAV Optimized Topography: A Case Study in Zapayán, Lower Magdalena, Colombia = Entendimiento de las interacciones río-humedal mediante la implementación de modelos hidráulicos y topografía optimizada con vehículos aéreos no tripulados: caso de estudio en Zapayán, bajo Magdalena, Colombia", Zapayán (Magdalena, Colombia):-, 2019. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/3711974/), el día 2025-05-03.
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