Streamflow modeling of five major rivers that flow into the Gulf of Mexico using SWAT

Abstract

ABSTRACT It has been shown that detailed and continuous riverine discharge and nutrient input data are fundamental to the successful simulation of biogeochemical processes in the ocean using numerical models. Currently, no discharge data for the river mouths on the Mexican side of the Gulf of México (GoM) is available. In the present study, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was used to simulate the daily discharge of five major rivers that flow directly into the GoM. Two periods were used in the analysis: 1997 to 2013 for the Grijalva basin and 1989 to 2013 for the Usumacinta, Papaloapan, Coatzacoalcos, and Pánuco basins. The model was successfully calibrated for monthly time steps using an automatized technique for the five watersheds. The sensitivity analysis of the calibration process showed that for most of the watersheds, the model was sensitive to groundwater and soil moisture parametrizations.

Translated abstract

RESUMEN Se ha demostrado que utilizar datos de entrada continuos y detallados sobre descargas y nutrientes fluviales, es fundamental para alcanzar buenos resultados cuando se utilizan modelos numéricos para simular procesos biogeoquímicos en el océano. Actualmente no se cuenta con datos de descargas en las desembocaduras de los ríos mexicanos que vierten sus aguas en el Golfo de México (GdM). En el presente estudio se utilizó el modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) para simular la descarga diaria de cinco ríos principales que desembocan directamente en el GdM. El análisis se llevó a cabo en dos periodos distintos: 1997-2013 para el río Grijalva y 1989-2013 para los ríos Usumacinta, Papaloapan, Coatzacoalcos y Pánuco. El modelo se calibró exitosamente en periodos de tiempo mensuales en todas las cuencas analizadas utilizando una técnica automatizada. El análisis de sensibilidad, durante el proceso de calibración, mostró que el modelo fue sensitivo a la parametrización relacionada con la capacidad de retención de los acuíferos, así como a la humedad en la mayoría de las cuencas estudiadas.