Predictive Model of Surface Runoff as a Monitoring Strategy for Water Harvesting Structures: El Varillal Micro-watershed, San Lucas, Madriz, Nicaragua | Modelo predictivo del escurrimiento superficial como estrategia de monitoreo de obras de cosecha de agua: Microcuenca El Varillal, San Lucas, Madriz, Nicaragua

Inglés. The Nicaraguan dry corridor is highly vulnerable to climate change. Madriz, a department in the Central-Northern region of Nicaragua and part of this corridor, faces significant challenges due to climate variability. Given the erratic behavior of the climate, it is essential to monitor surface runoff and understand its behavior under different climate scenarios to evaluate the potential of water harvesting structures. The objective of this study is to compare surface runoff under three climate scenarios to identify the impact of climate change on these structures. This study was conducted in the El Varillal micro-watershed, in San Lucas, Madriz, Nicaragua using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), which models hydrological behavior by considering soil characteristics, land use, and climate. A historical climate record from 2000 to 2021 was used, along with Representative Concentration Pathways (RCP) 2.6 and 8.5 for the 2040 to 2069 period, as the climate scenarios to compare. The variable studied was surface runoff, estimated from the hydrological response units of the micro-watershed. The micro-watershed has clay soils and agricultural and livestock uses on steep slopes, giving it high potential for water harvesting. However, the effectiveness of the structures depends on proper maintenance and management of the catchment area to prevent erosion and ensure water infiltration. Under future climate scenarios, it is expected that with the Representative Path of Concentration 2.6 scenario, runoff will increase by 101.56%, and with the Representative Path of Concentration 8.5 scenario, by 109.48%, compared to historical data. This suggests that, during rainfall events, the integrity of water harvesting structures could be compromised if conservation strategies and coverage management are not implemented.

Español; castellano. El corredor seco nicaragüense tiene una alta vulnerabilidad ante el Cambio Climático. Madriz, departamento de la zona Central Norte de Nicaragua, al ser parte de éste, enfrenta grandes desafíos debido a la variabilidad climática. Ante el comportamiento errático del clima, resulta indispensable monitorear la escorrentía superficial y comprender su comportamiento bajo escenarios climáticos para la evaluación del potencial las Obras de Cosecha de Agua. El objetivo de este estudio es comparar el escurrimiento superficial bajo tres escenarios climáticos para identificar el impacto del cambio climático sobre dichas obras. Este estudio se realizó en la microcuenca El Varillal, en San Lucas, Madriz, Nicaragua utilizando Soil and Water Assessment Tool (SWAT), el cual modela el comportamiento hidrológico considerando las características del suelo, usos del suelo y clima. Se utilizó un registro climático histórico del 2000 al 2021, y las Sendas Representativas de Concentración (RCP) 2.6 y 8.5 para el periodo 2040 al 2069 como escenarios climáticos a comparar. La variable estudiada fue el escurrimiento superficial estimada a partir de las unidades de respuesta hidrológica de la microcuenca. La microcuenca presenta suelos arcillosos y usos agrícolas y pecuarios en pendientes escarpadas, lo que le atribuye un alto potencial para la cosecha de agua. Sin embargo, la efectividad de las obras depende de su mantenimiento adecuado y la gestión del área de captación para evitar la erosión y asegurar la infiltración de agua. Bajo los escenarios climáticos futuros, se prevé que con la Senda Representativa de Concentración 2.6, el escurrimiento aumente en un 101,56%, y con la Senda Representativa de Concentración 8.5, un 109.48 %, en relación con el histórico. Esto indica que, ante eventos de precipitaciones, la integridad de las obras de cosecha de agua podría verse comprometida si no se implementan estrategias de conservación y manejo de cobertura.