Estimación de la concentración de nitratos usando el modelo Hydrus 1d en el horizonte A de un suelo con cobertura de gramíneas en la zona central del Humedal la Florida | Estimation of the concentration of nitrates using the Hydrus 1d model in the A horizon of a soil with grass cover in the central zone of the Florida Wetland

La presente investigación está encaminada en el estudio de los procesos de flujo y transporte de nitrato procedentes del agua lluvia a través del perfil de suelo en la Zona no Saturada; del área que comprende la zona central del humedal La Florida para el año 2021. La investigación en primer lugar se desarrolló recolectando información correspondiente a las propiedades físicas del suelo del trabajo de investigación “Relaciones entre la geo morfometría y las propiedades físicas de los suelos de la zona central del humedal La Florida”, los valores de pedotranferencia fueron suministrados por revisión bibliográfica y de bases de datos. La información climatológica se recolectó de los satélites ambientales operacionales geoestacionarios 4 y 5 de la NASA. Las unidades de muestro se eligieron bajo un Diseño Completo al Azar DCA, las unidades elegidas al aleatoriamente fueron 5 puntos en los cuales se localizaron los horizontes A sobre cobertura de pastos cuya profundidad varió entre 25 y 55cm. Se tomaron 6 muestras por cada horizonte A, el agua de lluvia se muestreo siguiendo los parámetros de la “Guía para el muestreo de la precipitación del organismo internacional de energía atómica /red mundial sobre isotopos en la precipitación” del 2014. Las muestras fueron llevadas a laboratorio donde se adoptó la metodología de la determinación de nitrato en aguas por espectrofotometría UV, IDEAM 2007. En segundo lugar, se utilizó el programa HYDRUS 1D el cual utiliza la solución numérica de la ecuación de Richards y la ecuación de advección-dispersión, para cuantificar el tiempo de viaje del nitrato desde la superficie del suelo, a través del horizonte A, hasta el horizonte B, y la concentración del nitrato a través del perfil A del suelo. La evaluación del modelo se realizará por medio del coeficiente de Nash Sutcliffe y el radio de desviación estándar de las observaciones de la raíz del error medio cuadrático. Los resultados arrojaron una zona con una topografía con pendientes menor al 1 %, con precipitaciones diarias en promedio de 9mm, temperaturas en promedio de 8.5° C, suelos medianamente profundos, formados principalmente por depósitos fluvio lacustres de textura franco-arenosa y limo arcillosa, estos suelos tienen humedades desde 30% hasta 80 % de igual manera en los resultados se identificó las actividades económicas de agricultura y ganadería intensiva muy cercano al cuerpo del agua del humedal. Para el comportamiento del nitrato se observó que, en los meses de lluvia, el contenido de nitrato disminuye en los días de mayor precipitación y aumenta para los días de menor precipitación. Del estudio se concluyó el nitrato permanece más tiempo en horizontes con textura arcillosa, de baja conductividad hidráulica y densidad aparente menor a 1.5 cm3/g, en este horizonte los nitratos llegan a tardar hasta 60 días en disminuir su concentración. Por otro lado, para la textura arenosa o, franco arenoso la concentración de nitrato disminuye en menor tiempo.

This research is aimed at studying the flow and transport processes of nitrate from rainwater through the soil profile in the unsaturated zone of the area comprising the central zone of The Florida wetland for the year 2021. The research was first developed by collecting information corresponding to the physical properties of the soil from the research work "Relationships between geo morphometry and physical properties of soils in the central zone of The Florida wetland", the pedotransfer values were provided by bibliographic and database review. Climatological information was collected from NASA geostationary operational environmental satellites 4 and 5. The sampling units were chosen under a Complete Randomized Design DCA, the units chosen randomly were 5 points in which the A horizons were located on pasture cover whose depth varied between 25 and 55cm. Six samples were taken for each A horizon, the rainwater was sampled following the parameters of the "Guide for Rainfall Sampling of the International Atomic Energy Agency/Global Network on Isotopes in Precipitation" of 2014. The samples were taken to laboratory where the methodology of nitrate determination in water by UV spectrophotometry, IDEAM 2007, was adopted. Secondly, the HYDRUS 1D program was used which uses the numerical solution of the Richards equation and the advection-dispersion equation, to quantify the travel time of nitrate from the soil surface, through the A horizon, to the B horizon, and the concentration of nitrate through the soil A profile. Model evaluation will be performed by means of the Nash Sutcliffe coefficient and the standard deviation radius of the root mean squared error observations. The results showed an area with a topography with slopes of less than 1%, with an average daily rainfall of 9 mm, average temperatures of 8.5° C, moderately deep soils, formed mainly by fluvial-lacustrine deposits of sandy-loam and silt-clay texture, these soils have humidity ranging from 30% to 80%, and the results also identified the economic activities of intensive agriculture and livestock very close to the wetland water body. For the behavior of nitrate, it was observed that, in the rainy months, the nitrate content decreases in the days of higher precipitation and increases in the days of lower precipitation. The study concluded that nitrate remains longer in horizons with clayey texture, low hydraulic conductivity and apparent density of less than 1.5 cm3/g; in this horizon, nitrates take up to 60 days to decrease their concentration. On the other hand, for the sandy or sandy loam texture, nitrate concentration decreases in less time.