Sub-Watershed Prioritization for Soil Erosion Risk Assessment in the Wadi Ouahrane Basin (Algeria) Using an Integrated Morphometric Analysis and Entropy-WASPAS Model

Resumen Técnico: Priorización de Subcuencas para la Evaluación del Riesgo de Erosión del Suelo en la Cuenca del Wadi Ouahrane

Planteamiento del Problema
La erosión del suelo representa un desafío ambiental crítico en la cuenca mediterránea, particularmente en regiones áridas y semiáridas como Argelia, donde la pendiente topográfica, la vegetación escasa y las presiones antropogénicas exacerban la degradación de la tierra. En Argelia, más de 50 millones de hectáreas están en riesgo, lo que provoca una sedimentación significativa en las presas y una pérdida de la capacidad de almacenamiento. Una gestión eficaz de las cuencas hidrográficas requiere la identificación de áreas prioritarias para la conservación; sin embargo, la planificación tradicional suele carecer de un marco integral y objetivo para clasificar las subcuencas según su susceptibilidad a la erosión. El estudio aborda la necesidad de un mecanismo sólido de apoyo a la toma de decisiones para priorizar objetivamente las subcuencas dentro de la cuenca del Wadi Ouahrane para la conservación del suelo y la gestión sostenible.

Metodología
La investigación emplea un marco integrado que combina Sistemas de Información Geográfica (SIG), análisis morfométrico y técnicas de Toma de Decisiones Multicriterio (MCDM). El área de estudio, la cuenca del Wadi Ouahrane (270 km²), fue delineada en 14 subcuencas utilizando ArcGIS 10.2 y la extensión ArcHydro.

1. Análisis Morfométrico: Se calcularon tres categorías de parámetros morfométricos a partir de un Modelo Digital de Elevación (DEM) y datos de la red de drenaje:
   • Lineales: Orden de corriente, razón de bifurcación ($R_b$), razón de longitud de corriente ($R_l$) y longitud de flujo superficial ($L_o$).
   • Areales: Factor de forma ($F_f$), razón de elongación ($R_e$), razón de circularidad ($R_c$), densidad de drenaje ($D_d$), textura de drenaje ($D_t$) y coeficiente de compacidad ($C_c$).
   • Relieve: Relieve de la cuenca ($R$), razón de relieve ($R_r$), relieve relativo ($R_{hp}$), número de rugosidad ($R_n$) e integral hipsométrica ($H_i$).
2. Ponderación por Entropía: Para eliminar el sesgo subjetivo en la asignación de importancia a estos parámetros, se aplicó el método de la Entropía. Este enfoque basado en datos calculó pesos objetivos basados en la varianza dentro del conjunto de datos, determinando qué criterios morfométricos influyen más significativamente en la susceptibilidad a la erosión.
3. Clasificación WASPAS: Se utilizó el modelo de Evaluación de Suma Producto Ponderada Agregada (WASPAS) para clasificar las 14 subcuencas. Este método híbrido de MCDM sintetiza el Modelo de Suma Ponderada (WSM) y el Modelo de Producto Ponderado (WPM) utilizando un parámetro de criterio generalizado conjunto ($\lambda = 0.5$) para asegurar una evaluación equilibrada y estable del riesgo de erosión.

Resultos Clave

• Características Morfométricas: La cuenca del Wadi Ouahrane se caracteriza por geometrías alargadas, evidenciadas por valores bajos de factor de forma ($0.36–0.42$), razón de elongación ($0.38–0.41$) y razón de circularidad ($0.23–0.50$). La red de drenaje es un sistema de quinto orden con 428 segmentos, donde las corrientes de primer orden constituyen el 45.56% del total. La densidad de drenaje oscila entre $1.60$y$1.95$ km/km², y todas las subcuencas entran en la clase de textura de drenaje "muy gruesa" ($D_t < 2$), lo que sugiere condiciones de infiltración favorables en general, aunque con variaciones localizadas.
• Ponderación por Entropía: El análisis reveló que la razón de bifurcación ($R_b$) y la razón de longitud de corriente ($R_l$) fueron los factores más influyentes en el control de la susceptibilidad a la erosión, con pesos de $0.283$y$0.252$, respectivamente. Por el contrario, los parámetros relacionados con la forma, como la razón de elongación y el factor de forma, tuvieron pesos insignificantes ($<0.002$).
• Priorización y Clasificación de Riesgo: El modelo WASPAS identificó una heterogeneidad espacial significativa en el riesgo de erosión.
  • Riesgo Muy Alto: Las subcuencas SW-3, SW-4, SW-5, SW-7, SW-12 y SW-13 fueron clasificadas como áreas críticas. La SW-4 exhibió la mayor susceptibilidad con una puntuación final ($V_{SPM}$) de 0.857, convirtiéndola en la prioridad principal para la intervención.
  • Riesgo Muy Bajo: Las subcuencas SW-2 y SW-14 fueron identificadas con el riesgo más bajo, con puntuaciones de $0.541$y$0.505$, respectivamente.
  • Las puntuaciones de riesgo en toda la cuenca oscilaron entre $0.505$y$0.857$, permitiendo una estratificación clara en cinco clases de riesgo distintas.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo postula que la integración de la Entropía y WASPAS con el análisis morfométrico basado en SIG proporciona una herramienta de apoyo a la toma de decisiones científicamente sólida, transparente y repetible para la gestión de cuencas. El estudio afirma que este enfoque híbrido minimiza eficazmente la subjetividad al depender de la varianza de los datos para la ponderación, ofreciendo así una base robusta para priorizar las medidas de conservación del suelo.

Los autores sostienen que la metodología identifica con éxito subcuencas específicas que requieren rehabilitación urgente, yendo más allá de las evaluaciones generales a nivel de cuenca hacia intervenciones dirigidas a nivel de subcuenca. Al destacar a la SW-4 como el área más crítica, el estudio proporciona datos concretos para el desarrollo de políticas de gestión sostenible de la tierra y los recursos hídricos. El documento concluye que, si bien la evaluación actual es estática y se basa principalmente en parámetros morfométricos, el marco es escalable y puede servir como un modelo fundacional para estudios futuros que puedan incorporar variables socioeconómicas, cambios en el uso del suelo y escenarios climáticos para mejorar las capacidades predictivas.