La Gestión Integrada de Cuencas Hidrográficas y la
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“La Gestión Integrada de Cuencas Hidrográficas y la solución de conflictos: El caso de la Cuenca del río Laja y el conflicto entre el sector energético y agrícola”. Dr. José Luis Arumí Departamento de Recursos Hídricos, Facultad de Ingeniería Agrícola, Centro CRHIAM, Universidad de Concepción, Chile. Dr. Enrique Muñoz Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Chile. La cuenca del río Laja Complejo sistema hidrológico – Mayor Lago de la zona central de Chile – Componente andino asociado a nieve y glaciares – Activo sistema de aguas subterráneas por volcanismo – Red de drenaje modificad por el Cono del Laja La cuenca del río Laja • Complejo sistema social – Hidroelectricidad – Agricultura – Actividad forestal – Turismo – Iconos culturales y religiosos – Agua de alta calidad La cuenca del río Laja • Actividades económicas Lago Laja • CUENCA DEL RÍO LAJA Río Polcura (Alto) • CUENCA DEL RÍO LAJA Laja (Medio) • Cuenca del Río Laja Saltos del Laja Río Claro, Yumbel y San Sebastían Algunos servicios ecosistémicos Aprovisionamiento • • • • Agua para Riego Agua potable Pesca Áridos Culturales • Ecoturismo • Estéticos • Religiosos Algunos servicios ecosistémicos Regulación • Laguna del Laja • Calidad del agua, dilución y abatimiento Soporte • Recarga de aguas subterráneas • Mantención ecosistemas Salto del Laja Salto del Laja − Beneficia a una población importante − Simbolo de la región del Biobío − Necesita un caudal mínimo para mantener la estética − Hay extracciones de agua para riego arriba del salto Situación actual del Lago Estudio sobre manejo del sistema Laja • Objetivos • Estimar el comportamiento natural del Lago Laja • Estimar el impacto que ha tenido en manejo del Lago • Analizar una nueva regla de operación propuesta por los regantes Convenio Riego-Endesa1958 Estudio sobre manejo del sistema laja • Uso de modelos ocalibrados y validados para la cuenca – ENRIQUE MUÑOZ. PERFECCIONAMIENTO DE UN MODELO HIDROLÓGICO: APLICACIÓN DE ANÁLISIS DE IDENTIFICABILIDAD DINÁMICO Y USO DE DATOS GRILLADOS. – MUÑOZ, E., J. L. ARUMÍ, D. RIVERA, A. MONTECINOS, M. BILLIB AND C. ÁLVAREZ. 2013 GRIDDED DATA FOR A HYDROLOGICAL MODEL IN A SCARCE-DATA BASIN. PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF CIVIL ENGINEERS, WATER MANAGEMENT DOI: 10.1680/WAMA.12.00086 – MUNOZ, ENRIQUE; ARUMI, JOSÉ LUIS Y RIVERA, DIEGO. WATERSHEDS ARE NOT STATIC: IMPLICATIONS OF CLIMATE VARIABILITY AND HYDROLOGIC DYNAMICS IN MODELING. BOSQUE (VALDIVIA) [ONLINE]. 2013, VOL.34, N.1, PP. 711. ISSN 0717-9200. – MUÑOZ, ENRIQUE; RIVERA, DIEGO; VERGARA, FERNANDO; TUME, PEDRO; ARUMI, J. L., IDENTIFIABILITY ANALYSIS. TOWARDS CONSTRAINED EQUIFINALITY AND REDUCED UNCERTAINTY IN A CONCEPTUAL MODE. ACEPTADA EN HYDROLOGICAL SCIENCES JOURNAL EN AGOSTO 2013 • Sub-cuencas consideradas para el modelo SC-3 (A=635.4 km2) Extracciones Depresión Intermedia Laja en Tucapel (CS) Desembocadura en Río Bíobio Nombre Período Calibración Período Validación SC-1 SC-2 SC-3 SC-4 Polcura antes Descarga Central El Toro Lago Laja Laja en Tucapel Laja en Puente Perales Ene.1980-Dic.1991 Ene.1992-Dic.2002 Abr.1941-Jul. 1951 Ago.1951-Jun.1960 Ene.2000-Dic.2008 Ene.1980-Dic.1990 Ene.1990-Dic.1999 Ene.2000-Dic.2008 lcura Desc. C. El Toro Río Laja SC-4 (A=947.4 km2) Sector Andino Lago Laja Filtraciones del Laja Complejo Antuco-Sierra Velluda Sub-Cuenca lto P o Polcura a/des Central El Toro (CS) KGE KGE Calibración Validación 0.71 0.72 0.67 0.64 0.87 0.76 0.83 0.88 SC-2 (A=977.3 km2) Cordillera de Los Andes SC-5 (A=807.7 km2) Extracciones Río Laja SC-7 (A=215.6 km2) Laja en San Rosendo (CS) SC-1 (A=236.5 km2) Cana lA Claro en Yumbel (CS) Laja en P. Perales (CS) N Polcura en Cuatro Juntas (CS) SC-6 (A=847.8 km2) Río P olcura Río Claro Cordillera de la Costa Complejo Chillán Antecedentes Resultados Caudal (m 3/s) SC-1 Calibración SC-1 Validación 200 200 150 150 100 100 50 50 • Main Results 0 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 0 1992 1992 Qobs Qsim 1993 1994 1995 1996 Elevacón (msnm) SC-2 Calibración 1370 1360 1360 1350 1350 1340 1340 1943 1944 1945 1946 1947 Tiempo (meses) 1948 1949 1330 Ago.1951 1950 Abr.1951 Caudal (m 3 /s ) Caudal (m 3 /s ) 2001 2002 2003 1952 1953 1954 1955 1956 Tiempo (meses) 1957 1958 1959 Ago.1960 SC-3 Validación 200 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Qobs Qsim 400 200 0 1980 2009 1981 1982 1983 1984 SC-4 Calibración 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 Validación SC-4 600 Caudal (m 3 /s ) 600 Caudal (m 3 /s ) 2000 600 400 400 200 0 1990 1999 cota obs cota sim SC-3 Calibración 600 0 2000 1998 SC-2 Validación 1370 1330 Abr.1941 1942 1997 1991 1992 1993 1994 1995 1996 Tiempo (meses) 1997 1998 1999 2000 400 200 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Tiempo (meses) 2006 2007 2008 2009 • Resultados principales Estudio sobre manejo del sistema laja • Nueva regla de operación • Con el objetivo de asegurar la disponibilidad de agua para riego y dar cumplimiento al convenio Riego-ENDESA de 1958, se definió una nueva regla de operación de acuerdo a las siguientes condiciones: • • Se estableció que los caudales evacuados por ENDESA (riego + hidroelectricidad), más los caudales descargados por filtraciones cumplieran las restricciones condiciones estipuladas en el convenio Riego-ENDESA de 1958. Donde se definió como caudal medio anual máximo 57 (m3/s). A pesar de que el lago disponga de agua, sólo se utilizan los volúmenes distribuidos al inicio de cada año hidrológico, utilizando los aportes de agua que recibe el lago durante el año en curso como reserva para su posterior asignación a los usuarios del embalse en el año hidrológico siguiente. Utilizando la regla de operación descrita los niveles del Lago Laja se mantuvieron en la cota 1335 msnm aproximadamente, lo que sugiere que la regla de operación considerada asegura una sostenibilidad en el tiempo del lago. Estudio sobre manejo del sistema laja • Nueva regla de operación • Con el objetivo de asegurar la disponibilidad de agua para riego y dar cumplimiento al convenio Riego-ENDESA de 1958, se definió una nueva regla de operación de acuerdo a las siguientes condiciones: • • Al inicio de cada año hidrológico se definen los volúmenes del lago correspondientes a cada usuario. En primer lugar se definieron volúmenes asociados a las filtraciones y evaporación del lago. Para filtraciones se consideró un volumen asociado a un caudal de 22.4 m3/s equivalente al caudal de filtraciones cuando el nivel lago se encuentra en la cota 1316.85 msnm. Para la evaporación se consideró el volumen anual evaporado desde la superficie del lago. Definidos los volúmenes reservados para filtración y evaporación se reservó un volumen de riego según lo establecido en el convenio Riego-ENDESA de 1958, y luego todo el volumen sobrante sobre una cota de reserva se definió como un volumen disponible para uso libre de ENDESA, y cuya liberación debía cumplir con las condiciones de caudal máximo estipuladas en el convenio antes mencionado. La cota de reserva se definió en 1316.85 msnm, la cual representa el nivel mínimo que asegura quede un volumen utilizable de reserva para escenarios hidrológicos desfavorables. Estudio sobre manejo del sistema laja Nivel Lago Laja Según Operación Actual y Propuesta 1370 1360 Cota Lago Laja (msnm) 1350 1340 1330 1320 1310 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 Tiempo (meses) 1970 1980 1990 2000 2009 Estudio sobre manejo del sistema laja • Conclusiones • • • Utilizando el modelo hidrológico validado se hizo un análisis bajo los escenarios de condición natural y con proyecto. Este último incorporó las principales alteraciones sobre el régimen hidrológico de la cuenca del Río Laja. A partir de dicho análisis se obtuvo que en promedio, entre 1900 y 2008 la cuenca del Río Polcura hasta antes de la Descarga de la Central El Toro produjo un caudal medio anual de 52.1 (m3/s), la cuenca del Lago Laja 46.3 (m3/s), la cuenca intermedia entre la descarga de El Toro y Tucapel (excluyendo también la producción del Lago), 91.8 (m3/s) y la cuenca intermedia entre Tucapel y Puente Perales 8.1 (m3/s). Los mismos resultados, pero sobre la base de los últimos 15 años de resultados, se estimó que las mismas sub-cuencas habían disminuido su producción hasta valores de 46.7, 45.6, 82.4 y 6 (m3/s) producto de la disminución de los montos de precipitación registrados en la zona. Estudio sobre manejo del sistema laja • Conclusiones • • Comparando los resultados anteriores, con los caudales extraídos desde el Lago Laja desde la entrada en operación de la Central El Toro y Canal Alto Polcura, se estimó que la sub-cuenca del Lago Laja estaba siendo sobre-explotada en 4.4 (m3/s) aproximadamente, lo cual sería consistente con el aumento de caudales extraídos desde el Lago en los últimos 40 años, y con la tendencia a la disminución de los niveles del Lago en el mismo período. Se proyectó una regla de operación en base a una distribución de agua según la disponibilidad actual y no pronosticada. Sobre dicho análisis se demostró que es posible realizar una explotación sustentable que asegure la disponibilidad hídrica para riego según las condiciones establecidas en el convenio Riego-ENDESA de 1958, todo ello a pesar de que la cuenca estaría produciendo un caudal medio anual menor a lo estipulado en dicho convenio de 57 (m3/s). Bajo la regla de operación de operación analizada se concluye que es posible mantener un nivel predefinido del lago y cumplir con las demandas de riego según lo establecido en el convenio Riego-ENDESA de 1958. Además, dicha regla de operación auto-regula la explotación del lago, donde el caudal medio a explotar en ningún momento va a ser mayor que el caudal medio que es capaz de entregar la cuenca vertiente al lago.
