Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca ELABORACION DEL BALANCE HIDRICO INTEGRAL PARA EL SISTEMA HIDRICO LAGO TITICACA, RIO DESAGUADERO, LAGO POOPO Y SALAR DE COIPASA EN EL MARCO DE LOS PLANES DIRECTORES DE CUENCA INFORME FINAL INDICE 1. ANTECEDENTES................................................................................................................................ 14 1.1 Contexto General de Trabajo ............................................................................................................. 14 1.2 Sobre el documento presentado ........................................................................................................ 15 2. OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 17 2.1 General ............................................................................................................................................. 17 2.2 Específicos ......................................................................................................................................... 17 2.3 Objetivos específicos complementarios y de proceso ......................................................................... 17 3. MARCO DE DESARROLLO DEL BALANCE HIDRICO EN EL SISTEMA TDPS, PERSPECTIVA HIDROLOGICA 18 3.1 Marco espacial general / Ubicación regional, Cuencas y Red Hídrica ................................................... 18 Cuencas principales .................................................................................................................................. 18 Descripción de la red Hídrica .................................................................................................................... 22 3.2 Análisis geográfico e hidrológico específico ........................................................................................ 24 Geología y litología (territorio boliviano) ................................................................................................. 24 Cobertura Vegetal .................................................................................................................................... 24 Grupos Hidrológicos ................................................................................................................................. 29 Tipología de Suelos ................................................................................................................................... 29 Número de Curva (CN) ............................................................................................................................. 30 Uso de Suelo ............................................................................................................................................. 30 3.3 Marco temporal y escalas geográficas de trabajo ............................................................................... 35 Escala temporal ........................................................................................................................................ 35 Escalas geográficas ................................................................................................................................... 35 4. ESTUDIO HIDROCLIMATOLÓGICO ..................................................................................................... 36 4.1 Precipitación (P) ................................................................................................................................ 36 1 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.2 Temperatura (T) ................................................................................................................................ 38 4.3 Humedad relativa (HR) ...................................................................................................................... 40 4.4 Velocidad de viento (U) ..................................................................................................................... 42 4.5 Insolación neta total (ni) y Radiación Solar (RS) .................................................................................. 44 Insolación (ni) ........................................................................................................................................... 44 Radiación Solar Neta (RS) ......................................................................................................................... 47 4.6 Evapotranspiración potencial............................................................................................................. 49 4.7 Escorrentía e hidrometría en el sistema TDPS .................................................................................... 51 4.8 Análisis de vulnerabilidad climática – Sequia...................................................................................... 54 5. SISTEMA DE UNIDADES DE RESPUESTA HIDROLÓGICA (HRU) ............................................................ 56 6. BASES DE DATOS CLIMATICAS TDPS (ORIGINALES, PROCESADAS Y ASOCIADAS A HRU).................... 62 7. ESTUDIO DE CAMBIO DE USO DE SUELO ........................................................................................... 64 8. DEMANDA DE AGUA ........................................................................................................................ 70 8.1 Población y áreas de riego estimadas ................................................................................................. 70 8.2 Demanda estimada............................................................................................................................ 70 9. GENERACIÓN Y ANÁLISIS DE ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO PARA EL SISTEMA TDPS Y ANÁLISIS . ........................................................................................................................................................ 74 9.1 Análisis de Cambio Climático ............................................................................................................. 74 Registro modelación fuente procesado ................................................................................................... 74 Resultados ................................................................................................................................................ 74 9.2 Influencia años Niño y Niña ............................................................................................................... 77 10. METODOLOGÍA, MODELO CONCEPTUAL PARA EL ESTUDIO Y CALIBRACIÓN .................................. 79 10.1 Modelo conceptual que incluye la influencia del Lago Titicaca .......................................................... 79 10.2 Modelo Hidrológico ......................................................................................................................... 81 10.3 Conceptos básicos para la modelación hidrológica del sistema y la consideración de la influencia de los lagos Titicaca y Poopo ........................................................................................................................ 83 10.3.1 Reconstrucción de curvas Altura – área - Volumen........................................................................... 83 2 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 10.3.2 Hitos de análisis de calibración ......................................................................................................... 85 Lago Titicaca: ............................................................................................................................................ 85 Lago Poopo: .............................................................................................................................................. 86 10.4 Calibración modelo hidrológico ........................................................................................................ 88 11. MODELACIÓN HÍDRICA PARA EL SISTEMA TDPS ............................................................................ 93 11.1 Definición de unidad básica de modelación ...................................................................................... 93 11.2 Implementación de la esquemática modelo ..................................................................................... 94 11.3 Datos climáticos de entrada ............................................................................................................. 96 11.4 Balance hídrico de los Lagos ............................................................................................................. 96 11.5 Escenario base para el balance hídrico y balance de oferta y demanda ............................................. 97 11.5.1 Precipitación ...................................................................................................................................... 97 11.5.2 Escurrimiento .................................................................................................................................. 102 11.5.3 Evapotranspiración .......................................................................................................................... 109 11.6 Esquema de análisis bajo escenarios de CC..................................................................................... 115 11.6.1 Resultados de modelación de Escenarios de Cambio Climático ..................................................... 115 11.6.2 Consideración de la variabilidad climática y Eventos ENSO / Comparación de Escenarios ............ 125 Ingresos Lago Titicaca [m3/s] .................................................................................................................. 125 Salidas Lago Titicaca [m3/s] .................................................................................................................... 125 Caudal Mauri [m3/s] ............................................................................................................................... 126 Caudal Ulloma [m3/s] ............................................................................................................................. 126 Caudal Desaguadero Calacoto [m3/s] ..................................................................................................... 126 Caudal Chuquiña [m3/s] .......................................................................................................................... 126 Ingresos Lago Poopo [m3/s] ................................................................................................................... 126 Salidas Lago Poopo [m3/s] ...................................................................................................................... 126 Volumen Lago Poopo [hm3].................................................................................................................... 127 Volumen Lago Titicaca [hm3] .................................................................................................................. 127 11.7 Análisis de Escenarios de Demanda ................................................................................................ 148 12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................................... 153 12.1 Análisis hidrometeorológico del sistema TDPS ............................................................................... 153 3 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 12.2 Análisis de cambio de uso de suelo ................................................................................................ 154 12.3 Balance hídrico base (histórico) ..................................................................................................... 155 12.4 Escenarios de cambio climático para el sistema TDPS ..................................................................... 156 12.5 Análisis de vulnerabilidad por sequía histórica y bajo escenarios de CC .......................................... 157 12.6 Escenarios de demanda de agua .................................................................................................... 157 12.7 Lagos Titicaca y Poopo ................................................................................................................... 158 Lago Titicaca ........................................................................................................................................... 158 Lago Poopo ............................................................................................................................................. 158 12.8 Necesidad de monitoreo e indicadores de gestión hídrica locales y del sistema .............................. 158 4 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca INDICE DE FIGURAS Figura 3.1 Sistemas TDPS en el contexto Regional e Hidrográfico Nacional .......................................................................... 19 Figura 3.2 Principales cuencas del Sistema TDPS ................................................................................................................... 20 Figura 3.3 Sistema TDPS, Lagos, Salar y Drenajes................................................................................................................... 21 Figura 3.4 Evolución del valor del caudal promedio histórico (Estaciones sobre Desaguadero y tributario Mauri) ................................................................................................................................................. 23 Figura 3.5 Sistema TDPS: Mapa Litología (Area Bolivia) ......................................................................................................... 25 Figura 3.6 Sistema TDPS: Mapa Vegetación (Area Bolivia)..................................................................................................... 28 Figura 3.7 Grupo Hidrológico ................................................................................................................................................. 31 Figura 3.8 Clasificación de Uso de Suelo ................................................................................................................................ 32 Figura 3.9 CN: Número de Curva ............................................................................................................................................ 33 Figura 3.10 Uso de Suelo, 2015 .............................................................................................................................................. 34 Figura 4.1 Sistema TDPS, Variabilidad climática media en la precipitación ........................................................................... 36 Figura 4.2 Sistema TDPS, Isoyetas, precipitación media histórica anual (1960 – 2016) ........................................................ 37 Figura 4.3 Sistema TDPS, Variabilidad climática potencial media en la precipitación ........................................................... 38 Figura 4.4 Sistema TDPS, Isotermas, temperatura media histórica anual (1960 – 2016) ..................................................... 39 Figura 4.5 Sistema TDPS, Valores medios de humedad relativa ............................................................................................ 40 Figura 4.6 Sistema TDPS, Humedad Relativa media anual histórica ...................................................................................... 41 Figura 4.7 Sistema TDPS, Fluctuación de medias mensuales de velocidad de viento [km/h] ................................................ 42 Figura 4.8 Sistema TDPS, Velocidad viento media anual histórica ......................................................................................... 43 Figura 4.9 Repartición de insolación neta a lo largo de año................................................................................................... 44 Figura 4.10 Sistema TDPS, Insolación neta anual media recibida .......................................................................................... 46 Figura 4.11 Sistema TDPS, radiación solar.............................................................................................................................. 48 Figura 4.12 Evapotranspiración potencial [mm] .................................................................................................................... 49 Figura 4.13 Evapotranspiración potencial estimada .............................................................................................................. 50 Figura 4.14 Sistema TDPS Escorrentía a partir de las estaciones hidrométricas de la zona de proyecto .............................. 53 Figura 4.15 Índice de Aridez ................................................................................................................................................... 55 Figura 5.1 Secuencia de definición de HRUs, base, de proyecto y de modelación. ............................................................... 56 Figura 5.2 HRU’s de modelación de Balance Hídrico .............................................................................................................. 57 Figura 6.1 Ejemplo de visor de datos Hydraccess: Registro de Información de la bases de datos SENAMHI originales ............................................................................................................................................ 63 Figura 7.1 Evaluación de Cambio de Uso de Suelo Anual....................................................................................................... 67 5 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 7.2 Mapa de Cambio de Cobertura de Suelo............................................................................................................... 69 Figura 8.1 Sistema TDPS, Centros poblados ........................................................................................................................... 72 Figura 8.2 Sistema TDPS, Ubicación de sitios de demandas, pozos y presas ......................................................................... 73 Figura 9.1 Tipología de Año Niño I ......................................................................................................................................... 77 Figura 9.2 Tipología de Año Niño II ........................................................................................................................................ 77 Figura 9.3 Tipología de Año Niña I .......................................................................................................................................... 78 Figura 9.4 Tipología de Año Niña II ......................................................................................................................................... 78 Figura 10.1 Esquemática real y conceptual de modelación de balance ................................................................................. 80 Figura 10.2 Esquema conceptual del modelo SM .................................................................................................................. 81 Figura 10.3 Curva Altura – Area – Volumen Lago Titicaca (Total) .......................................................................................... 83 Figura 10.4 Curva Altura – Area – Volumen Lago Titicaca (Lago Mayor) ............................................................................... 84 Figura 10.5 Curva Altura – Area – Volumen Lago Titicaca (Lago Menor) ............................................................................... 84 Figura 10.6 Curva Altura – Area – Volumen Lago Poopo ....................................................................................................... 85 Figura 10.7 Análisis de variación de volúmenes del Lago Titicaca y quiebre de medias en el tiempo................................... 86 Figura 10.8 Lago Poopo, Análisis de variación de volúmenes en el tiempo ........................................................................... 87 Figura 10.9 Señal de sequía, registrada en los años 90’s (déficit de precipitación) ............................................................... 87 Figura 10.10 Estaciones hidrométricas para calibración del modelo hidrológico .................................................................. 88 Figura 10.11 Resultados de calibración afluentes lago Titicaca ............................................................................................ 89 Figura 10.12 Volúmenes observados y simulados de los Lagos Titicaca y Poopó .................................................................. 90 Figura 10.13 Resultados de calibración cuenca Mauri ........................................................................................................... 91 Figura 10.14 Resultados de calibración cuenca Desaguadero ............................................................................................... 92 Figura 11.1 Escala espacial unidad básica de modelación para el TDPS ................................................................................ 93 Figura 11.2. Variables para definir la unidad básica de modelación ...................................................................................... 94 Figura 11.3 Esquema de implementación de catchment y sitios de demanda ...................................................................... 95 Figura 11.4 Esquemática del TDPS en WEAP .......................................................................................................................... 95 Figura 11.5. Precipitación promedio multimensual (mm mes-1), en las cuencas que componen el sistema TDPS....................................................................................................................................................... 98 Figura 11.6 Precipitación modelada: Balance Hídrico Sistema TDPS [mm].......................................................................... 101 Figura 11.7. Escurrimiento promedio multimensual, en las cuencas que componen el sistema TDPS ............................... 103 Figura 11.8. Porcentaje de Escurrimiento con respecto a la Precipitación promedio anual en las cuencas del sistema TDPS ................................................................................................................................. 104 Figura 11.9 Escorrentía modelada: Balance Hídrico Sistema TDPS [mm] ............................................................................ 107 Figura 11.10 Caudal específico modelado: Balance Hídrico Sistema TDPS [l/s/km] ............................................................ 108 6 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.11. Evapotranspiración promedio multimensual, en las cuencas que componen el sistema TDPS .................................................................................................................................................................. 110 Figura 11.12. Porcentaje de Evapotranspiración con respecto a la Precipitación promedio anual en las cuencas del sistema TDPS ................................................................................................................................. 111 Figura 11.13 Evapotranspiración efectiva total anual: Balance Hídrico Sistema TDPS [mm]............................................... 114 Figura 11.14 Escorrentía CC, Esc1: [PMax= -320mm; TMax=4.4°C] ................................................................................ 117 Figura 11.15 Evapotranspiración real CC, Esc1: [PMax= -320mm; TMax=4.4°C] ............................................................ 118 Figura 11.16 Escorrentía CC, Esc2: [PMax= -320mm; TMin=0.3°C] ................................................................................. 119 Figura 11.17 Evapotranspiración real, Esc2: [PMax= -320mm; TMin=0.3°C] .................................................................. 120 Figura 11.18 Escorrentía CC, Esc3: [PMin= +240mm; TMax=4.4°C] ................................................................................ 121 Figura 11.19 Evapotranspiración real CC, Esc3: [PMin= +240mm; TMax=4.4°C] ............................................................ 122 Figura 11.20 Escorrentía CC, Esc 4: [PMin= +240mm; TMin=0.3°C] ................................................................................ 123 Figura 11.21 Evapotranspiración real CC, Esc 4: [PMin= +240mm; TMin=0.3°C] ............................................................ 124 Figura 11.22 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Valores absolutos) .................................................................. 128 Figura 11.23 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Porcentual) ............................................................................. 128 Figura 11.24 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Valores absolutos) .................................................................... 130 Figura 11.25 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Porcentual) ............................................................................... 130 Figura 11.26 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Valores absolutos) ............................................................... 132 Figura 11.27 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Porcentual) .......................................................................... 132 Figura 11.28 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma(Valores absolutos) .................................................................... 134 Figura 11.29 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma (Porcentual) .............................................................................. 134 Figura 11.30 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Valores absolutos) ........................................... 136 Figura 11.31 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Pocentual) ....................................................... 136 Figura 11.32 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Valores absolutos) ................................................................ 138 Figura 11.33 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Porcentual) ........................................................................... 138 Figura 11.34 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Valores absolutos) ................................................................... 140 Figura 11.35 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Porcentual)............................................................................... 140 Figura 11.36 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Valores absolutos) ...................................................................... 142 Figura 11.37 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Porcentual) ................................................................................. 142 Figura 11.38 Comparación de escenarios: Volumen Poopo (Valores absolutos) ................................................................. 144 Figura 11.39 Comparación de escenarios: Volumen Lago Poopo (Porcentual) ................................................................... 144 Figura 11.40 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Valores absolutos)....................................................... 146 7 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.41 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Porcentual) .................................................................. 146 Figura 11.42 Demandas actuales.......................................................................................................................................... 149 Figura 11.43 Demandas incrementadas en un 20% (Demanda total y local x 1.2) .............................................................. 150 Figura 11.44 Demandas incrementadas en un 100% (Demanda total y local x 2) ............................................................... 151 Figura 11.45 Demanda insatisfecha (Incremento en la demanda de 100%) ........................................................................ 152 8 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca INDICE DE TABLAS Tabla 3.1 Principales cuencas del Sistema TDPS y sus características.................................................................................... 18 Tabla 3.2 Caracterización geográfica e hidrológica en función a la litología regional ............................................................ 26 Tabla 3.3 Caracterización geográfica e hidrológica en función a la Vegetación presente y el uso de suelo de ésta ....................................................................................................................................................... 27 Tabla 3.4 Tipología de Suelo según ESA (2016) ...................................................................................................................... 35 Tabla 4.1 Sistema TDPS, Precipitación: Estadísticos de masa de datos (n=144) .................................................................... 36 Tabla 4.2 Sistema TDPS, Temperatura: Estadísticos de base de datos .................................................................................. 38 Tabla 4.3 Variación anual del valor de radiación solar [w/m2] ............................................................................................... 47 Tabla 4.4 Variación anual del valor de radiación solar [w/m2] ............................................................................................... 47 Tabla 4.5 Caudales medios (registro estaciones hidrométricas), relación de aporte al valor medio..................................... 51 Tabla 4.6 Rangos y clasificación del IA ................................................................................................................................... 54 Tabla 5.1 HRU’s de modelación de Balance Hídrico ............................................................................................................... 58 Tabla 6.1 Relación registro de datos TDPS / base de datos Hydraccess................................................................................. 62 Tabla 7.1 Relación de tipos de cobertura identificadas ......................................................................................................... 65 Tabla 7.2 Cambio de uso de suelo identificados (1992 a 2010 y 1992 a 2015) ...................................................................... 66 Tabla 7.3 Relación de variación de cobertura por unidad, año a año (1992 – 2015) ............................................................. 68 Tabla 8.1 Estimación de población demandante de agua para consumo humano ................................................................ 70 Tabla 8.2 Estimación de áreas de cultivo ............................................................................................................................... 70 Tabla 8.3 Estimación de demandas globales Sistema TDPS [m3] ........................................................................................... 71 Tabla 8.4 Estimación de demandas globales Sistema TDPS [%] ............................................................................................. 71 Tabla 9.1 Resumen de Rangos de Cambio de Precipitación modelados (2060)..................................................................... 75 Tabla 9.2 Resumen de Rangos de Cambio de Temperatura modelados (2060) .................................................................... 76 Tabla 10.1 Variación de valores de volúmenes medios ......................................................................................................... 85 Tabla 10.2 Desempeño del modelo hidrológico ..................................................................................................................... 92 Tabla 11.1 Balance hídrico de los lagos Poopó y Titicaca ....................................................................................................... 96 Tabla 11.2. Precipitación promedio multimensual (mm) de las cuencas que componen el sistema..................................... 97 Tabla 11.3. Promedio multimensual y anual de Escurrimiento en las cuencas del sistema TDPS ....................................... 102 Tabla 11.4. Promedio multimensual y anual de Evapotranspiración en las cuencas del sistema TDPS............................... 109 Tabla 11.5 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Valores absolutos) ..................................................................... 129 Tabla 11.6 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Porcentual) ................................................................................ 129 Tabla 11.7 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Valores absolutos) ....................................................................... 131 9 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.8 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Porcentual) .................................................................................. 131 Tabla 11.9 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Valores absolutos) .................................................................. 133 Tabla 11.10 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Porcentual) ........................................................................... 133 Tabla 11.11 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma(Valores absolutos) ..................................................................... 135 Tabla 11.12 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma (Porcentual) ................................................................................ 135 Tabla 11.13 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Valores absolutos) ............................................ 137 Tabla 11.14 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Pocentual) ........................................................ 137 Tabla 11.15 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Valores absolutos) .................................................................. 139 Tabla 11.16 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Porcentual) ............................................................................. 139 Tabla 11.17 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Valores absolutos) ..................................................................... 141 Tabla 11.18 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Porcentual) ................................................................................ 141 Tabla 11.19 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Valores absolutos) ....................................................................... 143 Tabla 11.20 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Porcentual) .................................................................................. 143 Tabla 11.21 Comparación de escenarios: Volumen Poopo (Valores absolutos) .................................................................. 145 Tabla 11.22 Comparación de escenarios: Volumen Lago Poopo (Porcentual) ..................................................................... 145 Tabla 11.23 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Valores absolutos) ........................................................ 147 Tabla 11.24 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Porcentual) ................................................................... 147 Tabla 12.1 Resumen de Balance Hídrico Base (Puntos de Control hidrométrico e integradores de Balance) ............................................................................................................................................................ 155 10 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca INDICE DE ANEXOS Anexo Metodológico 01 Suelo y Cobertura1 Subanexo 1: Mapas elaborados con índices espectrales2 Anexo Metodológico 02 Datos Hidroclimáticos Subanexo 2a: Precipitación Subanexo 2b: Temperatura Subanexo 2c: Humedad relativa, Velocidad de viento, Insolación Subanexo 2d: Evaporación y Evapotranspiración potencial Subanexo 2e: Caudales Subanexo 2f: Índice de aridez Anexo Metodológico 03 HRUs Subanexo 3a: Proceso de HRUs Subanexo 3b: Parámetros morfométricos Anexo Metodológico 04 Bases de datos Hydracces Subanexo 4: Archivos Hydracces Anexo Metodológico 05 Uso de suelos multitemporal Subanexo 5: Estadística Multitemporal (Producto Land Cover de Climate Change Iniciative) Anexo Metodológico 06 Estimación de Demandas Subanexo 6: Inventario y proceso de Demandas Anexo Metodológico 07 Análisis CC y ENSO Subanexo 7: Mapas modelación Cambio Climático Temática de preparación de modelo3 Subanexo 8: Proceso niveles Lagos Titicaca y Poopo Temática de modelación de escenarios Subanexo 9a: Resumen de escenarios y mapas. Salidas y figuras de modelo base, escenarios, comparaciones mensuales y anuales. Subanexo 9b: Modelo WEAP calibrado (Escenario base y escenarios de Cambio Climático) Anexo 10: Resumen de parámetros de Balance por Cuenca y HRU Subanexo 10: Resumen tabulado de Balances Anexo 11: Administración y Reporte de talleres 1 Anexo físico Subanexo virtual (Archivos editables, textos, tablas, información geográfica mapas, figuras) 3 Sin anexo físico, pero con presencia de subanexo virtual 2 11 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca ACRÓNIMOS EMPLEADOS ALT ASTER ASD CC ENSO FAT-PNC GADLP GADO GIRH HELVETAS HR HRU INE INEI MDT MED MIC MMAyA NRCS ORLT P PDC PDCs PNC PR/SR PRAA REDESMA SCS SENAMHI SIG SRTM T TDPS U UNEP VRHR WEAP Autoridad Binacional del Lago Titicaca, Sistema Hídrico TDPS: Perú - Bolivia Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflecion Radiometer Atmospheric Science Data Center – Centro Científico de Datos Atmosféricos Cambio Climático El Niño Southern Oscillation Fondo de Asistencia Técnica del PNC Gobierno Autónomo Departamental de La Paz Gobierno Autónomo Departamental de Oruro Gestión Integrada de Recursos Hídricos Swiss Intercooperation Association Suisse pour la Coopération Internationnale Humedad relativa Unidad de Respuesta Hidrológica Instituto Nacional de Estadísticas (BOLIVIA) Instituto Nacional de Estadísticas e Informática (Perú) Modelo Digital de Terreno Modelo de Elevación de Terreno Manejo Integral de Cuencas Ministerio de Medio Ambiente y Agua Natural Resources Conservation Service Obra de Regulación del Lago Titicaca Precipitación Plan Director de Cuencas Planes Directores de Cuencas Plan Nacional de Cuencas Percepción Remota Proyecto de Adaptación al Impacto del Retroceso Acelerado de los Glaciares en los Andes tropicales Red de Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente Soil Conservation Service Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología Sistema de Información Geográfico Shuttle Radar Topografy Mission Temperatura Sistema hídrico del lago Titicaca, rio Desaguadero, lago Poopó, lago y Salar de Coipasa Velocidad de Viento United Nations Environment Programme Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego Water Evaluation and Planniog System 12 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca GLOSARIO TÉCNICO CCSM 4 Community Climate System Model es un Modelo Climático Global desarrollado por la University Corporation for Atmospheric Research (UCAR). Este modelo se compone a su vez por 4 submodelos acoplados para la simulación terrestre ya sea a nivel global, regional o local. (Modelos de atmósfera, océano, superficie y mar-hielo). ASD Atmospheric Science Data Center Datos Reanálisis Datos de diversas variables climáticas reproducidas por NCEP a partir de la reconstrucción y reanálisis de parámetros de presión, espectrométrico medidos directamente por satélite o reproducidos por algoritmos propios del autor (1948 a la fecha). ENSO GCOS Hydraccess El Niño Southern Oscillation Global Climate Observing System Software hidrológico que permite el manejo de base de datos, tratamiento y ordenamiento de estos. IKONOS Satélite comercial de teledetección originalmente de la compañía Geoeye, hoy parte de DigitalGlobe LandSAT Imágenes y productos de la Mission satelital LandSAT (USA) Land = Tierra ; Sat=satélite MIROC Modelo Japonés MIROC 3.2 (hires) de alta resolución que integra superficie y océano de forma simultánea, desarrollado por el Center for Climate System Research, National Institute for Environmental Studies, and Frontier Research Center for Global Change MPI Modelo Alemán creado por el Max Planck Institute for Meteorology, que para fines de modelación global considera tres tipos de fases atmosférica, superficie y océano en fases separadas y cupladas para crear ensambles de salidas independientes o complejas. NASA NCEP NOAA QUICK BIRD National Aeronautics and Space Administration (US) National Center for Environmental Prediction National Oceanic & Atmospheric Administration Satélite comercial de teledetección propiedad de DigitalGlobe shp ó shape Shapefile: es un formato de archivo informático propietario de datos espaciales desarrollado por la compañía ESRI. Shp: es el archivo que almacena las entidades geométricas de los objetos SST Sea Surface Temperatures (ENSO index) TRMM Misión de Medición de Lluvias tropicales (Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) es una conjunción de exploración espacial entre la NASA y la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA) diseñada para monitorear y estudiar precipitaciones tropicales y subtropicales, entre 35° N y 35° S. El término encierra toda la misión espacial del satélite y la investigación de los datos obtenidos. 13 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 1. ANTECEDENTES 1.1 Contexto General de Trabajo El Plan Nacional de Cuencas (PNC) se constituye en un plan estratégico y de aprendizaje para el sector de recursos hídricos y agua que se desarrolla bajo un amplio proceso participativo con la sociedad civil con el apoyo de la cooperación internacional. Asimismo el PNC coordina los procesos de planificación técnica y operativa para el desarrollo de los proyectos de inversión en relación con el enfoque más amplio e integrador que es la Gestión Integrada de Recursos Hídricos (GIRH) y el Manejo Integral de Cuencas (MIC). Dentro del PNC, una de las herramientas con mayor importancia en la práctica de GIRH y MIC es la formulación e implementación de Planes Directores de Cuencas (PDC). Estos son formulados con base a insumos en los componentes sociales, ambientales, económicas, para una contrastación de estrategias en una evaluación de factibilidad para validar planes y optimizar el desembolso de recursos en lo que se refiere a la gestión integral y sostenible de los recursos hídricos. Una herramienta fundamental en el aspecto técnico del PDC, es el balance hídrico de la cuenca, el cual apoya como herramienta para la cuantificación los recursos y los efectos que las diferentes estrategias ejercen sobre cada uno de los elementos de la cuenca. En los últimos 10 años el Estado Plurinacional de Bolivia ha realizado importantes inversiones en proyectos de mejoramiento de oferta de agua en todo el país, buscando gestionar y manejar el agua de manera más eficiente, integral y sostenida con un enfoque de cuenca. El Gobierno está empeñado en mejorar la gestión de los recursos hídricos en las cuencas del país, acorde con la política de agua y cuencas y los requerimientos de desarrollo social y económico de las generaciones presentes y futuras, la capacidad de los ecosistemas y la vulnerabilidad a las amenazas climáticas expresados en el vivir bien. Los conflictos entre usuarios que compiten por el agua se hacen cada vez más frecuentes en las cuencas a medida que se avanza en el proceso de autonomía. El derroche de los recursos hídricos y su deficiente gestión viene estimulando el agotamiento y déficit hídrico dado los múltiples usos y usuarios del agua (oferta y demanda del agua). La contaminación del agua, causada por las actividades humanas, se hace cada vez más frecuente y más generalizada, provocando la disminución del volumen de agua utilizable en las cuencas estratégicas del país. Por ello el Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego (VRHR) ha priorizado una serie de cuencas estratégicas en las cuales se vienen elaborando Planes Directores de Cuencas (PDCs) en consideración a la situación actual de gestión del agua, los potenciales conflictos que podrían presentarse y que en los ámbitos de las referidas cuencas estratégicas se vienen desarrollando y proyectando importantes proyectos hidroenergéticos, de riego, multipropósito y otros. La actualización y elaboración del Balance Hídrico en las cuencas estratégicas se convierte en una necesidad para todas las instancias involucradas en la gestión, manejo, conservación y protección del recurso hídrico. Para ello se hace necesaria la implementación de métodos y modelos hidrológicos que permitan establecer la cantidad y disponibilidad de los recursos hídricos de las cuencas estratégicas para la toma de decisiones en relación a la gestión integrada del recurso hídrico en nuestro país. En ese sentido la estrategia institucional del VRHR en coordinación con las Gobernaciones Autónomas Departamentales de La Paz y Oruro, respecto a la implementación del PNC en sistema hídrico del lago Titicaca, rio Desaguadero, lago Poopó y lago y Salar de Coipasa (TDPS), es el desarrollo de insumos técnicos para el proceso de elaboración del estudio de balance hídrico integral del Sistema TDPS. Está previsto el desarrollo de acciones concertadas entre el VRHR, las Gobernaciones Autónomas indicadas y los Gobiernos Autónomos Municipales, con miras a una actualización del Plan Director del TDPS, el cual debe contar con herramientas específicas en el tema de cuantificación del recurso hídrico en todo el sistema considerando la influencia de los diferentes usos actuales, fácil de actualizar para incluir estrategias a futuro. 14 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 1.2 Sobre el documento presentado El documento de Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca desarrolla los aspectos esenciales del mismo, estructurado en 12 capítulos, esencialmente de caracterización y descriptivos de los resultados obtenidos. La mayoría de estos capítulos, desglosa su procedimiento en Anexos Metodológicos (7) y Resumen de resultados (1), los cuales describen el método de trabajo, resultados y otros aspectos inherentes a los procedimientos realizados para llevar a cabo el servicio y en particular al desarrollo del capítulo al que pertenecen. Igualmente, cuando corresponde, algunos de estos anexos, se desglosan en sub anexos de archivos editables, mapas, figuras y bases de datos (formatos Hydracces y Excell y/o información geográfica de mapas de proceso). A continuación se presenta la referencia de las secciones y capítulos que componen este documento. SECCIÓN DE ÍNDICES, ACRÓNIMOS Y GLOSARIO: Sección referencial del documento. CAP 1. ANTECEDENTES: Presentación de los antecedentes que originaron el proyecto. CAP 2. OBJETIVOS: Enuncia los objetivos del Balance Hídrico TDPS (General y Específicos) CAP 3. MARCO DE DESARROLLO DEL BALANCE HIDRICO EN EL SISTEMA TDPS, PERSPECTIVA HIDROLOGICA: Desarrolla los marcos espacial, geográfico y temporal, en los cuales de genera la información y se realiza el balance como tal. Cabe señalar que el capítulo presenta una caracterización de los marcos referidos, desde una perspectiva esencialmente hidrológica y para los fines del Balance Hídrico del sistema. (Ver igualmente Anexo Metodológico N°1). CAP 4. ESTUDIO HIDROCLIMATOLÓGICO: Esta sección desarrolla la caracterización climática de la superficie del Sistema TDPS. Al ser una sección que resume numerosos procesos de datos, la misma es acompañada por el Anexo Metodológico N°2 en el cual se desarrolla la descripción del proceso de datos brutos y productos satelitales base, empleados para la estructuración de la base de datos climática del estudio. CAP 5. SISTEMA HIDROGRÁFICO TDPS: El proceso de la información geográfica y más especificamente de las Unidades de Respuesta Hidrológica (HRU), es presentado en el este capítulo. Desde la perspectiva de procedimiento, esta sección se apoya en el Anexo Metodológico N°3. CAP 6. BASES DE DATOS CLIMATICAS TDPS: Este capítulo presenta la consolidación de las bases de datos que son empleadas en el balance hídrico. Esta sección es presentada de forma descriptiva para que el lector tenga una acceso fácil a las bases de datos (Hidroclimatológicas y geográficas), que son descritas en su proceso y compilación en el Anexo Metodológico N°4 y sus subanexos que presentan las bases de datos propiamente dichas. CAP 7. ESTUDIO DE CAMBIO DE USO DE SUELO: Esta sección presenta los resultados e interpretación del análisis multitemporal de cambio de uso de suelo a lo largo de la superficie del Sistema TDPS. El Anexo Metodológico N°5 acompaña este capítulo presentando los aspectos considerados en el proceso de imágenes y productos satelitales empleados en dicho análisis. CAP 8. DEMANDA DE AGUA: Esta sección resume la determinación de la demandas agrícola y de consumo humano demandas en el Sistema TDPS. Igualmente este capítulo es acompañado por el Anexo Metodológico N°6, el cual describe los datos recopilados y los resultados en el analisis referido. 15 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca CAP 9. GENERACIÓN Y ANÁLISIS DE ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO PARA EL SISTEMA TDPS: El resumen del análisis de salidas de modelación de cambio climático regional y local, se presenta en este capítulo, al igual que los criterios de empleo de éstas para su uso en la modelación del Balance Hídrico actual y futuro a traves de escenarios posibles para el sistema. El Anexo Metodológico N°7, acompaña este capítulo. CAP 10. METODOLOGÍA Y MODELO CONCEPTUAL PARA EL ESTUDIO: La descripción del la estructura de modelación del Balance, es presentada en esta sección, misma que describe los criterios, conceptos y simplificaciones necesarias, que se emplearon para concebir la modelación de Balance Hídrico del Sistema TDPS. Igualmente en esta sección se describe la estructura del modelo WEAP planteado para la realización del Balance. Esta capítulo incluye el análisis del Lago Titicaca, desde la perspectiva de niveles y su fluctuación para fines de su incorporación en el cierre del balance para esta parte del sistema. CAP 11. MODELACIÓN HÍDRICA PARA EL SISTEMA TDPS: El resumen de resultados de modelación hídrica es presentado en este capítulo, el cual igualmente analiza dichos resultados y con ellos caracteriza el Sistema TDPS desde el punto de vista hídrico, incluyendo los escenarios que se han ensamblado para el mismo. Este capitulo es un reporte de los resulatdos, su interpretacion e implicaciones desde la prespectiva de las subcuencas y HRU definidas para el estudio. CAP 12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Si bien las conclusiones numéricas y de balance cuantitativo se presentan en el anterior capítulo, en esta sección se enuncian las conclusiones generales del Balance hídrico, las perspectivas del Sistema TDPS y recomendaciones respecto a la demanda, manejo del agua, continuidad de este proceso y su importancia estratégica, en el balance hidrológico a escala de detalle en su territorio. REFERENCIAS: Incluye la bibliografía referida en el desarrollo del texto y sus anexos metodolgicos. ANEXOS: Incluye los anexos previamente descritos, de tipo metodológico y de resumen o presentación de bases de datos y mapas de proyecto (Anexos y Subanexos). 16 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 2. OBJETIVOS 2.1 General Desarrollar el estudio de balance hídrico integral para el sistema TDPS y generar proyecciones del balance hídrico futuras para periodos establecidos considerando un análisis de variabilidad y cambio climático. 2.2 Específicos Recopilar y sistematizar toda la información disponible y realizar el análisis de tratamiento y caracterización hidroclimática para el sistema TDPS, para el periodo de análisis 1960/61 – 2015/16. (Recopilar y tratar información, para un periodo base y el actual). Definir la escala espacio temporal para el estudio de balance hídrico del sistema TDPS. (Definición de escalas de trabajo). Proponer, definir y ejecutar el marco teórico y metodológico para elaborar el balance hídrico integral del sistema de cuencas. (Marcos conceptuales y procedimentales de trabajo). Elaborar el estudio para el balance de oferta y demanda de agua en el sistema TDPS, bajo un escenario base (histórico), además de considerar diferentes escenarios de cambio climático. Para ello se ha generado, calibrado y validado diferentes proyecciones de balance hídrico tomando en cuenta los escenarios detallados por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) en su reporte 4 y/o 5 y estudios regionales ya realizados para el país y la zona respectiva. (Modelación del Balance, Determinación de la oferta y la demanda). Desarrollar un análisis de escasez hídrica a través de un Índice de Sequia/Aridez para el Sistema TDPS. (Desarrollo de un índice de escasez hídrica). 2.3 Objetivos específicos complementarios y de proceso Recolectar, procesar y analizar imágenes satelitales, para cobertura y suelos en el sistema Proponer una metodología de clasificación o uso alternativo de bases de datos comunes, que uniformice la información regional, respecto a la disponible en Bolivia. Recolectar, procesar y analizar datos climáticos satelitales. Estudiar escenarios de cambio climático nacionales. Redactar el documento de Balance Hídrico del Sistema TDPS. 17 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 3. MARCO DE DESARROLLO DEL BALANCE HIDRICO EN EL SISTEMA TDPS, PERSPECTIVA HIDROLOGICA 3.1 Marco espacial general / Ubicación regional, Cuencas y Red Hídrica El área de estudio, el Sistema Hídrico Lago Titicaca, río Desaguadero, Lago Poopo y Salar de Coipasa (Sistema TDPS) se encuentra ubicado al oeste - sur oeste de la República Plurinacional de Bolivia. Dicho sistema es parte de la Cuenca Endorreica o Cerrada, una de las tres cuencas hidrográficas de escala regional en las cuales se desarrolla el sistema hídrico boliviano (Ver Figura 3.1) En efecto, el Sistema TDPS junto con la cuenca del Salar de Uyuni, conforman la referida cuenca Cerrada o Lacustre, que a su vez, con las cuencas del Amazonas y del Plata desarrollan la referida red hidrográfica nacional. Los aproximadamente 144378 Km2 (Ver Tabla 3.1) que abarca TDPS, tienen un carácter transfronterizo, ya que éste, tiene parte sus nacientes y desarrollo en tanto en Perú (33.97 %) y Chile (5.10%), como en territorio nacional (60.93%). El Sistema TDPS, alberga dentro de sí, los mayores lagos de Bolivia (Lagos Titicaca: 8426 Km2 y Poopo: 2379 Km2), conjuntamente a uno de los Salares más importantes de la región (Salar de Coipasa: 2014 Km2), el cual junto con el Salar de Uyuni4 (Ver Figura 3.2) Cuencas principales El Sistema TDPS se ha subdividido en 14 cuencas principales5, las cuales son presentadas en sus principales características en la Figura 3.2 y en la tabla siguiente. Tabla 3.1 Principales cuencas del Sistema TDPS y sus características N° Subcuenca Area [km2] Perímetro [km] Densidad Longitud de Desnivel de drenaje drenajes HMayor Hmenor Altitudinal [msnm] [msnm] [km] [Km/km2] [m] (*) 1 ALTO DESAGUADERO 2 CATARI 3 CIRCUNLACUSTRE 4 COATA 5 COIPASA 6 HUANCANE 7 HUAYCHO 8 ILAVE 9 ILLPA 10 MAURI 11 MEDIO DESAGUADERO 12 POOPO 13 RAMIS 14 SUCHEZ 9297.13 2597.84 18497.67 4481.77 33355.14 3545.05 745.59 7703.52 1309.95 9868.35 9855.33 25366.47 14768.19 2870.16 144,262.17 597.57 301.14 1017.94 349.63 1231.42 398.45 158.18 537.64 190.10 714.32 613.73 1099.97 925.73 375.77 1443.08 408.63 1418.59 511.08 3883.37 373.76 76.31 1133.93 128.29 1570.19 1881.27 4040.11 1741.57 507.15 19,117.33 (*) 5201.00 5712.00 6012.00 5422.00 6529.00 5062.00 4758.00 5558.00 4932.00 6242.00 5047.00 5426.00 5741.00 5827.00 3759.00 3812.00 3760.00 3797.00 3595.00 3779.00 3814.00 3807.00 3793.00 3783.00 3698.00 3573.00 3738.00 3798.00 1442.00 1900.00 2252.00 1625.00 2934.00 1283.00 944.00 1751.00 1139.00 2459.00 1349.00 1853.00 2003.00 2029.00 0.16 0.16 0.08 0.11 0.12 0.11 0.10 0.15 0.10 0.16 0.19 0.16 0.12 0.18 0.13 (*): Ríos principales Fuente: Elaboración y estimación propia a partir de datos recopilados de ALT (2016) y referencias de (Agua Sustentable 2016). 4 5 Cuenca de Uyuni, ubicada en la cuenca Endorreica o Cerrada boliviana División referencial coherente con lo presentado por el ALT, MMAyA y presentado en publicaciones tales como Agua Sustentable (2016) 18 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.1 Sistemas TDPS en el contexto Regional e Hidrográfico Nacional 19 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.2 Principales cuencas del Sistema TDPS Fuente: Elaboración propia a partir de datos recopilados de ALT (2016) y referencias de (Agua Sustentable 2016). 20 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.3 Sistema TDPS, Lagos, Salar y Drenajes Fuente: Elaboración propia a partir de datos ALT - MMAyA, 2017 21 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Para los fines de elaboración del Balance Hídrico, el análisis de cuencas fue mucho más extensivo y adaptado a las necesidades de caracterización hidrológica, calibración y otros aspectos inherentes a dicha labor, que sin embargo, son presentados con mayor detalle en el subtítulo 5 de este documento. Descripción de la red Hídrica El Sistema TDPS presenta una red hídrica que se desarrolla en torno al drenaje del Lago Titicaca (hacia y desde Lago mayor y lago menor), y en la existencia de tributarios que entregan sus aguas al Lago Poopo y al Salar de Coipasa. En el primer caso es el mismo lago Titicaca y las cuencas que dan sus aguas al río Desaguadero, los que se encargan de abastecer al Lago Poopo. En el caso del Salar de Coipasa, se tiene una cuenca cerrada dentro del mismo Sistema, la cual drena hacia el salar referido. (Ver Figura 3.3) Tributarios del Lago Titicaca Las cuencas peruanas de Ramis Huancané, Coata, Ilpa, Huaycho e Ilave, como la bolivianas de Suchez, Katari y la región o cuenca denominada circunslacustre aportan al Lago Titicaca, mismo que es considerado como el lago navegable más alto del mundo y de carácter internacional, compartido entre Perú y Bolivia. Con una cota de espejo media que ronda los 3809 msnm y una profundidad de 276 m6, el Lago Titicaca con sus casi 200 km de largo y 70 de ancho, recibe aguas de afluentes tales como el Ramis, a través de sus dos tributarios, el Pucará y el Azángaro, mismos que en sus nacientes son denominados Chacapalcae Inambarí, respectivamente, al nacer en la cordillera de Carbaya. (Aporte Nor Oeste-Sud Este). Por el costado Oeste, aún en territorio peruano pero cercano a la frontera binacional, recibe las aguas del río Ilave, el cual es sus diversas nacientes surge con los nombres de Japo, Chilla, Santa Rosa, Chungurani y Huenque. Al norte de la cuenca de Ilave, se tiene las cuencas de Illpa y Coata (ríos Lampa y Cabanillas), las cuales a través de los ríos Villeque y Lampa entregan sus aguas al Titicaca por el flaco noroeste del mismo. El río Huancané y el Huaycho son los tributarios del lago por el costado norte, mismos que son vecinos de la cuenca de Suches, la cual entrega sus aguas a través del río que lleva ese nombre. Este río tiene su naciente en la cordillera Real en las serranías de Carabaya (Perú) para entregar sus aguas al Lago Titicaca en territorio boliviano en las cercanías de Escoma. Río Desaguadero El río Desaguadero es el curso que comunica el Lago Titicaca con el Lago Poopo, el cual surca la mayor parte de la parte centro sudeste del Sistema TDPS, en un desarrollo poco mayor a los 400 km. Este curso nace a partir de los desbordes del Lago Titicaca en la zona del mismo nombre (área de Aguallamaya), recibiendo las aguas de parte de la cuenca de Alto Desaguadero, medio desaguadero y los afluentes del norte de Poopo. Su principal tributario es el río Mauri, el cual determina mucho del caudal que fluye por este río desde su encuentro en la zona de Calacoto, hasta el lago Poopo. Su caudal depende esencialmente de los aportes del Lago Titicaca y de su tributario principal. Para fines de caracterización referencial del caudal de este río se tiene los puntos de aforo de las Estaciones de Aguallamaya (Origen del Desaguadero, Reg. 1993-2011), Calacoto (Sobre el río, poco antes de la intersección de las cuencas Alto Desaguadero, Medio Desaguadero y Mauri, Reg. 1965 – 2011), Calacoto Mauri (Sobre el tributario Mauri poco antes de entregar sus aguas al Desaguadero, Reg., 1965 – 2011), Ulloma (Cuenca medio Desaguadero, Reg. 1965 – 2011) y Chuquiña (Ingreso a cuenca Poopo, Reg., 1965 – 2011). A partir de los datos de caudales de estas estaciones se presenta la siguiente figura de caracterización 6 Cota punto más bajo lago 3532,66. Batimetría Plan Director Binacional, 1993, (Ver Figura 10.3 igualmente) 22 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca de la evolución del valor de caudal medio anual en los referidos puntos de aforo de este río) (Ver Figura 4.14). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 Valor del Caudal promedio anula histórico en el año i [m3/s] Figura 3.4 Evolución del valor del caudal promedio histórico (Estaciones sobre Desaguadero y tributario Mauri) Aguallamaya Calacoto Año Calacoto Mauri Ulloma Chuquiña Fuente: Elaboración propia a partir de base de datos de Caudales de proyecto Lago Poopo y sus tributarios El principal río que transita sobre la cuenca del Poopo es el Desaguadero, principal tributario del lago que le da su nombre. Dicho lago cuenta con un área de aproximadamente 2800 km2 (82 km de largo, 30 km de ancho en su parte media y 50 en su parte más extendida) y una capacidad de almacenamiento de aproximadamente 6100 hm3, recibe las aguas también de los ríos Márquez, Antequera Juchusuma y Poopo. Un tributario esencial a ser mencionado es el Uru Uru, el cual capta las aguas de desborde del Lago (área 165 km2 19km x 10km), el cual es un patrimonio de la ciudad de Oruro, y capta las aguas superficiales y de flujo subsuperficial de la zona nor este de la cuenca (Sub cuencas de Paria, Conde Auque, Sepulturas y Pongo Jahuira, con sus zonas de recarga al acuífero de Challapampa, del cual se provee la ciudad referida). Cuenca de Coipasa Esta cuenca de tipo endorreico o cerrado, alberga al Salar de Coipasa, presente una superficie de 2220 km2 que se desarrolla en sus 75 km a 52 km de ancho y largo. Este salar/lago es una superficie de evaporación formada sobre la llanura salina que da su origen a esta formación. A éste llegan afluentes de importancia tales como el Río Lauca (de curso internacional con nacientes en los bofedales y lagunas de Cotacotani, Parinacota en territorio chileno) y Lacajahuira (nace del desborde del Poopó). 23 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 3.2 Análisis geográfico e hidrológico específico Geología y litología (territorio boliviano) Desde el punto de vista geológico, la superficie boliviana7 del Sistema TDPS, presenta formaciones en transición, que pueden ser caracterizadas referencialmente por su cercanía o distancia hacia los cuerpos de agua más importantes del área en estudio (Titicaca y Poopo). Al sur del Lago Titicaca, en las nacientes del río Desaguadero, se distinguen formaciones de origen lacustre y de su dinámica de desborde y deposición en la región. Dicha litología se denomina: Depósitos aluviales, fluvio lacustres, fluvioglaciales, coluviales, lacustres, morrenas y dunas, la cual se extiende por la mayor parte del territorio de la cuenca de Alto Desaguadero (litología de Origen Cuaternario). En forma de una envolvente de la formación referida, extendiéndose en la base de las cuencas Katari (Este), Medio Desaguadero (Sureste) y Mauri (Suroeste), se presenta formaciones de Conglomerados, areniscas, arcilitas, yesos, margas, tobas, lavas intercaladas y diapiros (Neógeno), las cuales se extienden hasta el norte de las cuencas de Poopo, y Coipasa. Ya al sur del área del Sistema TDPS, en territorio boliviano, se tienen formaciones provenientes de flujos de lava y tobas soldadas (Neógeno) que ocupan la mayor parte de las cuencas de Poopo y Coipasa, las cuales albergan al Lago y al Salar que les dan sus nombres. (Ver Figura 3.5) La asociación de las características litológicas antes nombradas, respecto a variables de uso hidrológico, se halla incluida en la Tabla 3.2. La metodología de caracterización, asociación a dichas variables y construcción de estos mapas se halla descrita en el Anexo Metodológico N°1. Cobertura Vegetal La vegetación predominante del Sistema TDPS en territorio boliviano son pajonales y tholares con variantes en función a sus subespecies y su ubicación en distintos tipos de suelos (Interpretación a partir de Navarro & Ferreira 2007). Es así que la región circunlacustre del Titicaca y la cuenca Katari presentan una predominancia de pajonales en puna húmeda y suelos pedregosos (región este del Lago y del Sistema), aspecto que se contrasta levemente con la zona clasificada como de tholares en suelos bien drenados que surge de la naciente del río Desaguadero (salida Lago Titicaca) y que ocupa la cuenca del mismo nombre. Las cuencas de Mauri sur, Medio Desaguadero centro y sur y de Coipasa norte corresponde a la clase que conjunciona tholares y pajonales (Tholar – Pajonal altoandino noroccidental), misma que en esta última cuenca, da paso a tierras de matorrales terrenos salobres, arbustos, que sirven como transición a las praderas salobres de Coipasa. Una transición parecida, se da desde la cuenca de Medio Desaguadero, hacia Poopo, con la misma vegetación complementada por facies de Iru Ichu, dando paso igualmente a praderas salobres que flaquean el lago Poopo. La zona oriental, es decir las serranías que cierran la cuenca por ese flanco, presentan una vegetación somera pero importante, de pajonales, matorrales y herbazales (terreno bien drenado), que contribuyen a la reducción de la erosión (eólica e hídrica) en el lugar. (Fuente: Interpretación desde la perspectiva hidrológica de la Vegetación de Navarro & Ferreira 2007). (Ver Tabla 3.3 y Figura 3.6). 7 El Anexo Metodológico N°1, explica la forma y método de caracterización que se empleó, para el desarrollo de este capítulo del Balance Hídrico, mismo que inició por el análisis del territorio boliviano. 24 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.5 Sistema TDPS: Mapa Litología (Area Bolivia) Fuente: Elaboración propia a partir de GEOBOL (1978) 25 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 3.2 Caracterización geográfica e hidrológica en función a la litología regional Periodo Geológico Carbonífero Cretácico Cuaternario Devónico Jurásico Jurásico - Cretácico Neógeno Ordovícico Paleógeno Paleógeno - Neógeno Proterozoico Proterozoico - Cámbrico Pérmico Silérico Teciario Triásico Provincia Geológica C1 K1 Qv1 Q1 Qs1 D1 Ji1 J-K1 Ng1 Nd1 Nl1 Nl-Nt1 Ni1 Nt1 O1 Pg1 Pi1 Pg-Ng1 PE1 PEi-E1 P1 S1 Nd1 Tri1 Litología Asociada Diamictitas, conglomerados, areniscas y lutitas Conglomerados, calizas, areniscas, limolitas, margas y basaltos intercalados Coladas de lava, depósitos piroclásticos, estrato-volcanes y domos (intermedias a ácidas) Depósitos aluviales, fluvio lacustres, fluvioglaciales, coluviales, lacustres, morrenas y dunas Depósitos salinos Areniscas, lutitas y limolitas Plutones, granitos alcalinos, sienitas, granodioritas Areniscas Conglomerados, areniscas, arcilitas, yesos, margas, tobas, lavas intercaladas y diapiros Domos volcánicos (intermedios a ácidos) Flujos de lavas, estrato volcanes Flujos de lavas, estrato volcanes / Tobas soldadas Plutones de granitoides Tobas soldadas Areniscas, limolitas, cuarcitas, pizarras, lutitas y lavas almohadilladas Areniscas, limolitas, arcilitas y calizas Plutones granitoides Conglomerados, areniscas, limolitas, calizas, margas, diapiros intercalan tobas y lavas Cuarcitas, pizarras Cuarcitas, pizarras / Limolitas, lutitas, areniscas y ortocuarcitas Calizas, margas, lutitas, areniscas y mantos de antracita Lutitas, limolitas, cuarcitas y diamictitas Rocas subvolcánicas de composición dacítica Plutones, de granitoides Grupo Hidrológico Grupo Uso de Suelo CN C C D A C B D B D D D D D D C C D D C C C C D D 4b 5b 5b 4b 5b 5b 5b 5b 5b 5b 4b 5b 5b 5b 5b 5b 1b 5b 5b 5b 5b 5b 5b 5b 70 79 84 25 79 69 84 69 84 84 77 84 84 84 79 79 81 84 79 79 79 79 84 84 Fuente: Elaboración propia a partir de (GEOBOL 1978) y conceptos en (Ven Te Chow 1994) 26 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 3.3 Caracterización geográfica e hidrológica en función a la Vegetación presente y el uso de suelo de ésta Grupo Uso de Suelo 1b 3 4a 4b 5b Clase p26 p13f' p2'p+p3a p3b p3b+p3c p14cs+p15a+p15b+p13a p15a p27s+p15a+p15b p14 p3c p14cs p11b+p17b p10c' p19+p12 p10 (y4d) (p11c)+p12c+p14+p19 (p5f)+p3+p6+p7+p8+p9+p26 (p11b)+p17b p13a'+p15a p12a' p18b+p13b p15b p15c+p15a p13+p14 p22+(p11b')+p14 p10c p10b+(p11b')+p14 p2'p p2 p14a p12+p13+p14+p19 p13a p13b+p14b p17g+p13a p12a (p12h)+p11c+p14 p17f+p13a+p15a p17a+p17g p17b+p27r p17a'+p17f p15 p1+p27r p13b+p13c p2+p3+(p5d)+p8+p26 p3a+p3b+p26 p2'+p3a+p3b+p26 p17a+p19 Grupo Hidrológico A D A A A A A C A A A D D C B A C D D D D D D D A D D D A A A A A A A A A A A D A D A D D D D D Vegetación Antrópico: cultivos extensos, barbechos y prados extensos Facies de Kailla (Tetraglochin cristatum), degradadas y sobrepastoreadas. Facies de Tetraglochin cristatum degradadas y sobrepastoreadas Bofedales, Sistema ecológico de las turberas altoandinas puneñas Humedales altoandinos de la Puna subhúmedo-húmeda: Bofedales Lagunas saladas. Unidad cartográfica que agrupa los cuerpos de agua salada del Altiplano Pradera salobre del Altiplano semiárido Sin vegetación: Depósitos salinos Vegas y humedales de la Puna y Altiplano xerofíticos Vegetación acuática altoandina Vegetación acuática altoandina de la Puna Xerofítica Bosque chaqueño transicional de llanura aluvial sobre suelos mediana a imperfectamente drenados Vegetación geliturbada subnival de la Puna Xerofítica Vegetación saxícola altimontana de la Puna y Altiplano xerofíticos Vegetación subnival de la Puna Xerofítica Bosques yungueños de Polylepis, altimontanos pluviestacionales subhúmedos, de los Yungas de Muñecas Arbustales altoandinos de Polylepis de la Cordillera Oriental central Bosque puneño de Polylepis de la Cordillera de Tres Cruces y Real Cardonal semiárido altoandino suroccidental Facies de Iru Ichu (Festuca orthophylla) Facies de suelos profundos (glacis y piedemontes). Volcanes, altas mesetas y serranías de Sajama Lampayar del Altiplano centro-sur Matorral pulvinular abierto de los salares del Altiplano semiárido Matorral salino del Altiplano central Matorrales higrofíticos altoandinos de la Puna y Altiplano xerofíticos (Tholares) Matorrales y herbazales xeromórficos secundarios de la Prepuna oriental Pajonal subnival de la Puna Xerofítica centro-oriental Pajonal subnival de la Puna Xerofítica suroccidental Pajonales altoandinos de la Puna Húmeda sobre glacis y piedemontes con suelos profundos Pajonales altoandinos de la Puna Húmeda sobre laderas con suelos pedregosos Pajonales higrofíticos de la Puna Xerofítica Pajonales, matorrales y herbazales altoandinos de la Puna y Altiplano xerofíticos sobre suelos bien drenados Tholar de Khoa Thola del Altiplano centro-norte Tholar de Romero Thola del Altiplano centro-sur Tholar noroccidental de suelos bien drenados Tholar-Pajonal altoandino noroccidental Tholar-pajonal altoandino superior centro-oriental Tolillar de glacis y piedemontes del Altiplano central y sur Tolillar seco del Altiplano centro-norte: Variante con Parastrephia quadrangularis Tolillar semiárido del Altiplano centro-este Variante con Parastrephia quadrangularis. Serranías altiplánicas centro-noroeste Vegetación de los salares de la Puna y Altiplano xerofíticos Vegetación subnival de la Puna subhúmedo-húmeda (pajonales, prados, bofedales y vegetación geliturbada) Matorrales higrofíticos altoandinos de la Puna y Altiplano xerofíticos (Tholares) Pajonales altoandinos de la Puna Húmeda sobre laderas con suelos pedregosos Pajonales higrofíticos Pajonales altoandinos de la Puna Húmeda sobre laderas con suelos pedregosos Matorrales y pajonales altimontanos de la Puna y Altiplano xerofíticos sobre suelos bien drenados CN 62 84 62 30 30 30 30 71 30 30 30 83 83 77 66 25 79 84 84 84 84 84 84 84 49 84 84 84 49 49 49 84 49 49 49 49 49 49 49 84 49 84 49 84 79 84 84 84 Fuente: Elaboración propia a partir de (Navarro & Ferreira 2007) y conceptos en (Ven Te Chow 1994) 27 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.6 Sistema TDPS: Mapa Vegetación (Area Bolivia) Fuente: Elaboración propia a partir de Navarro & Ferreira (2008) 28 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Grupos Hidrológicos A partir de la caracterización litológica realizada en territorio boliviano y apoyados en imágenes satelitales LandSAT, identificación de los índices NDVI y DVI, mapas de sombras y pendientes (propias), se realiza primero la caracterización de Grupos Hidrológicos (Uso de la Litología como proxy) en la superficie nacional, para luego extrapolar ésta hacia territorios Peruano y Chileno (similitud y continuidad fisiográfica). (Ver Anexos Metodológicos N°1 y N°5)8. La caracterización realizada denota la identificación de la predominancia del Grupo Hidrológico D, esencialmente en la zona del altiplano boliviana (centro y sur Sistemas TDPS, Ver Figura 3.7). En la zona norte del Sistema (principalmente en territorio peruano) se identifican grupos hidrológicos de tipos A y B que flanquean al Lago Titicaca, aspecto que se repite en la naciente del río Desaguadero, esencialmente en la Cuenca de Alto Desaguadero. Suelos identificados con el grupo hidrológico C se presentan en el área del Sala de Coipasa y en una gran parte de las cumbres en la divisoria del Sistema. (Ref. Cuadro de referencias 1) Cuadro de referencias 1. Caracterización de Grupos Hidrológicos (Ven Te Chow 1994) Grupo A: Se caracteriza por su alta capacidad de infiltración, aun cuando se encuentren muy húmedos. Profundos y de texturas gruesas (arenosas o areno-limosas), excesivamente drenados. Grupo B: Suelos cuya capacidad de infiltración es moderada. La profundidad de suelo es de media a profunda y su textura es franco-arenosa, franca, franco arcillosa o franco-limosa. Están bien o moderadamente drenados. Grupo C: Suelos cuya capacidad de infiltración es lenta. La profundidad de suelo es inferior a la media y su textura es franco-arcillosa, franco arcillo-limosa o arcillo-arenosa. Son suelos imperfectamente drenados. Grupo D: Suelos cuya infiltración es muy lenta. Tienen horizontes de arcilla en la superficie o próximos a ella y están pobremente o muy pobremente drenados. También se incluyen aquí los terrenos con nivel freático permanentemente alto y suelos de poco espesor (litosuelos). Tipología de Suelos El Sistema TDPS presenta una determinación tipológica de suelos basada en una adaptación propia de la propuesta de Rescan (2005), para simplificación de unidades y su relacionamiento con el Grupo Hidrológico, para determinación del CN, misma que a su vez se basó en la clasificación de Ven Te Chow (1994) (Ver Anexos Metodológicos N°1 y N°5) El Sistema TDPS presenta una predominancia de suelos de tipo 5b (Áreas abiertas genéricas, matorrales, arbustos condiciones de escorrentía medias) a lo largo de su territorio, acompañado por otros de tipo 3 (Tierras húmedas, inundadas, cercanas a cuerpos de agua, bofedales, suelo húmedo) en las veras de ríos, cuerpos de agua, lagos y extensiones salinas esencialmente. Zonas aledañas al Lago Titicaca, fueron igualmente caracterizadas con la tipología 1b (tierra Cultivada, intervención antrópica, en actividad), en función a la presencia de tierras de cultivo extensivo actual en el área mencionada, Ver Cuadro de referencias 2 y Figura 3.8). 8 Este mismo principio de extrapolación de información geográfica se aplicó para la caracterización de la tipología de suelos a partir del proxy de vegetación presentado en la Figura 3.6. 29 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Cuadro de referencias 2. Tipología suelos, Adaptación propia a partir de Rescan (2005) 1a: Tierra Cultivada, intervención antrópica, barbecho descanso 1b: Tierra Cultivada, intervención antrópica, en actividad 2a: Áreas con pastos naturales, cobertura media, posibilidad de mayor escorrentía 2b: Áreas con pastos naturales, cobertura mayor a la media, posibilidad de menor escorrentía 3: Tierras húmedas, inundadas, cercanas a cuerpos de agua, bofedales, suelo húmedo 4a: Bosques naturales, vegetación semidensa y semi continua, posibilidad de escorrentía media 4b: Bosques naturales, vegetación de mayor densidad y continuidad, posibilidad de retención media a alta 5a: Áreas abiertas genéricas, matorrales, arbustos Equivalente a pastizal en condiciones óptimas 5b: Áreas abiertas genéricas, matorrales, arbustos condiciones de escorrentía medias Número de Curva (CN) La tendencia a escurrimiento o a la resistencia al flujo sub superficial9, representada en el valor de número de curva (CN) en el Sistema TDPS, lo caracteriza esencialmente como un territorio con valores altos de escorrentía instantánea (CN 82 – 84), mismos que se generalizan en la mayor parte del altiplano que circunda al Lago Titicaca en el norte y se extienda hacia el sur al Lago Poopo y el Salar de Coipasa. Alrededor de estos, se tiene superficies con valores un poco menores de CN, que representan zonas de posible inundación de los espejos de agua medios. Los valores menores de CN (25 – 55), se hallan representados en zonas húmedas y de bofedales esparcidas a lo largo del territorio del Sistema TDPS, principalmente concentradas en las zonas de inundación de los lagos, ingreso de tributarios y formación del río Desaguadero. Valores medios de CN (respecto a los que se encuentra en el sistema), se presentan en la parte norte, es zonas de cabecera y formación de los tributarios al lago mayor y en el sur en el mismo salar de Coipasa. El valor promedio ponderado de CN obtenido para el Sistema es de 75. (Ver Figura 3.9) Uso de Suelo El proyecto Climate Change Iniciative (esa 2016)10 presenta una propuesta de caracterización de uso de suelo (producto satelital) a nivel mundial a diferente escala temporal (1992-2015), gracias a la cual se puede hacer una determinación adicional de esta tipología con un criterio estandarizado en toda la extensión del Sistema TDPS. (Ver Figura 3.10). Al respecto, se observa que de las 19 unidades caracterizadas (Ver Figura 3.10 y Tabla 3.4), las predominantes son las de pradera y suelo desnudo las cuales cubre casi el 59% del territorio del Sistema, repartidas en la meseta altiplánica al sur del Lago Titicaca (llegando al Lago Poopo y al Salar de Coipasa), coincidiendo en gran parte con la clasificación de suelos general presenta en párrafos anteriores (ver igualmente Figura 3.8). Se hace notar que para los fines de cálculo del Balance Hídrico del Sistema en estudio, se empleó esta última caracterización para determinar las coberturas que determinan el aporte hidrológico de la cuenca, apoyados no obstante para fines de validación y desambiguación en las caracterizaciones previamente desarrolladas. 9 Valores mayores de CN representan un área que tiene una mayor aptitud al escurrimiento instantáneo y a la vez resistencia al flujo subsuperficial. 10 El desarrollo del empleo del producto del Proyecto esa (2016), se presenta mayormente explicado en el Anexo Metodológico N° 5 30 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.7 Grupo Hidrológico Fuente: Elaboración propia a partir de Litología (GEOBOL 1978) 31 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.8 Clasificación de Uso de Suelo Fuente: Elaboración propia a partir de Vegetación (Navarro & Ferreira 2007) 32 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.9 CN: Número de Curva Fuente: Elaboración propia a partir de combinación de Mapa de Grupo Hidrológico y Mapa de Uso de Suelo 33 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 3.10 Uso de Suelo, 2015 Fuente: Proyecto Climate Change Iniative (esa 2016) 34 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 3.4 Tipología de Suelo según ESA (2016) Tipología de Suelo Tierras de cultivo, de secano Cubierta herbácea Mosaico de tierras de cultivo (> 50%) / vegetación natural (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<50%) Mosaico vegetación natural (árbol, arbusto, cubierta herbácea) (> 50%) / tierras de cultivo (<50%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja perenne, (> 15%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, (> 15%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, cerrada (> 40%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, abierta (15-40%) Árbol de mosaico y arbusto (> 50%) / cobertura herbácea (<50%) Mosaico cubierta herbácea (> 50%) / árbol y arbusto (<50%) Area [km2] 979.58 870.71 Area [%] 0.678% 0.603% Area [km2] 8,987.52 45,989.40 Area [%] 6.224% 31.848% 597.00 0.413% 27,106.76 18.772% 2,902.85 2.010% Cubierta herbácea escasa (<15%) 51.62 0.036% Arbusto o cobertura herbácea, inundado, fresco / salino / agua salobre 2,387.90 1.654% 269.08 0.186% 0.37 0.0003% Áreas urbanas 368.24 0.255% 4.63 0.003% Suelo desnudo 39,342.05 27.245% 3.24 0.002% Cuerpos de Agua 11,000.23 7.618% 388.22 0.269% Hielo y nieve permanente 506.25 0.351% 2,646.99 1.833% Tipología de Suelo Matorrales Pradera Vegetación escasa (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<15%) 3.3 Marco temporal y escalas geográficas de trabajo Escala temporal Para fines de realización del Balance Hídrico, se determinó una escala temporal de trabajo, a nivel mensual, comprendida en el periodo 1960 -2016. En función de la disponibilidad de información (principalmente la información hidroclimática), se ensayó el extender la misma (es los casos posibles) al periodo referencial y escala temporal referidos. Sin embargo no en todos los casos fue posibles realizar esta uniformización de información disponible, citando ejemplos tales como, hidrometría (1965-2015), Humedad relativa, Vientos, Insolación (1983 – 2005)11, cambio de uso de suelo (1992 – 2015) Escalas geográficas Las escalas geográficas de labor igualmente dependieron de la disponibilidad de información, sin embargo se tendió a generalizar la información de trabajo en escalas comprendidas entre 1:100,00012 a 1:1,000,00013. 11 Información robusta y generalizada a lo largo del Sistema TDPS Información producto de la combinación de productos, tales como CN, red hidrográfica, cuencas (1:25,000) 13 Información base GEOBOL (1978) 12 35 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4. ESTUDIO HIDROCLIMATOLÓGICO 4.1 Precipitación (P) El Sistema TDPS presenta una variabilidad espacial de precipitación bastante marcada, la cual presenta sus valores menores de precipitación media anual en la parte sur (Cuenca de Coipasa, 200 mm/año) y su mayor registro medio histórico en el espejo del Lago Titicaca en la isla Taquile (1060 a 1400 mm/año), observando no obstante, que igualmente en el norte del sistema, es posible encontrar valores medios de precipitación que rondan los 1000 mm/año. Respecto a la distribución de precipitaciones interanual, en la totalidad del sistema TDPS, es posible verificar un promedio anual histórico de precipitación de 543.4 mm/año (Promedio Sistema TDPS 1960-2016, n=144), respecto al cual tiene al mes de enero como su principal aportante (24.6% de la precipitación) y a junio y julio, los meses con menor aporte (0.80% - 0.9%). Respecto a la distribución estacional, se verifica que el acumulado de precipitación que se da entre los meses de diciembre a marzo, totalizan más del 72.9% de la lluvia que tiene el sistema, en contraparte al aproximadamente 5,0% de precipitación que tiene lugar entre los meses secos de mayo a agosto; la precipitación en los periodos de transición entre los periodos secos y de lluvia, corresponden a un 14.4%. En cuanto a la variabilidad climática, es posible observar la potencial fluctuación de los valores medios entre los 157 mm/año (Año seco) hasta los 727 mm/año (año húmedo, ver tabla y figuras siguientes). La descripción metodológica del proceso de la base de datos y ésta, puede consultada en el Anexo Metodológico N°2 y su correspondiente sub anexo de datos (Excel e Hydraccess (Ver igualmente Cap. 6)) Tabla 4.1 Sistema TDPS, Precipitación: Estadísticos de masa de datos (n=144) Promedio DS CV Max Min Interanual Seco Semiseco Medio Semihúmedo Húmedo Ene Feb Mar 133.41 24.75 18.6% 229.36 80.70 24.6% 101.32 22.69 22.4% 207.42 63.73 18.7% 76.65 22.02 28.7% 177.25 33.95 14.1% 29.40 8.19 4.79 4.47 9.75 19.92 28.92 41.08 83.98 543.43 12.91 4.15 2.12 2.08 3.42 8.21 12.31 14.34 20.51 134.38 43.9% 50.7% 44.2% 46.5% 35.1% 41.2% 42.6% 34.9% 24.4% 24.7% 81.61 21.49 10.86 11.45 19.11 45.09 62.66 80.95 143.23 1,063.31 7.73 1.21 0.01 0.19 1.23 2.86 6.06 14.36 38.79 284.55 5.4% 1.5% 0.9% 0.8% 1.8% 3.7% 5.3% 7.6% 15.5% 54.57 91.83 133.41 174.82 212.32 34.37 65.67 101.32 136.79 168.95 22.04 47.71 76.65 105.53 131.65 3.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.58 14.48 2.05 0.01 0.24 1.55 7.89 29.40 8.19 4.79 4.47 9.75 19.92 44.35 14.52 11.05 9.30 18.38 32.22 57.81 20.20 16.65 13.60 26.10 43.14 Abr May Jun Jul Ago Sep Oct 4.28 14.99 28.92 42.96 55.48 Nov 5.37 21.18 41.08 61.06 78.94 Dic 33.09 57.09 83.98 110.86 134.99 Total 157.35 446.46 543.43 639.98 727.00 Fuente: Elaboración propia Precipitación media amual [mm] Figura 4.1 Sistema TDPS, Variabilidad climática media en la precipitación 250 200 150 100 50 mes 0 Ago Seco Sep Oct Nov Semiseco Dic Ene Medio Feb Mar Abr May Semihúmedo Jun Jul Húmedo 36 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.2 Sistema TDPS, Isoyetas, precipitación media histórica anual (1960 – 2016) Fuente: Elaboración propia 37 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.2 Temperatura (T) El Sistema TDPS, presenta una temperatura media anual de alrededor 7.9 °C, máximas medias de hasta 13°C durante los meses de verano (noviembre – febrero), en oposición a este aspecto se tiene los meses de junio y julio en los cuales la temperatura media es menor a 1°C, deduciendo que se registran temperaturas bajo cero en periodo invernal. (Ver tabla y figura siguientes). Tabla 4.2 Sistema TDPS, Temperatura: Estadísticos de base de datos Promedio DS CV Max Min Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 9.83 1.56 15.9% 13.05 5.63 9.75 1.52 15.6% 12.69 5.55 9.48 1.56 16.4% 12.74 4.79 8.51 1.60 18.8% 12.41 3.88 6.38 1.95 30.6% 11.48 2.30 4.87 2.18 44.8% 10.31 0.77 4.65 2.15 46.2% 9.95 0.33 5.80 2.04 35.2% 10.78 1.31 7.33 1.92 26.1% 11.59 2.68 8.79 1.80 20.5% 12.83 4.24 9.69 1.78 18.4% 13.47 4.93 10.04 1.63 16.2% 13.23 5.63 Ago T media anual [°C] T Max media anual [°C] T Min media anual [°C] 5.80 10.78 1.31 Sep 7.33 11.59 2.68 Oct 8.79 12.83 4.24 Nov 9.69 13.47 4.93 Dic 10.04 13.23 5.63 Ene 9.83 13.05 5.63 Feb 9.75 12.69 5.55 Mar Abr 9.48 12.74 4.79 May 8.51 12.41 3.88 6.38 11.48 2.30 Promedio 7.92 1.69 21.3% 12.00 3.61 Jun Jul 4.87 10.31 0.77 4.65 9.95 0.33 Fuente: Elaboración propia Figura 4.3 Sistema TDPS, Variabilidad climática potencial media en la precipitación Temperatura media anual [°C] 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Ago Sep T media anual [°C] Oct Nov Dic Ene Feb Mes T Max media anual [°C] Mar Abr May Jun Jul T Min media anual [°C] Fuente: Elaboración propia La parte central del Sistema TDPS puede ser considerada la más templada (cuencas aguas abajo Lago Titicaca), presentado en general las temperaturas medias referidas. La región nor oeste del Sistema, así como las zonas más altas de mismo (Sajama [oeste], Cordillera de Los Andes [este]), presentan las temperaturas medias de menor valor, mismas que no superan los 10°C y descienden a menos cero en tiempo invernal. (Ver Figura 4.4) La región sur del Sistema (Lago Poopo y Coipasa), presentan temperaturas medias de mayor valor, las cuales de norte a sur, se elevan desde los 9°C hasta los 11°C, respectivamente. Los aspectos de análisis y composición de base de datos, son referidos y presentados en el Anexo Metodológico N°2, y el subanexo 2b. Ver igualmente los Anexos correspondientes a la composición de la base de datos del capítulo 6. 38 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.4 Sistema TDPS, Isotermas, temperatura media histórica anual (1960 – 2016) 39 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.3 Humedad relativa (HR) El valor medio anual histórico de la humedad relativa del Sistema TDPS se halla entre 56% a 60%14, observando una repartición espacial, donde la mayor humedad se registra en el noreste del sistema (60%- 75%) y los registros que representan más sequedad se dan al sur del mismo (Zona Salar de Coipasa). Notoriamente la zona del Lago Titicaca se halla en una zona de húmeda media – alta (60 – 65%), contrastando con el Lago Poopo el cual se halla en una zona de humedad media – baja del Sistema con valores que rondan el 45% a 55% de humedad relativa, aspecto que es también influenciado por la sequedad referida en la zona de Coipasa. Respecto a la repartición interanual, se observa la mayor presencia de humedad entre los meses de enero, con valores medios de este parámetro que se dan entre 60% a 70% (coincidente con el verano en latitudes sur). Igualmente se tiene durante los meses de junio a septiembre, los periodos más secos del año, caracterizados por valores medios de humedad, que se dan entre los 40% a 55% (Ver figura siguiente). Figura 4.5 Sistema TDPS, Valores medios de humedad relativa 75 HR ASD [%] Humedad Relativa [%] 70 HR SENAMHI [%] 65 60 55 50 45 40 Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Mes Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Abr May Jun Jul Ago Promedio Mar HR ASD [%] 45.38 48.87 56.18 64.61 71.34 70.76 69.09 63.16 51.94 46.88 42.33 41.61 HR SENAMHI [%] 54.09 54.17 55.80 60.56 66.68 67.07 65.55 60.19 54.02 52.50 52.20 52.40 56.01 57.28 Fuente: Elaboración propia a partir de datos SENAMHI, y Atmospheric Science Data Center. (SENAMHI 2016), (ASD 2017). 14 Cálculo en bases da datos de estaciones terrenas (SENAMHI) y Satelitales (Atmospheric Science Data Center), Ver Anexo Metodológico 2. 40 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.6 Sistema TDPS, Humedad Relativa media anual histórica Fuente: Elaboración propia 41 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.4 Velocidad de viento (U) Las velocidades de vientos (U) que se presentan en el Sistema TDPS presentan una media general histórica que oscila entre los 10.8 a 12.7 km/h [Bases de datos SENAMHI (2016) y ASD (2017)]. Las velocidades se producen en la parte sur con valores de 12.2 km/h y 14.70 km/h y las menores en la zona aledaña al Lago Titicaca (lado este), con velocidades medias que alcanzan los 9 km/h. Al respecto esta baja de velocidad se extiende a lo largo del Altiplano medio del Sistema, donde las velocidades medias presentes ascienden a los 10.5 km/h, para elevar su valor ligeramente hacia el norte del territorio hasta los 11.2 km/h. (VerFigura 4.7 y Figura 4.8 ) El régimen de velocidades interanual es ligeramente fluctuante tanto respecto a los registros de la estación consultada, como de la base de datos referencial empleada como referencial (ASD, 2017). La figura y tabla siguiente ilustra lo referido. Figura 4.7 Sistema TDPS, Fluctuación de medias mensuales de velocidad de viento [km/h] Velocidad de Viento [km/h] 14 13 12 11 10 Velocidad Viento (Estaciones terreno) 9 Velocidad Viento (ASD) 8 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Mes Ene Velocidad Viento (Estaciones terreno) Velocidad Viento (ASD) Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media 10.61 10.08 9.88 9.81 10.13 10.32 11.31 11.51 12.35 12.07 11.75 11.47 10.87 10.29 10.51 10.30 10.82 11.77 12.74 13.58 13.16 13.17 11.86 11.27 10.62 11.67 Fuente: Elaboración propia a partir de datos SENAMHI y ASD Respecto a la base de datos terrena (SENAMHI), se observa la ocurrencia de las velocidades de viento más fuertes durante septiembre (12.35 km/h), aspecto que se contrasta con lo presentado en el registro de ASD, que consigna julio como el que presenta el valor de U mayor (13.58 km/h) y en septiembre un valor de (13.17 km/h). Si bien se tiene un diferencia de valores y régimen potencial interanual, se ha optado como tomar los valores de ASD como los referenciales de proyecto, observando sin embargo la realización de una sensibilidad de este valor en cuanto a su diferencia con los datos terreno, respecto al balance hídrico15. 15 Se consideraron valores de datos medios interanuales mensuales para los fines de modelación. 42 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.8 Sistema TDPS, Velocidad viento media anual histórica 43 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.5 Insolación neta total (ni) y Radiación Solar (RS) Insolación (ni) El Sistema TDPS, en sus latitudes más altas (parte sur del sistema), recibe la mayor cantidad de insolación anual media (horas sol netas recibidas), esencialmente la cuenca de Coipasa, con un promedio de 8.2 a 8.8 horas, valor que va disminuyendo mientras se avance al norte y al este de la zona referida (~7.8 horas diarias). En las latitudes correspondientes al lago Titicaca, un recepción media de insolación de alrededor de 7.6 a 7.9 horas de sol promedio diarias neto, disminuyendo aún más hacia el límite norte del Sistema, lugar donde se contabilizan alrededor de 6.7 a 7.2 horas de sol promedio diarias recibidas al año. (Ver Figura 4.10) Los valores antes referidos determinan la recepción de una media de entre 215 a 220 horas de insolación al año como promedio, en la extensión del territorio del Sistema TDPS. La revisión de datos de terreno (escasos) y los estimados con datos reproducidos por ASD (2017)16, discrepan en la repartición de la insolación a lo largo del año (escala mensual)17, convergiendo no obstante en los totales anuales medios (Ver figura siguiente). Figura 4.9 Repartición de insolación neta a lo largo de año 9.00 nsolación neta [h/día] 8.50 8.00 7.50 7.00 6.50 6.00 Insolación (Calculado con datos ASD) [h/día] 5.50 5.00 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Mes Insolación (Calculado con datos ASD) [h/día] Insolación (SENAMHI) [h/día] Δ mensual [h/mes] Δ diario [h/día] Ago Sep Oct Nov Dic ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Promedio 7.0 7.3 6.9 6.9 7.0 6.9 6.9 7.0 7.2 7.4 7.6 7.2 7.1 5.3 5.9 6.1 7.2 8.1 8.4 8.3 8.2 8.1 7.6 7.2 6.4 7.2 54.1 1.8 38.9 1.4 24.0 0.8 -9.4 -0.3 -33.4 -1.1 -44.5 -1.5 -43.6 -1.4 -37.2 -1.2 -27.0 -0.9 -7.5 -0.2 13.2 0.4 25.6 0.8 Fuente: Elaboración propia a partir de estimaciones propias, datos ASD y SENAMHI La figura y tabla anterior presenta lo expuesto en párrafos precedentes, observando no obstante la posibilidad de compatibilización de estos registros, compensando artificialmente la repartición mensual del registro ASD, en función a la repartición mensual que se presenta en los registros terrenos, aspecto realizado para la introducción de datos en el modelo de Balance Hídrico. La diferencia en los registros y las lecturas de ASD pueden ser producidas a las lagunas de información existentes en los registros de SENAMHI en el periodo de transición. Los registros obtenidos de la ESA toman en cuenta la nubosidad, como un valor espacial con porcentajes registrados, es así que en su metodología se 16 Ver anexo Metodológico N°2, en el cual se explica que la Insolación neta (i) es producto de los valores de recepción total de horas de sol (N) y la fracción total de incidencia neta (f): ni=f x N 17 La explicación se da en las particularidades de la dinámica local, influenciada por la cordillera de Los Andes y fenómenos convectivos locales(se presume el Alta de Bolivia).[Explicación de los autores en ASD (2017) 44 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca realiza una cuantificación en el área registrada según su resolución espacial. Debido a esto, los valores son más generales y muestran una mayor tendencia de registrar valores generales. En los meses de mayo hasta octubre muestran valores más elevados, producto de la sequedad de la estación y la ausencia de nubosidad, esta tendencia es la esperada en la región. 45 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.10 Sistema TDPS, Insolación neta anual media recibida Fuente: Elaboración propia a partir de estimaciones propias, datos ASD y SENAMHI 46 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Radiación Solar Neta (RS) La cantidad de radiación solar que recibe el Sistema TDPS, varía gradualmente de norte a sur desde los 390 w/m2, hasta los 375 w/m2, observando una variación mínima que ronda los 2.5 w/m2, por grado de latitud en el sistema, aspecto que no es del todo apreciable, razón por la cual podría asumirse para el mismo un valor medio de 385 w/m2, para fines de su caracterización general. Nótese no obstante que respecto a su variación mensual a lo largo del año, se tiene una disminución considerable del valor medio de radiación durante el invierno, más precisamente, durante los meses de mayo a julio, donde se tienen valores de radiación solar que bajan los 300 w/m2, en contraparte a valores mayores a los 470 w/m2 durante los meses de diciembre y enero. Los valores de esta variable fueron extraídos en base a la rotación terrestre y la latitud de cada estación. Los valores fueron determinados en base a la siguiente tabla: Tabla 4.3 Variación anual del valor de radiación solar [w/m2] Latitud 60 52 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 ENE 40 91 106 177 232 309 366 415 455 489 492 495 483 472 FEB 103 157 172 240 300 354 397 429 449 457 452 432 403 360 MAR 200 252 263 317 366 400 423 432 432 415 386 349 297 237 ABR 317 357 363 395 420 435 435 420 397 357 312 254 192 123 MAY 417 440 443 455 460 449 429 397 357 306 246 183 117 51 JUN 469 475 475 477 472 452 423 383 334 277 214 149 83 26 JUL 446 457 460 466 463 452 426 389 343 289 226 160 97 37 AGO 360 389 392 420 435 440 429 409 375 332 277 217 154 89 SEP 243 292 297 346 386 412 423 426 412 389 352 306 249 186 OCT 134 192 203 266 320 369 406 429 440 437 423 395 357 309 NOV 57 111 126 194 260 323 375 417 449 469 477 472 457 432 DIC 26 74 89 160 226 297 357 409 452 483 500 509 503 500 Fuente: Elaboración propia Mediante esta relación se realizó el cálculo de la Radiación Solar Neta para las distintas estaciones meteorológicas ya que este es un insumo utilizado en el cálculo de la Evapotranspiración existente en el sistema. Tabla 4.4 Variación anual del valor de radiación solar [w/m2] Ene Promedio DS CV Max Min 473.43 6.21 1.3% 482.21 462.95 Feb 455.22 1.54 0.3% 457.05 452.30 Mar 419.98 3.77 0.9% 425.62 414.02 Abr 369.23 8.45 2.3% 382.55 356.42 May 319.36 11.46 3.6% 337.68 302.23 Jun 292.18 12.64 4.3% 312.47 273.36 Jul 302.71 12.18 4.0% 322.22 284.54 Ago 342.98 9.98 2.9% 358.82 327.95 Sep 395.70 5.75 1.5% 404.58 386.85 Oct 439.23 0.40 0.1% 439.61 438.40 Nov 332.85 29.24 8.8% 376.44 286.52 Dic 472.47 7.11 1.5% 482.59 460.57 Promedio 384.61 6.58 1.7% 394.63 374.35 Fuente: Elaboración propia 47 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.11 Sistema TDPS, radiación solar Fuente: Elaboración propia a partir de estimaciones propias, datos ASD y SENAMHI 48 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.6 Evapotranspiración potencial La evapotranspiración potencial, estimada por el método de Penman – Monteith (Anexo caracteriza el territorio del Sistema TDPS, con una variación de valores que oscilan entre los 950 y 1400 mm/año. Los menores efectos de este parámetro se dan en la parte norte de la zona en estudio, incrementándose los mismos hacia la zona central – este de dominio del Lago Titicaca (1000 – 1020 mm/año). Al sur de esta región (Medio Desaguadero), los valores ascienden paulatinamente, en una gradiente que toma la dirección NE—SO, presentando los efectos mayores de ETP, en las zona de Mauri Alto, Sajama y por la zona del Salar de Coipasa. (Ver Anexo Metodológico N°2 – subanexo 2d). La variación anual de este parámetro, se rige por la estacionalidad de invierno – verano, donde, se presentan los valores más bajos (junio) y más altos (enero), respectivamente. Ver Figura siguiente. Estos valores fueron incluidos en la modelación del balance hídrico y fueron calibrados a fin de determinar los valores de ETP real (Ver capítulos 10y 11). Evapotranspiración Potencial [mm] Figura 4.12 Evapotranspiración potencial [mm] 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 Mes AGO SEP OCT NOV DIC ETPo media [mm] AGO DIC FEB MAR ABR ETPo max [mm] MAY JUN JUL ETPo min [mm] OCT NOV ENE FEB MAR 81.88 94.50 111.55 116.21 118.28 114.89 101.29 102.08 85.25 74.03 63.39 68.96 1,095.04 ETPo max [mm] 108.09 120.67 133.65 135.38 140.01 139.64 123.68 119.21 102.07 90.82 81.29 90.60 1,301.90 ETPo min [mm] 62.34 74.67 93.83 97.74 101.16 97.26 85.78 88.00 75.27 63.12 50.90 53.97 ETPo media [mm] SEP ENE ABR MAY JUN JUL ANUAL 971.91 Fuente: Elaboración propia 49 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.13 Evapotranspiración potencial estimada 50 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.7 Escorrentía e hidrometría en el sistema TDPS El régimen de escorrentía representado inicialmente18 en los datos hidrométricos de los registros de las estaciones (22) que se tiene en el sistema, presentan los valores mayores de escorrentía durante los meses de febrero y marzo, los cuales en función de la influencia o no de regulación natural aguas arriba (Lago Titicaca u otros reguladores naturales como bofedales en su cuenca de aporte), presentan un comportamiento característico durante el periodo de estiaje (abril – octubre) (Ver tabla y figura siguiente). Tabla 4.5 Caudales medios (registro estaciones hidrométricas), relación de aporte al valor medio Estación Caudal medio anual histórico [m3/s] 16.94 36.85 15.48 58.26 68.07 2.45 4.85 3.01 40.35 10.44 3.74 36.24 71.76 0.36 1.55 0.58 3.61 4.10 40.16 2.04 44.84 18.34 3.50 Valor relativo al valor medio anual AGUALLAMAYA CALACOTO CALACOTO (Río Mauri) ULLOMA CHUQUINA ABAROA (Río Caquena) ABAROA (Río Mauri) CHUAPALCA COATA ESCOMA FRONTERA ILAVE PTE CARRETERA RAMIS PTE CARRETERA VILACOTA CAQUENA VERTEDERO KOVIRE (Ancoaque) PUENTE CHINCHE ACHACACHI COATA PTE MARAVILLAS TAMBILLO COATA PTE UNOCOLLA HUANCANÉ PTE CARRETE 4.00 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Mes AGUALLAMAYA CALACOTO CALACOTO (Río Mauri) ULLOMA CHUQUINA ABAROA (Río Caquena) ABAROA (Río Mauri) CHUAPALCA COATA ESCOMA FRONTERA ILAVE PTE CARRETERA RAMIS PTE CARRETERA VILACOTA CAQUENA VERTEDERO KOVIRE (Ancoaque) PUENTE CHINCHE ACHACACHI COATA PTE MARAVILLAS TAMBILLO COATA PTE UNOCOLLA HUANCANÉ PTE CARRETE Los periodos de información de cada serie, se hallan detallados en el Anexo Metodológico N°2, (Capítulo 7, Escorrentía). Fuente: Elaboración propia Nótese que las estaciones que se hallan aguas abajo del Lago Titicaca, presentan una influencia notoria de la regulación de su caudal tanto en época húmeda, y con mayor énfasis en época seca (ver figura de la tabla 4.4 para los meses de mayo a noviembre). Igualmente se nota la influencia de la existencia de bofedales u otros reguladores naturales en el río Mauri, los cuales determinan un comportamiento similar al referido en líneas previas [Estaciones de Calacoto, Ulloma, Chuquiña, Avaroa Mauri, Frontera entre otras]. En contraposición se tiene la oferta de caudales de otros ríos que no poseen este tipo de regulación y presentan sus caudales de menor valor entre los meses de estiaje con un valor relativo medio de 0.25 de su caudal medio anual (ríos que en algún caso se secan en años semisecos y secos). La caracterización realizada determina un funcionamiento diferencial de la escorrentía la cual divide a los aportes superficiales, en los influenciados por un regulador natural aguas arriba, que esencialmente es el lago Titicaca (o bofedales), respecto a otro que no lo tienen. 1818 En la etapa de caracterización, la referencia se da en función a los datos de caudales disponibles en el registro de las estaciones hidrométricas que se tiene el Sistema TDPS. Éstas a su vez son la base de calibración del modelo de Balance Hídrico, para la posterior caracterización de escorrentía, aspecto que es la razón del presente estudio. 51 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca El análisis de caudales se presenta en el Anexo Metodológico N° 2 y su correspondiente anexo. La visualización de los caudales medios y la posición de la estación que los registra, es presentada en el mapa siguiente. 52 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.14 Sistema TDPS Escorrentía a partir de las estaciones hidrométricas de la zona de proyecto Fuente: Elaboración propia a partir de datos SENAMHI y base de datos Yuque (2014) 53 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 4.8 Análisis de vulnerabilidad climática – Sequia Para fines de determinación del Índice de Aridez del Sistema TDPS, se ha asumido el criterio de United Nations Environment Programme (UNEP), quienes asumen que dicho índice especifica cuál es la situación hídrica de una región, en base a la relación oferta/demanda hídrica genérica. El índice se basa en la relación P y ETP en la forma de: 𝐼𝐴 = 𝑃𝑎/𝐸𝑇𝑜 Donde: IA: Pa: ETo: Índice de Aridez Precipitación media del periodo [mm] Evapotranspiración de referencia del periodo Tabla 4.6 Rangos y clasificación del IA Clasificación Hiperárida Árida IA <0.05 0.05 a 0.20 Semiárida 0.20 a 0.5 Subhúmeda seca 0.5 a 0.65 Subhúmeda húmeda 0.65 a 1.0 Húmeda >1 Fuente: Transcripción de http://www.desertificacion.gob.ar/indicadores/indice-de-aridez-segun-unep/ La Figura 4.15 presenta el índice de aridez promedio para el periodo de análisis del presente balance. El subanexo 2f (Carpeta Índice de Aridez) presenta los mapas de IA, para el periodo 1983 – 200519, incluyendo un estado de valor medio al año 2015 (1960 – 2015)20. En función a los resultados que se presenta en la figura referida en el anterior párrafo, se observa que la mayor parte del territorio del Sistema TDPS (gran parte en el territorio boliviano) se clasifica como semiárida. Al centro del Sistema se tiene una porción de área de transición la superficie que ocupa la clasificación antes referida, con otra similar determinada como Subhúmeda seca, principalmente en el área circundante al Lago Titica, en la cual predomina una clasificación del tipo subhúmeda húmeda, que se extiendo hasta el límite norte del Sistema TDPS. Nótese en la zona central del área lacustre del Titicaca se presenta una porción clasificada como húmeda, principalmente en el territorio que corresponde a las islas peruanas emplazadas en esa latitud. 19 20 Periodo en el cual se tiene información más robusta para la estimación de la ETPo. (Información ADS 1983 -2005) Información rellenada para el periodo (1960 -1982; 2006-2015), para variables de U, HR principalmente. 54 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 4.15 Índice de Aridez Fuente: Elaboración propia 55 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 5. SISTEMA DE UNIDADES DE RESPUESTA HIDROLÓGICA (HRU) La estructuración de la base de datos de subcuencas y Unidades de Respuesta Hidrológica (HRUs) fue un proceso iterativo, el cual tiene como base las 14 subcuencas presentadas en la Figura 3.2, a partir de las cuales y en función a las bases de datos disponibles y procesos propios se conformó una base de datos consolidada y depurada de 492 HRU’s (Base de datos principal), a partir de la cual se trabajó en una discretización menor para fines de modelación (Prueba modelo y consolidación del Balance) con 152 HRU’s. Este aspecto es resumido en la figura siguiente y es explicado a detalle en el Anexo Metodológico N°3 (Base de datos GIS y excell en subanexos 3ay 3b). Figura 5.1 Secuencia de definición de HRUs, base, de proyecto y de modelación. Inicio Determinación de la base referencial 14 subcuencas (ALT) Proceso de cuencas a nivel 4 Nivel disponible público en Perú 60 subcuencas Proceso a nivel 6, 7 8 En función a información operativa MMAyA Base de HRUs generica (492 HRUs) Proceso a nivel 5 Disponible público en Bolivia Preparación HRUs para prueba modelo 194 HRU’s Integración de puntos de control hidrométricos (Simplificación de HRU’s) Ajuste modelo Base final 152 HRU’s Inicio Fuente Elaboración propia La figura y tablas siguientes, presentan el resumen de las cuencas de modelación de Balance Hídrico (152 HRU’s), discretizadas en las 14 unidades o subcuencas principales del Sistema. 56 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 5.2 HRU’s de modelación de Balance Hídrico 57 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 5.1 HRU’s de modelación de Balance Hídrico N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Cuenca RAMIS COATA HUANCANE SUCHEZ ILLPA HUAYCHO CIRCUNLACUSTRE Subcuenca Ramis_0181 Ramis_Puente Ramis_0189 Ramis_0188 Ramis_Azangaro Ramis_0186 Ramis_0187 Ramis_Ayaviri Ramis_0182 Ramis_0184 Ramis_0191 Coata_Maravilla Huancane_Puente Suchez_Escoma Coata_0174 Cuenca Baja Suchez Cuenca Baja Ilave Katari_01537 Katari_01538 Tiwanaku Katari_01591 Huayna_01592 Huayna_01591 Huayna_01593_4 Huayna_01593_1 Huayna_01593_2 Huayna_01593_3 Taypi Taypichaca_01595_0 Jacha_Jahuira_Achacachi Cuenca Jacha Coata_1761 Cuenca Ramis Cuenca Huancane Tapichaca_01595 Coata_0174_0 Cuenca Baja Coata Katarito Taypii Katari_00000 Coata_0000 Aferentes_Lago Menor Área [Km2] 601.0 49.6 738.8 183.3 266.7 106.1 132.4 20.2 130.9 336.1 153.7 1473.8 561.9 16.9 920.7 1389.8 591.1 192.9 271.4 1606.0 1122.5 501.9 570.5 240.8 943.0 482.3 233.9 16.7 83.0 80.4 484.9 385.2 1370.1 4547.5 140.5 645.1 236.2 142.0 864.3 1264.0 587.2 1158.9 Perímetro Longitud de Cauce [km] Principal [km] 327.9 38.0 160.3 72.8 85.7 59.9 53.0 30.8 69.8 117.0 92.9 247.6 135.0 32.3 139.3 309.9 134.9 73.5 82.2 592.1 219.3 127.4 122.5 79.8 147.0 162.7 83.0 25.4 66.3 40.4 141.3 128.3 206.8 372.7 66.5 221.1 73.5 59.1 228.5 194.5 141.9 234.0 88.3 47.3 34.8 32.7 174.1 36.0 39.3 22.1 43.9 49.2 46.6 158.6 127.8 137.5 77.3 78.9 54.5 1.9 14.6 3.8 27.8 39.8 21.2 24.1 21.7 17.7 19.8 7.2 43.4 35.9 32.7 23.0 38.8 8.3 32.1 7.0 23.8 3.3 1.3 2.5 19.4 30.7 Ancho de Cuenca [km] 6.8 1.1 21.2 5.6 1.5 3.0 3.4 0.9 3.0 6.8 3.3 9.3 4.4 0.1 11.9 17.6 10.9 101.5 18.6 422.6 40.4 12.6 26.9 10.0 43.4 27.3 11.8 2.3 1.9 2.2 14.8 16.8 35.3 549.2 4.4 92.4 9.9 43.3 645.0 505.6 30.3 37.8 Centroide - Zona 19S CN Este 347229 388722 297963 309129 364631 311758 295607 323056 303745 292572 372942 328573 422658 472151 368202 471581 454030 523191 540646 512795 539697 563192 543843 581323 559399 571856 577616 529897 563748 555043 528290 382004 396866 460406 554853 395647 409081 533737 543315 515934 395490 451273 Norte 8333804 8307219 8315805 8325340 8397677 8343659 8347112 8358701 8387817 8371159 8330987 8283810 8348105 8336173 8256379 8295072 8202643 8164703 8162184 8179881 8177932 8186779 8185791 8200506 8194342 8204641 8205149 8211695 8204381 8220138 8235432 8289078 8324417 8288276 8201948 8271979 8273630 8194721 8196011 8182597 8283876 8215197 58 77.57 75.80 57.83 68.21 69.00 78.06 61.48 69.26 75.68 70.69 78.26 75.34 74.16 58.92 78.71 69.87 79.90 69.20 82.80 81.16 79.62 81.35 79.39 80.65 82.06 82.57 79.52 77.88 80.63 78.58 77.11 79.86 61.61 72.17 79.57 80.99 78.79 83.82 83.11 58.82 79.35 79.35 HMax [msnm] 5117 4294 5304 5260 5741 5185 5183 4991 5445 4900 4594 5422 5062 5827 4932 4758 4806 4822 4816 4014 4207 4502 4276 6068 4546 5338 5572 4543 5608 5694 6012 4387 4803 4586 4753 3943 4292 4232 4065 3975 4278 4806 Hmin [msnm] 3774 3738 4083 4086 3817 3875 3887 3856 3893 3867 3788 3791 3779 3798 3785 3781 3788 3787 3795 3796 3799 3817 3794 4063 3819 4060 4066 3787 3805 3812 3774 3789 3763 3789 3797 3790 3792 3792 3794 3800 3768 3783 Desnivel Altitudinal [m] 1343 556 1221 1174 1924 1310 1296 1135 1552 1033 806 1631 1283 2029 1147 977 1018 1035 1021 218 408 685 482 2005 727 1278 1506 756 1803 1882 2238 598 1040 797 956 153 500 440 271 175 510 1023 Pendiente del Cauce [m/m] 0.02 0.01 0.04 0.04 0.01 0.04 0.03 0.05 0.04 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.54 0.07 0.06 0.01 0.02 0.02 0.08 0.03 0.07 0.08 0.11 0.04 0.05 0.07 0.03 0.03 0.10 0.03 0.02 0.02 0.13 0.20 0.07 0.03 0.03 Li [km] 5215.90 237.52 983.87 517.00 24981.84 321.85 2032.34 1137.45 1918.47 716.20 1262.27 26743.83 23064.10 6139.50 2717.48 12237.63 4146.47 645.92 629.41 29.64 47.68 208.70 428.17 146.21 96.33 996.85 149.93 1270.09 330.40 1829.36 2272.56 1082.76 735.64 785.23 48.04 23.98 482.60 10.73 9.05 51.86 74.10 1743.39 E [km] 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Pendiente de Cuenca 0.43 0.24 0.07 0.14 4.68 0.15 0.77 2.81 0.73 0.11 0.41 0.91 2.05 18.13 0.15 0.44 0.35 0.17 0.12 0.00 0.00 0.02 0.04 0.03 0.01 0.10 0.03 3.81 0.20 1.14 0.23 0.14 0.03 0.01 0.02 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00 0.01 0.08 Tc Rowe [hr] 10.47 7.15 3.70 3.50 19.98 3.75 4.17 2.26 4.42 5.90 6.09 19.12 16.34 14.90 9.55 10.39 6.67 0.14 1.45 0.56 4.36 5.41 2.99 2.01 2.62 1.66 1.78 0.72 4.11 3.25 2.74 3.02 4.47 0.83 3.71 1.29 3.37 0.36 0.15 0.37 2.63 3.43 Tc Kirpich [hr] 11.14 7.59 3.94 3.72 21.28 3.99 4.43 2.40 4.70 6.27 6.48 20.32 17.40 15.83 10.16 11.04 7.09 0.15 1.55 0.59 4.63 5.75 3.17 2.13 2.79 1.77 1.89 0.77 4.37 3.45 2.91 3.21 4.76 0.88 3.95 1.37 3.58 0.38 0.16 0.40 2.80 3.65 Tc Giandotti [hr] 7.86 5.25 5.76 3.77 9.30 3.29 3.65 1.90 3.54 5.72 5.26 12.12 10.00 6.18 8.76 10.69 7.01 2.27 3.43 14.05 10.87 7.13 7.25 2.74 7.20 4.00 2.93 1.23 2.99 2.58 3.63 5.78 8.00 12.49 3.86 11.33 5.43 3.13 9.08 13.79 6.97 7.12 Tc Chow [hr] 12.80 9.31 5.40 5.15 21.92 5.45 5.95 3.58 6.25 7.94 8.16 21.09 18.55 17.14 11.86 12.71 8.79 0.35 2.48 1.12 6.18 7.39 4.51 3.24 4.05 2.77 2.93 1.39 5.88 4.84 4.19 4.56 6.31 1.56 5.40 2.24 4.99 0.78 0.38 0.80 4.07 5.06 Tc SCS [hr] 8.07 6.95 16.61 8.32 5.38 6.56 4.92 1.32 3.76 12.42 4.88 9.52 5.51 2.94 12.03 9.10 5.68 0.76 3.14 12.65 43.01 17.35 8.29 9.84 21.06 3.90 8.46 0.36 6.14 2.35 5.04 4.51 25.96 10.06 17.04 14.58 5.62 5.09 6.84 11.23 18.84 7.89 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca N° 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 107 70 71 72 73 Cuenca Subcuenca Ilave_0169 Ilave_0167 Ilave_0163_0 ILAVE Ilave_0168 Ilave_0166 Ilave_0162 Ilave_Hidrometrica Desaguadero_0151 Jacha_01529 Desaguadero_01533 Jacha_01528 Jacha_01525 Desaguadero_Aguallamaya Desaguadero_0154 ALTO DESAGUADERO Jacha_01523_2 Jacha_01524 Jacha_01526 Jacha_01522 Desaguadero_0156 Desaguadero_0155 Lag2 Mauri_Caquena Mauri_Calacoto Mauri_Frontera MAURI Mauri_Chuapalca Mauri_Kovire Mauri_Abaroa Mauri_Vilacota Cuenca Kheto Desaguadero_Ulloma MEDIO DESAGUADERO Poopo_01391 Sulloma Área [Km2] 1681.6 3916.1 476.9 923.0 422.9 1394.7 4219.8 333.8 797.2 416.0 292.7 1150.6 3108.4 805.4 183.6 2793.8 1163.7 2221.9 768.6 1747.9 150.9 1408.6 65.5 113.7 263.6 140.0 1266.7 653.5 268.9 702.5 332.2 25.7 Perímetro Longitud de Cauce [km] Principal [km] 299.1 359.9 106.3 226.8 146.4 289.8 428.8 124.5 194.9 132.7 74.6 194.0 367.4 186.4 79.2 328.7 182.0 313.2 187.1 279.8 60.8 319.5 47.3 67.5 93.7 82.2 225.1 149.7 96.2 136.2 90.7 21.7 47.6 57.0 51.8 83.4 43.8 65.4 42.4 83.5 24.5 18.4 11.6 12.5 19.1 89.6 28.0 14.3 14.7 17.3 89.6 56.6 4.8 89.4 115.2 25.7 38.8 18.0 56.4 7.0 131.0 75.7 134.6 88.9 Ancho de Cuenca [km] 35.3 68.7 9.2 11.1 9.7 21.3 99.6 4.0 32.5 22.6 25.2 92.4 163.0 9.0 6.6 195.7 79.0 128.4 8.6 30.9 31.4 15.8 0.6 4.4 6.8 7.8 22.5 93.4 2.1 9.3 2.5 0.3 Centroide - Zona 19S CN Este 414199 418245 430149 409081 375274 388072 406046 527678 548077 502424 549872 537853 508406 473998 526404 532562 543255 517860 460189 471464 513252 454880 504309 437684 420240 393563 453440 388844 619671 551858 595183 563498 Norte 8121374 8143741 8173606 8166305 8181819 8218969 8197510 8107400 8131497 8130967 8141130 8141455 8156271 8119795 8141022 8148381 8150773 8150254 8171932 8149054 8163823 8040917 8048420 8081594 8091619 8104348 8087398 8116540 8090857 8075863 8059526 8029552 59 81.96 83.97 83.10 83.94 80.66 80.21 67.90 64.48 62.10 50.75 83.18 67.05 61.86 66.89 62.45 80.99 84.00 60.29 77.20 65.71 64.91 73.52 81.89 83.68 83.93 83.97 81.41 84.00 80.24 71.18 83.68 83.42 HMax [msnm] 5558 5239 5072 5255 5353 5178 5162 4796 4786 4197 4567 4716 4583 5201 4718 4787 4784 4709 4889 4700 4638 6242 5731 5218 5634 5494 5164 5568 4809 4740 4356 5047 Hmin [msnm] 3996 3739 3821 3937 4058 3833 3807 3759 3883 3796 3888 3833 3785 3783 3787 3831 3884 3803 3791 3797 3797 3925 3783 4028 4156 4355 3898 4437 3698 3754 3702 3768 Desnivel Altitudinal [m] 1562 1500 1251 1318 1295 1345 1355 1037 903 401 679 883 798 1418 931 956 900 906 1098 903 841 2317 1948 1190 1478 1139 1266 1131 1111 986 654 1279 Pendiente del Cauce [m/m] 0.03 0.03 0.02 0.02 0.03 0.02 0.03 0.01 0.04 0.02 0.06 0.07 0.04 0.02 0.03 0.07 0.06 0.05 0.01 0.02 0.18 0.03 0.02 0.05 0.04 0.06 0.02 0.16 0.01 0.01 0.00 0.01 Li [km] 3718.58 2865.21 3139.42 952.57 2896.10 4653.72 988.61 4921.99 114.30 208.67 615.27 451.89 469.31 4375.04 182.71 95.62 136.50 73.14 3772.67 444.43 8.74 16986.77 7504.10 600.43 5141.55 1049.31 1457.13 305.01 14564.27 2431.50 121.62 2015.21 E [km] 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Pendiente de Cuenca 0.11 0.04 0.33 0.05 0.34 0.17 0.01 0.74 0.01 0.03 0.11 0.02 0.01 0.27 0.05 0.00 0.01 0.00 0.25 0.01 0.00 0.60 5.73 0.26 0.98 0.37 0.06 0.02 2.71 0.17 0.02 3.92 Tc Rowe [hr] 4.84 6.06 5.81 9.88 4.73 7.40 4.47 10.84 2.78 2.73 1.31 1.28 2.18 10.43 3.19 1.46 1.55 1.85 11.51 7.31 0.43 8.61 12.34 2.64 3.90 1.77 6.38 0.60 17.76 9.88 22.47 10.75 Tc Kirpich [hr] 5.15 6.44 6.17 10.51 5.03 7.86 4.75 11.54 2.95 2.90 1.39 1.36 2.32 11.10 3.40 1.55 1.64 1.97 12.22 7.78 0.46 9.16 13.12 2.80 4.15 1.89 6.79 0.64 18.87 10.51 23.82 11.43 Tc Giandotti [hr] 7.45 10.84 5.83 8.49 5.14 8.43 10.98 7.70 6.23 6.82 4.12 6.49 11.13 8.23 3.94 9.41 6.61 8.91 9.25 10.49 2.43 7.38 5.81 2.94 4.00 2.75 7.97 4.19 9.83 8.74 13.43 5.37 Tc Chow [hr] 6.74 8.12 7.84 12.19 6.61 9.58 6.31 13.18 4.25 4.18 2.27 2.23 3.47 12.77 4.77 2.48 2.61 3.04 13.83 9.50 0.91 10.88 14.67 4.07 5.64 2.92 8.49 1.19 19.84 12.20 24.08 13.08 Tc SCS [hr] 8.51 15.99 5.08 18.27 4.72 9.44 35.79 8.49 34.32 19.44 2.71 10.62 27.54 13.90 14.35 26.93 13.51 56.78 10.98 45.90 13.63 7.78 2.40 3.17 2.28 1.98 13.75 3.73 4.08 13.57 45.35 2.24 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca N° 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 Cuenca KATARI COIPASA Subcuenca Katari_01588_3 Katari_01589 Katari_01588_2 Katari_01588_1 Katari_01586_3 Katari_01586_2 Katari_01586_1 Katari_01584_2 Katari_01581_2 Katari_01583 Katari_01582_2 Katari_01582_1 Katari_01582_3 Katari_01584_1 Poopo_0115 Poopo_0112 Coipasa_000 Poopo_0116_0 Poopo_0117_0 Poopo_0119 Poopo_0117 Poopo_0131 Coipasa_0123 Coipasa_0124 Poopo_0122 Coipasa_0127 Coipasa_0129 Coipasa_0126 Coipasa_0128 Poopo_0116 Poopo_0115_0 Coipasa_0125 Coipasa_0123 2 Área [Km2] 79.8 847.9 84.6 214.1 497.0 92.8 3067.8 236.3 260.8 97.2 191.1 121.0 96.9 96.0 132.7 347.8 1185.3 163.4 305.9 94.9 140.2 1850.0 573.9 5948.5 131.1 1078.9 3587.4 170.3 2614.8 237.7 138.6 492.6 461.9 Perímetro Longitud de Cauce [km] Principal [km] 43.7 164.6 45.1 106.1 167.1 50.8 377.3 110.2 81.0 55.1 82.6 76.4 54.2 76.8 53.2 113.4 222.7 70.2 119.1 65.0 56.3 214.8 144.4 560.5 71.4 244.6 539.8 137.3 278.6 78.0 73.8 217.1 137.2 15.4 14.0 28.8 25.6 23.8 20.1 23.2 7.7 57.2 16.7 20.3 33.9 17.0 25.6 72.4 42.2 35.9 49.2 64.7 40.7 38.3 80.4 113.9 119.0 179.4 92.3 119.6 116.0 70.5 17.5 16.5 53.7 61.1 Ancho de Cuenca [km] 5.2 60.6 2.9 8.4 20.9 4.6 132.4 30.8 4.6 5.8 9.4 3.6 5.7 3.8 1.8 8.2 33.0 3.3 4.7 2.3 3.7 23.0 5.0 50.0 0.7 11.7 30.0 1.5 37.1 13.6 8.4 9.2 7.6 Centroide - Zona 19S CN Este 563199 583386 569807 560392 589800 586419 580222 582387 562266 566017 577595 568444 580749 583974 548285 576800 562153 551234 531201 517845 518815 652763 599723 543253 614922 540540 488909 559308 497877 558306 551288 561300 588325 Norte 8121576 8131205 8128151 8135841 8143452 8149508 8148306 8163930 8157833 8167807 8179213 8179315 8192675 8178001 7805925 7817856 7858151 7825289 7844087 7859867 7875911 7869485 7922095 7897984 7958985 7945927 7951798 7981252 7984299 7836361 7853186 7920301 7930475 60 79.87 83.18 81.21 79.08 83.54 80.95 81.93 79.77 80.46 81.10 80.23 82.21 79.95 82.25 79.14 75.56 81.92 62.26 58.51 80.45 70.27 81.05 82.54 78.32 81.99 82.91 83.02 83.87 83.18 83.15 82.48 82.53 80.81 HMax [msnm] 4772 4685 4801 4503 4374 4264 4449 4020 4121 4151 4496 4377 5096 5712 5982 5000 5588 5863 5978 5229 5863 4851 3961 5824 4631 5337 6064 6529 6523 4310 4511 4780 4760 Hmin [msnm] 3990 3856 3903 3897 3845 3844 3836 3837 3815 3812 3851 3824 4025 3836 3624 3636 3626 3635 3643 3674 3673 3637 3627 3623 3643 3706 3781 3686 3796 3638 3595 3652 3637 Desnivel Altitudinal [m] 782 829 898 606 529 420 613 183 306 339 645 553 1071 1876 2358 1364 1962 2228 2335 1555 2190 1214 334 2201 988 1631 2283 2843 2727 672 916 1128 1123 Pendiente del Cauce [m/m] 0.05 0.06 0.03 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 0.01 0.02 0.03 0.02 0.06 0.07 0.03 0.03 0.05 0.05 0.04 0.04 0.06 0.02 0.00 0.02 0.01 0.02 0.02 0.02 0.04 0.04 0.06 0.02 0.02 Li [km] 237.96 161.17 992.32 193.35 1399.79 161.72 46.71 446.86 227.02 447.80 2904.80 3200.28 494.42 62.31 100.70 94289.77 21114.30 2632.91 875.65 9808.81 1906.23 3184.63 1188.41 5624.66 8704.78 3697.15 15017.13 12639.44 3884.57 583.44 109.83 1419.45 2009.16 E [km] 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Pendiente de Cuenca 0.15 0.01 0.59 0.05 0.14 0.09 0.00 0.09 0.04 0.23 0.76 1.32 0.26 0.03 0.04 13.55 0.89 0.81 0.14 5.17 0.68 0.09 0.10 0.05 3.32 0.17 0.21 3.71 0.07 0.12 0.04 0.14 0.22 Tc Rowe [hr] 1.71 1.50 3.35 3.40 3.30 2.96 3.02 1.34 11.21 2.59 2.54 4.87 1.70 2.21 6.71 4.44 3.20 4.38 5.91 4.04 3.31 9.77 24.02 12.22 26.72 10.23 12.11 10.75 6.15 2.11 1.74 6.30 7.33 Tc Kirpich [hr] 1.82 1.60 3.56 3.61 3.51 3.15 3.21 1.43 11.87 2.76 2.70 5.18 1.81 2.35 7.13 4.72 3.40 4.66 6.29 4.30 3.51 10.39 25.65 13.00 28.43 10.87 12.88 11.44 6.54 2.24 1.85 6.71 7.79 Tc Giandotti [hr] 2.63 5.97 3.34 4.92 6.79 4.19 12.94 6.74 10.75 4.38 4.22 5.04 2.48 2.24 3.98 4.67 5.41 3.31 4.32 3.17 2.80 10.50 18.24 12.98 12.52 8.35 10.96 5.30 7.43 4.24 2.96 6.30 6.62 Tc Chow [hr] 2.84 2.55 4.96 5.02 4.90 4.48 4.55 2.32 13.50 4.01 3.94 6.78 2.83 3.51 8.83 6.27 4.77 6.20 7.96 5.80 4.91 12.08 25.61 14.55 27.90 12.54 14.45 13.09 8.22 3.37 2.88 8.40 9.51 Tc SCS [hr] 3.17 10.47 2.53 8.86 4.11 4.97 57.70 2.29 16.48 2.62 1.73 1.86 2.62 9.48 22.22 0.85 2.39 5.63 18.31 1.15 4.07 15.10 17.35 30.36 4.48 11.25 12.48 2.81 13.66 3.48 5.98 8.06 7.69 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca N° 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 Cuenca POOPO Subcuenca Poopo_01326 Poopo_01324 Poopo_01332 Poopo_Salida Poopo_01333 Poopo_01334 Poopo_01336 Poopo_01337 Poopo_Quillacas Poopo_01353 Poopo_01354 Poopo_01343 Poopo_01338 Poopo_01356 Poopo_01358 Poopo_01345 Poopo_01347 Poopo_01361 Poopo_01362 Poopo_01346 Poopo_01365 Poopo_Chuquina Poopo_01344 Poopo_01364 Poopo_01366 Cuenca Caracollo Poopo_01369 Poopo_Central_2 Poopo_Central Cuenca Tacagua B Poopo_Tacagua Tacagua_Embalse Poopo_Azanaque_Norte Poopo_Azanaque Poopo_Condo Poopo_Yanuma Poopo_Huacani Poopo_surl Poopo_01337_0 Poopo_01334_0 Poopo_0000_Norte Poopo_01364_0 Poopo_bajo Poopobajito Lagonorte Área [Km2] 101.4 50.7 214.0 367.5 197.9 977.1 994.2 1449.2 371.5 309.2 8270.9 454.4 971.8 2912.8 299.2 553.0 510.0 484.6 565.8 3545.1 511.9 49.0 1815.2 859.2 2058.3 3501.2 582.8 208.1 1349.4 1468.3 151.1 40.6 45.2 279.3 35.0 813.8 80.8 155.8 4513.8 830.6 966.5 654.3 471.1 46.3 675.6 Perímetro Longitud de Cauce [km] Principal [km] 57.0 42.7 119.5 86.0 113.2 184.5 278.4 219.8 108.3 93.2 657.1 135.9 276.6 362.1 100.4 201.7 109.6 123.6 123.8 398.5 148.2 38.3 270.1 167.1 258.6 332.1 134.0 58.5 214.7 241.5 59.8 44.8 33.8 70.7 29.6 230.9 33.5 71.4 356.6 126.5 159.2 144.7 134.2 38.6 132.8 34.6 70.2 79.3 4.3 16.5 16.6 53.1 33.3 84.6 16.4 10.5 47.2 83.5 48.9 44.2 35.7 47.2 46.9 47.3 73.0 29.9 22.5 110.5 19.5 49.4 57.1 59.3 29.1 23.8 10.0 61.4 61.2 16.9 6.9 9.6 10.9 39.7 34.9 22.6 12.0 22.7 29.2 11.6 4.6 4.5 Ancho de Cuenca [km] 2.9 0.7 2.7 85.9 12.0 59.0 18.7 43.5 4.4 18.8 787.0 9.6 11.6 59.5 6.8 15.5 10.8 10.3 12.0 48.6 17.2 2.2 16.4 44.1 41.7 61.3 9.8 7.2 56.7 147.3 2.5 0.7 2.7 40.3 3.7 74.4 2.0 4.5 199.5 69.0 42.7 22.5 40.5 10.0 149.5 Centroide - Zona 19S CN Este 746275 746105 726509 701324 690589 666293 652283 665969 737776 706644 712403 671637 643195 726788 705721 649020 625576 673136 721263 623849 710759 657022 639508 671430 714077 694239 682207 722742 724881 722319 735416 753605 734160 733017 730042 743548 744310 735347 666270 692091 692309 685680 684585 724575 674075 Norte 7807494 7829066 7845886 7914580 7903538 7915961 7935986 7942409 7858713 7965242 7974554 7979619 7968177 7980126 8001046 7997625 8019717 8013013 8021333 8031533 8036884 8042430 8031263 8043203 8049866 8033508 8074541 7949552 7932646 7918875 7934419 7913921 7906771 7896190 7892170 7899197 7882154 7875668 7950757 7891433 7969364 8032095 7958463 7910302 7926409 61 83.49 67.56 83.48 82.24 82.07 82.89 83.84 83.11 82.11 80.50 80.18 83.50 82.20 80.49 83.06 83.60 81.13 80.34 83.89 83.34 78.61 83.28 82.64 83.39 77.57 81.42 82.80 83.27 80.25 81.58 82.57 77.69 78.49 82.99 81.39 80.93 83.57 80.38 83.47 83.60 82.02 80.44 80.86 80.64 84.00 HMax [msnm] 5426 5205 4858 4015 3990 4097 4088 3809 5191 4664 4663 4265 4719 4830 4826 4731 4706 4365 4783 4405 4672 4100 4296 4377 4673 4709 4716 4770 4503 3722 4793 5153 4976 4728 3931 5084 4908 4690 3804 4066 3718 4215 3711 3710 3714 Hmin [msnm] 3788 3680 3644 3668 3670 3666 3580 3673 3663 3653 3664 3647 3640 3671 3648 3679 3678 3573 3671 3695 3694 3689 3675 3686 3697 3664 3767 3670 3670 3667 3664 3730 3663 3675 3668 3909 3673 3666 3675 3673 3671 3677 3656 3664 3668 Desnivel Altitudinal [m] 1638 1525 1214 347 320 431 508 136 1528 1011 999 618 1079 1159 1178 1052 1028 792 1112 710 978 411 621 691 976 1045 949 1100 833 55 1129 1423 1313 1053 263 1175 1235 1024 129 393 47 538 55 46 46 Pendiente del Cauce [m/m] 0.05 0.02 0.02 0.08 0.02 0.03 0.01 0.00 0.02 0.06 0.10 0.01 0.01 0.02 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.03 0.02 0.01 0.04 0.02 0.02 0.02 0.04 0.04 0.01 0.02 0.02 0.08 0.15 0.03 0.11 0.03 0.03 0.01 0.03 0.00 0.02 0.00 0.01 0.01 Li [km] 764.25 14725.05 372.34 727.27 994.25 298.07 344.43 207.20 356.14 3059.64 4918.46 1658.30 5006.68 2688.98 1170.26 255.69 1389.85 3760.04 728.57 420.11 1460.21 114.07 1000.64 531.36 2067.70 3179.02 2505.23 87.86 652.32 162.65 49.83 5064.79 89.72 475.00 473.08 50.72 2295.22 815.31 3464.96 814.87 1652.23 292.16 589.12 1393.43 30.73 E [km] 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Pendiente de Cuenca 0.38 14.52 0.09 0.10 0.25 0.02 0.02 0.01 0.05 0.49 0.03 0.18 0.26 0.05 0.20 0.02 0.14 0.39 0.06 0.01 0.14 0.12 0.03 0.03 0.05 0.05 0.21 0.02 0.02 0.01 0.02 6.23 0.10 0.09 0.68 0.00 1.42 0.26 0.04 0.05 0.09 0.02 0.06 1.50 0.00 Tc Rowe [hr] 3.28 7.65 9.62 0.53 2.63 2.35 8.46 8.20 9.48 1.67 1.00 6.84 10.68 5.60 4.95 4.04 5.63 6.18 5.47 10.74 3.38 3.41 18.26 2.36 6.05 6.97 7.55 3.13 2.77 2.89 7.36 6.71 1.56 0.61 1.51 0.99 4.30 3.97 5.36 1.68 7.91 4.14 3.45 1.28 1.24 Tc Kirpich [hr] 3.49 8.14 10.23 0.57 2.79 2.50 8.99 8.70 10.07 1.78 1.07 7.28 11.37 5.96 5.26 4.29 5.99 6.57 5.82 11.44 3.59 3.62 19.44 2.51 6.43 7.41 8.03 3.33 2.95 3.07 7.82 7.14 1.66 0.65 1.60 1.05 4.57 4.22 5.70 1.79 8.37 4.40 3.68 1.36 1.32 Tc Giandotti [hr] 2.84 4.28 6.37 5.58 5.66 9.02 11.41 21.67 6.52 3.73 15.01 7.85 9.51 10.62 4.93 5.69 6.28 7.04 6.22 16.31 5.41 3.81 16.86 6.97 10.23 12.46 7.53 3.82 7.91 28.36 5.26 3.89 1.80 2.98 2.93 4.76 3.40 3.99 33.31 8.41 28.87 7.87 17.58 6.30 20.41 Tc Chow [hr] Tc SCS [hr] 4.88 3.39 9.86 1.54 11.93 13.73 1.08 1.30 4.05 2.41 3.69 9.54 10.71 22.03 10.43 24.20 11.78 20.37 2.79 1.80 1.82 5.19 8.99 6.25 13.02 8.67 7.61 14.11 6.86 5.81 5.79 13.99 7.64 7.82 8.25 4.73 7.46 10.40 13.08 49.45 5.00 5.73 5.03 4.36 20.34 32.69 3.71 7.51 8.11 14.91 9.13 15.63 9.76 7.08 4.70 12.57 4.24 11.04 4.39 11.02 9.54 26.47 8.84 1.58 2.64 4.38 1.20 2.01 2.56 0.97 1.80 16.16 6.10 1.95 5.72 4.53 7.33 7.58 2.80 4.03 10.10 5.33 5.91 13.43 5.09 3.80 2.23 0.37 2.17 8.43 Fuente: Elaboración propia Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 6. BASES DE DATOS CLIMATICAS TDPS (ORIGINALES, PROCESADAS Y ASOCIADAS A HRU) A partir del proceso y análisis de datos hidroclimáticos (Capítulo 4) y HRU’s (Capítulo 5), se ha obtenido la base de datos que se emplea en la modelación del Balance Hídrico del Sistema TDPS. Nótese que algunos de los datos procesados, si bien no se emplean para el cometido antes referido igual quedan como registros que podrían servir para la continuidad de los procesos que se están desarrollando en el TDPS. Las bases de datos construidas, quedan a disposición del lector en formato Hydraccess en el subanexo 4, según el detalle desarrollado a continuación. Igualmente el Anexo Metodológico N° 4 presenta los detalles de la construcción referida. La Figura 6.1 presenta una imagen del visor del Programa Hydraccess, detallando algunos de las características del mismo. Tabla 6.1 Relación registro de datos TDPS / base de datos Hydraccess Parámetro: Precipitación Base de datos Hydraccess Parámetro: Humedad Relativa Base de datos Hydraccess SENAMHI Originales BD_TDPS_Pluvio_SENAMHI.mdb SENAMHI TRMM BD_TDPS_Pluvio_TRMM.mdb ASD (Atmospheric Science Data) SENAMHI Rellenados BD_TDPS_Pluvio_SENAMHI.mdb SENAMHI Perú Nilo BD_TDPS_SENAMHI_Peru.mdb Insolación SENAMHI BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb SENAMHI Perú obtenidas a mano BD_TDPS_SENAMHI_Peru_web.mdb Insolación Potencial ASD BD_TDPS_ASD.mdb Base de datos [Base Final] BD_TDPS_Modelo_Final.mdb Insolación ASD BD_TDPS_ASD.mdb Artificiales (492) BD_TDPS_Pluvio_Artificiales.mdb Fracción de Insolación ASD BD_TDPS_ASD.mdb Artificiales (191) BD_TDPS_Pluvio_Artificiales_v2.mdb Insolación Neta ASD BD_TDPS_ASD.mdb BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb BD_TDPS_ASD.mdb Parámetro: Insolación Parámetro: Temperatura Parámetro: Radiación Solar SENAMHI Originales BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb Calculados con SENAMHI Reanálisis BD_TDPS_Temp_Reanalisis.mdb Radiación Solar Calculada ASD SENAMHI Rellenados BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb SENAMHI Perú obtenidas a mano BD_TDPS_SENAMHI_Peru_web.mdb SENAMHI Direccion y Velocidad BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb SENAMHI Perú Nilo BD_TDPS_SENAMHI_Peru.mdb Velocidad de Viento ASD BD_TDPS_ASD.mdb ASD (Atmospheric Science Data) BD_TDPS_ASD.mdb Base de datos [Base Final] BD_TDPS_Modelo_Final.mdb SENAMHI Evaporación de tanque BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb Artificiales (492) BD_TDPS_Meteo_Artificiales.mdb ETP Calculada BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb Artificiales (191) BD_TDPS_Meteo_Artificiales_v2.mdb Parámetro: Evapotranspiración SENAMHI Evaporación de tanque BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb ETP Calculada BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb ETP Calculada SENAMHI BD_TDPS_ASD.mdb BD_TDPS_Meteo_SENAMHI.mdb BD_TDPS_ASD.mdb Parámetro: Viento Parámetro: Evaporación y ETP Parámetro: Caudales, Base SENAMHI rellenada (2014) Caudales HIDRO_AEUA_MAURI_DESAG_TITICACA_2013.mdb Fuente: Elaboración propia 62 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 6.1 Ejemplo de visor de datos Hydraccess: Registro de Información de la bases de datos SENAMHI originales Código y Número de Estación EP: Estación Pluviométrica Resumen de Información Nombre de Estación y País al que pertenece Departamento y Municipio de referencia Cuenca Perteneciente Subcuenca Nivel 3 Subcuenca Nivel 5 (ID de Subcuenca) Administrador de los datos Estado actual de estación Ubicación espacial Estación real o artificial Inicio de registro de estación Calificación de la confiabilidad de estación (literal) Calificación de la confiabilidad de estación (descripción) Enlace a Inventario de Datos Fuente: Elaboración propia 63 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 7. ESTUDIO DE CAMBIO DE USO DE SUELO El análisis de cambio de suelo en el Sistema TDPS, determinó inicialmente una caracterización y cuantificación general del tipo de unidades de suelo predominantes en el área de estudio. Es así que se tiene a 2015 la identificación de la Unidad de suelo Pradera como predominante en la superficie del TDPS, cubriendo poco más de un 30% del territorio (Ver Tabla 7.1 y Figura 7.2), principalmente en la parte norte y central del Sistema. En importancia, le sigue la unidad identificada por ESA (2016) como suelo desnudo (27%), la cual está presente al sur del sistema, esencialmente al norte tanto del salar de Coipasa y como del Lago Poopo y es precisamente esta área la que cada vez va incrementando en valor, con una frontera que se expande cada vez más hacia el norte, aspecto que es visible en los mapas que muestran que las áreas de cambio principales de uso de suelo en el Sistema TDPS se dieron en las zonas referidas (Ver cambios de uso de suelo mapeados 1992-2000 y 1992-2015, Figura 7.2, a una razón de aproximadamente 62 km2/año (Ver Tabla 7.2). Mediante este análisis multitemporal de uso de suelo y en la tabla referida es posible observar que hubo un cambio de uso de suelo que ronda los 7000 km2 entre los años de 1992-2015, confirmando una tasa de cambio de uso de suelo general que ronda los 265 km2/año (ver Anexo metodológico 5 y subanexos del mismo número) a los 292 km2/año (Ver Tabla 7.2) La relación de cambio de uso de suelo por unidad y año a año, es resumida en la Tabla 7.3, análisis que es ampliado en el Anexo Metodológico N° 521. Nótese igualmente que la Figura 7.1 presenta la relación de este cambio en una gráfica apilada para visualizar de mejor manera estos cambios de superficie por unidad en el contexto total del Sistema. 21 Análisis de cambio de áreas de unidades de cobertura de suelo, absoluta, determinando tendencias en figuras por cobertura. 64 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 7.1 Relación de tipos de cobertura identificadas Tipología de Suelo Area [km2] Area [%] Pradera 45,989.40 31.848% Suelo desnudo Vegetación escasa (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<15%) Cuerpos de Agua 39,342.05 27.245% 27,106.76 18.772% 11,000.23 7.618% 8,987.52 6.224% 2,902.85 2.010% 2,646.99 1.833% 2,387.90 1.654% Tierras de cultivo, de secano 979.58 0.678% Cubierta herbácea 870.71 0.603% Matorrales Mosaico vegetación natural (árbol, arbusto, cubierta herbácea) (> 50%) / tierras de cultivo (<50%) Mosaico cubierta herbácea (> 50%) / árbol y arbusto (<50%) Cubierta herbácea escasa (<15%) Tipología de Suelo Mosaico de tierras de cultivo (> 50%) / vegetación natural (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<50%) Hielo y nieve permanente Árbol de mosaico y arbusto (> 50%) / cobertura herbácea (<50%) Áreas urbanas Arbusto o cobertura herbácea, inundado, fresco / salino / agua salobre Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja perenne, (> 15%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, cerrada (> 40%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, abierta (15-40%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, (> 15%) TOTAL [km2] Area [km2] Area [%] 597.00 0.413% 506.25 0.351% 388.22 0.269% 368.24 0.255% 269.08 0.186% 51.62 0.036% 4.63 0.003% 3.24 0.002% 0.37 0.0003% 144,402.62 Fuente elaboración propia a partir de producto Landcover, proyecto Climate Change Iniciative, (esa 2016) 65 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 7.2 Cambio de uso de suelo identificados (1992 a 2010 y 1992 a 2015) Unidad (Cod. Original) 130 200 150 110 40 153 190 210 11 30 100 120 180 10 50 60 62 61 Denominación de la Cobertura Cambio a 2010 Cambio a 2015 [km2] Pradera Suelo desnudo Vegetación escasa (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<15%) Mosaico cubierta herbácea (> 50%) / árbol y arbusto (<50%) Mosaico vegetación natural (árbol, arbusto, cubierta herbácea) (> 50%) / tierras de cultivo (<50%) Cubierta herbácea escasa (<15%) Áreas urbanas Cuerpos de Agua Cubierta herbácea Mosaico de tierras de cultivo (> 50%) / vegetación natural (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<50%) Árbol de mosaico y arbusto (> 50%) / cobertura herbácea (<50%) Matorrales Arbusto o cobertura herbácea, inundado, fresco / salino / agua salobre Tierras de cultivo, de secano Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja perenne, (> 15%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, (> 15%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, abierta (15-40%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, cerrada (> 40%) Totales 616.1 1337.2 228.3 229.7 105.9 13.7 38.6 55.2 45.2 72.7 30.3 6.8 0.4 3.5 0.2 0.0 0.0 0.0 2783.9 [km2] 2485.0 1487.2 1471.0 437.9 427.2 149.4 125.3 118.3 111.7 85.3 45.6 33.5 15.4 10.4 2.8 0.4 0.3 0.1 7006.6 Tasa anual (92-15) [km2/año] 103.54 61.96 61.29 18.24 17.80 6.22 5.22 4.93 4.66 3.55 1.90 1.40 0.640 0.432 0.116 0.015 0.012 0.004 291.9 Fuente elaboración propia a partir de producto Landcover, proyecto Climate Change Iniciative, (esa 2016) 66 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 7.1 Evaluación de Cambio de Uso de Suelo Anual Cuerpos de Agua 1500.00 Suelo desnudo Áreas urbanas 1000.00 Arbusto o cobertura herbácea, inundado, fresco / salino / agua salobre Cobertura arbócea, inundada, pantano o agua estancada Cubierta herbácea escasa (<15%) Vegetación escasa (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<15%) Pradera Matorrales 0.00 Mosaico cubierta herbácea (> 50%) / árbol y arbusto (<50%) -500.00 -1000.00 Año 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1993 -1500.00 1992 Cambio Anual en [km2] 500.00 Árbol de mosaico y arbusto (> 50%) / cobertura herbácea (<50%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, abierta (15-40%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, cerrada (> 40%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja estacionaria, (> 15%) Cubierta de árbol, hoja ancha, árbol de hoja perenne, (> 15%) Mosaico vegetación natural (árbol, arbusto, cubierta herbácea) (> 50%) / tierras de cultivo (<50%) Mosaico de tierras de cultivo (> 50%) / vegetación natural (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<50%) Cubierta herbácea Tierras de cultivo, de secano Fuente elaboración propia a partir de producto Landcover, proyecto Climate Change Iniciative, (esa 2016) 67 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 7.3 Relación de variación de cobertura por unidad, año a año (1992 – 2015) Mosaico de Mosaico tierras de vegetación Cubierta de cultivo (> 50%) / natural (árbol, árbol, hoja vegetación arbusto, ancha, árbol natural (árbol, cubierta de hoja arbusto, herbácea) (> perenne, (> cobertura 50%) / tierras 15%) herbácea) de cultivo (<50%) (<50%) Cubierta de Cubierta de Cubierta de árbol, hoja árbol, hoja árbol, hoja ancha, árbol ancha, árbol ancha, árbol de hoja de hoja de hoja estacionaria, estacionaria, estacionaria, cerrada (> abierta (15(> 15%) 40%) 40%) Árbol de mosaico y arbusto (> 50%) / cobertura herbácea (<50%) Mosaico cubierta herbácea (> Matorrales 50%) / árbol y arbusto (<50%) Pradera Vegetación escasa (árbol, arbusto, cobertura herbácea) (<15%) Cubierta herbácea escasa (<15%) Cobertura arbócea, inundada, pantano o agua estancada Arbusto o cobertura herbácea, inundado, fresco / salino / agua salobre Áreas urbanas Suelo desnudo Cuerpos de Agua Hielo y nieve permanente Año Tierras de cultivo, de secano Cubierta herbácea 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 976.25 976.16 975.97 975.88 975.69 975.79 976.16 976.62 977.54 979.02 978.10 977.82 976.53 976.34 976.62 976.53 976.71 976.99 978.10 977.91 978.01 978.01 979.58 979.58 767.38 767.11 766.92 766.46 772.84 774.51 786.44 795.13 810.58 815.95 818.07 819.55 824.64 827.23 827.51 829.45 832.41 834.08 842.31 847.95 862.75 859.14 870.71 870.71 713.36 713.36 713.36 691.99 692.92 697.73 714.10 720.21 737.88 658.05 635.20 628.54 623.27 607.54 606.62 599.40 601.81 597.27 598.20 598.20 598.94 596.90 597.00 597.00 2515.73 2515.45 2515.18 2517.03 2532.94 2553.56 2562.54 2584.64 2616.93 2621.74 2633.58 2649.67 2644.12 2652.26 2668.82 2669.74 2770.66 2778.43 2810.25 2827.92 2897.20 2892.02 2903.03 2902.85 49.21 49.21 49.21 49.21 49.21 49.21 49.21 49.03 49.21 49.49 49.58 50.14 50.69 50.78 50.78 50.78 50.78 50.88 50.88 50.88 50.88 50.88 51.62 51.62 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.28 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.63 4.63 4.63 4.63 4.63 4.63 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 3.24 3.24 3.24 363.43 363.43 363.43 363.43 363.16 363.16 362.51 384.34 387.11 391.09 389.24 389.06 390.17 390.35 390.35 389.33 388.59 388.96 388.96 388.87 388.96 389.70 388.22 388.22 2301.13 2301.13 2301.13 2278.93 2278.56 2283.09 2284.30 2431.37 2504.63 2572.25 2620.07 2649.76 2673.26 2680.84 2685.56 2696.20 2703.60 2697.03 2692.41 2670.58 2664.19 2652.35 2646.99 2646.99 9016.56 9016.47 9016.38 9016.28 9015.36 9015.36 9015.54 8997.32 8997.97 8979.84 8977.34 8976.60 8972.81 8975.31 8976.51 8978.45 8981.04 8984.09 8986.13 8988.07 8988.90 8992.88 8987.79 8987.52 44475.36 44474.25 44473.04 44488.12 44456.39 44470.73 44462.41 44659.06 44731.49 44921.39 45060.33 45189.46 45343.47 45412.66 45445.78 45522.46 45514.14 45498.78 45707.18 45756.95 45707.83 45718.01 45992.64 45989.40 29569.76 29569.02 29567.64 29336.85 29353.31 29273.21 29225.57 27992.63 27730.21 27501.83 27312.75 27138.39 27037.94 27000.66 26996.96 27004.82 26991.50 27076.23 27004.27 27224.23 27301.75 27319.60 27109.90 27106.76 2390.12 2390.12 2390.12 2380.96 2383.92 2387.34 2387.99 2379.20 2379.11 2383.73 2387.90 2387.34 2384.94 2385.68 2392.24 2404.08 2399.74 2403.34 2406.67 2433.78 2430.54 2429.71 2388.45 2387.90 1.39 1.39 1.39 1.39 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 265.75 265.75 265.75 265.75 265.75 265.75 265.94 262.42 262.15 257.61 256.50 255.58 255.49 257.15 258.08 259.28 259.19 266.49 266.96 267.05 267.05 269.64 269.08 269.08 242.91 247.35 251.79 256.60 260.48 264.46 269.36 274.91 281.48 285.09 286.94 288.05 289.16 293.87 295.91 300.72 303.31 318.11 322.36 328.38 333.74 343.82 356.50 368.24 39326.05 39324.20 39323.09 39583.85 39567.29 39588.29 39594.21 40415.61 40453.35 40469.54 40465.28 40464.64 40397.02 40358.81 40299.98 40195.00 40105.27 40020.45 39838.32 39532.79 39421.23 39406.25 39346.40 39342.05 10914.48 10914.48 10914.48 10916.15 10921.05 10926.69 10932.61 10966.38 10969.24 11002.27 11017.99 11024.28 11025.30 11019.29 11017.07 11012.53 11010.04 10997.46 10995.42 10994.87 10996.44 10989.22 11000.23 11000.23 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 506.25 Máximo Mínimo 979.58 975.69 870.71 766.46 737.88 596.90 2903.03 2515.18 51.62 49.03 0.37 0.00 4.63 4.53 3.24 2.96 391.09 362.51 2703.60 2278.56 9016.56 8972.81 45992.64 44456.39 29569.76 26991.50 2433.78 2379.11 1.39 0.00 269.64 255.49 368.24 242.91 40469.54 39323.09 11025.30 10914.48 506.25 506.25 TREND 0.12 4.80 -6.65 18.75 0.12 0.02 0.00 0.01 1.34 21.19 -1.58 76.15 -125.36 1.33 -0.05 0.10 4.79 0.54 4.37 0.00 Fuente elaboración propia a partir de producto Landcover, proyecto Climate Change Iniciative, (esa 2016) 68 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 7.2 Mapa de Cambio de Cobertura de Suelo 69 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 8. DEMANDA DE AGUA 8.1 Población y áreas de riego estimadas Se ha estimado22 a lo largo del Sistema TDPS una población demandante de agua para consumo humano de aproximadamente 2.3 millones de personas, las cuales se hallan repartidas en un 37% en territorio boliviano y un 63% en territorio peruano. Es preciso hacer notar que para los fines de este balance, se ha considerado solamente los consumos humano y de riesgo, siendo que estos son los principales y prioritarios según la legislación nacional (en ese orden) y que ellos en sinópticamente comprenden entre el 84 al 96% del consumo medio tipo (UNESCO 2006; UNDP 2015) . Tabla 8.1 Estimación de población demandante de agua para consumo humano País Peru Bolivia Familias Habitantes 285,830.00 1,429,153.00 171,285.00 856,425.00 457,115.00 2,285,578.00 [%] 62.5% 37.5% Fuente: Estimación propia en base a datos inventarios de sistemas de agua potable (Bolivia) y registro nacional peruano población (Perú), Ver Anexo Metodológico y subanexo 6 Igualmente en el caso de las áreas de cultivos y más precisamente en las que son sujeto de riego (área invierno), se estimó un aproximado de 23,000 ha regadas, de las cuales un 32% de ellas fueron calculadas en territorio nacional y un 68% en territorio peruano. Tabla 8.2 Estimación de áreas de cultivo Aspecto Riego Invierno (Sistemas de Riego) Pais Perú Bolivia Area regada [%] 15,609.12 67.9% 7,384.16 32.1% 22,993.28 100.0% Area regada [ha] Fuente: Estimación propia en base a datos inventarios de sistemas (Bolivia) y registro nacional peruano población (Perú), Ver Anexo Metodológico y subanexo 6 8.2 Demanda estimada La demanda estimada es de alrededor de 76.6 hm3/año, donde la demanda de agua para consumo humano (a lo largo del año), es equivalente a la de riego a secano (meses de mayo a noviembre), teniendo un sesgo de mayor requerimiento en el Perú (73%), respecto al de Bolivia (27%), aspecto que se explica tanto en una mayor densidad poblacional y mayor aprovechamiento de las tierras en el territorio que les corresponde del Sistema TDPS. (Ver tablas y figuras siguientes)23. 22 La estimación de la demanda para los consumos nacionales fueron extraídos de registros de inventarios de agua potable revisados Y en el caso Peruano ha sido obtenido como un valor de población por región, la cual fue repartida entre las poblaciones en función al tamaño identificado en los datos de coberturas urbanas del proyecto Climate Chance Iniciative ESA (2016) 23 Si bien el porcentaje de territorio peruano en soberanía del Sistema TDPS, es menor que el boliviano (~34% respecto a un ~61%), se observa una mejor ocupación del territorio y aprovechamiento de sus recursos, aspecto que sin embargo también da un desbalance en el los requerimientos del sistema en estudio. 70 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 8.3 Estimación de demandas globales Sistema TDPS [m3] Origen Demanda Pais Agua Consumo Humano Perú Bolivia Riego Perú Bolivia ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOTAL 2,215,187.15 2,000,814.20 2,215,187.15 2,143,729.50 2,215,187.15 2,143,729.50 2,215,187.15 2,215,187.15 2,143,729.50 2,215,187.15 2,143,729.50 2,215,187.15 26,082,042.25 1,061,967.00 959,196.00 1,061,967.00 1,027,710.00 1,061,967.00 1,027,710.00 1,061,967.00 1,061,967.00 1,027,710.00 1,061,967.00 1,027,710.00 1,061,967.00 12,503,805.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4,354,944.81 4,214,462.72 4,354,944.81 4,354,944.81 4,214,462.72 4,354,944.81 4,214,462.72 0.00 1,153,701.53 1,116,485.35 1,153,701.53 1,153,701.53 1,116,485.35 1,153,701.53 1,116,485.35 0.00 30,063,167.43 0.00 7,964,262.20 76,613,276.88 Fuente: Estimación propia en base a datos inventarios de sistemas de agua potable (Bolivia) y registro nacional peruano población (Perú), Ver Anexo Metodológico y subanexo 6 Tabla 8.4 Estimación de demandas globales Sistema TDPS [%] Origen Demanda Pais ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOTAL Agua Consumo Humano Perú Bolivia 2.9% 1.4% 2.6% 1.3% 2.9% 1.4% 2.8% 1.3% 2.9% 1.4% 2.8% 1.3% 2.9% 1.4% 2.9% 1.4% 2.8% 1.3% 2.9% 1.4% 2.8% 1.3% 2.9% 1.4% 34.0% 16.3% Riego Perú Bolivia 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 5.7% 1.5% 5.5% 1.5% 5.7% 1.5% 5.7% 1.5% 5.5% 1.5% 5.7% 1.5% 5.5% 1.5% 0.0% 0.0% 39.2% 10.4% 100.0% Fuente: Estimación propia en base a datos inventarios de sistemas de agua potable (Bolivia) y registro nacional peruano población (Perú), Ver Anexo Metodológico y subanexo 6 71 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 8.1 Sistema TDPS, Centros poblados Fuente: Elaboración propia basada en datos INEI, INE, imágenes ESA (2016) 72 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 8.2 Sistema TDPS, Ubicación de sitios de demandas, pozos y presas Fuente: Elaboración propia 73 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 9. GENERACIÓN Y ANÁLISIS DE ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO PARA EL SISTEMA TDPS Y ANÁLISIS 9.1 Análisis de Cambio Climático Registro modelación fuente procesado En 2014 el Programa Piloto de Resiliencia Climática (PPCR), en el marco de su estrategia de análisis y propuesta de medidas de Adaptación al Cambio Climático del Ministerio de Medio Ambiente y Agua concluyó, con la colaboración de las Universidades de Nebraska y Utah, la modelación de escenarios de Cambio Climático para el país, mismo que fue realizado a tres niveles de grilla (36, 12 y 4 km), observando el ajuste y ejecución de tres modelos climáticos CCSM 424, MIROC25 y MPI26 para tres escenarios (rcp 2.6, 4.5 y 8.5). En base a la modelación referida y para los fines del Balance TDPS, se ha realizado el proceso de dichos modelos para los parámetros de Precipitación y Temperatura media (a 2 metros de la superficie) a una escala de grilla de 12 x 12 km. El proceso de datos y mapas (vector y raster), fue realizado para el valor diferencial del parámetro analizado entre el periodo base (2000 – 2010) con la modelación futura a los años 2060. Las figuras resultantes del proceso de la modelación referida, son presentadas en el subanexo 7, carpeta 01_Modelación Escenarios CC. Resultados Los resultados de modelación de cambio en la precipitación, no muestran convergencia, no sólo en magnitud del cambio sino en su tendencia al incremento o al decremento. La Tabla 9.1, presenta un resumen del proceso de la modelación referida, en la cual, se vislumbra la posibilidad de cambio en un rango amplio desde los -320 mm/año hasta un incremento de +240 mm/año. Nótese que ambos extremos determinarían futuros alternos muy diferentes en cuanto a un potencial de abundancia de agua, hasta una escasez extrema del mismo. En el caso de la temperatura la Tabla 9.2, que resume la modelación del potencial cambio en la temperatura hacia 2060, presenta la variación de valores posibles de este parámetro discriminado en rangos, por modelo y zonas del TPDS (Grilla de 2°). Todos los modelos y escenarios coinciden en que habrá un incremento de temperatura el cual podría darse en un rango amplio desde los 0.3°C hasta los 4.4°C en la zona de análisis. 24 El CCSM (Community Climate System Model) es un Modelo Climático Global desarrollado por la University Corporation for Atmospheric Research (UCAR). Este modelo se compone a su vez por 4 submodelos acoplados para la simulación terrestre ya sea a nivel global, regional o local. (Modelos de atmósfera, océano, superficie y mar-hielo). 25 Modelo Japonés MIROC 3.2 (hires) de alta resolución que integra superficie y océano de forma simultánea, desarrollado por el Center for Climate System Research, National Institute for Environmental Studies, and Frontier Research Center for Global Change. 26 Modelo Alemán creado por el Max Planck Institute for Meteorology, que para fines de modelación global considera tres tipos de fases atmosférica, superficie y océano en fases separadas y cupladas para crear ensambles de salidas independientes o complejas. 74 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 9.1 Resumen de Rangos de Cambio de Precipitación modelados (2060) Límites Zona TDPS referenciales Latitud Modelación CC para PTotal [mm], CCSM4 rpc 2.6 rpc 4.5 Norte Centro Sur 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S -80 a +200 -240 a +40 -80 a +200 -40 a +260 -160 a +200 -160 a +160 0 a +120 -120 a +40 -40 a +120 Rangos TPDS -80 a +260 -240 a +200 -160 a +200 Límites Zona TDPS referenciales Latitud Modelación CC para PTotal [mm], MIROC rpc 2.6 rpc 4.5 rpc 8.5 Norte Centro Sur 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S -280 a +40 -320 a -40 -120 a -40 -120 a +40 -200 a +40 -80 a -40 -160 a -40 -120 a 0 -120 a 0 Rangos TPDS -320 a +40 -200 a +40 -160 a -0 Límites Zona TDPS referenciales Latitud Modelación CC para PTotal [mm], MPI rpc 2.6 rpc 4.5 Rangos rpc 8.5 -240 a +200 -160 a +260 -120 a +120 Rangos -280 a +40 -320 a -40 -120 a -0 Rangos rpc 8.5 Norte Centro Sur 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S -120 a +160 -80 a 0 -80 a 0 -240 a 0 -200 a +240 -120 a +40 -80 a +80 -80 a +40 -80 a 0 Rangos TPDS -120 a +160 -240 a +40 -200 a +240 -200 a +240 -120 a +80 -80 a +40 Resumen por Modelo y Zona P[mm] Zona TDPS Norte Centro Sur Límites referenciales 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S CCSMP4 MIROC -240 a +200 -160 a +260 -120 a +120 -280 a +40 -200 a +240 -320 a -40 -120 a +80 -120 a -0 -80 a +40 MPI Resumen por Modelo y escenario P[mm] Escenario rpc 2.6 rpc 4.5 rpc 8.5 CCSMP4 MIROC -80 a +260 -240 a +200 -160 a +200 -320 a +40 -120 a +160 -200 a +40 -240 a +40 -160 a -0 -200 a +240 MPI Fuente: Elaboración propia a partir de PPCR (2014) 75 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 9.2 Resumen de Rangos de Cambio de Temperatura modelados (2060) Límites Zona TDPS referenciales Latitud Modelación CC para TMedio [°C], CCSM4 rpc 2.6 rpc 4.5 Norte Centro Sur 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S +0.3 a +1.0 +0.4 a +1.0 +0.4 a +0.6 +0.9 a +2.2 +1.1 a +2.0 +1.1 a +1.7 +1.8 a +3.9 +1.8 a +3.2 +1.9 a +2.7 Rangos TPDS +0.3 a +1.0 +0.9 a +2.2 +1.8 a +3.9 Límites Zona TDPS referenciales Latitud Modelación CC para TMedio [°C], MIROC rpc 2.6 rpc 4.5 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S +0.6 a +1.8 +1.1 a +1.9 +1.4 a +1.7 +0.9 a +2.1 +1.2 a +2.4 +1.2 a +2.2 +1.9 a +3.0 +2.2 a +3.1 +2.3 a +3.3 Rangos TPDS +0.6 a +1.9 +0.9 a +2.4 +1.9 a +3.3 Modelación CC para TMedio [°C], MPI rpc 2.6 rpc 4.5 +0.3 a +3.9 +0.4 a +3.2 +0.4 a +2.7 Rangos rpc 8.5 Norte Centro Sur Límites Zona TDPS referenciales Latitud Rangos rpc 8.5 +0.6 a +3.0 +1.1 a +3.1 +1.2 a +3.3 Rangos rpc 8.5 Norte Centro Sur 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S +0.4 a +0.8 +0.4 a +0.8 +0.4 a +1.0 +1.2 a +2.5 +1.1 a +2.3 +1.2 a +1.8 +2.6 a +4.4 +2.6 a +4.4 +2.8 a +3.6 Rangos TPDS +0.4 a +1.0 +1.1 a +2.5 +2.6 a +4.4 +0.4 a +4.4 +0.4 a +4.4 +0.4 a +3.6 Resumen por Modelo y Zona T[°C] Zona TDPS Norte Centro Sur Límites referenciales 14°S - 16°S 16°S - 18°S 18°S - 20°S CCSMP4 MIROC +0.3 a +3.9 +0.4 a +3.2 +0.4 a +2.7 +0.6 a +3.0 +1.1 a +3.1 +1.2 a +3.3 MPI +0.4 a +4.4 +0.4 a +4.4 +0.4 a +3.6 Resumen por Modelo y escenario T[°C] Escenario rpc 2.6 rpc 4.5 rpc 8.5 CCSMP4 +0.3 a +1.0 +0.9 a +2.2 +1.8 a +3.9 MIROC +0.6 a +1.9 +0.9 a +2.4 +1.9 a +3.3 MPI +0.4 a +1.0 +1.1 a +2.5 +2.6 a +4.4 Fuente: Elaboración propia a partir de PPCR (2014) 76 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 9.2 Influencia años Niño y Niña Se han tipificado (ver anexo metodológico N°7), dos tipos de años Niño y Niña que se reproducen en el análisis de escenarios de modelación de balance. Dicha tipología representan la caracterización de la ocurrencia de un año Niño o Niña con características similares a las tipificadas. La tipología de año estudiada determinada que para un año Niño (tomando como referencia al año 1998), se observaría que casi un 86% de las estaciones reflejaría una situación de sequedad (D. Prob. entre 0.1 y 0.4) y casi un 5% reflejaría exceso de precipitación (D. Prob. ~ 0.9)27. Igualmente para un año Niña (Ver 1975 se podría observar que casi un 79% de las estaciones tendría valores sobre la media de precipitación hacia valores de humedad). Estas tipologías son las asumidas para fines de modelación y son presentadas en las siguientes figuras. Figura 9.1 Tipología de Año Niño I Frecuencia masa de datos del año analizado 50.0% 45.2% 45.0% 1983, Niño 40.0% 35.0% 28.6% 30.0% 25.0% 20.0% 11.9% 15.0% 10.0% 4.8% 5.0% 2.4% 2.4% 2.4% 2.4% 0.0% 0.0% 0.0% 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Distribución de probabilidad acumulada 0.9 1 Abscisas: Se ha asumido los valores de la función distribución normal acumulada de F(x): 0.1, 0.25, 0.50, 0.75 y 0.90, para tipificar a años secos, semisecos, medios, semihúmedos y húmedos; Ordenadas: Frecuencia porcentual de datos que respondes a los rangos de F(x). Fuente: Elaboración propia Figura 9.2 Tipología de Año Niño II Frecuencia masa de datos del año analizado 30.0% 26.2% 1998, Niño 23.8% 25.0% 19.0% 20.0% 16.7% 15.0% 10.0% 7.1% 4.8% 5.0% 2.4% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Distribución de probabilidad acumulada 0.9 1 Fuente: Elaboración propia 27 Para definir Variabilidad climática, se ha asumido los valores de la función distribución normal acumulada de 0.1, 0.25, 0.50, 0.75 y 0.90, para tipificar a años secos, semisecos, medios, semihúmedos y húmedos. 77 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 9.3 Tipología de Año Niña I 23.8% Frecuencia masa de datos del año analizado 25.0% 1975, Niña 19.0% 20.0% 15.0% 11.9% 9.5% 10.0% 5.0% 7.1% 7.1% 7.1% 7.1% 4.8% 2.4% 0.0% 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Distribución de probabilidad acumulada Fuente: Elaboración propia Figura 9.4 Tipología de Año Niña II 23.8% Frecuencia masa de datos del año analizado 25.0% 1996, Niña 19.0% 20.0% 16.7% 15.0% 11.9% 9.5% 10.0% 7.1% 4.8% 5.0% 4.8% 2.4% 0.0% 0.0% 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Distribución de probabilidad acumulada 1 Fuente: Elaboración propia Observando los resultados del estudio previo, para fines de consideración de los años con afectación de eventos ENSO, en el análisis de contexto de escenarios de afectación climática del balance hídrico (Ver subtítulo 0), se asumirá los años Niño fuertes como años de tipología seca (ver Figura 9.1, Figura 9.2) y los de Niña fuerte como de tipificación de medio a semihúmedo. (Figura 9.3y Figura 9.4). 78 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 10. METODOLOGÍA, MODELO CONCEPTUAL PARA EL ESTUDIO Y CALIBRACIÓN 10.1 Modelo conceptual que incluye la influencia del Lago Titicaca Se ha definido el empleo de un modelo que integre, tanto la generación hidrológica de caudales a través de un modelo de baldes (Ver siguiente inciso), como la influencia de las extracciones al sistema, ya sea éstas de origen agrícola (consuntivo, ETP) o humano (Demanda de agua potable). Los puntos de control establecidos para la calibración del sistema, son las posiciones de las estaciones hidrométricas, las cuales coinciden con los cierres de las HRU’s que les corresponden. A este control y a la vez referencia de calibración se le debe añadir el rol de los lagos y salares del Sistema, los cuales, principalmente el Lago Titicaca, actúan como integradores de la oferta hídrica natural y de la demanda del sistema (agrícola y humana). La calibración del balance en la variación interanual y mensual de los volúmenes del lago y en los puntos de aforo hidrométricos, tanto de ingreso al lago, como de salida de éste, determinan la capacidad del modelo a reproducir el comportamiento histórico, para de esta manera proyectar el mismo con escenarios exploratorios de interés para planificación en mediano y largo plazo. Nótese que la integración de balance que se hace en el Lago Titicaca, refiere a la reproducción de la variación de sus volúmenes, aspecto que determina la necesidad de la identificación de estos en un registro histórico continuo que sirva para los fines de ajuste del modelo. Este aspecto es comentado con mayor detalle en el inciso 10.3, de este documento. Igualmente se observa la necesidad de una calibración multiposición y simultánea28 que se da en los puntos de ingreso monitoreados del lago, el balance de volúmenes del lago mismo, los caudales de salida de éste, no solo en las proximidades aguas abajo del Titicaca, sino más al sur en distintos puntos del río Desaguadero, antes y después del ingreso del Mauri (tributario que también es sujeto de análisis para fines de calibración), y previo al ingreso de aguas al Lago Poopo. En este último lago, igualmente se realiza una determinación de volúmenes y su variación interanual histórica en función a la reconstrucción de sus curvas altura – área – volumen, aplicadas a niveles también reconstruidos en estudios previos llevados para el Lago (Pillco, años de los estudios) (ver inciso 10.3). La figura siguiente, ilustra lo que se describe en los anteriores párrafos, presentando a la izquierda la esquemática real del Sistema con sus puntos de control principales (empleados para la calibración, ver proceso de calibración presentado en el subtítulo final de este capítulo 10.4) .La figura derecha presenta el modelo conceptual de trabajo que sirve tanto para la calibración como modelación del sistema, representando los puntos de control (estaciones hidrométricas), los integradores de balance (Lagos), la generación de otros caudales de ingreso (hidrología) y de demanda natural del sistema (ETP, Evaporación) y externa o de terceros (Demanda humana y agrícola). 28 Calibración simultánea con varios puntos referenciales 79 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 10.1 Esquemática real y conceptual de modelación de balance ESQUEMATICA CONCEPTUAL PARA MODELACIÓN ESQUEMATICA REAL Y DATOS Puente Ayaviri Puente Carretera Azangaro RIO MAURI DEMANDAS Achacachi Tambillo Calacoto Desaguadero Integrador de Balance de volúmenes Caudales generados Aguallamaya Calacoto Mauri n ció ora CALIBRACIÓN INGRESOS Escoma LAGO TITICACA Estaciones Mauri p Eva Caudales generados Puente Maravillas Puente Carretera Ilave Caudales ingreso Conocidos DEMANDAS Evaporación CALIBRACIÓN BALANCE LAGO VOLUMENES CALIBRACIÓN CAUDALES SALIDA Caudales Estaciones aguas abajo Titicaca Conocidos Calacoto Mauri ETP Caudales generados CALIBRACIÓN CAUDALES APORTE MAURI RIO DESAGUADERO Ulloma Chuquiña LAGO POOPO DEMANDAS Caudales Estaciones aguas abajo ingreso Mauri Conocidos CALIBRACIÓN CAUDALES DESAGUADERO LAGO POOPO Datos escazos CONTROL APROXIMADO COMPORTAMIENTO POOPO Eva po rac ión Fuente: Elaboración propia 80 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 10.2 Modelo Hidrológico El presente estudio requiere un modelo que pueda integrar la hidrología, la demanda de agua y la dinámica de los cuerpos de agua; este último dada la presencia de los Lagos Poopó y Titicaca. Un modelo adecuado en este caso es el WEAP (Yates, Sieber, Purkey, & Huber-Lee, 2005), el cual tiene un modelo hidrológico llamado “Soil Moisture-SM” que pue ser aplicado a diferentes pasos de tiempo (diario, semanal, mensual, y trimestral), un componente de demanda de agua que puede ser modelada a distintos niveles en este caso agregada a nivel de unidad hidrográfica, y en el caso de cuerpos de agua puede ser modelada con el componente de reservorios. De esta manera este modelo puede integrar todos los componentes considerados en el presente estudio. En el caso específico del modelo hidrológico SM, es un modelo unidimensional que consiste en la noción de transferencia de agua entre dos tanques, los cuales representan la dinámica entre la precipitación, evapotranspiración, escurrimiento superficial, sub superficial, percolación, y flujo base. El modelo es de tipo semi-distribuido, lo cual permite dividir una unidad hidrográfica en varios elementos N de acuerdo a una característica específica. El modelo realiza un balance en cada sub elemento j de N definido en la ecuación siguiente. Ecuación 10.1 𝑅𝑑𝑗 𝑑𝑧1,𝑗 5 ∙ 𝑧1,𝑗 − 2 ∙ 𝑧1,𝑗 2 = 𝑃𝑒(𝑡) − 𝑃𝐸𝑇(𝑡) ∙ 𝑘𝑐,𝑗 (𝑡) ∙ ( ) − 𝑃𝑒(𝑡) ∙ 𝑧1,𝑗 𝑅𝑅𝐹𝑗 − 𝑓𝑗 ∙ 𝑘𝑠,𝑗 ∙ 𝑧1,𝑗 2 − (1 − 𝑓𝑗 ) ∙ 𝑘𝑠,𝑗 ∙ 𝑧1,𝑗 2 𝑑𝑡 3 Donde 𝑧1,𝑗 es el almacenamiento relativo dado como fracción del almacenamiento total en la zona de raíz, 𝑅𝑑𝑗 (mm), de la fracción de cobertura de suelo en j. La precipitación efectiva 𝑃𝑒(𝑡), incluye derretimiento desde un stock de nieve en la sub cuenca. PET es la evapotranspiración potencial calculada en base a la metodología descrita en “Handbook of Hydrology” (Maidment, 1992), en su sección 4.2.5 y la correspondiente ecuación 4.2.31. En esta ecuación se tiene versión modificada del método de PenmanMonteith para un cultivo o planta de altura 0.12 m, con una resistencia superficial de 69 s/m. Figura 10.2 Esquema conceptual del modelo SM Fuente: (Yates et al., 2005) Algunas modificaciones para el cálculo PET son que el albedo varía en un rango de 0.15 a 0.25 como función de la cobertura de nieve, y el término para el flujo de calor en suelo “G” es ignorado en el cálculo. El 𝑘𝑐,𝑗 es el coeficiente de cultivo para cada fracción de cobertura de suelo en el subelemento j, sin embargo este parámetro debe considerarse como un factor de corrección de la evapotranspiración de referencia y no así con el concepto original de coeficiente de cultivo. El 𝑅𝑅𝐹𝑗 es el factor de resistencia de escurrimiento para cada fracción de cobertura, para valores altos de este parámetro se tiene menor escurrimiento superficial. 81 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca En la Ecuación 10.1, el cuarto término y el quinto corresponden al inter flujo y percolación respectivamente, donde 𝑘𝑠,𝑗 es una estimación de la conductividad en la zona de raíces saturada (mm/paso de tiempo) y 𝑓𝑗 es un coeficiente de partición o división relacionado al suelo, tipo de cobertura, y la topografía que fraccionan el agua en dos componentes, vertical y horizontal. Entonces el escurrimiento superficial y de inter flujo 𝑅𝑇 están expresados como: Ecuación 10.2 𝑁 𝑅𝑇(𝑡) = ∑ 𝑗=1 𝐴𝑗 (𝑃𝑒(𝑡) ∙ 𝑧1,𝑗 𝑅𝑅𝐹𝑗 + 𝑓𝑗 ∙ 𝑘𝑠,𝑗 ∙ 𝑧1,𝑗 2 ) El modelo permite definir el escurrimiento dirigido hacia elementos como ríos y acuíferos. Por ejemplo si el flujo es conectado a un acuífero, entonces no existe el segundo tanque. Para los casos en que no se tiene estas condiciones, el flujo base del segundo contenedor es estimado con la siguiente ecuación: Ecuación 10.3 𝑆𝑚𝑎𝑥 𝑁 𝑑𝑧2 = (∑ (1 − 𝑓𝑗 ) ∙ 𝑘𝑠,𝑗 ∙ 𝑧1,𝑗 2 ) − 𝑘𝑠2 ∙ 𝑧2 2 𝑑𝑡 𝑗=1 Donde el flujo de entrada hacia este almacenamiento, 𝑆𝑚𝑎𝑥 es la percolación desde el almacenamiento en el tanque superior dado la Ecuación 10.1, y 𝑘𝑠2 es la conductividad saturada en el almacenamiento inferior (mm/paso de tiempo), el mismo que es dado como un valor general para la cuenca. La Ecuación 10.1 y Ecuación 10.3 deben ser resueltas por medio de iteración para obtener valores coincidentes en ambos contenedores (WEAP utiliza el algoritmo predictor-corrector). Cuando existe una representación de acuífero de forma separada, el segundo término de la Ecuación 10.3, es ignorado y la recarga 𝑅 (volumen/paso de tiempo) hacia el acuífero es: Ecuación 10.4 𝑁 𝑅=∑ 𝐴𝑗 ∙ (1 − 𝑓𝑗 ) ∙ 𝑘𝑠,𝑗 ∙ 𝑧1,𝑗 2 𝑗=1 Donde 𝐴𝑗 es el área de aporte del elemento j. 82 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 10.3 Conceptos básicos para la modelación hidrológica del sistema y la consideración de la influencia de los lagos Titicaca y Poopo 10.3.1 Reconstrucción de curvas Altura – área - Volumen La generación de los diferenciales anuales de volumen de los lagos, para que estos sean los elementos integradores de balance y su control, conlleva la necesidad de reconstrucción de un registro de volúmenes de almacenamiento de los lagos a nivel mensual. Para este fin dos elementos son necesarios, historial de niveles y las curvas que relacionen dicho historial con los volúmenes buscados. En el primer caso (para el Lago Titicaca) la ALT, facilitó, el historial de niveles de las estaciones de medición de Puno (1980 – 2015), Huatajata (2001 – 2015) y ORLT (Obra de Regulación del Lago Titicaca, 2001 – 2015). En el segundo caso se revisó documentación de dicha institución y se encontró la construcción topográfica de curvas en el Plan Director Global Binacional de Protección - Prevención de Inundaciones y aprovechamiento de los Recursos del Lago Titicaca, Rio Desaguadero, Lago Poopo y Salar de Coipasa (Sistema T.D.P.S) (Intecsa aic cnr 1993), para el Lago Integro y por separado de los lagos Mayor y Menor. Figura 10.3 Curva Altura – Area – Volumen Lago Titicaca (Total) Lago Titicaca en su Totalidad 0.00 289.30 858.80 1,619.30 2,377.50 3,165.10 3,747.90 4,196.70 4,584.20 5,123.60 5,510.00 6,409.20 7,034.70 7,246.66 7,490.70 7,766.82 8,015.21 8,399.55 8,841.11 9,278.68 9,631.59 9,799.19 9,960.99 Volumen Volumen Volumen [mil m3] [m3] [hm3] 0 1,672,154 15,393,391 45,871,393 95,528,998 164,577,148 250,887,105 350,141,743 459,867,350 581,152,363 713,826,691 860,173,917 893,732,688 900,241,006 908,241,006 915,869,135 923,759,809 931,966,436 940,585,818 949,644,770 959,099,261 968,814,524 978,694,492 0 1,672,154,000 15,393,391,000 45,871,393,000 95,528,998,000 164,577,148,000 250,887,105,000 350,141,743,000 459,867,350,000 581,152,363,000 713,826,691,000 860,173,917,000 893,732,688,000 900,241,006,000 908,241,006,000 915,869,135,000 923,759,809,000 931,966,436,000 940,585,818,000 949,644,770,000 959,099,261,000 968,814,524,000 978,694,492,000 0.00 1,672.15 15,393.39 45,871.39 95,529.00 164,577.15 250,887.11 350,141.74 459,867.35 581,152.36 713,826.69 860,173.92 893,732.69 900,241.01 908,241.01 915,869.14 923,759.81 931,966.44 940,585.82 949,644.77 959,099.26 968,814.52 978,694.49 H med [m] 17.34 42.34 67.34 92.34 117.34 142.34 167.34 192.34 217.34 242.34 267.34 272.34 273.34 274.34 275.34 276.34 277.34 278.34 279.34 280.34 281.34 282.34 10 000 1 000 000 Area [km2] 9 000 8 000 900 000 Volumen [hm3] 800 000 7 000 700 000 6 000 600 000 5 000 500 000 4 000 400 000 3 000 300 000 2 000 200 000 1 000 100 000 0 3 500 3 600 3 700 3 800 Volumen [hm3] 3,532.66 3,550.00 3,575.00 3,600.00 3,625.00 3,650.00 3,675.00 3,700.00 3,725.00 3,750.00 3,775.00 3,800.00 3,805.00 3,806.00 3,807.00 3,808.00 3,809.00 3,810.00 3,811.00 3,812.00 3,813.00 3,814.00 3,815.00 Area [km2] Area [km2] Cota Lago [msnm] 0 3 900 Altura [msnm] Fuente: Elaboración propia a partir de (Intecsa aic cnr 1993) 83 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 10.4 Curva Altura – Area – Volumen Lago Titicaca (Lago Mayor) 10 000 3,532.66 3,550.00 3,575.00 3,600.00 3,625.00 3,650.00 3,675.00 3,700.00 3,725.00 3,750.00 3,775.00 3,800.00 3,805.00 3,806.00 3,807.00 3,808.00 3,809.00 3,810.00 3,811.00 3,812.00 3,813.00 3,814.00 3,815.00 0.00 289.30 858.80 1,619.30 2,377.50 3,165.10 3,747.90 4,196.70 4,584.20 5,123.60 5,479.70 5,942.70 6,177.80 6,303.50 6,442.08 6,608.34 6,800.27 7,123.65 7,484.21 7,813.88 8,053.99 8,178.49 8,294.39 Volumen Volumen Volumen [mil m3] [m3] [hm3] 0 1,672,154 15,393,391 45,871,393 95,528,998 164,577,148 250,887,105 350,141,743 459,867,350 581,152,363 713,668,691 856,409,576 886,708,925 892,949,470 899,322,134 905,847,168 912,551,244 919,512,578 926,815,766 934,464,219 942,397,851 950,514,012 958,750,384 0 1,672,154,000 15,393,391,000 45,871,393,000 95,528,998,000 164,577,148,000 250,887,105,000 350,141,743,000 459,867,350,000 581,152,363,000 713,668,691,000 856,409,576,000 886,708,925,000 892,949,470,000 899,322,134,000 905,847,168,000 912,551,244,000 919,512,578,000 926,815,766,000 934,464,219,000 942,397,851,000 950,514,012,000 958,750,384,000 0.00 1,672.15 15,393.39 45,871.39 95,529.00 164,577.15 250,887.11 350,141.74 459,867.35 581,152.36 713,668.69 856,409.58 886,708.93 892,949.47 899,322.13 905,847.17 912,551.24 919,512.58 926,815.77 934,464.22 942,397.85 950,514.01 958,750.38 9 000 H med [m] 17.34 42.34 67.34 92.34 117.34 142.34 167.34 192.34 217.34 242.34 267.34 272.34 273.34 274.34 275.34 276.34 277.34 278.34 279.34 280.34 281.34 282.34 Area [km2] Area [km2] 900 000 Volumen [hm3] 8 000 800 000 7 000 700 000 6 000 600 000 5 000 500 000 4 000 400 000 3 000 300 000 2 000 200 000 1 000 100 000 0 3 500 3 600 3 700 3 800 Volumen [hm3] Lago Titicaca (Lago Mayor) Cota Lago [msnm] 1 000 000 Area [km2] 0 3 900 Altura [msnm] Fuente: Elaboración propia a partir de (Intecsa aic cnr 1993) Figura 10.5 Curva Altura – Area – Volumen Lago Titicaca (Lago Menor) 2 000 2 000 Area [km2] 1 800 Lago Titicaca (Lago Menor) 3,768.00 3,769.00 3,770.00 3,780.00 3,790.00 3,800.00 3,805.00 3,806.00 3,807.00 3,808.00 3,809.00 3,810.00 3,811.00 3,812.00 3,813.00 3,814.00 3,815.00 2 Area [km ] 0.00 0.60 4.60 57.10 83.20 466.50 856.90 943.16 1,048.62 1,158.48 1,214.94 1,275.90 1,356.90 1,464.80 1,577.60 1,620.70 1,666.60 Volumen Volumen Volumen [mil m3] [m3] [hm3] 0 600 3,200 311,700 1,013,200 3,764,341 7,023,763 7,291,536 8,918,872 10,021,967 11,208,565 12,453,858 13,770,052 15,180,551 16,701,410 18,300,512 19,944,108 0 600,000 3,200,000 311,700,000 1,013,200,000 3,764,341,000 7,023,763,000 7,291,536,000 8,918,872,000 10,021,967,000 11,208,565,000 12,453,858,000 13,770,052,000 15,180,551,000 16,701,410,000 18,300,512,000 19,944,108,000 0.00 0.60 3.20 311.70 1,013.20 3,764.34 7,023.76 7,291.54 8,918.87 10,021.97 11,208.57 12,453.86 13,770.05 15,180.55 16,701.41 18,300.51 19,944.11 H med [m] 0.00 1.00 2.00 12.00 22.00 32.00 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 46.00 47.00 Area [km2] Cota Lago [msnm] 1 600 1 400 1 400 1 200 1 200 1 000 1 000 800 800 600 600 400 400 200 200 0 3 700 3 750 3 800 Volumen [hm3] 1 600 1 800 Volumen [hm3] 0 3 850 Altura [msnm] Fuente: Elaboración propia a partir de (Intecsa aic cnr 1993) 84 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca En el caso del lago Poopo la reconstrucción de las curvas altura – área – volumen, fue realizada a partir de información digitalizada de la batimetría de 2005 (MMAyA), mediante la cual fue posible la elaboración de esta curva. Los niveles históricos son una recopilación del investigador Ramiro Pillco preparada para una publicación sobre el tema (Ramiro Pillco & Lars Bengtsson 2006) Figura 10.6 Curva Altura – Area – Volumen Lago Poopo 7 000 3 000 6 000 2 500 Volumen [hm3] Area [km2] 500 Área [km2] 0 3688.0 [km ] 2,793.71 1 000 2,512.47 2,307.24 0 2,104.13 1,842.17 1,367.47 438.54 Altura [msnm] 168.86 3687.5 [hm ] 6,126.93 4,802.57 3,597.91 2,495.23 1,491.83 694.05 138.51 0.00 1 000 2 000 2 3686.5 [m ] 2793714763.6 2512465995.0 2307238988.8 2104127795.8 1842166076.7 1367467669.1 438540830.9 168860262.3 Área 3686.0 3 3685.5 Volumen 2 3685.0 [m ] 6126929173.6 4802570110.8 3597913682.1 2495229658.3 1491833387.5 694046439.2 138513643.5 0.0 Área 3684.5 3687.5 3687.0 3686.5 3686.0 3685.5 3685.0 3684.5 3684.0 3 1 500 3 000 3684.0 Volumen 4 000 3683.5 Altura 2 000 3687.0 Volumen [hm3] 5 000 Fuente: Elaboración propia a partir de digitalización curvas de nivel 2005 realizada por MMAyA, 2017 10.3.2 Hitos de análisis de calibración La reconstrucción de las curvas y de los volúmenes almacenados a lo largo del historial de ambos lagos (1980 – 2015) dio lugar a la identificación de la variación de estos en el periodo de análisis, observando los siguientes aspectos, que sirvieron como hitos para la calibración del modelo de balance hídrico del Sistema TDPS: Lago Titicaca: Se han verificado tres quiebres de promedios en la variación progresiva del Lago Titicaca, misma que fue determinada por la sequía de los años 90 (que se analiza más adelante) y que podría haber hecho perder al lago un aproximado de 4000 hm3, observando que la media de volúmenes registrada entre 1980 -90 fue de 899000 hm3, y varió hasta una media actual de 895000 hm3, aspecto que se podría atribuir a la sequía referida la cual presentó una pérdida media de 6000 hm3 (1990-2000), que luego, la dinámica natural del lago recuperó parcialmente, hasta la media actual de volúmenes referida. Ver tabla y figura siguientes. Tabla 10.1 Variación de valores de volúmenes medios Periodo 1980 - 1990 Volumen medio Volumen medio [hm3] [hm3] 899,503.08 1990 - 2000 893,113.85 2000 -2015 895,310.07 Vol medio 2015 - 1980 6,389.24 -2,196.22 4,193.02 Fuente: Elaboración y análisis propia 85 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 10.7 Análisis de variación de volúmenes del Lago Titicaca y quiebre de medias en el tiempo 3 80-90: 899500 hm 908 000.0 906 000.0 Volumen en lago [mm3] 904 000.0 902 000.0 900 000.0 898 000.0 896 000.0 894 000.0 892 000.0 890 000.0 y = -149.66x + 898760 R² = 0.2338 Año 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 888 000.0 Promedio Max 3 90-00: 893100 hm Min Lineal (Promedio) 3 00-15: 895300 hm Fuente: Elaboración propia Los aspectos antes presentados hacen presumir una vulnerabilidad del Lago a periodos de sequías continuas, las cuales le producen una reducción de niveles y almacenamiento que posteriormente podría ser difícilmente recuperado, o en el peor de los casos podría ser irreversible. Lago Poopo: El análisis de volúmenes del Poopo, determina que el desecamiento del lago que se dio en los años 20152016, no fue la primera registrada en el tiempo, ya que durante los años 9029, se dio igualmente esta situación en un periodo que se prolongó con intermitentes subidas durante esa década. Nótese que se trata del mismo periodo que se afectó al lago Titicaca. (Ver figura siguiente). En contraparte igualmente es posible percibir una recuperación de almacenamiento en 2001, bastante apreciable, ya que el lago de estar prácticamente vacío, desde la fecha señalada hasta 2003, presentó niveles históricos de almacenaje apreciables. Esta situación denota la vulnerabilidad del Lago (sequías 90’s y 2015), pero a la vez también refleja en su dinámica, una posible recuperación que depende esencialmente de aspectos climáticos, sin olvidar sin embargo la influencia real y potencial del Lago Titicaca y sus aportes, además de las demandas locales que se suscitan entre ambos lagos y sus tributarios (Ver Análisis Mauri, en anexo metodológico N°2, subanexo 2e). 29 Esta sequía fue igualmente registrada en imágenes satelitales digitalizadas por el investigador Ramiro Phillco, a fin de corroborar su reconstrucción de niveles del Lago Poopo 86 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 10.8 Lago Poopo, Análisis de variación de volúmenes en el tiempo 4 500 Volumen [hm3] 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 jul/06 feb/09 dic/03 oct/98 may/01 ago/93 mar/96 jun/88 ene/91 abr/83 nov/85 sep/80 jul/75 feb/78 dic/72 oct/67 may/70 ago/62 mar/65 ene/60 0 Fuente: Elaboración propia La afirmación de la influencia climática en los años 90s se basa en el análisis de la pluviometría de ese periodo, la cual se representan en las estaciones Huarina Cota Cota y El Ato (entre otras), tal como se muestra en las siguientes figuras. Figura 10.9 Señal de sequía, registrada en los años 90’s (déficit de precipitación) 1.00 0.50 0.50 0.00 2020 2015 2010 2005 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1965 1960 Año 1955 2020 2015 2010 2005 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1965 1960 0.00 1955 Año Prob. Dist. Acumulada, variable P Prob. Dist. Acumulada, variable P 1.00 Variable Precipitación, Probabilidad normal acumulada, Fig. Izq. Datos estación Huarina Cota Cota, Fig. Derecha, Datos estación El Alto. Fuente: Elaboración propia 87 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 10.4 Calibración modelo hidrológico El periodo de calibración y validación comprendió entre 1960 y 2015, observando el ajuste a diferentes puntos referenciales (tal como se hace mención al inicio de este subtítulo). La calibración realizada presenta un trabajo de validación simultáneo, ya que se revisa de forma paralela la generación de escorrentías y la verificación para la totalidad de los puntos de aforo (estaciones) y de integración de balance (Lagos). La calibración del modelo hidrológico siguió los siguientes pasos: a) definición de valores iniciales, b) primera corrida y evaluación de resultados, c) ajuste de parámetros de los afluentes del lago Titicaca, d) calibración del balance hídrico del lago Titicaca, e) calibración de la cuenca central (río Desaguadero), y f) y validación en la región sur (Poopó).El desempeño del modelo se evaluó en las estaciones hidrométricas que se muestran en la figura siguiente. Figura 10.10 Estaciones hidrométricas para calibración del modelo hidrológico El primer tanque del modelo hidrológico fue parametrizado en función del tipo de suelo y cobertura vegetal. Para algunos parámetros como la capacidad de almacenamiento del suelo los valores fueron extraídos de la guía metodológica para la elaboración de balances hídricos superficiales (VRHR-MMAyA, 2016). 88 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Continuación se describe la parametrización inicial: Capacidad de almacenamiento del suelo (Sw): en función de cobertura vegetal y tipo de suelo, los valores fueron extraídos de la Tabla 14 y 15 de la guía metodológica mencionada. Factor de resistencia ala escorrentía (RRF): en función de la cobertura vegetal, los valores tienen relación con la Tabla 16 que hace referencia al índice de área foliar. Conductividad en la zona de raíces (ks): valor por defecto del modelo en 20 mm/mes. Dirección preferencial del flujo (F): definido en 0.6 en base a experiencia de otros modelos aplicados en algunas cuencas de la región (Escobar, Lima, Purkey, Yates, & Forni, 2013). Capacidad en la zona profunda (Dw): definido en 1000 mm Conductividad en la zona de raíces (kd): definido en 30 mm/mes Coeficiente de cultivo (kc): valor por defecto del modelo, 1. Una vez definido lo parámetros iniciales se realizó una primera corrida, en este caso se verificaron los resultados en las cuencas afluentes del lago Titicaca, basado en eso se ajustaron los parámetros como el Ks y Kc. En el primer parámetro, para ajustar los interflujos y el segundo debido a que el modelo estaba subestimando el PET, los parámetros finales quedaron en un promedio de 35 mm/mes y 1.22 respectivamente. En la Figura 10.11 y la Tabla 10.2 se muestran los resultados de la calibración. En la mayoría de las estaciones hidrométricas de las cuencas aportantes del Lago Titicaca el modelo tiene un buen desempeño, excepto en Puente Ramis, Achacachi y Escoma. Figura 10.11 Resultados de calibración afluentes lago Titicaca Fuente: Elaboración propia 89 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca El siguiente paso fue implementar y calibrar el balance hídrico del Lago Titicaca. La información de entrada considerada fue la batimetría, precipitación, y evaporación. Para la calibración se utilizó información de volúmenes y niveles observados para el periodo 1980-2015. En este caso la variable calibrada fue la salida de caudal desde el Lago hacia el río Desaguadero. Los caudales de salida han sido verificados con los datos medidos en la estación hidrométrica Desaguadero Calacoto y Ulloma, donde se obtuve un NSE de 0.59 y 0.69 respectivamente. Para esto previamente se trabajó en la calibración la cuenca Mauri, en la estación hidrométrica Mauri-Calacoto, la eficiencia obtenida fue 0.56 (Tabla 10.2). El ajuste de la calibración de los volúmenes modelados y simulados del Lago Titicaca se puede ver en la figura siguiente, misma que fue realizada para evaluar la bondad de ajuste, calculada en R2 en 0.92, valor que se considera como muy satisfactorio. Figura 10.12 Volúmenes observados y simulados de los Lagos Titicaca y Poopó Fuente: Elaboración propia 90 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 10.13 Resultados de calibración cuenca Mauri Fuente: Elaboración propia Los parámetros de los afluentes del Titicaca fueron extrapolados para Desaguadero Calacoto, Ulloma y Chuquiña, según los resultados el modelo tiene un desempeño bueno (Figura 10.14 y Tabla 10.2). En el caso de Chuquiña el NSE es 0.75 y el sesgo medido por el Bias en 5.2%, lo cual nos indica que es muy bueno. Dentro de la cuenca del Lago Poopó no existen datos de observaciones de caudales, en este caso se extrapolaron los parámetros de la cuenca central. Ahora, para el balance hídrico del Lago Poopó los datos de entrada considerado fueron precipitación, evaporación, y la batimetría; este último fue obtenido de estudio de Zola & Bengtsson (2006). En el Lago Poopó no existen niveles o volúmenes medidos como tal, para fines de validación del balance hídrico se comparó con datos modelados por Zola & Bengtsson (2006); en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se muestra la comparación de los volúmenes modelados en WEAP y los volúmenes de referencia, el R2 fue estimado en 0.38. 91 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 10.14 Resultados de calibración cuenca Desaguadero Fuente: Elaboración propia Tabla 10.2 Desempeño del modelo hidrológico Macrocuenca Lago Titicaca Estación Desaguadero RMSE [m3/s] BIAS [%] MAE [m3/s] Puente Ramis 0.41 15.8 67.95 35.23 Puente Maravillas 0.71 -22.8 33.46 17.35 Ilave 0.70 4.2 32.19 13.04 Puente Huancané 0.72 -17.7 13.48 7.10 Azángaro 0.75 9.3 20.25 13.05 Tambillo 0.74 8 5.07 2.27 Achacachi 0.51 -21.6 4.27 2.27 Escoma 0.43 3.9 9.65 5.66 Vilacota -12.15 14.8 1.02 0.27 -0.74 32.2 3.11 1.45 Frontera 0.27 13.7 2.69 1.31 Mauri Abaroa 0.39 16 4.10 1.88 Mauri Caquena 0.39 17.5 2.40 1.09 Mauri Calacoto 0.56 -6 12.22 5.60 Ulloma 0.69 2.4 33.66 17.61 Desaguadero Calacoto 0.59 16.3 29.58 15.56 Chuquiña 0.75 5.2 38.35 20.13 -0.02 18 18.72 10.06 Chuapalca Mauri NSE Aguallamaya Fuente: Elaboración propia 92 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11. MODELACIÓN HÍDRICA PARA EL SISTEMA TDPS 11.1 Definición de unidad básica de modelación El punto de partida de la elaboración de un esquema de modelación es entender el contexto geográfico del área de estudio, comprender algunos elementos o componentes como la hidrología, la presencia de cuerpos de agua, infraestructura hidráulica, y usuarios de agua en las cuencas (demanda de agua); ayudan a determinar el requerimiento de datos, así como tiempo y recursos para diseñar, implementar y revisar un modelo. En el caso del TDPS el estudio requiere comprender los componentes de la hidrología de las subcuencas, la influencia de los lagos Titicaca y Poopó, y la demanda de agua. El punto de partida para definir la escala espacial de la modelación ha sido el Nivel 6 de la delimitación de cuencas según la metodología de Pfafstetter. La densidad de cuencas del Nivel 6 de TDPS requiere una simplificación a fin de tener un modelo versátil en términos computacionales. Algunas de las consideraciones para la simplificación ha sido lo siguiente: Priorizar en los posible la densidad del nivel 6 en las cuencas Katari y Poopó En el resto de las cuencas la simplificación se basó en función de las estaciones hidrométricas de observación y las principales confluencias de ríos. Del proceso de simplificación finalmente se obtuvo un total de 152 unidades hidrográficas los cuáles se constituyen como la escala espacial de la unidad básica de modelación (Figura 11.1). En la misma figura se puede observar una densidad alta en las cuencas Katari y Poopó. Figura 11.1 Escala espacial unidad básica de modelación para el TDPS Fuente: Elaboración propia 93 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Una vez definida la escala espacial de modelación, el siguiente paso ha sido dividir cada unidad hidrográfica en base a la cobertura y uso actual de la tierra (esa, 2015). Para fines prácticos se generalizó las clases en lo siguiente: áreas inundadas, bosques, cuerpos de agua, cultivos y vegetación natural, cultivos, glaciares y nieve, gramíneas, Matorrales o arbustos, pastos, tierras eriales, y urbano. Asimismo cada unidad hidrográfica tiene información referencial acerca del tipo de suelo, esto se obtuvo mediante la relación de mapa de CN (en base a geología) con el mapa de suelo de la FAO que contiene información de textura; las clases de tipo de suelo definido fueron: franco arcilloso, franco, franco arcillo arenoso, y franco arenoso. En resumen la unidad básica de modelación está definida en base a una unidad hidrográfica (cuenca), cobertura vegetal y uso de la tierra, y tipo de suelo (Figura 11.2). Figura 11.2. Variables para definir la unidad básica de modelación Límite de cuenca Unidad básica de modelación Cobertura y uso de la tierra Tipo de suelo Fuente: Elaboración propia 11.2 Implementación de la esquemática modelo El punto de partida para la implementación de la esquemática del modelo en WEAP ha sido la información espacial en formato “shapefile”. La información referente al límite de cuenca, cuerpos de agua, y ríos ha sido importado hasta WEAP para posterior digitalización de algunos elementos como “catchments”30 y ríos (“river”). La información importada a WEAP sirve simplemente como referencia, y no así de procesamiento. El cálculo de área de cada tipo de clase de cobertura ha sido procesado externamente en entorno SIG para posterior tabulación en WEAP. Los cuerpos de agua importante en la cuenca como el Lago Poopó y Titicaca han sido representados con el objeto de “Reservoir”. Ahora, la demanda de agua fue representada con el objeto “Demand”, la escala de la información recopilada para este proyecto es agregada a nivel de las 152 unidades de modelación. En la figura siguiente¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se puede observar un ejemplo para la cuenca Ramis en el punto de control hidrométrico Azángaro, el nodo de color verde hace referencia al “Catchment”, el nodo color rojo a la demanda de agua, el elemento en dolor azul a las observaciones de caudal, y el río está representado en la línea celeste. 30 Catchment en WEAP es un nodo que representa una unidad básica de modelación, en este nodo se realiza el balance hídrico. 94 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.3 Esquema de implementación de catchment y sitios de demanda Fuente: Elaboración propia La esquemática implementada para el TDPS se muestra en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Los elementos que contiene son nodo de hidrología, demanda, elementos de suministro de agua, ríos, reservorios (solo lagos), y objetos relacionados con datos observados para la calibración. Figura 11.4 Esquemática del TDPS en WEAP Fuente: Elaboración propia 95 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.3 Datos climáticos de entrada La base de datos ha sido consolidada a paso de tiempo mensual en formato CSV, para cada variable se generó un archivo. Cada archivo contiene información de las estaciones seleccionadas para este estudio. A continuación se describe el criterio usado para la apropiación de cada una de las variables: Precipitación: con la ayuda de funciones y operadores matemáticos integrados en WEAP se implementó las rutinas de polígonos de Thiessen e IDW como enfoques para la regionalización. Sin embargo, en el proceso de calibración del modelo se identificó que el enfoque más apropiado es polígonos de Thiessen. Temperatura: el criterio consiste en estimar en base a la altitud media de la cuenca, estación representativa y un gradiente térmico vertical. Humedad relativa y velocidad de vientos: dada la escasa información para un cierto catchment se asume la estación más próxima. Fracción de nubes: la información de esta variable ha sido recopilado desde un producto global, se asumió la información del pixel más próximo. (Valor f, de insolación). En el caso de precipitación y temperatura la información incorporada comprende series históricas para el periodo 1960-2016, y en otros variables solo promedios multimensuales para el periodo disponible. 11.4 Balance hídrico de los Lagos La precipitación promedio anual para el periodo 1960-2016 fue estimado en 850 mm, la evaporación en 1681 mm, el caudal de entrada en 236 m3/s y el caudal de salida en 24 m3/s. En el estudio de Agua Sustentable (2016) para el periodo 1965-2012 la precipitación anual es 860 mm, la evaporación 1543 mm, el aporte de las subcuencas en 212 m3/s, y el caudal de salida en 34 m3/s. Resultados similares se reporta en el estudio de Roche et al. (1991) para el periodo 1968-1987 donde la precipitación equivale a 880 mm, evaporación en 1626 mm, el caudal de entrada en 269 m3/s, y el efluente en 43 m3/s. El caudal de salida modelado es inferior a los estimados por ambos estudios, esto es debido a que existen deficiencias en el balance hídrico en el periodo 1960-1974. Tabla 11.1 Balance hídrico de los lagos Poopó y Titicaca Componente Lago Titicaca Lago Poopó Caudal de entrada [m3/s] 236 79 Precipitación [mm] 850 340 Evaporación [mm] 1681 1800 24 6 Caudal de salida [m3/s] En el Lago Poopó la precipitación anual fue estimada en 340 mm, la evaporación en 1800 mm, el caudal de entrada en 79 m3/s, y el caudal de salida en 6 m3/s. En el estudio de Zola & Bengtsson (2006) la precipitación fue estimado en 370 mm, la evaporación en 1700 mm, el caudal de entrada total en 66 m3/s asumiendo que en el río Desaguadero antes de la entrada de Lago 10 m3/s son extraídos. 96 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5 Escenario base para el balance hídrico y balance de oferta y demanda 11.5.1 Precipitación La precipitación promedio anual en el período 1960-2016 para la el Sistema TDPS (Titicaca, Desaguadero, Poopó y Salares) presenta un variado comportamiento espacial que oscila entre 247.8 mm año-1 y 761.5 mm año-1 (Ver Tabla 11.2). La distribución espacial de la precipitación media anual tiene un patrón decreciente de norte a sur a lo largo del sistema, y de este a oeste en la región sur. Donde el óptimo pluviométrico se localiza en la zona Noroccidental hacia las cuencas el Ramis y Coata con valores de 761.47 mm año-1 y 761.52 mm año1 respectivamente; los valores menores de precipitación se presentan en la zona Sur-oriental en el sector de la cuenca Coipasa y parte de la cuenca Poopó con registros de 247.8 mm año-1. El comportamiento anteriormente expuesto, se debe al aire húmedo proveniente de la Amazonía se almacena en la zona del altiplano y se descarga en forma de lluvia convectiva, esto permite determinar que el sistema TDPS, es un sistema semi-seco y frío. En la siguiente tabla se observan los promedios mensuales multianuales y los promedios anuales para cada una de las 12 cuencas objeto del estudio. Tabla 11.2. Precipitación promedio multimensual (mm) de las cuencas que componen el sistema MES PRECIPITACIÓN PROMEDIO MULTIMENSUAL (mm mes-1) CUENCA ALTO DESAGUADERO SEP OCT NOV 9.02 17.38 27.77 DIC ENE 67.43 125.70 FEB MAR 93.79 66.50 23.78 447.20 657.24 COATA 20.29 43.54 65.86 122.39 167.28 143.02 121.08 54.77 3.35 5.37 27.67 84.35 74.48 JUL 6.74 26.66 35.92 51.78 1.11 MAY JUN 95.77 39.57 11.62 6.02 5.36 11.82 CIRCUNLACUSTRE COIPASA 99.31 156.06 117.34 ABR 40.92 5.56 3.62 3.11 2.36 PRECIPITACIÓN PROMEDIO ANUAL (mm AGO año-1) 9.04 3.31 2.31 8.63 761.52 1.33 1.09 2.03 0.61 247.88 HUANCANE 28.13 44.87 57.59 101.64 137.60 110.92 95.11 43.96 12.93 5.71 4.52 11.79 654.76 HUAYCHO 25.48 44.08 52.75 90.10 125.94 84.21 36.91 10.34 5.44 4.61 11.39 588.08 ILAVE 15.53 25.86 41.06 84.83 149.23 122.81 98.41 37.26 6.97 3.59 3.00 9.64 598.20 KATARI 21.36 27.39 40.29 73.92 115.67 83.62 64.73 26.80 8.33 4.65 4.68 9.16 480.60 MAURI 96.84 6.44 11.43 22.17 55.17 108.26 85.20 61.12 15.79 2.94 2.02 1.97 5.78 378.30 MEDIO DESAGUADERO 15.08 19.14 29.02 66.83 113.51 84.65 61.37 19.39 5.03 2.92 3.12 7.39 427.48 POOPO 12.41 16.46 25.96 61.63 109.32 84.16 56.33 17.94 4.37 3.34 2.86 6.87 401.65 RAMIS 24.68 53.52 70.49 118.63 157.84 131.37 121.35 55.05 10.32 4.50 3.14 10.57 761.47 13.80 22.79 33.25 476.06 PPT TOTAL 70.33 121.46 97.13 72.46 25.77 5.86 3.30 3.05 6.88 Fuente: Elaboración propia La precipitación promedio multimensual del sistema TDPS evidencia un régimen monomodal típico de cuencas Andinas pertenecientes al altiplano Boliviano, esto se debe al movimiento de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT). La ZCIT se desplaza durante el invierno hacia el norte, dando lugar a la estación seca; al finalizar el invierno la zona avanza hacia el centro del continente llevando aire cálido y húmedo; el aumento de las temperaturas favorece los movimientos convectivos que sumado a la alta humedad genera un incremento en la precipitación (Ver Figura 11.5) 97 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.5. Precipitación promedio multimensual (mm mes-1), en las cuencas que componen el sistema TDPS 180 ALTO DESAGUADERO CIRCUNLACUSTRE 160 Precipitación (mm) 140 COATA 120 COIPASA 100 HUANCANE 80 HUAYCHO ILAVE 60 KATARI 40 MAURI 20 MEDIO DESAGUADERO POOPO 0 Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Fuente: Elaboración propia Como se observa en la figura anterior, el ciclo estacional de las cuencas que componen el sistema TDPS, tiene tres etapas características, la primera se considera como el pico de precipitación, se encuentra en los meses de Enero y Febrero, en esta época se registran en promedio 45.9% del total de la lluvia del año. En la etapa seca se registran en promedio el 4% del total de la lluvia en el año, y se presenta en los meses de Mayo a Agosto; adicionalmente se aprecia una época de transición en los meses de Abril, Octubre y Septiembre donde la precipitación no supera los 50 mm mes-1. Adicionalmente las cuencas que componen el sistema TDPS, tienen un variado comportamiento pluviométrico (Ver Figura 11.5), los valores pico de precipitación registran magnitudes que oscilan entre 167.2 mm mes-1 (Cuenca Coata) y 84.3 mm mes-1 (Cuenca Coipasa). 11.5.1.1 Cuenca Circunlacustre Es la cuenca donde se localiza el lago Titicaca, se sitúa en la región centro-oriente del sistema TDPS, con un paisaje ligeramente montañoso, con llanuras y serranías, presenta una precipitación promedio anual de 657.24 mm año-1. Los meses más representativos en la estacionalidad de la PPT son enero con un máximo de 156.06 mm mes-1 y julio con un mínimo de 5.36 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.2 Cuenca Mauri La cuenca andina Mauri es una cuenca transfronteriza (Bolivia, Perú y Chile) montañosa, se localiza en la región centro – occidente del sistema TDPS, es la cuenca de mayor altitud, a su vez es la más fría y húmeda de la zona sur, la cuenca recibe 378.3 mm año -1, el mes más lluvioso es enero con un valor de 108.26 mm mes-1 y el menos lluvioso es Julio 1.97 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 98 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.1.3 Cuenca Alto Desaguadero La cuenca Alto Desaguadero se localiza en desde el río Mauri hasta el inicio del lago Poopó, es una cuenca de llanuras fluvio lacustres. La lámina precipitada sobra la cuenca es de 447.2 mm año-1, la mayor precipitación promedio mensual se presentan en el mes de enero (125.7 mm mes-1) y la menor es en el mes de Julio (2.36 mm mes-1) (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.4 Cuenca medio Desaguadero La cuenca andina registra una precipitación promedio anual de 427.48 mm año-1, donde enero es el mes más lluvioso con 113.51 mm mes-1, y Junio es el menos lluvioso con 2.92 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.5 Cuenca Lago Poopó Es una cuenca comprendida por toda la zona que rodea el lago Poopó, de paisaje fluvio lacustre con serranías altas y llanuras. La lámina de precipitada es de 401.65 mm años-1, con el pico promedio mensual de 109.32 mm mes-1 (Enero) y la precipitación menor de 2.86 mm mes-1 (Julio) (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.6 Cuenca Coipasa La cuenca salar de Coipasa, está localizada en el departamento de Oruro, sobre una extensa planicie sedimentaria. La precipitación promedio anual en la cuenca es de 247.88 mm año-1, es la cuenca que tiene los menores registros de precipitación en el sistema TDPS. La estacionalidad refleja que el mes más lluvioso es enero con 84.35 mm mes-1 y el menos lluvioso es agosto con 0.61 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.7 Cuenca Suchez-Huaycho Las cuencas del río Suchez y Huaycho nacen en la cordillera de Carabaya y desembocan en el lago Titicaca. La lámina precipitada es de 588.08 mm año-1, el mayor promedio mensual de precipitación se presenta en el mes de enero (125.94 mm mes-1) y el mínimo promedio mensual se da en el mes de Julio (4.61 mm mes-1) (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.8 Cuenca Coata illpa La cuenca Coata – Illpa presenta los mayores registros de precipitación de todo el sistema TDPS, con una lámina total precipitada en el año de 761.52 mm, de los cuales las mayores intensidades se dan en el mes de enero con 167.28 mm mes-1 y las menores se presentan en 2.31 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.9 Cuenca Huancané El río Huancané es un afluente del lago Titicaca. La lámina precipitada sobra la cuenca es de 654.76 mm año1 , la mayor precipitación promedio mensual se presentan en el mes de enero (137.6 mm mes-1) y la menor es en el mes de Julio (4.52 mm mes-1) (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.10 Cuenca Ilave La cuenca del río Ilave es un sistema endorreico. La precipitación promedio anual de 598.2 mm año-1, donde enero es el mes más lluvioso con 149.23 mm mes-1, y Junio es el menos lluvioso con 3 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 99 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.1.11 Cuenca Katari La cuenca del altiplano Boliviano registra una precipitación promedio anual de 480.6 mm año-1, donde enero es el mes más lluvioso con 115.67 mm mes-1, y Junio es el menos lluvioso con 4.65 mm mes-1 (Ver Tabla 11.2). 11.5.1.12 Cuenca Ramis El río andino Ramis es un afluente del lago Titicaca, su cuenca recibe una lámina precipitada de 761.47 mm año-1, es la segunda cuenca de mayor precipitación en el sistema; la mayor precipitación promedio mensual se presentan en el mes de enero (157.84 mm mes-1) y la menor es en el mes de Julio (3.14 mm mes-1) (Ver Tabla 11.2). 100 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.6 Precipitación modelada: Balance Hídrico Sistema TDPS [mm] Fuente: Elaboración propia 101 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.2 Escurrimiento El escurrimiento es una variable influenciada directamente por factores como, la vegetación, orografía, litología y clima. Adicionalmente el marcado comportamiento hidrológico del sistema TDPS, ha demostrado una notoria influencia en la magnitud del escurrimiento; lo que indica que la ocurrencia de la estación húmeda (Diciembre – Abril) o seca (Junio – Octubre) determina en gran medida la lámina escurrida. Para el análisis del comportamiento espacio-temporal del escurrimiento en el periodo 1960-2016 se utilizó como año hidrológico septiembre – agosto. De acuerdo a los valores obtenidos por el modelo, se tiene que el sistema TDPS presenta un promedio en la lámina de agua que circula libremente por la superficie que oscila entre 226.6 mm año-1 (Nor-occidente Cuenca Coata) y 18.3 mm año-1 (Sur-Occidente Cuenca Coipasa) (Ver Tabla 11.3). Tabla 11.3. Promedio multimensual y anual de Escurrimiento en las cuencas del sistema TDPS ESCURRIMIENTO PROMEDIO MULTIMENSUAL (mm mes-1) CUENCA Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago ESC PROMEDIO ANUAL (mm año-1) ALTO DESAGUADERO 1.64 1.68 1.88 3.17 15.02 16.39 10.21 4.28 2.27 1.77 1.66 1.64 60.49 CIRCUNLACUSTRE 2.56 2.76 3.52 7.92 32.37 33.89 23.23 9.11 3.89 2.73 2.45 2.40 126.64 COATA 3.89 4.37 6.84 19.27 55.71 58.47 42.59 17.19 6.58 4.49 4.01 3.86 226.64 COIPASA 0.49 0.49 0.49 0.61 1.13 0.59 0.51 0.50 0.49 18.31 HUANCANE 3.26 3.65 4.65 9.63 30.06 32.03 23.77 10.84 4.99 3.52 3.18 3.11 133.20 HUAYCHO 2.95 3.55 4.26 7.85 25.01 25.47 18.77 9.19 4.51 3.24 2.91 2.84 111.12 ILAVE 3.08 3.20 3.96 7.32 33.46 42.80 31.29 11.37 5.16 3.62 3.19 3.05 150.42 KATARI 2.05 2.20 2.67 4.65 17.27 18.06 11.27 5.17 2.82 2.15 1.98 1.95 72.07 MAURI 1.59 1.59 1.73 2.32 7.33 10.97 7.50 3.46 2.06 1.70 1.62 1.60 43.30 MEDIO DESAGUADERO 1.35 1.38 1.49 2.25 8.11 11.51 6.97 3.27 1.84 1.44 1.34 1.32 42.11 POOPO 0.93 0.95 1.03 1.71 7.42 10.05 5.40 2.32 1.22 0.96 0.91 0.90 33.59 RAMIS 3.42 4.03 5.95 14.20 39.46 41.73 33.37 13.43 5.35 3.75 3.42 3.33 171.86 2.71 7.13 3.42 Fuente: Elaboración propia El comportamiento multimensual del escurrimiento de las cuencas que componen el sistema TDPS es monomodal propio de cuencas andinas pertenecientes al altiplano Boliviano (Ver Figura 11.7), los máximos valores de lámina de agua se presentan en el verano (Noviembre - Marzo) y los mínimos en invierno (Mayo – Agosto), con rangos que varían entre 58.4 mm mes-1 – 7.12 mm mes-1 (máximos) y 3.33 mm mes-1 – 0.9 mm mes-1 (mínimos) respectivamente. 102 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.7. Escurrimiento promedio multimensual, en las cuencas que componen el sistema TDPS 70 AFERENTES LAGO MENOR 60 ALTO DESAGUADERO CIRCUNLACUSTRE Escurrimiento (mm) 50 COATA COIPASA 40 HUANCANE HUAYCHO 30 ILAVE KATARI 20 MAURI MEDIO DESAGUADERO 10 POOPO RAMIS 0 Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Fuente: Elaboración propia Los variados usos y coberturas del suelo presentes en el sistema TDPS, añaden toda una clase de especies vegetales capaces de regular en mayor o menor medida la cantidad de agua que circula libremente por la superficie, por esta razón se realizó una comparación entre el escurrimiento promedio anual y la precipitación de las cuencas. En la siguiente figura se aprecia el porcentaje de lámina precipitada que se escurre por la superficie. 103 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.8. Porcentaje de Escurrimiento con respecto a la Precipitación promedio anual en las cuencas del sistema TDPS 35.0% 29.8% % ESCURRIMIENTO 30.0% 25.1% 25.0% 22.6% 20.0% 15.0% 20.3% 19.3% 15.0% 13.5% 10.0% 18.9% 11.4% 7.4% 9.8% 8.4% 5.0% 0.0% Fuente: Elaboración propia Las características suelo-vegetación de las cuencas del sistema TDPS, no favorecen la ocurrencia de fenómenos que faciliten el flujo libre de la lámina de agua por la superficie, como se observa en la Figura 11.8, la cuenca con mayor porcentaje de escurrimiento es Coata (29.8%) y la menor es Coipasa (7.4%), lo que indica que el balance no está afectado en mayor medida por el componente escurrimiento. 11.5.2.1 Cuenca Circunlacustre Es la cuenca donde se localiza el lago Titicaca, con un área de 10.072 km2, tiene registros de escurrimiento promedio de 126.64 mm año-1, lo que indica que 19.3 % de la precipitación promedio anual se escurre (Ver Figura 11.8), en la estacionalidad muestra que los menores valores se dan en el mes de agosto con 2.4 mm mes-1 y los mayores se presentan en el mes de febrero con 33.89 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.2 Cuenca Mauri La cuenca Mauri característica por sus montañas de pendientes considerables, con un área de 9.868 Km2 tiene un escurrimiento de 43.3 mm año -1, que representan el 11.4 % de la precipitación promedio anual (Ver Figura 11.8), los mayores valores escurrimiento son en el verano en el mes de marzo con 10.97 mm mes-1 y los menores en invierno en el mes de agosto con 1.6 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.3 Cuenca Alto Desaguadero La cuenca Alto Desaguadero de llanuras con pendientes moderadas y un área de 9297 Km2, registra un escurrimiento promedio es de 60.49 mm año-1, lo que indica que 13.5 % de la precipitación promedio anual fluye libremente por la superficie (Ver Figura 11.8), en la estacionalidad los menores valores se dan en el mes de agosto (1.64 mm mes-1) y los mayores se presentan en el mes de febrero 16.39 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 104 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.2.4 Cuenca medio Desaguadero El Escurrimiento promedio anual es de 42.11 mm año-1, esta representa que el 9.8% de la precipitación anual es escurrida (Ver Figura 11.8), el mes con mayor lamina escurrida es febrero con 11.51 mm mes-1 y el de menor es agosto con 1.32 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.5 Cuenca Lago Poopó La cuenca de paisaje de llanuras y serranías altas con pendientes variables y área de 25.366 Km2, presenta un promedio anual en el escurrimiento de 33.59 mm año-1, es decir que el 8.4% de la lámina precipitada anual se escurre por el suelo (Ver Figura 11.8). Los meses más representativos en la estacionalidad del escurrimiento son febrero con un máximo de 10.05 mm mes-1 y agosto con un mínimo de 0.9 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.6 Cuenca Coipasa Está localizada en una planicie sedimentaria con bajas pendientes y un área de 33.355 Km2, tiene un escurrimiento promedio es de 18.31 mm año-1, lo que indica que 7.4 % de la precipitación promedio anual fluye libremente por la superficie (Ver Figura 11.8), es la cuenca con el nivel más bajo de escurrimiento de todo el sistema TDPS. Los menores promedios multimensuales se dan en el mes de agosto (0.49 mm mes-1) y los mayores se presentan en el mes de febrero 7.13 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.7 Cuenca Suchez-Huaycho Entre la cordillera de Carabaya y lago Titicaca, con un recorrido de altas y medias pendientes, y un área de 3.616 Km2, tiene un escurrimiento promedio de 111.12 mm año -1, que representan el 18.9 % de la precipitación promedio anual (Ver Figura 11.8), los mayores valores escurrimiento son en el verano en el mes de febrero con 25.47 mm mes-1 y los menores en invierno en el mes de agosto con 2.84 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.8 Cuenca Coata illpa La cuenca Coata – Illpa registra los mayores valores de escurrimiento del sistema, con un promedio total en el año de 226.64 mm, es decir que el 29.8% de la precipitación anual fluye libremente por la superficie (Ver Figura 11.8). Las mayores intensidades de escurrimiento se dan en el mes de febrero (58.47 mm mes-1) y las menores se presentan en agosto (3.86 mm mes-1) (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.9 Cuenca Huancané Es una cuenca afluente del lago Titicaca con pendientes moderadas y un área de 3.545 Km2, cuenta con registros de escurrimiento promedio de 133.2 mm año-1, lo que indica que 20.3 % de la precipitación promedio anual se escurre por la superficie (Ver Figura 11.8), los menores valores de escurrimiento se dan en el mes de agosto con 3.11 mm mes-1 y los mayores se presentan en el mes de febrero con 32.03 mm mes1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.10 Cuenca Ilave La cuenca endorreica del río Ilave tiene un área de 7.703 Km2, presenta un promedio anual en la escurrimiento de 150.4 mm año-1, es decir que el 25.1 % de la precipitación anual fluye libremente por la superficie (Ver Figura 11.8). Los meses más representativos en la estacionalidad del escurrimiento son febrero con un máximo de 42.8 mm mes-1 y agosto con un mínimo de 3.05 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 105 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.2.11 Cuenca Katari El escurrimiento promedio anual es de 72.07 mm año-1, esta representa que el 15% de la precipitación anual es escurrida (Ver Figura 11.8), el mes con mayor escurrimiento es febrero con 18.06 mm mes-1 y el de menor es agosto con 1.95 mm mes-1 (Ver Tabla 11.3). 11.5.2.12 Cuenca Ramis La cuenca afluente del lago Titicaca, con pendientes moderadas y un área de 14.768 Km2, presenta un promedio anual en el escurrimiento de 171.86 mm año-1, es decir que el 22.6 % de la precipitación anual se escurre a través de la superficie del suelo (Ver Figura 11.8). Las mayores intensidades de escurrimiento se dan en el mes de febrero (41.73 mm mes-1) y las menores se presentan en agosto (3.33 mm mes-1) (Ver Tabla 11.3). 106 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.9 Escorrentía modelada: Balance Hídrico Sistema TDPS [mm] Fuente: Elaboración propia 107 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.10 Caudal específico modelado: Balance Hídrico Sistema TDPS [l/s/km] Fuente: Elaboración propia 108 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.3 Evapotranspiración La Evapotranspiración es un proceso determinado por la Evaporación (perdida de humedad del suelo) y Transpiración (Perdida de humedad a través de los poros de las plantas), por lo anterior está asociado a las características propias del suelo y la vegetación. Factores como el Grado de Humedad, Capacidad de Campo, Agua disponible por las plantas y Punto de Marchitez, son indispensables para su correcta medición. Para el periodo 1960-2016 en el sistema TDPS, se estimó que la pérdida de humedad del suelo promedio anual oscila entre 229.8 mm año-1 y 590.7 mm año-1 en las cuencas de Coipasa y Ramis respectivamente (Ver Tabla 11.4). Tabla 11.4. Promedio multimensual y anual de Evapotranspiración en las cuencas del sistema TDPS EVAPOTRANSPIRACIÓN PROMEDIO MULTIMENSUAL (mm mes-1) CUENCA ALTO DESAGUADERO Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun 7.70 13.16 20.63 40.94 70.40 73.64 69.58 44.97 24.60 10.32 Jul 5.81 Ago ET PROMEDIO ANUAL (mm año-1) 5.63 387.38 CIRCUNLACUSTRE 17.96 29.54 39.43 61.42 85.03 82.07 81.64 58.84 38.00 17.85 10.43 10.06 532.25 COATA 12.28 28.64 45.49 68.87 83.08 77.25 80.38 61.09 40.93 18.88 9.98 7.38 534.25 2.52 1.69 229.82 HUANCANE 18.73 34.04 44.65 63.26 78.30 74.16 75.86 56.98 38.72 18.42 10.14 9.64 522.89 HUAYCHO 16.54 31.91 42.33 57.29 70.75 67.37 69.53 51.49 34.62 17.07 10.15 9.27 478.31 ILAVE 11.90 20.29 29.08 48.55 70.29 69.59 72.30 53.02 35.13 17.79 10.81 8.76 447.51 KATARI 14.37 23.23 31.05 48.07 66.85 64.63 62.80 43.22 27.06 12.76 7.94 7.96 409.93 9.59 5.49 4.53 335.75 10.74 16.51 22.29 40.79 66.50 69.77 66.57 43.89 24.77 11.12 6.68 6.50 386.15 5.10 5.45 365.46 9.22 8.25 590.71 COIPASA MAURI MEDIO DESAGUADERO POOPO RAMIS 1.28 5.94 2.45 4.24 15.95 45.47 57.81 53.77 29.19 11.43 9.47 15.51 32.42 56.74 64.72 65.00 43.72 22.63 9.36 14.38 20.34 38.97 65.10 70.33 65.63 41.39 20.84 4.03 8.56 16.85 38.06 54.11 75.16 90.03 84.88 88.72 66.57 41.28 17.59 Fuente: Elaboración propia El régimen multimensual de la evapotranspiración tiene un comportamiento similar en todo el sistema TDPS, como se aprecia en la Figura 11.11, los valores máximos se presentan en el verano (Noviembre Marzo) y los mínimos en invierno (Mayo – Agosto), con rangos que oscilan entre 90 mm mes-1 - 57.8 mm mes-1 (máximos) y 1.69 mm mes-1 - 9.62 mm mes-1 (mínimos). 109 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.11. Evapotranspiración promedio multimensual, en las cuencas que componen el sistema TDPS 100 AFERENTES LAGO MENOR 90 ALTO DESAGUADERO Evapotrasnpiración (mm) 80 CIRCUNLACUSTRE 70 COATA COIPASA 60 HUANCANE 50 HUAYCHO 40 ILAVE KATARI 30 MAURI 20 MEDIO DESAGUADERO 10 POOPO RAMIS 0 Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Fuente: Elaboración propia Al igual que la Precipitación, la Evapotranspiración promedio multimensual del sistema TDPS evidencia un régimen monomodal típico de cuencas Andinas pertenecientes al altiplano Boliviano, esto es producto al movimiento de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT). Dadas las condiciones geomorfológicas del sistema, la presencia de extensos espejos de aguas y condiciones climáticas extremas (sequías prolongadas, inundaciones y granizadas), se realizó una comparación entre la precipitación promedio anual y la evapotranspiración promedio de anual de las cuencas. En la siguiente figura se aprecia el porcentaje de evapotranspiración con respecto a la precipitación promedio anual para todas las cuencas. 110 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.12. Porcentaje de Evapotranspiración con respecto a la Precipitación promedio anual en las cuencas del sistema TDPS 100% % EVAPOTRANSPIRACIÓN 86.6% 92.7% 81.0% 80% 79.9% 70.2% 85.3% 81.3% 74.8% 88.8% 90.3% 91.0% 77.6% 60% 40% 20% 0% Fuente: Elaboración propia Las condiciones naturales propias del sistema TDPS favorecen la ocurrencia de fenómenos asociados a la transferencia de agua del suelo a la atmósfera, como se observa en la Figura 11.12, todas las cuencas indican que más del 70% de la precipitación promedio anual registrada, es evapotranspirada. En general para las cuencas TDPS, el 83.3% de la lámina precipitada es transmitida a al aire durante el año, lo que indica que el componente de Evapotranspiración es el de mayor aporte en el ciclo hidrológico del sistema. 11.5.3.1 Cuenca Circunlacustre Es la cuenca que alberga el lago Titicaca, se caracteriza por tener un paisaje variado ligeramente montañoso, con llanuras y serranías, presenta un promedio anual en la evapotranspiración real de 532.25 mm año-1, es decir que el 81% de la precipitación anual se transfiere del suelo al aíre (Ver Figura 11.12). Los meses más representativos en la estacionalidad de la ETR son febrero con un máximo de 82.07 mm mes-1 y agosto con un mínimo de 10.43 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.2 Cuenca Mauri La cuenca montañosa Mauri tiene una evapotranspiración promedio de 335.75 mm año -1, que representan el 88.8 % de la precipitación promedio anual (Ver Figura 11.12), los mayores valores ETR son en el verano en el mes de marzo con 65 mm mes-1 y los menores en invierno en el mes de agosto con 4.53 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.3 Cuenca Alto Desaguadero La cuenca Alto Desaguadero es una cuenca de llanuras fluvio lacustres, donde la evapotranspiración promedio es de 387.38 mm año-1, lo que indica que 86.6 % de la precipitación promedio anual es 111 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca transportada del suelo a la atmósfera (Ver Figura 11.12), los menores valores de ETR se dan en el mes de agosto (5.63 mm mes-1) y los mayores se presentan en el mes de febrero 73.64 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.4 Cuenca medio Desaguadero La Evapotranspiración promedio anual es de 386.15 mm año-1, esta representa que el 90.3% de la precipitación anual es evapotranspirada (Ver Figura 11.12), el mes con mayor ETR es febrero con 69.77 mm mes-1 y el de menor es agosto con 6.5 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.5 Cuenca Lago Poopó Es una cuenca de paisaje fluvio lacustre con llanuras y serranías altas, presenta un promedio anual en la evapotranspiración de 365.46 mm año-1, es decir que el 91% de la precipitación anual se transfiere del suelo al aíre (Ver Figura 11.12). Los meses más representativos en la estacionalidad de la ETR son febrero con un máximo de 70.33 mm mes-1 y julio con un mínimo de 5.1 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.6 Cuenca Coipasa La cuenca salar de Coipasa es característica por estar localizada en una planicie sedimentaria, donde la evapotranspiración promedio es de 229.8 mm año-1, lo que indica que 92.7 % de la precipitación promedio anual es transportada del suelo a la atmósfera (Ver Figura 11.12), es la cuenca con el nivel más elevado de ETR de todo el sistema TDPS. Los menores promedios multimensuales se dan en el mes de agosto (1.69 mm mes-1) y los mayores se presentan en el mes de febrero 57.8 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.7 Cuenca Suchez-Huaycho Con un recorrido entre la cordillera de Carabaya y lago Titicaca, tiene una evapotranspiración promedio de 478.31 mm año -1, que representan el 81.3 % de la precipitación promedio anual (Ver Figura 11.12), los mayores valores ETR son en el verano en el mes de enero con 70.75 mm mes-1 y los menores en invierno en el mes de agosto con 9.27 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.8 Cuenca Coata illpa La cuenca Coata – Illpa presenta los mayores valores de evapotranspiración del sistema, con una ETR promedio total en el año de 534.25 mm, es decir que el 70.2% de la precipitación anual se transfiere del suelo a la atmósfera (Ver Figura 11.12). Las mayores intensidades de ETR se dan en el mes de enero (83.08 mm mes-1) y las menores se presentan en agosto (7.38 mm mes-1) (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.9 Cuenca Huancané Como afluente del lago Titicaca, es una cuenca con registros de evapotranspiración promedio de 522.89 mm año-1, lo que indica que 79.9 % de la precipitación promedio anual se evapotranspira a la atmósfera (Ver Figura 11.12), los menores valores de ETR se dan en el mes de agosto con 9.64 mm mes-1 y los mayores se presentan en el mes de enero con 78.3 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.10 Cuenca Ilave El sistema endorreico de la cuenca del río Ilave presenta un promedio anual en la evapotranspiración de 447.51 mm año-1, es decir que el 74.8% de la precipitación anual se transfiere del suelo al aíre (Ver Figura 11.12). Los meses más representativos en la estacionalidad de la ETR son marzo con un máximo de 72.3 mm mes-1 y julio con un mínimo de 8.76 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 112 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.5.3.11 Cuenca Katari La Evapotranspiración promedio anual es de 409.93 mm año-1, esta representa que el 85.3% de la precipitación anual es evapotranspirada (Ver Figura 11.12), el mes con mayor ETR es enero con 66.85 mm mes-1 y el de menor es agosto con 7.96 mm mes-1 (Ver Tabla 11.4). 11.5.3.12 Cuenca Ramis La cuenca es un afluente del lago Titicaca, presenta un promedio anual en la evapotranspiración de 590.71 mm año-1, es decir que el 77.6% de la precipitación anual se transfiere del suelo al aíre (Ver Figura 11.12), con respecto a las demás cuencas es la de mayor lámina evapotranspirada. Las mayores intensidades de ETR se dan en el mes de enero (90 mm mes-1) y las menores se presentan en agosto (8.25 mm mes-1) (Ver Tabla 11.4). 113 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.13 Evapotranspiración efectiva total anual: Balance Hídrico Sistema TDPS [mm] Fuente: Elaboración propia 114 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca En el anexo y subanexo 10, se presenta el resumen de parámetros modelados para el Balance Hídrico en WEAP por cada una de las 152 HRU’s modeladas. 11.6 Esquema de análisis bajo escenarios de CC Para fines de modelación, se han desarrollado escenarios producto de la combinación de los modelos procesados para el país, acompañados de un análisis de sensibilidad en los resultados del balance hídrico, tanto para la variabilidad climática mostrada en el escenarios histórico, así como en los escenarios a futuro (cambio climático). A continuación se presentan los escenarios de sensibilidad llevado a la modelación de balance hídrico: Cambio Climático: o Esc1: [PMax= -320mm; TMax=4.4°C], o Esc2: [PMax= -320mm; TMin=0.3°C], o Esc3: [PMin= +240mm; TMax=4.4°C] y o Esc 4: [PMin= +240mm; TMin=0.3°C] Variabilidad Climática: [F(x)31 Precipitación: 0.10, 0.25, 0.50, 0.75, 0.90], representativos de años con precipitación con tipología de año [Seco, semiseco, medio, semihúmedo y húmedo], respectivamente. Para la consideración de los años con afectación de eventos ENSO, se asumen los años Niño fuertes como años de tipología seca (ver Figura 9.1, Figura 9.2) y los de Niña fuerte como de tipificación de media a semihúmeda (Figura 9.3 y Figura 9.4), en función a la tipificación de variabilidad climática establecida. 11.6.1 Resultados de modelación de Escenarios de Cambio Climático Esc1: [PMax= -320mm; TMax=4.4°C]: Este escenario representa la peor de la condiciones de evolución de Balance hídrico que podría tenerse en la zona de estudio. Tanto la disminución de escorrentía, como el incremento de la ETP son drásticos, aspecto que se enfatiza fuertemente en el sur del Sistema. Los impactos de disminución de producción de caudales son considerables a lo largo del territorio, promediando un decremento de 29.8% del recurso agua aproximadamente. (Ver Figura 11.14 y Figura 11.15). Esc2: [PMax= -320mm; TMin=0.3°C]: Este escenario es ligeramente más favorable que el anterior (Decremento del 29.3% dela escorrentía, ver Figura 11.16 y Figura 11.17), observando que el incremento de la temperatura no es el que rige el balance sino el cambio en la precipitación. Las tendencias de cambio igualmente identifican, al sur del TDPS como el potencialmente más afectado por efecto de Cambio Climático. 31 Probabilidad de distribución acumulada asociada 115 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Esc3: [PMin= +240mm; TMax=4.4°C]: Un escenario de incremento de la precipitación determina igualmente un incremento interesante en el la escorrentía (64.1%), el cual favorece principalmente a la región norte del TDPS, pero con impactos notorios igualmente en el territorio centro y sur del mismo. Los afluentes del Poopo incrementarían su producción haciendo que este Lago se pueda recuperar del todo. La sección del Salar de Coipasa, igualmente presentaría valores relativamente bajos de escorrentía, que sin embargo no sería despreciable para esta zona. La ETP incrementa en todo el sistema, sin embargo sus efectos en el balance se mimetizan con el incremento en la productividad hídrica. (Ver Figura 11.18 y Figura 11.19). Esc4: [PMin= +240mm; TMin=0.3°C]: Este es el escenario más favorable para la producción hídrica en el Sistema TDPS, ya que el mismo se tiene un impacto mayor en la productividad de escorrentía (75.7%). Los efectos en la superficie del sistema son parecidos a los que se dan en el anterior escenario, con diferenciándose en la atenuación del impacto de incremento de la ETP. Ver Figura 11.20 y Figura 11.21). 116 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.14 Escorrentía CC, Esc1: [PMax= -320mm; TMax=4.4°C] Fuente: Elaboración propia 117 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.15 Evapotranspiración real CC, Esc1: [PMax= -320mm; TMax=4.4°C] Fuente: Elaboración propia 118 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.16 Escorrentía CC, Esc2: [PMax= -320mm; TMin=0.3°C] Fuente: Elaboración propia 119 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.17 Evapotranspiración real, Esc2: [PMax= -320mm; TMin=0.3°C] Fuente: Elaboración propia 120 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.18 Escorrentía CC, Esc3: [PMin= +240mm; TMax=4.4°C] Fuente: Elaboración propia 121 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.19 Evapotranspiración real CC, Esc3: [PMin= +240mm; TMax=4.4°C] Fuente: Elaboración propia 122 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.20 Escorrentía CC, Esc 4: [PMin= +240mm; TMin=0.3°C] Fuente: Elaboración propia 123 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.21 Evapotranspiración real CC, Esc 4: [PMin= +240mm; TMin=0.3°C] Fuente: Elaboración propia 124 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.6.2 Consideración de la variabilidad climática y Eventos ENSO / Comparación de Escenarios Los escenarios de variabilidad climática, son el resultado de la modelación del periodo base y el análisis de su variabilidad. Para observar el impacto de mejor manera se han escogido diferentes puntos de control en la escorrentía del Sistema TDPS, de análisis de variabilidad climática (aspecto que incluye la tipología de los eventos ENSO) y de modelación de posible impacto de CC. Los referidos puntos o aspectos de control y comparación de efectos climáticos respecto a la modelación base son los listados a continuación: Ingresos Lago Titicaca [m3/s], Salidas Lago Titicaca [m3/s], Caudal Mauri [m3/s], Caudal Ulloma [m3/s], Caudal Desaguadero Calacoto [m3/s] Caudal Chuquiña [m3/s] Ingresos Lago Poopo [m3/s] Salidas Lago Poopo [m3/s] Volumen Lago Poopo [hm3] Volumen Lago Titicaca [hm3] Previo al análisis particular de cada punto control es posible hacer notar la relación de impacto relativa que se tiene en cuanto al cambio climático y la variabilidad climática, que si bien en el primer caso se tendrían valores de escenario que se darían a futuro32, respecto a una variación que ya se da actualmente a nivel interanual. Nótese que el impacto actual (Variabilidad climática a nivel anual y tipología de eventos ENSO33) es muy superior en algunos casos al impacto esperado del CC (que sería permanente y al año frontera, pero que tiene muchas incertitudes en su predicción). Ingresos Lago Titicaca [m3/s] La relación de impacto mayor (decremento) que se da para los ingresos (Caudales de ingreso totales), al lago Titicaca se da por concepto de la ocurrencia de un año seco (efecto equivalente de un año Niño Fuerte), respecto al cual, se tendría una merma en los caudales de aproximadamente un 47.50%. Seguidamente en orden de magnitud se tendría el impacto de los escenarios de CC en los cuales se daría un decremento en la precipitación (Esc1: ~32.6% y Esc2~30.3%). Paralelamente los incrementos de caudal que se dan en años húmedos casi cuadriplican el caudal base, denotando la importancia de la ocurrencia de un año con esta tipología. Este aspecto refuerza los conceptos de análisis que se emiten en el párrafo introductorio de este análisis. (Ver Figura 11.22, Figura 11.23, Tabla 11.5 y Tabla 11.6) Salidas Lago Titicaca [m3/s] Del análisis de los escenarios que simulan las salidas del lago Titicaca, llama la atención la situación que tanto en años secos como semisecos, éstas se anulan prácticamente (variabilidad climática), comprometiendo por ende el flujo en el mismo río Desaguadero. En este caso particular los escenarios de CC 3 y 4 (escenarios de incremento en la precipitación) se presentarían como los más positivos para la regulación y aporte del lago. (Ver Figura 11.24, Figura 11.25, Tabla 11.7 y Tabla 11.8). 32 2060: Año frontera de modelación del Proyecto PPCR, fuente de los resultados de modelación del proyecto Se ha determinado en el análisis de eventos ENSO (Ver inciso 9.2), que se asumirá los años Niño fuertes como años de tipología seca (ver Figura 9.1, Figura 9.2) y los de Niña fuerte como de tipificación de semihúmedos a húmedos (Figura 9.3y Figura 9.4). 33 125 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Caudal Mauri [m3/s] De forma similar a los anteriores casos, la variabilidad climática para la tipología de año seco, es la más desfavorable para el aporte del río Mauri, con un decremento cercano al 60% de su caudal medio. Los escenarios de CC representativos del potencial incremento en la precipitación se muestran como los más positivos para el aporte de este río internacional, donde su caudal se vería incrementado entre 1 a 1.5 veces, en caso de cumplirse esta predicción. (Ver Figura 11.26, Figura 11.27, Tabla 11.9 y Tabla 11.10) Caudal Ulloma [m3/s] La influencia aguas arriba del Lago Titicaca y del ingreso de Mauri determina, además de los aportes locales, el comportamiento de Ulloma, el cual en un escenario de año seco se quedaría con un caudal cercano al nulo, determinando esta situación como la más desfavorable que se podría dar respecto a su balance. Nótese, igualmente que los escenarios 1 y 2 de CC, que representan la disminución de la precipitación, son los que le siguen en cuanto a decremento del caudal y las otros dos de CC (incremento en la precipitación), representan las de mayor positividad en cuanto a abundancia de agua. (Ver Figura 11.28, Figura 11.29, Tabla 11.11 y Tabla 11.12) Caudal Desaguadero Calacoto [m3/s] La situación de Calacoto Desaguadero, es muy similar a la de Ulloma, observando una marcada influencia del Lago Titicaca en su funcionamiento. Los escenarios tienen el mismo impacto en los caudales de este punto de control. (Ver Figura 11.30, Figura 11.31, Tabla 11.13 y Tabla 11.14) Caudal Chuquiña [m3/s] Chuquiña es el primer punto de control, en el cual si se daría un año seco, no se tendría un caudal promedio anual nulo, esto debido a los aportes locales y muy posiblemente por el aporte del acuífero regional del Lago Poopo. Los escenarios más negativos, se dan por consecuencia de la variabilidad climática y los de mayor positividad respecto a los de CC, en el caso de que la precipitación incremente en la zona de estudio. (Ver Figura 11.32, Figura 11.33, Tabla 11.15 y Tabla 11.16) Ingresos Lago Poopo [m3/s] La modelación de los ingresos de Poopo, determinan que aún en un año seco, el promedio anual no se anularía, a pesar de que estos son nulos durante los meses de estiaje. Nuevamente son los escenarios de incremento de precipitación, en el caso de CC, que son los más positivos para que la alimentación del lago y por supuesto de su recuperación. Los ingresos de Poopo, en el caso de un año de tipología seca, podrían bajar hasta en un 83%, aspecto que muestra el gran impacto que se puede dar en esta situación. (Ver Figura 11.34, Figura 11.35, Tabla 11.17 y Tabla 11.18) Salidas Lago Poopo [m3/s] Los excedentes delo Poopo, en el caso de años de tipología seca y semiseca, son nulos, esto debido a la de regulación de caudales del mismo lago y la potencial inexistencia de caudal necesario para llenarlo, sin embargo, llama la atención que los escenarios de variabilidad climática semihúmedos y húmedos provocan la duplicación y cuadriplicación respectivamente, del potencial de desborde del lago, aspecto que demuestra la gran sensibilidad de este lago a la variabilidad climática, situación que se refleja en la regulación de volúmenes que se comenta en el siguiente párrafo (Ver Figura 11.36, Figura 11.37, Tabla 11.19 y Tabla 11.20). 126 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Volumen Lago Poopo [hm3] En las condiciones actuales la ocurrencia de un año de seca determinaría igualmente el vaciado del Lago, aspecto que ya se evidenció en 2016. Sin embargo también se destaca que en este caso particular, el mayor impacto positivo (abundancia hídrica), no proviene de los escenarios positivos de CC, sino de los años de tipificación húmeda y semihúmeda. Esta situación podrían confirmar la sensibilidad que tiene el lago a responder a la variabilidad climática (ver Figura 10.8), aspecto que se reflejó en los años 90, cuando el lago se secó por primera vez en el periodo moderno y de existencia de datos, pero que recuperó sus niveles máximos en un tiempo relativamente corto (1.5 años), gracias a periodos de abundancia de precipitación que se dieron a final de la década referida. (Ver Figura 11.38, Figura 11.39, Tabla 11.21 y Tabla 11.22) Volumen Lago Titicaca [hm3] La regulación del lago Titicaca presenta los mayores impactos en años de tipología seca, con un impacto en 1.36% de su volumen (1% ~ 9217 hm3), volumen considerable desde todo punto de vista, en función de la magnitud del Lago. Sin embargo de forma proporcional, un año húmedo tiene el mismo potencial de recuperación de volumen para este sistema de regulación. Nótese el gran impacto que podría darse en el caso de la ocurrencia de las predicciones de CC de baja de precipitación (Esc1 y Esc2), donde el descenso o pérdida esperada rondaría el 6% de su volumen, en tanto que los escenarios positivos no tendrían tanto impacto (incremento en 1.6%) del volumen, debido esencialmente a la capacidad del Lago. Es decir las pérdidas son más difíciles de recuperar que la acumulación de ganancia. Nótese que actualmente el lago Titicaca tiene una deficiencia media de volumen de aproximadamente un 0.4% de su volumen medio medido anual (Ver Figura 10.7). (Ver Figura 11.40, Figura 11.41, Tabla 11.23 y Tabla 11.24) Otras consideraciones adicionales a las previamente presentadas y conclusiones, son presentadas en el capítulo final de este documento. 127 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 702.91 Figura 11.22 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Valores absolutos) 800 700 442.17 600 177.23 164.80 DPmax ^ DTMin 124.05 303.92 159.25 200 DPmax ^ DTMax 300 236.32 400 356.36 Ingreso Titicaca, Promedio [m3/s] 500 100 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Fuente: Elaboración propia Figura 11.23 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Porcentual) 197.4% 250% 200% 87.1% 150% 28.6% 0.0% 50% 50.8% Ingreso Titicaca, Promedio [%] 100% -30.3% DPmax ^ DTMin -25.0% -32.6% -50% DPmax ^ DTMax -47.5% 0% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -100% Fuente: Elaboración propia 128 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.5 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Valores absolutos) Punto de Control Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 639.71 416.21 427.77 915.79 1,079.71 145.09 379.39 900.03 1,134.33 Feb 777.02 507.86 524.88 997.91 1,140.40 179.28 462.42 1,091.62 1,374.76 Mar 526.75 346.52 359.68 684.22 810.29 196.97 353.19 700.32 856.53 Abr 218.94 152.01 158.39 258.22 305.55 80.48 146.07 291.82 357.40 May 88.84 64.98 67.94 95.31 108.64 62.97 75.22 102.46 114.72 Jun 64.22 48.14 50.10 69.38 77.28 54.68 59.20 69.25 73.77 Jul 55.85 42.26 43.88 60.57 66.61 48.85 52.17 59.53 62.84 Ago 54.22 41.16 42.69 59.27 64.74 47.67 50.78 57.67 60.77 Sep 57.53 43.60 45.17 63.44 69.67 49.18 53.14 61.92 65.88 Oct 63.00 46.95 48.72 72.22 83.38 49.79 56.05 69.95 76.21 Nov 89.02 64.16 66.55 112.71 139.70 25.72 55.70 122.34 152.33 Dic 200.76 137.20 141.82 257.96 330.32 15.56 103.29 298.23 385.95 Promedio 236.32 159.25 164.80 303.92 356.36 124.05 177.23 442.17 702.91 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.6 Comparación de escenarios: Ingreso Titicaca (Porcentual) Punto de Control Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca Ingreso Titicaca 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -34.9% -33.1% 43.2% 68.8% -77.3% -40.7% 40.7% 77.3% Feb 0.0% -34.6% -32.4% 28.4% 46.8% -76.9% -40.5% 40.5% 76.9% Mar 0.0% -34.2% -31.7% 29.9% 53.8% -62.6% -33.0% 33.0% 62.6% Abr 0.0% -30.6% -27.7% 17.9% 39.6% -63.2% -33.3% 33.3% 63.2% May 0.0% -26.9% -23.5% 7.3% 22.3% -29.1% -15.3% 15.3% 29.1% Jun 0.0% -25.0% -22.0% 8.0% 20.3% -14.9% -7.8% 7.8% 14.9% Jul 0.0% -24.3% -21.4% 8.5% 19.3% -12.5% -6.6% 6.6% 12.5% Ago 0.0% -24.1% -21.3% 9.3% 19.4% -12.1% -6.4% 6.4% 12.1% Sep 0.0% -24.2% -21.5% 10.3% 21.1% -14.5% -7.6% 7.6% 14.5% Oct 0.0% -25.5% -22.7% 14.6% 32.4% -21.0% -11.0% 11.0% 21.0% Nov 0.0% -27.9% -25.2% 26.6% 56.9% -71.1% -37.4% 37.4% 71.1% Dic 0.0% -31.7% -29.4% 28.5% 64.5% -92.2% -48.6% 48.6% 92.2% Promedio 0.0% -32.6% -30.3% 28.6% 50.8% -47.5% -25.0% 87.1% 197.4% Fuente: Elaboración propia 129 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 147.88 Figura 11.24 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Valores absolutos) 160 140 120 80 63.08 71.04 100 40.56 60 0.00 11.85 DPmax ^ DTMin 0.00 11.85 DPmax ^ DTMax 20 15.54 40 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Salida Titicaca, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia 851.6% Figura 11.25 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Porcentual) 1000% 357.1% 161.0% 400% Semihúmedo -100.0% Semiseco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmax ^ DTMin -23.8% Base -200% DPmax ^ DTMax -23.8% 0% Seco -100.0% 0.0% 200% Húmedo 600% 305.9% 800% Salida Titicaca, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 130 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.7 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Valores absolutos) Punto de Control Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 7.45 5.86 5.86 39.26 132.91 0.00 0.00 23.54 38.02 Feb 13.53 10.32 10.32 66.46 234.41 0.00 0.00 38.76 61.46 Mar 20.22 15.52 15.52 91.39 223.42 0.00 0.00 53.09 82.67 Abr 26.11 20.45 20.45 107.86 160.27 0.00 0.00 63.39 96.94 May 26.87 20.55 20.56 105.64 148.50 0.00 0.00 64.86 99.06 Jun 22.91 17.05 17.05 94.48 142.83 0.00 0.00 57.56 88.75 Jul 19.56 14.39 14.39 84.34 137.09 0.00 0.00 50.62 78.57 Ago 15.67 11.65 11.65 71.96 130.28 0.00 0.00 41.57 64.88 Sep 11.70 8.79 8.79 60.13 124.19 0.00 0.00 32.55 51.31 Oct 9.24 7.05 7.05 50.83 118.35 0.00 0.00 27.22 43.40 Nov 7.25 5.64 5.64 42.52 112.80 0.00 0.00 22.17 35.59 Dic 5.98 4.88 4.88 37.57 109.51 0.00 0.00 18.74 30.21 Promedio 15.54 11.85 11.85 71.04 147.88 0.00 0.00 40.56 63.08 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.8 Comparación de escenarios: Salida Titicaca (Porcentual) Punto de Control Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca Salida Titicaca 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -21.3% -21.3% 427.0% 1683.7% -100.0% -100.0% 215.9% 410.2% Feb 0.0% -23.7% -23.7% 391.4% 1633.0% -100.0% -100.0% 186.5% 354.4% Mar 0.0% -23.3% -23.3% 352.0% 1005.0% -100.0% -100.0% 162.6% 308.9% Abr 0.0% -21.7% -21.7% 313.1% 513.8% -100.0% -100.0% 142.8% 271.3% May 0.0% -23.5% -23.5% 293.2% 452.7% -100.0% -100.0% 141.4% 268.7% Jun Jul 0.0% -25.6% -25.6% 312.4% 523.5% -100.0% -100.0% 151.3% 287.4% 0.0% -26.4% -26.4% 331.3% 601.0% -100.0% -100.0% 158.8% 301.8% Ago 0.0% -25.6% -25.6% 359.3% 731.6% -100.0% -100.0% 165.3% 314.1% Sep 0.0% -24.8% -24.8% 414.0% 961.5% -100.0% -100.0% 178.2% 338.5% Oct 0.0% -23.7% -23.7% 450.2% 1181.0% -100.0% -100.0% 194.6% 369.8% Nov 0.0% -22.2% -22.2% 486.3% 1455.3% -100.0% -100.0% 205.6% 390.7% Dic 0.0% -18.4% -18.4% 527.9% 1730.0% -100.0% -100.0% 213.1% 404.9% Promedio 0.0% -23.8% -23.8% 357.1% 851.6% -100.0% -100.0% 161.0% 305.9% Fuente: Elaboración propia 131 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.26 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Valores absolutos) 34.27 40 27.90 35 22.15 30 18.27 25 9.65 8.83 DPmax ^ DTMin 5.77 8.81 10 DPmax ^ DTMax 15 13.96 20 5 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Mauri, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia Figura 11.27 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Porcentual) 145.5% 200% 0.0% -30.9% 50% 30.9% 100% 58.7% 99.9% 150% -36.8% DPmax ^ DTMin -58.7% -36.9% -50% DPmax ^ DTMax 0% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -100% Mauri, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 132 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.9 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Valores absolutos) Punto de Control Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 26.00 15.63 15.66 79.77 99.91 0.19 12.41 39.58 51.80 Feb 44.55 26.15 26.19 107.57 131.21 0.00 17.11 71.98 96.68 Mar 27.82 16.58 16.62 55.82 73.03 3.62 15.08 40.55 52.02 Abr 13.21 8.30 8.32 17.77 22.10 6.83 9.85 16.56 19.58 May 8.03 5.50 5.52 10.00 11.70 5.93 6.92 9.13 10.12 Jun Jul 7.31 5.28 5.29 9.12 10.29 5.90 6.57 8.06 8.73 Ago 6.76 4.91 4.92 8.46 9.44 5.48 6.08 7.43 8.03 Sep 6.59 4.77 4.78 8.42 9.28 5.29 5.91 7.27 7.89 Oct 6.42 4.56 4.57 8.21 9.17 5.07 5.71 7.13 7.77 Nov 5.80 3.98 3.99 7.48 8.42 4.58 5.15 6.44 7.02 6.51 4.44 4.45 9.60 11.03 3.87 5.12 7.91 9.16 Dic 8.51 5.59 5.61 12.56 15.62 4.37 6.33 10.69 12.65 Promedio 13.96 8.81 8.83 27.90 34.27 5.77 9.65 18.27 22.15 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.10 Comparación de escenarios: Caudal Río Mauri (Porcentual) Punto de Control Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri Mauri 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -39.9% -39.8% 206.9% 284.3% -99.3% -52.2% 52.2% 99.3% Feb 0.0% -41.3% -41.2% 141.5% 194.5% -100.0% -61.6% 61.6% 117.0% Mar 0.0% -40.4% -40.3% 100.7% 162.5% -87.0% -45.8% 45.8% 87.0% Abr 0.0% -37.1% -37.0% 34.6% 67.3% -48.3% -25.4% 25.4% 48.3% May 0.0% -31.4% -31.3% 24.5% 45.8% -26.1% -13.7% 13.7% 26.1% Jun 0.0% -27.8% -27.7% 24.7% 40.7% -19.4% -10.2% 10.2% 19.4% Jul 0.0% -27.3% -27.2% 25.3% 39.7% -18.9% -9.9% 9.9% 18.9% Ago 0.0% -27.5% -27.4% 27.9% 40.9% -19.7% -10.4% 10.4% 19.7% Sep 0.0% -29.0% -28.9% 27.9% 42.9% -21.0% -11.0% 11.0% 21.0% Oct 0.0% -31.3% -31.2% 29.1% 45.4% -21.1% -11.1% 11.1% 21.1% Nov 0.0% -31.8% -31.7% 47.3% 69.4% -40.6% -21.4% 21.4% 40.6% Dic 0.0% -34.3% -34.1% 47.6% 83.5% -48.7% -25.6% 25.6% 48.7% Promedio 0.0% -36.9% -36.8% 99.9% 145.5% -58.7% -30.9% 30.9% 58.7% Fuente: Elaboración propia 133 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 225.48 Figura 11.28 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma(Valores absolutos) 250 134.71 200 78.35 104.09 150 21.17 33.35 DPmax ^ DTMin 0.00 33.26 50 DPmax ^ DTMax 49.76 100 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Ulloma, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia 353.1% Figura 11.29 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma (Porcentual) 400% 350% 200% 150% 0.0% 50% -57.5% 100% -100.0% -33.0% DPmax ^ DTMin -100% -33.2% -50% DPmax ^ DTMax 0% 109.2% 250% 57.5% 170.7% 300% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -150% Ulloma, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 134 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.11 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma(Valores absolutos) Punto de Control Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 87.46 53.72 53.87 243.40 385.29 0.00 40.45 134.48 176.80 Feb 128.45 78.40 78.66 302.81 520.54 0.00 54.18 202.73 269.58 Mar 88.40 56.53 56.71 220.54 387.76 0.00 39.57 137.23 181.18 Abr 56.80 39.89 40.00 148.64 210.45 0.00 15.97 97.63 134.38 May 43.69 31.98 32.04 126.11 172.43 0.00 4.69 82.68 117.78 Jun 37.22 27.16 27.20 112.07 162.72 0.00 2.04 72.40 104.07 Jul 32.64 23.70 23.74 100.50 155.14 0.00 1.17 64.11 92.43 Ago 28.50 20.77 20.80 88.05 148.11 0.00 2.24 54.75 78.37 Sep 24.60 17.86 17.89 76.36 142.36 0.00 3.43 45.76 64.81 Oct 21.46 15.48 15.51 66.33 135.83 0.00 3.19 39.73 56.17 Nov 21.21 15.22 15.26 61.99 135.32 0.00 5.27 37.14 51.48 Dic 26.71 18.43 18.49 69.70 149.82 0.00 10.84 42.57 56.85 Promedio 49.76 33.26 33.35 134.71 225.48 0.00 21.17 78.35 104.09 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.12 Comparación de escenarios: Caudal Ulloma (Porcentual) Punto de Control Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma Ulloma 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -38.6% -38.4% 178.3% 340.5% -100.0% -53.8% 53.8% 102.1% Feb 0.0% -39.0% -38.8% 135.7% 305.2% -100.0% -57.8% 57.8% 109.9% Mar 0.0% -36.1% -35.8% 149.5% 338.6% -100.0% -55.2% 55.2% 105.0% Abr 0.0% -29.8% -29.6% 161.7% 270.5% -100.0% -71.9% 71.9% 136.6% May 0.0% -26.8% -26.7% 188.7% 294.7% -100.0% -89.3% 89.3% 169.6% Jun Jul 0.0% -27.0% -26.9% 201.1% 337.2% -100.0% -94.5% 94.5% 179.6% 0.0% -27.4% -27.3% 207.9% 375.4% -100.0% -96.4% 96.4% 183.2% Ago 0.0% -27.1% -27.0% 209.0% 419.8% -100.0% -92.1% 92.1% 175.0% Sep 0.0% -27.4% -27.3% 210.5% 478.8% -100.0% -86.1% 86.1% 163.5% Oct 0.0% -27.9% -27.7% 209.1% 533.0% -100.0% -85.1% 85.1% 161.8% Nov 0.0% -28.2% -28.0% 192.3% 538.1% -100.0% -75.1% 75.1% 142.7% Dic 0.0% -31.0% -30.8% 161.0% 461.0% -100.0% -59.4% 59.4% 112.9% Promedio 0.0% -33.2% -33.0% 170.7% 353.1% -100.0% -57.5% 57.5% 109.2% Fuente: Elaboración propia 135 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 185.75 Figura 11.30 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Valores absolutos) 200 180 160 120 84.47 102.49 140 60.40 100 23.21 DPmax ^ DTMin 0.00 20 6.92 23.14 40 DPmax ^ DTMax 60 33.66 80 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Desaguadero Calacoto, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia 451.9% Figura 11.31 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Pocentual) 500% 300% -79.5% 0.0% 100% 79.5% 200% 151.0% 204.5% 400% -31.0% DPmax ^ DTMin -100.0% -31.3% -100% DPmax ^ DTMax 0% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -200% Desaguadero Calacoto, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 136 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.13 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Valores absolutos) Punto de Control Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 56.96 35.42 35.55 150.06 267.65 0.00 20.90 93.03 125.49 Feb 76.56 48.01 48.22 179.35 369.48 0.00 29.48 123.64 166.01 Mar 56.18 37.37 37.52 155.41 302.31 0.00 15.80 96.56 132.91 Abr 41.46 30.28 30.38 127.88 184.63 0.00 2.33 80.60 115.82 May 34.53 25.74 25.78 114.66 158.98 0.00 0.00 72.96 107.55 Jun 29.01 21.28 21.31 101.79 151.07 0.00 0.00 63.86 95.23 Jul 25.08 18.24 18.27 90.99 144.50 0.00 0.00 56.29 84.38 Ago 21.12 15.45 15.48 78.58 137.65 0.00 0.00 47.14 70.55 Sep 17.36 12.74 12.77 67.06 131.95 0.00 0.00 38.31 57.17 Oct 14.86 10.94 10.97 57.78 126.18 0.00 0.00 32.94 49.21 Nov 13.80 10.12 10.15 51.18 122.87 0.00 0.00 29.15 42.96 Dic 16.95 12.05 12.10 55.19 131.69 0.00 2.38 31.53 44.64 Promedio 33.66 23.14 23.21 102.49 185.75 0.00 6.92 60.40 84.47 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.14 Comparación de escenarios: Caudal Calacoto Desaguadero (Pocentual) Punto de Control Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto Desaguadero Calacoto 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -37.8% -37.6% 163.4% 369.9% -100.0% -63.3% 63.3% 120.3% Feb 0.0% -37.3% -37.0% 134.3% 382.6% -100.0% -61.5% 61.5% 116.8% Mar 0.0% -33.5% -33.2% 176.6% 438.1% -100.0% -71.9% 71.9% 136.6% Abr 0.0% -27.0% -26.7% 208.4% 345.3% -100.0% -94.4% 94.4% 179.3% May 0.0% -25.5% -25.3% 232.0% 360.4% -100.0% -100.0% 111.3% 211.4% Jun Jul 0.0% -26.7% -26.5% 250.9% 420.8% -100.0% -100.0% 120.2% 228.3% 0.0% -27.3% -27.2% 262.8% 476.2% -100.0% -100.0% 124.5% 236.5% Ago 0.0% -26.8% -26.7% 272.1% 551.8% -100.0% -100.0% 123.2% 234.1% Sep 0.0% -26.6% -26.5% 286.4% 660.2% -100.0% -100.0% 120.7% 229.3% Oct 0.0% -26.3% -26.2% 288.9% 749.2% -100.0% -100.0% 121.7% 231.2% Nov 0.0% -26.7% -26.5% 270.8% 790.1% -100.0% -100.0% 111.2% 211.2% Dic 0.0% -28.9% -28.7% 225.5% 676.8% -100.0% -85.9% 85.9% 163.3% Promedio 0.0% -31.3% -31.0% 204.5% 451.9% -100.0% -79.5% 79.5% 151.0% Fuente: Elaboración propia 137 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.32 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Valores absolutos) 251.98 300 156.02 200 92.36 29.70 40.32 DPmax ^ DTMin 1.51 40.21 50 DPmax ^ DTMax 100 61.03 150 120.55 250 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Chuquiña, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia 312.9% Figura 11.33 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Porcentual) 350% 300% 200% 0.0% 50% -51.3% 100% -97.5% -33.9% DPmax ^ DTMin -100% -34.1% -50% DPmax ^ DTMax 0% 51.3% 150% 97.5% 155.6% 250% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -150% Chuquiña, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 138 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.15 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Valores absolutos) Punto de Control Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 112.26 68.42 68.61 313.37 474.51 0.00 51.55 172.98 227.62 Feb 168.21 101.66 101.96 380.99 615.72 0.00 67.10 269.32 360.32 Mar 110.00 69.44 69.67 261.72 441.61 0.00 52.10 167.91 220.02 Abr 67.23 46.42 46.57 162.74 227.99 0.00 24.49 109.97 148.43 May 49.33 35.71 35.78 133.15 180.87 0.00 9.72 88.94 124.60 Jun 41.75 30.25 30.31 117.80 169.36 0.00 6.27 77.24 109.18 Jul 36.73 26.52 26.56 105.71 161.08 0.00 5.03 68.43 96.95 Ago 32.53 23.55 23.59 93.21 153.97 0.00 6.08 58.98 82.79 Sep 28.87 20.79 20.83 81.86 148.61 0.00 7.52 50.21 69.43 Oct 25.70 18.37 18.42 71.83 142.16 0.00 7.27 44.14 60.73 Nov 25.95 18.42 18.47 68.28 142.69 0.00 9.75 42.14 56.72 Dic 33.79 23.00 23.08 81.56 165.24 0.92 16.49 51.08 66.65 Promedio 61.03 40.21 40.32 156.02 251.98 1.51 29.70 92.36 120.55 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.16 Comparación de escenarios: Caudal Chuquiña(Porcentual) Punto de Control Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña Chuquiña 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -39.1% -38.9% 179.1% 322.7% -100.0% -54.1% 54.1% 102.8% Feb 0.0% -39.6% -39.4% 126.5% 266.0% -100.0% -60.1% 60.1% 114.2% Mar 0.0% -36.9% -36.7% 137.9% 301.5% -100.0% -52.6% 52.6% 100.0% Abr 0.0% -30.9% -30.7% 142.1% 239.1% -100.0% -63.6% 63.6% 120.8% May 0.0% -27.6% -27.5% 169.9% 266.6% -100.0% -80.3% 80.3% 152.6% Jun Jul 0.0% -27.5% -27.4% 182.1% 305.6% -100.0% -85.0% 85.0% 161.5% 0.0% -27.8% -27.7% 187.8% 338.6% -100.0% -86.3% 86.3% 164.0% Ago 0.0% -27.6% -27.5% 186.5% 373.3% -100.0% -81.3% 81.3% 154.5% Sep 0.0% -28.0% -27.8% 183.6% 414.8% -100.0% -74.0% 74.0% 140.5% Oct 0.0% -28.5% -28.3% 179.5% 453.1% -100.0% -71.7% 71.7% 136.3% Nov 0.0% -29.0% -28.8% 163.2% 450.0% -100.0% -62.4% 62.4% 118.6% Dic 0.0% -31.9% -31.7% 141.4% 389.1% -97.3% -51.2% 51.2% 97.3% Promedio 0.0% -34.1% -33.9% 155.6% 312.9% -97.5% -51.3% 51.3% 97.5% Fuente: Elaboración propia 139 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.34 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Valores absolutos) 256.92 300 200 50.06 DPmax ^ DTMin 12.66 50 41.83 49.60 DPmax ^ DTMax 74.24 100 106.65 150 135.82 168.26 250 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Ingreso Poopo, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia 246.1% Figura 11.35 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Porcentual) 300% 250% 0.0% 50% -43.7% 100% 43.7% 150% 83.0% 126.7% 200% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco -83.0% DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -100% DPmax ^ DTMin -32.6% -50% DPmax ^ DTMax -33.2% 0% Ingreso Poopo, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 140 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.17 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Valores absolutos) Punto de Control Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 149.09 93.48 94.33 378.18 540.37 0.00 60.80 237.39 316.86 Feb 227.54 141.08 142.55 461.65 686.54 0.00 76.89 378.19 513.78 Mar 135.75 87.33 88.28 287.46 456.63 10.96 70.07 201.43 260.54 Abr 76.32 53.08 53.64 162.34 222.78 0.00 35.86 116.79 153.21 May 51.68 37.75 38.03 125.09 167.61 0.00 16.88 86.49 117.82 Jun 43.40 31.94 32.13 110.08 155.21 0.00 12.70 74.10 101.73 Jul 38.45 28.27 28.44 99.00 147.17 0.00 11.09 65.80 90.42 Ago 34.80 25.69 25.85 88.30 141.01 0.00 11.94 57.67 78.25 Sep 32.07 23.63 23.81 79.15 137.02 0.00 13.56 50.57 67.23 Oct 29.34 21.51 21.69 70.58 131.53 0.00 13.32 45.35 59.76 Nov 30.46 22.20 22.40 68.85 133.57 3.04 16.03 44.89 57.88 Dic 41.94 29.30 29.58 88.43 163.56 7.47 23.80 60.09 76.42 Promedio 74.24 49.60 50.06 168.26 256.92 12.66 41.83 106.65 135.82 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.18 Comparación de escenarios: Ingreso Poopo (Porcentual) Punto de Control Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo Ingreso Poopo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -37.3% -36.7% 153.7% 262.4% -100.0% -59.2% 59.2% 112.5% Feb 0.0% -38.0% -37.4% 102.9% 201.7% -100.0% -66.2% 66.2% 125.8% Mar 0.0% -35.7% -35.0% 111.8% 236.4% -91.9% -48.4% 48.4% 91.9% Abr 0.0% -30.5% -29.7% 112.7% 191.9% -100.0% -53.0% 53.0% 100.7% May 0.0% -26.9% -26.4% 142.0% 224.3% -100.0% -67.3% 67.3% 128.0% Jun Jul 0.0% -26.4% -26.0% 153.6% 257.6% -100.0% -70.7% 70.7% 134.4% 0.0% -26.5% -26.0% 157.5% 282.8% -100.0% -71.2% 71.2% 135.2% Ago 0.0% -26.2% -25.7% 153.7% 305.2% -100.0% -65.7% 65.7% 124.8% Sep 0.0% -26.3% -25.8% 146.8% 327.3% -100.0% -57.7% 57.7% 109.6% Oct 0.0% -26.7% -26.1% 140.6% 348.4% -100.0% -54.6% 54.6% 103.7% Nov 0.0% -27.1% -26.4% 126.0% 338.5% -90.0% -47.4% 47.4% 90.0% Dic 0.0% -30.2% -29.5% 110.8% 289.9% -82.2% -43.3% 43.3% 82.2% Promedio 0.0% -33.2% -32.6% 126.7% 246.1% -83.0% -43.7% 43.7% 83.0% Fuente: Elaboración propia 141 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 158.87 Figura 11.36 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Valores absolutos) 180 160 140 120 80 39.37 66.07 100 23.91 60 4.56 DPmax ^ DTMin 0.00 4.56 DPmax ^ DTMax 0.00 6.74 20 Base 40 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax 0 Salida Poopo, Promedio [m3/s] Fuente: Elaboración propia 2257.8% Figura 11.37 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Porcentual) 2500% 2000% 484.3% Húmedo 254.9% Semihúmedo DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmax ^ DTMin -32.3% Base -500% DPmax ^ DTMax -32.3% 0% Seco -100.0% 0.0% 500% -100.0% 1000% Semiseco 880.6% 1500% Salida Poopo, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 142 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.19 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Valores absolutos) Punto de Control Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m3/s] Ene 13.03 8.85 8.85 161.96 389.90 0.00 0.00 70.98 123.15 Feb 17.43 11.70 11.70 240.75 491.25 0.00 0.00 62.24 102.57 Mar 21.44 14.32 14.32 155.75 327.06 0.00 0.00 74.85 122.92 Abr 10.89 7.97 7.97 67.56 130.97 0.00 0.00 41.51 69.06 May 6.22 4.17 4.17 45.10 88.66 0.00 0.00 25.07 42.04 Jun Jul 4.23 2.75 2.75 37.46 82.55 0.00 0.00 19.81 33.83 Ago 2.57 1.72 1.72 28.31 75.43 0.00 0.00 15.41 26.97 1.74 1.11 1.11 18.98 67.96 0.00 0.00 10.46 18.30 Sep 0.82 0.54 0.54 10.83 60.23 0.00 0.00 4.91 8.60 Oct 0.24 0.21 0.21 6.72 53.84 0.00 0.00 1.44 2.53 Nov 0.05 0.13 0.13 6.13 55.02 0.00 0.00 0.30 0.52 Dic 2.21 1.30 1.30 13.29 83.52 0.00 0.00 13.25 23.19 Promedio 6.74 4.56 4.56 66.07 158.87 0.00 0.00 23.91 39.37 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.20 Comparación de escenarios: Salida Poopo (Porcentual) Punto de Control Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo Salida Poopo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -32.0% -32.0% 1143.5% 2893.4% -100.0% -100.0% 445.0% 845.5% Feb 0.0% -32.8% -32.8% 1281.4% 2718.7% -100.0% -100.0% 257.1% 488.5% Mar 0.0% -33.2% -33.2% 626.6% 1425.8% -100.0% -100.0% 249.2% 473.5% Abr 0.0% -26.9% -26.9% 520.4% 1102.8% -100.0% -100.0% 281.2% 534.2% May 0.0% -32.9% -32.9% 624.9% 1325.0% -100.0% -100.0% 303.0% 575.7% Jun Jul 0.0% -34.9% -34.9% 786.0% 1852.6% -100.0% -100.0% 368.5% 700.1% 0.0% -33.0% -33.0% 1002.4% 2837.8% -100.0% -100.0% 500.2% 950.4% Ago 0.0% -36.5% -36.5% 989.4% 3800.4% -100.0% -100.0% 500.2% 950.4% Sep 0.0% -34.2% -34.2% 1222.8% 7257.2% -100.0% -100.0% 500.2% 950.4% Oct 0.0% -12.5% -12.5% 2693.2% 22280.9% -100.0% -100.0% 500.2% 950.4% Nov 0.0% 152.0% 152.0% 12197.3% 110340.0% -100.0% -100.0% 500.2% 950.4% Dic 0.0% -40.9% -40.9% 501.9% 3683.0% -100.0% -100.0% 500.2% 950.4% Promedio 0.0% -32.3% -32.3% 880.6% 2257.8% -100.0% -100.0% 254.9% 484.3% Fuente: Elaboración propia 143 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 2 178.80 Figura 11.38 Comparación de escenarios: Volumen Poopo (Valores absolutos) 704.18 DPmax ^ DTMin 1 658.24 501.46 700.84 1 000 DPmax ^ DTMax 1 500 1 079.85 2 000 1 864.91 1 739.68 2 500 0.00 500 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base 0 Volumen Poopo, Promedio [hm3] Fuente: Elaboración propia Figura 11.39 Comparación de escenarios: Volumen Lago Poopo (Porcentual) 101.8% 53.6% 100% 72.7% 61.1% 150% -53.6% 0.0% 50% -34.8% DPmax ^ DTMin -100.0% -35.1% -50% DPmax ^ DTMax 0% -100% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax Base -150% Volumen Poopo, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 144 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.21 Comparación de escenarios: Volumen Poopo (Valores absolutos) Punto de Control Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] Ene 933.21 617.26 620.41 1,655.34 1,746.31 0.00 422.41 1,444.01 1,903.74 Feb 1,357.57 864.28 869.94 1,995.22 2,037.79 167.80 731.39 1,983.76 2,547.35 Mar 1,513.11 951.43 957.46 2,100.02 2,154.79 271.06 859.41 2,166.81 2,755.16 Abr 1,477.39 929.63 935.04 2,073.16 2,136.30 231.09 821.45 2,133.33 2,723.70 May 1,371.09 870.41 874.30 1,998.88 2,072.69 139.25 722.77 2,019.42 2,602.93 Jun 1,268.70 813.01 816.04 1,922.89 2,007.11 50.73 627.67 1,909.73 2,486.67 Jul 1,145.81 742.87 745.67 1,828.36 1,924.72 0.00 515.31 1,776.31 2,343.78 Ago 1,008.36 664.40 667.07 1,713.36 1,831.25 0.00 395.74 1,620.98 2,172.35 Sep 868.08 581.12 583.53 1,576.68 1,731.73 0.00 285.60 1,450.57 1,974.82 Oct 739.35 500.59 502.58 1,429.47 1,634.41 0.00 192.95 1,285.76 1,777.54 Nov 643.69 440.95 442.45 1,306.21 1,558.03 0.00 127.64 1,159.74 1,624.20 Dic 631.78 434.16 435.70 1,276.55 1,543.83 0.00 127.50 1,136.06 1,589.93 Promedio 1,079.85 700.84 704.18 1,739.68 1,864.91 0.00 501.46 1,658.24 2,178.80 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.22 Comparación de escenarios: Volumen Lago Poopo (Porcentual) Punto de Control Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo Volumen Poopo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -33.9% -33.5% 77.4% 87.1% -100.0% -54.7% 54.7% 104.0% Feb 0.0% -36.3% -35.9% 47.0% 50.1% -87.6% -46.1% 46.1% 87.6% Mar 0.0% -37.1% -36.7% 38.8% 42.4% -82.1% -43.2% 43.2% 82.1% Abr 0.0% -37.1% -36.7% 40.3% 44.6% -84.4% -44.4% 44.4% 84.4% May 0.0% -36.5% -36.2% 45.8% 51.2% -89.8% -47.3% 47.3% 89.8% Jun 0.0% -35.9% -35.7% 51.6% 58.2% -96.0% -50.5% 50.5% 96.0% Jul 0.0% -35.2% -34.9% 59.6% 68.0% -100.0% -55.0% 55.0% 104.6% Ago 0.0% -34.1% -33.8% 69.9% 81.6% -100.0% -60.8% 60.8% 115.4% Sep 0.0% -33.1% -32.8% 81.6% 99.5% -100.0% -67.1% 67.1% 127.5% Oct 0.0% -32.3% -32.0% 93.3% 121.1% -100.0% -73.9% 73.9% 140.4% Nov 0.0% -31.5% -31.3% 102.9% 142.0% -100.0% -80.2% 80.2% 152.3% Dic 0.0% -31.3% -31.0% 102.1% 144.4% -100.0% -79.8% 79.8% 151.7% Promedio 0.0% -35.1% -34.8% 61.1% 72.7% -100.0% -53.6% 53.6% 101.8% Fuente: Elaboración propia 145 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 934 025.91 928 226.33 915 338.84 909 539.27 936 234.06 880 000 DPmin ^ DTMin 867 087.83 900 000 929 770.66 920 000 882 447.81 940 000 921 782.59 960 000 DPmin ^ DTMax Figura 11.40 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Valores absolutos) 860 000 840 000 Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmax ^ DTMin DPmax ^ DTMax Base 820 000 Vol Titicaca, Promedio [hm3] Fuente: Elaboración propia 1.3% -1.3% 0% 0.7% -0.7% 0.0% 1% 0.9% 2% 1.6% Figura 11.41 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Porcentual) -1% -2% -3% -4.3% -4% -5% Húmedo Semihúmedo Semiseco Seco DPmin ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmax ^ DTMin Base -7% DPmax ^ DTMax -5.9% -6% Vol Titicaca, Promedio [%] Fuente: Elaboración propia 146 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Tabla 11.23 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Valores absolutos) Punto de Control Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] [hm3] Ene 921,167.96 868,143.60 883,111.72 929,250.56 935,744.90 908,720.23 914,616.63 927,719.29 933,615.69 Feb 923,227.42 869,299.16 884,370.47 931,796.56 938,310.67 910,910.33 916,744.85 929,709.99 935,544.51 Mar 924,541.04 869,936.73 885,108.10 933,435.74 940,000.17 912,018.06 917,950.11 931,131.98 937,064.02 Abr 924,519.73 869,687.73 884,926.89 933,269.79 939,901.88 911,938.10 917,897.93 931,141.54 937,101.36 May 923,791.92 868,928.61 884,220.04 932,246.37 938,862.98 911,346.16 917,241.63 930,342.20 936,237.67 Jun 922,998.82 868,141.29 883,469.76 931,194.88 937,750.98 910,646.19 916,497.55 929,500.10 935,351.45 Jul 922,079.08 867,240.67 882,609.02 930,014.53 936,487.36 909,826.94 915,630.69 928,527.47 934,331.22 Ago 921,132.49 866,288.91 881,709.39 928,831.74 935,224.80 908,972.09 914,732.39 927,532.60 933,292.89 Sep 920,324.88 865,430.44 880,916.48 927,817.67 934,141.95 908,261.82 913,976.01 926,673.76 932,387.95 Oct 919,496.88 864,504.09 880,073.74 926,800.02 933,083.22 907,446.22 913,154.53 925,839.22 931,547.53 Nov 918,912.82 863,768.39 879,425.43 926,114.65 932,403.51 906,801.96 912,538.79 925,286.85 931,023.67 Dic 919,198.02 863,684.32 879,432.63 926,475.39 932,896.26 907,033.22 912,795.60 925,600.44 931,362.82 Promedio 921,782.59 867,087.83 882,447.81 929,770.66 936,234.06 909,539.27 915,338.84 928,226.33 934,025.91 Fuente: Elaboración propia Tabla 11.24 Comparación de escenarios: Volumen Lago Titicaca (Porcentual) Punto de Control Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca Vol Titicaca 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Escenario Base DPmax ^ DTMax DPmax ^ DTMin DPmin ^ DTMax DPmin ^ DTMin Seco Semiseco Semihúmedo Húmedo Unidad [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ene 0.0% -5.8% -4.1% 0.9% 1.6% -1.4% -0.7% 0.7% 1.4% Feb 0.0% -5.8% -4.2% 0.9% 1.6% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Mar 0.0% -5.9% -4.3% 1.0% 1.7% -1.4% -0.7% 0.7% 1.4% Abr 0.0% -5.9% -4.3% 0.9% 1.7% -1.4% -0.7% 0.7% 1.4% May 0.0% -5.9% -4.3% 0.9% 1.6% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Jun 0.0% -5.9% -4.3% 0.9% 1.6% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Jul 0.0% -5.9% -4.3% 0.9% 1.6% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Ago 0.0% -6.0% -4.3% 0.8% 1.5% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Sep 0.0% -6.0% -4.3% 0.8% 1.5% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Oct 0.0% -6.0% -4.3% 0.8% 1.5% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Nov 0.0% -6.0% -4.3% 0.8% 1.5% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Dic 0.0% -6.0% -4.3% 0.8% 1.5% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Promedio 0.0% -5.9% -4.3% 0.9% 1.6% -1.3% -0.7% 0.7% 1.3% Fuente: Elaboración propia 147 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 11.7 Análisis de Escenarios de Demanda La relación de demandas actuales estimadas en el capítulo 8 y resumidas en la Figura 11.42, presenta una concentración de volúmenes requeridos del Sistema, que es mayor en territorio peruano, más precisamente al norte del Sistema TDPS. Un grado de demanda también interesante se da en Bolivia en el Este del territorio en análisis, la cual va disminuyendo gradualmente hacia el centro y sur del mismo. Al respecto en las estimaciones medias que se hizo en la modelación, no se encontró zonas con déficit marcado, es decir demanda no satisfecha en el sistema o concurso por el uso del recurso. Desde esta perspectiva y para plantear el análisis de escenarios se planteó un análisis de sensibilidad de incremento en la demanda total que subía gradualmente desde un 10% hasta un 100% (Ver Figura 11.43 y Figura 11.44), es decir, se realizó un análisis de la sensibilidad del incremento de la demanda (en los valores referidos), hasta encontrar un valor incremental que produzca demandas insatisfechas, aspecto que se dio recién con un incremento del doble de la demanda actual, en áreas de la cuenca Katari y del Poopo (Ver Figura 11.45). Nótese que por el carácter sinóptico del balance realizado, estos resultados no reflejan del todo la situación local de cada subcuenca y cuenca analizada, ya que observan la posibilidad de aprovechamiento de la totalidad del recurso disponible, la cual podría darse solamente con estructuras de regulación y/o un manejo de la gestión del agua detallada y con derechos bien normados en cuanto a las relaciones de aprovechamiento, entre las locaciones emplazadas aguas arriba respecto a sus similares situados aguas abajo de la cuenca. Desde esta perspectiva, un análisis local y de detalle de la demanda, su temporalidad, posibilidades de regulación, derechos, asignación (y normativa) de caudales aguas arriba y aguas abajo es necesario para plantear el uso sostenible humano y ecológico del Sistema. El resultado obtenido en este Balance Hídrico, es optimista, ya que denota que si el recurso es gestionado de buena forma, podría ser suficiente para elevar la demanda a valores interesantes desde la perspectiva de desarrollo de la región. No obstante el monitoreo de los ríos que conducen los caudales y de los lagos Poopo y Titicaca es fundamental para determinar los indicadores de funcionamiento e impacto de las medidas de gestión y aprovechamiento que se tomen, determinando claramente los márgenes de demanda que se podría admitir en el Sistema TDPS para no desequilibrarlo, desde el punto de vista hídrico. 148 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.42 Demandas actuales Fuente: Elaboración propia 149 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.43 Demandas incrementadas en un 20% (Demanda total y local x 1.2) Fuente: Elaboración propia 150 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.44 Demandas incrementadas en un 100% (Demanda total y local x 2) Fuente: Elaboración propia 151 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Figura 11.45 Demanda insatisfecha (Incremento en la demanda de 100%) Fuente: Elaboración propia 152 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 12.1 Análisis hidrometeorológico del sistema TDPS El construir la base hidrometeorológica del Sistema TDPS, fue uno de los principales retos de la elaboración de este Balance, debido tanto a la accesibilidad (información internacional), escases (series en periodos homogéneos, continuos y en los parámetros necesarios para la estimación de balance), como confiabilidad de la información. Al respecto el Anexo Metodológico N°2, describe con claridad los procesos y problemática encontrados en el camino de construcción de la base de datos de proyecto. Parámetros tales como temperatura (siendo una de los principales insumos de balance), humedad relativa, insolación, viento, son escasos temporal y espacialmente. En este último caso, se identifica la zona Sur (Centro y Sur Desaguadero, Poopo) y sur oeste (Coipasa), las áreas con menor cobertura de información. Al respecto se ha explorado el empleo de datos satelitales para el relleno de vacíos de esta información, encontrando que productos como TRMM (NASA - JAXA) podrían ser empleados para definir tendencias (datos precisos) pero no directamente para ser empleado cuantitativamente (datos exactos). En este caso el empleo de ellos debe ser realizado cuidadosamente, mediante un tratamiento previo de la información para lograr una exactitud relativa, que ha sido empleada en el balance. Productos como reanálisis (NOAA) fueron empleados de forma referencial, pero no fueron incorporados en las bases para el cálculo de parámetros del balance. Contrariamente a productos satelitales de gran interés como los datos ASD (NASA), los cuales sin embargo presentan limitaciones de extensión de series (1983 – 2005). Al respecto el establecer una base de datos extensa y homogénea temporalmente (1960 – 2016), es posible, sin embargo, los aspectos que son referidos anteriormente, son indicadores que los procesos de relleno de datos no garantizan totalmente la robustez de la base referida, debido esencialmente a las lagunas temporales y espaciales previamente mencionadas. La extensión de la red de monitoreo hidrometeorológica, es una necesidad fundamental para consolidar la base datos estructurada en este proyecto, mejorarla y establecer el monitoreo de indicadores climáticos y de gestión que surjan de la planificación del manejo y aprovechamiento de los recursos del Sistema (aspecto también referido en el inciso 12.8). 153 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Para fines referenciales del lector, a continuación se resumen los aspectos principales que se consideraron, en cuanto a registros y datos, en el proceso de construcción de la base de datos final y consolidada del Balance Hídrico del Sistema TDPS: Precipitación (n34=144): SENAMHI Bolivia (n=126), SENAMHI Perú (n=18)35; Valor promedio anual: 543.43 mm. Ver subanexo N°2a y Subanexo N°4.36 Temperatura (n=33): SENAMHI Bolivia (n=21), SENAMHI Perú 9 (n=12)31; Valor promedio anual: 8.22°C. Ver subanexo N°2b y Subanexo N°4. Humedad relativa: ASD (puntos de grilla) (n=45), Valor promedio anual: 56.01%. SENAMHI Bolivia (n=30), Valor promedio anual 57.28%. Ver subanexo N°2c y Subanexo N°4. Velocidad de viento: ASD (puntos de grilla) (n=45), Valor promedio anual: 11.67 km/h. SENAMHI Bolivia (n=40), Valor promedio anual 11.67 km/h. Ver subanexo N°2c y Subanexo N°4. Insolación: ASD (puntos de grilla) (n=45), Valor promedio anual: 7.10 h/día. SENAMHI Bolivia (n=14), Valor promedio anual 7.23 h/día. Ver subanexo N°2c y Subanexo N°4. 12.2 Análisis de cambio de uso de suelo Los resultados de análisis de cambio de uso de suelo, que son resumidos en la Figura 7.2, presentan las zonas en las cuales se está dando una situación de disminución de la densidad de cobertura, de tipologías de media y baja a densidad a baja densidad y suelo desnudo respectivamente. Nótese que se dibuja claramente una frontera de cambio alrededor de la zona del Lago Poopo y el Salar de Coipasa, que se amplia y densifica a la altura de medio Desaguadero, en su frontera y transición con Alto Desaguadero, al igual que en la zona de Katari. Medidas de protección de cuenca con enfoque MIC específico para el lugar de intervención, son altamente recomendables de ser aplicadas las zonas identificadas. Nótese que inicialmente, para fines de estudio del cambio de uso de suelos en el Sistema TDPS, se hizo un análisis clásico empleando índices de reflexión (NDVI, DVI, albedo entre otros), a partir de información satelital, el cual dio resultados que se emplearon en la caracterización de suelos y cobertura inicial del Sistema (Ver Capítulo 3 y subtítulo 3.2). Posteriormente, se empleó el producto Land Cover del proyecto Climate Change Iniciative (esa 2016), con el cual se consolidó la información previamente tratada y sirvió de base principal para el análisis de cambio de uso de suelos presentado en este estudio (ver capítulo 7). En función a la experiencia de trabajo, aplicación múltiple37 y resultados que se obtuvieron con dicho producto, se considera que con él y sus correspondientes actualizaciones, se podría establecer un buen punto de partida para estructurar un control de los cambios anuales que se dan en la región y por supuesto, una vez implementadas las medidas MIC correspondientes, para medir el impacto esperado. La Figura 7.2 presenta los puntos de interés o “hotspots” en los que se está dando la dinámica principal de cambio de uso de suelos38, por tanto es recomendable que ésta pueda servir de referencia para la planificación de las acciones MIC y otras que se encaren en la cuenca, para mitigar dicho proceso. 34 Refiere al número de registros (estaciones), revisados para la construcción de la base de datos. Aspecto que debe ser mejorado a través de acuerdo internacionales de cooperación mutua de intercambio de bases de datos (brutas y criticadas) 36 Los vacíos de información territoriales, fueron complementados con el empleo de 10 puntos de grilla de información TRMM, emplazados en el Oeste, Sur-Oeste del Sistema TDPS. 37 Se aplicó en el análisis de cambio de uso de suelo y la identificación de sitios de demandas y puntos de interés de las mismas. 38 Un cambio de uso de suelo que puede ser considerado de tipo negativo, ya que el análisis multitemporal realizado apunta a que el mismo tiene una tendencia de disminución de densidad de cobertura (Ej. Cambio de coberturas de suelo de mayor densidad (Praderas) hacia otras de menor densidad ( Suelo desnudo). 35 154 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 12.3 Balance hídrico base (histórico) El Balance Hídrico base39 del Sistema TDPS, presenta un punto de partida para determinar el estado de lugar del mismo a nuestros días (1960 – 2016). Este instrumento al ser sujeto de actualizaciones sucesivas, estructuradas y periódicas, podría convertirse en una herramienta de gestión sinóptica del Sistema, que a su vez incorpore, las gestiones locales que se dan en el mismo. El Balance Hídrico realizado, presenta un Sistema con abundancia de agua en el norte (Territorio peruano principalmente) y alrededor del Lago Titicaca, misma que va mermando mientras se incrementa la latitud, llegando hasta zonas, en las cuales el recurso es mínimo en comparación a las zonas referidas inicialmente (Sur, Poopo y Coipasa esencialmente, Ver Escorrentía Específica en Figura 11.10). La tabla siguiente resume los resultados de Balance que se refieren previamente: Tabla 12.1 Resumen de Balance Hídrico Base (Puntos de Control hidrométrico e integradores de Balance) Punto de Control Unidad Promedio Ingreso Titicaca [m3/s] Salida Titicaca [m3/s] 15.54 Volumen Titicaca [hm3] 921,782.59 Desaguadero Calacoto [m3/s] 33.66 Mauri Ulloma [m3/s] [m3/s] 13.96 49.76 Chuquiña [m3/s] 61.03 Ingreso Poopo [m3/s] 74.24 3 236.32 Salida Poopo [m /s] 6.74 Volumen Poopo [hm3] 1,079.85 Fuente: Elaboración propia En la parte norte – centro del Sistema, se tiene al Lago Titicaca como un integrador y regulador del Balance regional y local, el cual recibe anualmente (valor medio) alrededor de 236 m3/s y entrega a aguas abajo 15.5 m3/s. Su volumen regulador es de aproximadamente 922000 hm 3 (Volumen medio permanencia: 895300 hm3) el cual por sí mismo habla de la dimensión del mismo y su importancia dentro del Sistema. Aguas abajo se tiene la estación de Desaguadero Calacoto (~34 m3/s), influida directamente por las excedencias del Lago Titicaca y su regulación, sobre el Río que le da su nombre, el cual aguas abajo, recibe las aguas de naciente internacional de Mauri (~14 m3/s). En latitudes más altas y aguas abajo sobre el mismo río Desaguadero, se encuentras los puntos de control hidrométrico de Ulloma (~50 m3/s) y Chuquiña (61 m3/s), los cuales determinan al ingreso del Lago Poopo (incluyendo aportes locales y laterales en tramos intermedios los aproximadamente 75 m3/s, que ingresaría al Lago referido, el cual es el integrador sur del Balance del Sistema. Su regulación natural aporta al Salar de Coipasa con ~7m3/s, considerando un volumen medio teórico modelado que fluctúa entre el vacío y los 1080 hm3. La clasificación de semiárida de varias zonas del Sistema TDPS, llama la atención, ya que ellas han sido consideradas y/o nominadas históricamente como áridas, sin embargo el empleo de una clasificación de escala general y mundial, determina esta clasificación que permite abrir los ojos a que existe un recurso que si bien es escaso y temporal podría ser gestionado para el beneficio de la zona. 39 Resultados base modelados de Balance Hídrico del Sistema TDPS, representativos del estado actual del mismo. 155 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca Sin embargo para lograr lo antes referido, el equilibrio de aprovechamientos aguas arriba y las necesidades hídricas de desarrollo y preservación natural aguas abajo es fundamental y más aún en las zonas en las cuales se está dando el cambio de uso de suelo (ver inciso anterior), áreas que son alimentadas principalmente por el Desaguadero y el Río Mauri. En este último caso, determinar con exactitud las necesidades de aprovechamiento de terceros y naturales, es fundamental para establecer un punto de partida en la gestión Binacional del Sistema Mauri - Desaguadero, donde lo aprovechado en territorio peruano, deje lo suficiente para el desarrollo del lado boliviano que es vulnerable por su calidad de semiaridez y es donde se está dando el mayor volumen de cambio de uso de suelo en el territorio, sin olvidar la vulnerabilidad del Lago Poopo como receptor y regulador del sur del Sistema TDPS. 12.4 Escenarios de cambio climático para el sistema TDPS Los escenarios de variabilidad climática negativos (años seco y semiseco), así como la ocurrencia de años Niño fuerte (representados en tipología de años secos), son los que mayor impacto ocasionan actualmente en el Sistema TDPS respecto a resultados de balances hídricos negativos. Sin embargo en contraposición, el tener años con abundancia de precipitación (años semihúmedos y húmedos), el impacto que se da en cuanto a balance positivos, es mayor relativamente al impacto que se sufre en años de déficit. Este aspecto denotaría un equilibrio natural con tendencias incluso positivas, que se da gracias a la variabilidad climática. Es resumen, los escenarios analizados y su comparación, muestran la alta sensibilidad del Sistema TDPS en general a la variabilidad climática, esencialmente al impacto de años secos en el balance hídrico integral y por punto de control. Igualmente se observa que el cambio climático podría provocar grandes impactos en el sistema, los cuales no obstante son diametralmente opuestos, en función del incremento o decremento de la precipitación esperado a futuro, aspecto en el cual sin embargo, los modeladores climáticos y sus escenarios no llegan a una conclusión y/o confluencia de resultados hasta la fecha. Desde esta perspectiva, si bien el cambio climático es un hecho reconocido y aceptado, presenta una incertidumbre en el nivel de sus predicciones (resultados de los modeladores climáticos), que no es útil aún del todo a los planificadores (en el área de estudio específicamente hablando40), por tanto los esfuerzos de los gestores del agua y de su adaptación se debería concentrar en la planificación de respuesta y acción a los efectos de la variabilidad climática, aspecto que sí es tangible y se la está viviendo en estos en nuestros días. Olvidar el cambio climático, NO es una opción, ya que el monitoreo del clima, la determinación de sus tendencias, son las que nos darán en definitiva los indicadores para definir si existirá un incremento o decremento en la precipitación y cambios notorios y de impacto en su régimen anual e interanual, información con la cual se podrá complementar la gestión hídrica focalizada en la preparación hacia la variabilidad climática y la Adaptación al Cambio Climático, que debería estar basada inicialmente en medidas que son denominadas como No regret actions / solutions (medidas útiles en todo caso), (IPCC 2007; IPCC 2013). Un énfasis en el concepto de Adaptación al Cambio Climático, que se de en torno al análisis y gestión de la variabilidad climática, podría ser el camino que se está buscando para dar respuestas objetivas y de acción al CC y específicamente para la gestión del Sistema TDPS u otros sistemas hídricos similares en importancia y magnitud en el país. Al respecto nótese que el trabajar con el concepto de variabilidad climática como guía para este tipo de gestión, debe observar también el potencial de la misma como un hecho recurrente y con posibilidad de persistencia temporal, por ejemplo, el análisis de impacto en la gestión del agua, de la ocurrencia de años secos consecutivos, tal como se dio en los años 90 en el Sistema. 40 Nótese que la modelación climática en otras zonas bolivianos, es convergente en cuanto a tendencias de cambio en el clima, observando no obstante que la NO convergencia referida generalmente se da en las cercanías de las cordilleras y estribaciones mayores del territorio nacional 156 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 12.5 Análisis de vulnerabilidad por sequía histórica y bajo escenarios de CC La vulnerabilidad respecto a sequía es alta, considerando además que se tiene índices de aridez que presentan un territorio en el que predomina la clasificación de semiárida a subhúmeda seca (Ver subtítulo 4.8). Por esto, la ocurrencia (y recurrencia) de años de tipología seca, semiseca, su persistencia (años consecutivos con la misma tipología de aporte de precipitación), o de episodios ENSO, tienen un gran impacto en el balance general y local. Acciones de gestión (preventiva principalmente y reactiva) respecto a este tipo de variabilidad son altamente recomendables y necesarias. Respecto a los efectos que se podrían esperar del CC, podrían profundizar esta vulnerabilidad en caso de que se confirme la tendencia y/o los escenarios de disminución de la precipitación (Esc1 y Esc2); caso contrario los escenarios que predicen el incremento de la lluvia que recibe el Sistema (Esc3 y Esc4), podrían ser altamente beneficiosos para cambiar radicalmente la vulnerabilidad del mismo, sin embargo tal como se comentó en el anterior subtítulo, la confirmación de estos escenarios debe ser monitoreada estrechamente. 12.6 Escenarios de demanda de agua Nótese que por el carácter sinóptico del balance realizado, los resultados de abundancia de agua que podrían ser suficientes para doblar la demanda actual, no reflejan del todo la situación local de cada subcuenca y cuenca analizada, ya que observan la posibilidad de aprovechamiento de la totalidad del recurso disponible, la cual podría darse solamente con estructuras de regulación y/o un manejo de la gestión del agua detallada y con derechos bien normados en cuanto a las relaciones de aprovechamiento, entre las locaciones emplazadas aguas arriba respecto a sus similares situados aguas abajo de la cuenca. Desde esta perspectiva, un análisis local y de detalle de la demanda, su temporalidad, posibilidades de regulación, derechos, asignación (y normativa) de caudales aguas arriba y aguas abajo es necesario para plantear el uso sostenible humano y ecológico del Sistema. El resultado obtenido en este Balance Hídrico, es optimista, ya que denota que si el recurso es gestionado de buena forma, podría ser suficiente para elevar la demanda a valores interesantes desde la perspectiva de desarrollo de la región. No obstante el monitoreo de los ríos que conducen los caudales y de los lagos Poopo y Titicaca es fundamental para determinar los indicadores de funcionamiento e impacto de las medidas de gestión y aprovechamiento que se tomen, determinando claramente los márgenes de demanda que se podría admitir en el Sistema TDPS para no desequilibrarlo, desde el punto de vista hídrico. La metodología de análisis de sensibilidad de umbrales en los cuales se tiene demandas no satisfechas (ver subtítulo 11.7), empleada en este Balance, es un punto de partida y un hito para la realización de análisis de umbrales específicos para cada una de las HRU’s (152), del Sistema. La realización de este proceso es recomendable, ya que podría determinar los caudales o volúmenes referenciales de potencial de aprovechamiento de cada una de ellas. 157 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca 12.7 Lagos Titicaca y Poopo Lago Titicaca Los hechos históricos y la modelación demostró que el Lago Titicaca a pesar de sus grandes dimensiones, es vulnerable a periodos persistentes de seca (se cita el déficit de precipitación relativo, registrado en los años 90), aspecto que determinó la pérdida de aproximadamente 4000 hm3 (0.45% relativo al volumen medio de almacenamiento en el Lago) de volumen anual medio regulado y que hasta la fecha no se pudo recuperar. No obstante la modelación observa que la posibilidad de ocurrencia de años de tipología húmeda, podrían llevar a una recuperación de niveles históricos previos a la década referida. Los valores de balance de ingreso de este lago son resumidos en la Tabla 11.1 (Caudal de ingreso regulador, Precipitación, Evaporación y Caudal de Salida regulador). Lago Poopo Se ha observado que el Lago Poopo presenta una alta vulnerabilidad a la variabilidad climática, ya que en los años 90 tuvo su primera seca (contemporánea registrada), situación que se dio nuevamente en el año 2016, aspecto atribuible en el primer caso a un persistencia en la ocurrencia de años secos y la ocurrencia de un Niño Fuerte y seco sostenido en el segundo. Sin embargo los registros muestran que el Lago recuperó niveles casi máximos históricos gracias también a la ocurrencia persistente de años húmedos a finales de la década de los 90, aspecto que lleva a pensar en la posibilidad de recuperación del Lago, claro está esperando la ocurrencia de un periodo húmedo y de que se tenga un plan de gestión bien estructurado para aprovecharlo, no solamente a escala local del mismo Lago, sino sinóptico a nivel de Sistema. Los valores de balance de ingreso de este lago son resumidos en la Tabla 11.1 (Caudal de ingreso regulador, Precipitación, Evaporación y Caudal de Salida regulador). 12.8 Necesidad de monitoreo e indicadores de gestión hídrica locales y del sistema La ampliación de la red de monitoreo hidrometeorológico, es una prioridad y necesidad indudable, tanto para complementar, mejorar y fortalecer la base de datos existente y construida para este balance (y otras iniciativas similares en el área de estudio), como para realizar el monitoreo de las acciones de gestión hídrica y territorial que se propongan y del monitoreo climático en sí mismo, a fin de establecer tendencias que definan el rumbo que está tomando el proceso de cambio climático que se da a lo largo del territorio analizado. La zona Sur - Sur Oeste del Sistema, son las de mayor carencia de este monitoreo, sin olvidar tampoco el trabajo que se requiere para fortalecer las bases de datos de las zonas que ya tienen seguimiento a la fecha. 158 Balance Hídrico Integral para el sistema Hídrico TDPS en el marco de los planes directores de cuenca REFERENCIAS GENERALES Agua Sustentable (2016). Vulnerabilidad y Resiliencia en el Altiplano Boliviano, IRDC & CRDI. I: 191. ASD (2017). NASA Surface meteorology and Solar Energy: Interannual Variability. NASA - Atmospheric Science Data Center (ASDC). https://eosweb.larc.nasa.gov/cgibin/sse/interann.cgi?email=skip%40larc.nasa.gov&step=1&lat=-20.47222&lon=68.67834&ys=1983&ye=2005&p=avg_kt&submit=Submit, NASA WEB. esa (2016). "Climate Change Iniciative." http://cci.esa.int/content/land-cover-data. Land Cover Data Land Cover Data. from GEOBOL (1978). Geología de Bolivia, http://cdrnbolivia.org/geografia-fisica-nacional.htm. Intecsa aic cnr (1993). 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