ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA SUBCUENCA DEL RÍO MOLLEBAMBA
CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO I.
INTRODUCCIÓN
1.1 1.2
Hipótesis Objetivos 1.2.1 General 1.2.2 Específicos
II.
ANTECEDENTES
III.
METODOLOGÍA
3.1 3.2
Marco Teórico Información utilizada 3.2.1 Información cartográfica 3.2.2 Información hidrometeorológica Desarrollo metodológico 3.3.1 Delimitación de cuencas 3.3.3 Determinación de los parámetros morfométricos de la subcuencas
3.3
A) B) C)
D)
E)
Área Perímetro Parámetros de Forma a) Coeficiente de Gravelius o Índice de Compacidad (Kc) b) Factor de Forma (Ff) Parámetros relativos al Sistema de Drenaje a) Grado de Ramificación b) Densidad de Drenaje (Km/Km2) c) Extensión media del escurrimiento superficial d) Frecuencia de Ríos Parámetro relativo a las variaciones altitudinales a) Altitud media de la Subcuenca (msnm) b) Curva Hipsométrica c) Rectángulo Equivalente
F)
3.4 3.5
Parámetros relacionados con la declividad a) Pendiente Media del Río Principal de la subcuenca (%) b) Perfil Longitudinal del Curso Principal Modelamiento cartográfico del relieve de la cuenca Análisis de las variables hidroclimáticas 3.5.1 Análisis de la Temperatura A) Modelos de regresión lineal múltiple 3.5.2 Análisis de la Evapotranspiración Potencial
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3.5.3 3.5.4 3.5.5 3.5.6 3.5.7
Análisis de la Evapotranspiración Real (ETR) Análisis de la Precipitación Análisis del escurrimiento Análisis de sequías y caudales máximos de avenidas Determinación de escenarios de disponibilidad hídrica
IV.
DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
4.1 4.2 4.3
4.4
Ubicación geográfica y política Acceso Aspectos físicos ambientales 4.3.1 Topografía 4.3.2 Clima y Zonas de Vida 4.3.3 Recursos hídricos 4.3.4 Geología Aspectos socio - económicos
V.
RESULTADOS
5.1 5.2
Delimitación de las unidades de análisis hidrológico Descripción de los parámetros morfométricos de la subcuenca 5.2.1 Morfometría de la Subuenca Mollebamba
5.3
5.2.2 Morfometría A) MicrocuencaMicrocuencas Yanahuarajo B) Microcuenca Seguiña Caracterización de la climatología de la cuenca 5.3.1 Análisis regional de la precipitación 5.3.2 Análisis de la precipitación local A) Subcuenca Mollebamba B) Microcuencas 5.3.3 Análisis de la variabilidad del régimen de lluvias 5.3.4 Análisis de la Temperatura A) Análisis por Zonas Altitudinales a) Zona Baja b) Zona Media c) Zona Alta B)
Análisis por cuencas a) Subcuenca Mollebamba b) Microcuenca Yanahuarajo c) Microcuenca Seguiña d) Microcuenca Mollebamba Bajo 5.3.5 Análisis de la Evapotranspiración Potencial (ETP) A) Análisis por Zonas Altitudinales a) Zona Baja PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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5.4
5.5
5.6 5.7
b) Zona media c) Zona Alta B) Análisis por cuencas a) Subcuenca Mollebamba b) Microcuenca Yanahuarajo c) Microcuenca Seguiña d) Microcuenca Mollebamba Bajo 5.3.6 Déficit de Escurrimiento (D) Balance Hídrico Superficial 5.4.1 Subcuenca Mollebamba 5.4.2 Microcuenca Yanahuarajo 5.4.3 Microcuenca Seguiña 5.4.4 Microcuenca Mollebamba Bajo Estimación de los caudales 5.5.1 Caudal promedio histórico A) Subcuenca de Mollebamba B) Microcuenca Yanahuarajo C) Microcuenca Seguiña D) Microcuenca Mollebamba Bajo E) Quebradas y ríos de menor orden de corriente 5.5.2 Caudales extendidos A) Subcuenca Mollebamba B) Microcuenca C) Microcuenca Yanahuarajo Seguiña D) Microcuenca Mollebamba Bajo Análisis de Sequías Análisis de máximas avenidas 5.7.1 Curvas IDF 5.7.2 Tiempo de concentración de la cuenca 5.7.3 Caudales máximos de avenidas con HecHMS 5.7.4 Escenarios de Precipitación 5.7.5 Escenarios de Temperatura
VI.
CALIDAD DE AGUA
6.1
Campaña de aforo y muestreo de agua
6.2 6.3
Categorización Resultados de los análisis 6.3.1 pH 6.3.2 Oxígeno Disuelto (OD) 6.3.3 Conductividad eléctrica (CE) 6.3.4 Total sólidos Disueltos (TDS) 6.3.5 Alcalinidad 6.3.6 Dureza
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6.3.7 Cloruros 6.3.8 Sulfatos (nutrientes) 6.3.9 Fosfato (nutrientes) 6.3.10 Nitratos (nutrientes) 6.3.11 Nitrito (nutrientes) 6.3.12 Yodo 6.3.13 Hierro 6.3.14 Cobre 6.3.15 Cromo Hexavalente VII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 7.2
Conclusiones Recomendaciones
VIII.
BIBLIOGRAFÍA
IX.
ANEXO DE MAPAS
X.
ANEXO FOTOS
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LISTA DE FIGURAS Mapas de Precipitación y Evapotranspiración multianual - Periodo 19702007. Figur a 2. Regionalización hidrológica cuencas Mantaro Pampas, Apurímac y Urubamba. Figur a 3. Comparación de Isoyetas observadas y del satélite TRMM. Estaciones pluviométricas identificadas por regiones en la cuenca Figur a 4. Amazónica. Figur a 5. Serie temporal de valores medios areales observados y del satélite TRMM en cuencas Tambo y Urubamba. Figur a 6. Mapa de ubicación de estaciones meteorológicas utilizadas. Figur a 7. Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitación de cuencas. Figur a 8. Modelo gráfico para la obtención de parámetros del relieve en Model Builder. Figur a 9. Flujograma metodológico para el análisis de Temperatura. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecuta dos en Excel. Figur a 10. Modelo gráfico para la generación de mapas de temperatura con Model Builder. Figur a 11. Flujograma metodológico para el análisis de precipitación con modelo de Naoum. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel. Figur a 1.
Figur de los delrío balance Hídrico en mallas. Figur aa 12. 13. Representación Mapa de Ubicación de Componentes la subcuenca del Mollebamba. Figura 14a. Tipos climáticos. Figur a 14b. Zonas de Vida. Figur a 15. Diagrama Fluvial del río Mollebamba. Figur a 16. Lagunas y nevados de la subcuenca Mollebamba. Figur a 17. Unidades de análisis hidrológico delimitados, con HEC-GeoHms sobre la base de Modelo Numérico del Terreno construido con cartas del Instituto Geográfico Nacional -IGN. Curva hipsométrica subcuenca Mollebamba. Figur a 18. Figur a 19. Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba. En amarillo la curva 3500,0 msnm límite superior de la Zona Baja, en azul la curva 4000,0 msnm límite inferior de la Zona Alta. Perfil longitudinal del río Mollebamba. Figur a 20. Figur a 21. Perfiles transversales de la cuenca. Figur a 22.
Figur a 24. Figur a 25. Figur a 26. Figur a 27.
Microcuencas árearoja: de Límite estudio. Línea azul: Baja, Divisoria Línea de microcuencas. del Línea superior de Zona naranja: Límite inferior Zona Alta. Figura 23. Curva hipsométrica microcuenca Yanahuarajo Precipitación anual observada y estimada por modelo. Precipitación media anual de las cuencas Pampas-Apurímac. Comportamiento estacional de la precipitación. Climatología mensual de precipitación observada y del modelo. En azul valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo
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Figur a 28.
Figura 29. Figur a 30.
Figur a 31. Figura 32. Figur a 33. Figur a 34. Figur a 35. Figur a 36. Figur a 37. Figur a 38. Figura 39 . Figur Figur aa 40. 41. Figur a 42. Figur a 43. Figur a 43. Figur a 44. Figur a 45. Figur a 46. Figur a 47. Figur a 48. Figur a 49. Figur a 50. Figur Figur aa 51. 52. Figur a 53. Figur a 54.
Figur a 55. Figur a 56. Figur a 57.
valores generados por modelo regional. Estaciones Antabamaba y Chalhuanca en la cuenca Apurímac. Climatología mensual de precipitación observada y del modelo. En azul valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo valores generados por modelo regional. Estaciones Pampachiri y Pecope en la cuenca Pampas. Climatología de la precipitación mensual en la subcuenca. Mapa de distribución de la Precipitación anual enla subcuenca Mollebamba. Esta forma de presentación de la precipitación es resultado de la discretización espacial en celdas de 1 * 1 km. Comportamiento espacial de la precipitación mensual en la subcuenca de Mollebamba. Cuenca baja (2950 – 3500 msnm), cuenca media (3500 – 4000 msnm), cuenca alta (4000 – 5200 msnm). Precipitación media areal por microcuenca. Diagramas de cajas del comportamiento mensual de las precipitaciones Contribución porcentual de la precipitación en el año hidrológico y por décadas. Diagramas de cajas del comportamiento estacional de la precipitación. Curvas de densidad acumulada de la precipitación estacional por décadas. Prueba de tendencia de Mann-Kendall para la precipitación por Trimestre a) SON b) DEF c) MAM d) JJA. Mapa de Temperatura media anual, en grid de 1 * 1 km. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual. Mapa de Evapotranspiración anual mediante Método HargreavesSamani (grid 1 * 1 Km). Evapotranspiración Potencial para la subcuenca del río Mollebamba. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual. Componentes del Balance Hídrico en la subcuenca Mollebamba. Mapa de la escorrentía anual en la cuenca de Mollebamba. (grid 1 * 1 Km). Mapa de escorrentía mensual en la subcuenca del río Mollebamba. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Yanahuarajo. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Seguiña. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Mollebamba Bajo. Serie hipotética de caudales medios diarios obtenidos con la curva de agotamiento de caudal del río Yanahuarajo. Diagrama fluvial del río Mollebamba. Curvas de de Caudal, del río río Yanahuarajo. Mollebamba. Curvas de dePersistencia Persistencias Caudal Del Curvas de Persistencia de Caudal río Seguiña. Serie histórica de Precipitación caracterizada mediante deciles. En línea roja los umbrales correspondiente al rango normal de precipitación. Ajuste probabilístico de Pmáx en Mollebamba. Curva IDF de la estación Chalhuanca Fuente: Elaboración propia. Esquema del modelamiento hidrológico con Hec-Hms
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Figur a 59.
Figur a 69. Figur a 70. Figur a 71. Figur a 72. Figur a 73. Figur a 74.
Climatología de Precipitación mensual según los diferentes modelos (1970 - 2000). En violeta la precipitación observada. Diagramas de cajas de la climatología de la precipitación a nivel estacional para los diferentes modelos. Curvas de densidad acumulada de precipitación estacional para diferentes modelos. Gráfico de Anomalía mensual de la precipitación según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario A1B. Gráfico de Anomalía mensual de la precipitación según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario B1. Anomalía mensual de caudal según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041- 50, escenarios A1B. Anomalía mensual de caudal según diferentes modelos para décadas 2031-40 y 2041- 50 escenarios B1. Ubicación de los puntos de aforo y muestreo de agua. Resultados del análisis de pH para los puntos de control. Resultados del análisis de Oxígeno Disuelto (OD) para los puntos de control. Resultados del análisis de CE para los puntos de control. Resultados del análisis de TDS para los puntos de control. Resultados del análisis de alcalinidad para los puntos de control. Análisis de Dureza Total para los puntos de control. Análisis de Dureza Total para los puntos de control. Resultados del análisis de Sulfatos para los puntos de control.
Figur Figur aa 75. 76. Figur a 77. Figur a 78. Figur a 79. Figur a 80. Figur a 81.
Análisis paralos lospuntos puntosde decontrol. control. Análisis de de Fosfatos Nitratos para Análisis de Nitritos para los puntos de control. Análisis de Yodo para los puntos de control. Análisis de Fierro para los puntos de control. Análisis de Cobre para los puntos de control Análisis de Cromo hexavalente para los puntos de control.
Figur a 60. Figur a 61. Figur a 62. Figur a 63. Figur a 64. Figur a 65. Figur a 66. Figur a 67. Figur a 68.
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LISTA DE TABL AS Tabla 1. Tabla 2. Tabla 3. Tabla 4. Tabla 5. Tabla 6. Tabla 7.
Red de estaciones meteorológicas utilizada. Lagunas más importantes de Mollebamba. Principales parámetros morfométricos - subcuenca Mollebamba. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud. Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba. Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Yanahuarajo. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud.
8. Tabla 9. Tabla 10.
Tabla 14. Tabla 15. Tabla 16. Tabla 17. Tabla 18.
Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Seguiña. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud. Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Mollebamba Bajo. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud. Parámetros estadísticos del modelo de Pp anual y valores de los coeficientes. Distribución de la precipitación media mensual en la subcuenca Mollebamba. Climatología de la precipitación promedio mensual por Zonas. Precipitación media areal por microcuencas. Parámetros estadísticos de la precipitación por décadas. Parámetros estadísticos de la precipitación estacional por décadas. Contribución estacional de la precipitación en el Año Hidrológico.
Tabla Tabla 19. 20. Tabla 21. Tabla 22. Tabla 23. Tabla 24. Tabla 25. Tabla 26. Tabla 27. Tabla 28. Tabla 29. Tabla 30. Tabla 31. Tabla 32. Tabla 33.
Análisis de Tendencia Precipitación mediante test de Mann-Kendal. Clasificación del Índice de Modificado de Fournier. Índice Modificado de Fournier por década. Climatología de la Temperatura media mensual por Zonas. Climatología de la Temperatura máxima mensual por Zonas. Climatología de la Temperatura mínima mensual por Zonas. Climatología de la Temperatura media mensual en Mollebamba. Climatología de la Temperatura máxima mensual en Mollebamba. Climatología de la Temperatura mínima mensual en Mollebamba. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Zonas. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Cuenca. Déficit de escurrimiento por cuenca. Balance Hídrico Mollebamba. Balance Hídrico de la microcuenca de Yanahuarajo. Balance Hídrico de la microcuenca de Seguiña.
Tabla 34. Tabla 35. Tabla 36. Tabla 37. Tabla 38. Tabla 39. Tabla 40. Tabla 41.
Balance Hídrico microcuenca Mollebamba Bajo. Caudal promedio histórico del río Mollebamba. Caudal promedio histórico del río Yanahuarajo. Caudal promedio histórico del río Seguiña. Caudal promedio histórico del río Mollebamba Bajo. Oferta hídrica superficial generada enla subcuenca de Mollebamba. Parámetros estadísticos de Caudal - subcuenca de Mollebamba. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos en el Río Mollebamba.
Tabla 11. Tabla 12. Tabla 13.
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Tabla 42. Tabla 43. Tabla 44. Tabla 45. Tabla 46. Tabla 47. Tabla 48. Tabla 49. Tabla 50. Tabla 51. Tabla 52. Tabla 53. Tabla 54. Tabla 55. Tabla 56. Tabla 57. Tabla 58. Tabla 59. Tabla 60. Tabla 61. Tabla 62. Tabla 63. Tabla 64. Tabla 65. Tabla 66. Tabla 67. Tabla 68. Tabla 69.
Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Río Mollebamba. Caudales del río Mollebamba a diferentes niveles de Persistencia Río Mollebamba. Parámetros estadísticos de caudal - Río Yanahuarajo. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos Río Yanahuarajo. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Río Yanahuarajo. Caudales a diferentes niveles de Persistencia – Río Yanahuarajo. Parámetros estadísticos de caudal – Río Seguiña. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos Río Seguiña. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Río Seguiña. Caudales a diferentes niveles de Persistencia – Río Seguiña. Parámetros estadísticos de caudal – Río Mollebamba Bajo. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos Río Mollebamba Bajo. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Mollebamba bajo. Caudales a diferentes niveles de Persistencia – Río Mollebamba Bajo Categorías de deciles. Caracterización del Año Hidrológico en la subcuenca del río Mollebamba. Frecuencia decadal de Eventos secos, normales y húmedos. Pmáx para diferentes tiempos de retorno. Tormenta en Mollebamba para diferentes duraciones y tiempo de retorno. Intensidades máx de precipitación (mm/h) para diferentes duraciones y tiempos de retorno. Tiempo de concentración de la subcuenca del río Mollebamba. Caudales probabilísticos en (m3/s) para diferentes tiempos de retorno Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario A1B. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario B1. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario A1B. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario B1. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario A1B. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario B1.
Tabla70.
Ubicación de puntos de muestreo en subcuenca Mollebamba.
Tabla 71.
Descripción de los puntos de muestreo.
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LISTA DE FOTOS Aforo por vadeo en Qda. Huancaspaco, (setiembre – 2009). Aforo por vadeo en Qda. Yanahuarajo, (setiembre – 2009). Aforo por Vadeo en Qda Seguiña,(setiembre – 2009). Aforo por vadeo en Río Mollebamba. Ubicación Puente Mollebamba, (setiembre - 2009). Foto 5. Aforo de manantial, (Setiembre - 2009). Foto 6. Aforo canal comunidad de Vito, (Setiembre – 2009). Foto 1. Foto 2. Foto 3. Foto 4.
Equipo técnico multisectorial del proyecto PACC. Taller Participativo en la subcuenca de Mollebamba.
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RESUMEN EJECUTIVO
Se ha realizado el estudio hidrológico de la subcuenca del río Mollebamba, a fin de caracterizar la oferta hídrica superficial actual; así como desarrollar las proyecciones de la disponibilidad hídrica futura, en función a los escenarios de Cambio Climático para período 2021 y 2050. El estudio ha sido desarrollado, teniendo en consideración todos los aspectos técnicos y metodológicos; tales como los referidos a la hidrografía, el relieve, la morfometría, el clima y la disponibilidad hídrica en cantidad y calidad. En relación a la hidrografía de la subcuenca del río Mollebamba, éste es un tributario del río Antabamba, quien es afluente del río Pachachaca, dentro del sistema hídrico de la cuenca del río Apurímac. Los niveles altitudales de la subcuenca, están comprendidos entre los 2950 y 5200 msnm, su área de drenaje hasta la desembocadura con el río Antabamba, es de 698,5 km 2, siendo la longitud del río principal de 62,0 km, cuyo recorrido tiene una dirección de Sur – Norte. Los principales tributarios del río Mollebamba son dos, el río Yanahuarajo por la margen izquierda y el río Seguiña por la margen derecha. Se delimitaron 03 unidades de análisis hidrológico para la generación de los caudales, que corresponden a las microcuencas de los ríos Seguiña, Yanahuarajo y Mollebamba Bajo. La subcuenca ha sido dividida en 03 zonas altitudinales, con el fin de caracterizar el clima local, habiéndose determinado que el 85% de la superficie de estudio está por encima de los 4000 msnm, que corresponde a la parte alta. El 4% de la superficie de la subcuenca se encuentra comprendida entre 2950 y 3500 msnm que corresponde a la parte baja; mientras que el 11% de la superficie de estudio está comprendida entre los 3500 y 4000 msnm que corresponde a la parte media. En relación al clima, se ha realizado el análisis hidroclimático regional, que permitirán caracterizar las principales variables hidroclimáticas, a nivel de las grandes cuencas de los ríos Pampas, Apurímac y Urubamba. Esta información, permitirá generar las características medias del escurrimiento superficial a nivel de subcuencas y microcuencas, con una aproximación aceptable estadísticamente. En la subcuenca del río Mollebamba, se ha determinado una precipitación media anual de 850,0 mm (periodo 1970-2009), donde el 80% se concentra estacionalmente en el período Diciembre a Mayo del año hidrológico. El régimen de lluvias en la subcuenca está caracterizado por una marcada variabilidad espacial y temporal. La variabilidad espacial se expresa por un comportamiento diferenciado de la precipitación en la zona baja, media y alta. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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En la zona baja, la precipitación llega hasta los 850 mm/año y en la zona alta puede precipitar hasta 1070,0 mm/año. La variabilidad temporal de la precipitación, se expresa en su comportamiento aleatorio en las últimas 04 décadas (1970-2009). Se ha identificado que en la última década (2000 al 2009), se ha presentado un incremento en el coeficiente de variación (Cv) de la precipitación anual, de 0,15 a 0,20, lo cual que nos indica una mayor irregularidad de la precipitación interanual. Las pruebas de tendencia de largo plazo (1970-2009), en la precipitación estacional y anual, indican la existencia de una tendencia no significativa; sin embargo, en el quinquenio 2005-09, se ha identificado un comportamiento decreciente en el aporte pluviométrico, tanto regional como localmente. Este patrón, es coherente con lo que la población de Mollebamba está percibiendo, a través de la disminución de las precipitaciones y el impacto que éstas tienen en la oferta hídrica generada por las quebradas y manantes, los cuales se vienen agotando por una menor recarga hídrica. La temperatura media anual, alcanza en la parte baja los 14,5ºC, en la zona media los 11,3 ºC y en zona alta los 6,0ºC. Los valores extremos de la Temperatura, se caracterizan una máxima absolutas que llega hasta 23,0 ºC (Octubre) en la zona baja; mientras que las mínimas absolutas llegan hasta 13,0 ºC (Junio), en la zona alta. La Evapotranspiración Potencial (ETP), determinada por el método de HargreavesSamani, alcanza promedio 1462,0a mm/año la parte baja; mientras que en la parteen alta, éstalosllega 1122,0enmm/año. La Evapotranspiración Real (ETR), determinada por el Método de Turc, alcanza los 424,0 mm/año a nivel de la cuenca. La escorrentía media anual en la subcuenca, se ha estimado en 426,0 mm/año, siendo el período con déficit hídrico Mayo a Octubre. De Noviembre a Abril del año hidrológico, las precipitaciones estacionales superan la demanda evapotranspirativa de la subcuenca. La oferta hídrica multianual en la subcuenca del río Mollebamba, ha sido estimada en 9,0 m3/s, con caudales máximos de 31,0 m 3/s durante el periodo de avenidas y caudales mínimos de 2,0 m3/s, en el período de estiaje. Se ha estimado un flujo base de 0,6 m 3/s en promedio. Las quebradas tributarias más importantes, en oferta hídrica son: Yanahuarajo, Seguiña y Huancaspaca, con caudales medios multianual de 4,0 m3/s; 3,0 m3/s y 1,0 m3/s, respectivamente. En relación a los extremos hidroclimáticos, a través del análisis de sequía se ha determinado que: El año hidrológico 1982-83, fue el más seco de la serie anual de precipitación; alcanzando en este período un aporte anual acumulado de 382,0 mm. Durante este año, se presentó el Meganiño 1982-83. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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El año hidrológico 1973-74, fue el más húmedo, con una precipitación
acumulada anual de 1267,5 mm. Durante este año, se presentó el evento La Niña 1973-74. El periodo más seco, tuvo una duración de 04 años, se inicia en 1976 y termina en 1979. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 640,0 mm. El periodo más húmedo, tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre los años 1999 y 2001, siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 1128,0 mm. Hay una mayor frecuencia de años secos, asociados a Eventos El Niño. Hay una mayor frecuencia de años húmedos, asociados a Eventos La Niña. Durante la década 1980-89, se presenta el mayor número de años secos. Los años húmedos, se distribuyen con la misma frecuencia en las décadas 1970-79, 1990-99 y 2000-08. En el río Mollebamba, se ha determinado que los caudales extremos fluctúan entre 15,0 m3/s y 1,2 m3/s, valores que corresponden a los años hidrológicos 1973-74 (“La Niña 1973-74”) y 1982-83 (“Evento El Niño”), respectivamente.
Los trabajos de campo realizados en la subcuenca Mollebamba, en Agosto y Octubre de 2009, ha permitido hacer mediciones de los caudales de estiaje en las principales quebradas tributarias y manantes. El aforo realizado en el río Mollebamba, aguas arriba de la confluencia con el río Antabamba, dio un caudal de 2,0 m3/s, que equivale a todo el escurrimiento superficial natural de la subcuenca. En el puente Mollebamba, en el mismo curso del río Mollebamba, se aforó un caudal de 1,0 m 3/s. En los ríos tributarios Yanahuarajo, (margen izquierda) y Seguiña (margen derecha), se aforó caudales de 0,60 m3/s y 0,50 m3/s, respectivamente. Estas mediciones han permitido ajustar el modelo hidrológico para la generación de caudales. Con respecto a los indicadores de la calidad del agua, los resultados de los análisis indican que el agua de la subcuenca del río Mollebamba es de calidad media; debido a la presencia considerable de sales como Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Iones de Sodio (Na), Cloruro (Cl), Cobre (Cu), Hierro (Fe), por otro lado existe una leve presencia de nutrientes tales como Sulfato, Fosfato, Nitratos y Nitritos; esto debido al uso de fertilizantes lixiviados de la actividad agrícola. Los valores de conductividad hidráulica y dureza, demuestran un considerable contenido de sales disueltas en estos cursos de agua superficial, deducimos
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que esto puede ser debido a la composición geológica de los suelos, grado de mineralización o la fisiología de plantas y animales de la zona. Por otro lado se ha detectado la presencia de Cromo Hexavalente Cr +6, en los cursos de agua superficial de la quebrada Paca; que drena sus aguas hacia el río Mollebamba. Este elemento es altamente tóxico, pero aún no se ha determinado las fuentes de contaminación. Para hacer las proyecciones del clima futuro en la subcuenca, se ha utilizado 03 modelos climáticos globales BCM2 (Bjerkness Centre for Climate Research), CSMK3 (Common wealth Scientific and Industrial Research Organisation – CSIRO Atmospheric Research) y MIHR (Centerfor Climate System Research de la Universidad de Tokio). Las proyecciones de los 03 modelos climáticos utilizados, en relación a la variable temperatura indican un incremento de esta, a nivel anual, entre 1,8ºC y 3,3ºC para los periodos 2011-2040 y 2041-2070 en el escenario A1B (escenario moderado de emisiones de CO2); mientras que para el escenario B1 (escenario de bajas emisiones de CO 2), para este mismo periodo, el incremento de la temperatura media anual sería de 1,8 ºC y 2,8 ºC. En relación a las proyecciones de la precipitación, para la décadas 2021-30 2031-40 y 2041-50, la condición más crítica en el aporte pluviométrico anual, según el modelo CSMK3 para el escenario A1B, sería de una disminución de la precipitación anual en -3%, -5% y -8%, con respecto a la precipitación histórica de Mollebamba; sin embargo, en el comportamiento estacional de las precipitaciones durante el periodo lluvioso, alcanzarían deficiencias más intensas entre 10% y 20%, respectivamente en el escenario A1B. La simulación de la oferta hídrica futura, para las décadas 2021-2030, 20312040 y 2041-2050, indican una disminución en la disponibilidad en la subcuenca del río Mollebamba; que alcanzaría deficiencias en su caudal anual del orden de -9%, -14% y -21% para las décadas de analizadas, en el escenario A1B. En todos los casos, se esperaría una disminución de los caudales durante el período de estiaje, lo cual tendría un mayor impacto en el Balance Hídrico Superficial de la subcuenca.
XI.
INTRODUCCIÓN
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El Programa de Adaptación al Cambio Climático-PACC es un programa apoyado por la Cooperación Suiza de Desarrollo – COSUDE, y que se está ejecutando en coordinación con el Ministerio del Ambiente, Intercooperation, SENAMHI, instituciones técnico regionales y la asesoría de entidades científicas Suizas. Actualmente se viene ejecutando diversos estudios temáticos (Agua, Clima, Seguridad Alimentaria, Riesgos, entre otros) como línea base en las regiones de Cusco y Apurímac. A nivel local, se han priorizado los estudios en dos zonas pilotos: En Apurímac, la Subcuenca del río Mollebamba, ubicado en el distrito de Juan Espinoza Medrano, de la provincia de Antabamba, y en Cusco, la microcuenca Huacrahuacho, ubicado en los distritos de Kunturkanki y Checca, de la provincia de Canas. El SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos, en el marco del PACC viene elaborando los estudios de caracterización de la oferta hídrica superficial en las grandes cuencas de los ríos Pampas, Apurímac y Urubamba, habiendo priorizado y concluido en una primera fase los estudios hidrológicos locales de las zonas pilotos. El presente documento técnico denominado: “Estudio hidrológico de la subcuenca del río Mollebamba” , constituye una primera aproximación al conocimiento de los aspectos climáticos e hidrológicos de la subcuenca Mollebamba, desde una perspectiva de análisis espacio-temporal de las variables Climático. hidroclimáticas, en el contexto de la variabilidad y el Cambio El estudio base de la subcuenca del río Mollebamba, aporta información relevante del clima y la hidrología de la zona de estudio, para las últimas 04 décadas (1970-2009); período en el cual se ha analizado la evolución del comportamiento hidroclimático en el tiempo y espacio, identificando los cambios y tendencias más significativos en la precipitación, temperatura y el escurrimiento superficial a escala estacional e interanual. Por otro lado, utilizando información de modelos climáticos globales se han realizado proyecciones de la disponibilidad hídrica futura del río Mollebamba hacia el 2030 y 2050. Esta información servirá de insumo para otros estudios temáticos conexos en el marco del PACC y para la implementación de las medidas de adaptación. Los resultados obtenidos son presentados en tablas, gráficos y mapas temáticos que sintetizan todo el análisis realizado en la cuenca.
1.1
Hipótesis
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A escala regional de las grandes cuencas del Apurímac y Urubamba, se está observando cambios significativos en los patrones de comportamiento espacial y temporal de las variables de precipitación y temperatura, con un impacto en los recursos hídricos. Por lo tanto la disponibilidad hídrica a escala local, a nivel de la subcuenca del río Mollebamba; también está experimentando cambios con mayor intensidad en su dinámica temporal y espacial, por efecto de la variabilidad del clima en las últimas 4 décadas, siendo más críticos los periodos de deficiencia y excesos hídricos. Se espera que a mediados y finales de siglo los impactos en la disponibilidad de agua sean mucho más críticos por efecto del Cambio Climático. 1.2
Objetivos 1.2.1 General
Caracterizar la oferta hídrica superficial de la subcuenca del río Mollebamba, que sirva de base para la realización de estudios integrados de oferta/demanda y hacer proyecciones de la disponibilidad hídrica futura bajo escenarios de Cambio Climático. 1.2.2 Específicos Delimitar las unidades de análisis hidrológico en la subcuenca del río
Mollebamba. Caracterizar la morfometría de la subcuenca, en función a las
unidades de análisis hidrológico delimitadas. Caracterizar la climatología regional de la cuenca del Apurímac, para
luego llevarla a escala de la subcuenca del río Mollebamba. Realizar el balance hídrico superficial y caracterizar los caudales
medios mensuales en las unidades hidrológicas delimitadas. Caracterizar los caudales asociados a sequías y máximas avenidas. Hacer proyecciones de la disponibilidad de agua futura en la
subcuenca bajo escenarios de cambio climático, para las décadas del 2021-2030 y 2041-2050. Determinar parámetros de calidad del agua en la subcuenca.
XII.
ANTECEDENTES
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En la región Apurímac se han realizado diversos estudios hidrológicos a nivel de subcuencas, para fines de aprovechamiento hídrico en sector agrícola, hidroenergético, minero, entre otros. En el común de estos estudios la información climática es muy limitada y la hidrológica es casi nula, por lo que se ha tenido que recurrir al uso de diferentes metodologías para la generación de caudales, según los objetivos específicos y alcances de los estudios. La técnica de regionalización de las variables hidroclimáticas ha estado orientada principalmente a la determinación de un gradiente en función a la altitud utilizando información hidtroclimática de grupos de estaciones representativas del área de estudio. Los gradientes así determinados son utilizados para generar la información hidroclimática hacia la subcuenca de interés estimando la información climática en la cota que representa la altitud media de la subcuenca. La información hidroclimática así generada es utilizada como insumo para la generación de caudales mediante el modelo hidrológico Lutz Sholtz, formulado por la Cooperación Técnica Alemana en 1980, muy utilizado en la sierra sur del Perú. En el 2005, el SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos, realizó un estudio de Modelización hidrológica de la cuenca del río Pampas para la extensión de caudales mensuales utilizando el modelo hidrológico de lluvia escorrentía SEAMOD, que fue desarrollado por el Dr. José Salas de la Universidad de corto Colorado. series de caudal disponibles correspondieron a un periodo que va Las de 1966 a1979. En el marco de la Segunda Comunicación Nacional del Perú (2008), sub producto “Determinación de la relación entre el Cambio Climático, el retroceso de los Glaciares y los Impactos en la disponibilidad de agua en el Perú, el SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos – DGH, actualizó la información de precipitación evapotranspiración y escurrimiento multianual generando mapas a nivel de Perú para el periodo de referencia 1970-2007 (Figura 1 ). SENAMHI-DGH.2008, realizó el estudio de caracterización hidrológica de las cuencas del Mantaro, Pampas, Apurímac y Urubamba. En este estudio se formula una regionalización pluviométrica utilizando la metodología del Vector Regional de Índices Pluviométricos y técnicas estadísticas multivariadas como análisis Clúster y Componentes Principales, determinado 8 regiones pluviométricas (Figura 2 ). Así mismo, en este estudio se analiza la información del satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission ) a fin de comparar los módulos pluviométricos mensuales y patrones espaciales de la información satelital con los mapas generados con datos observados en las cuencas de estudio. El análisis realizado muestra buena correspondencia espacial y temporal entre los datos observados y del satélite ( Figura 3 ). Se utiliza el PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) y deciles para caracterizar los periodos húmedos y secos en las regiones, caracterizando las series de precipitación regional.
Figur a 1. Mapas de Precipitación y Evapotranspiración multianual en mm Periodo 1970-2007 Fuente: SENAMHI / DGH, 2008
Figur a 2. Regionalización hidrológica cuencas Mantaro Pampas, Apurímac y Urubamba. Fuente: SENAMHI /DGH. 2008
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ISOYETAS CON DATOS OBSERVADOS
(1969 – 2005)
ISOYETAS CON DATOS SATELITE TRMM
(1998-2007)
Figur a 3. Comparación de Isoyetas observadas y del satélite TRMM en mm Fuente: SENAMHI /DGH. 2008
Espinoza, J. 2009, realiza una regionalización pluviométrica de toda la cuenca amazónica, utilizando amplia información proyecto HYBAM Instituto de Investigación para una el desarrollo de Franciadel(IRD). Mediante el del Método del Vector Regional de Índices Pluviométricos hace una crítica exhaustiva de los datos pluviométricos y obtiene los grupos homogéneos de precipitación que se ilustran en la Figura 4. Lavado, W. 2009, realiza la modelización hidrológica de las cuencas de los ríos Tambo y Urubamba; utilizando información del satélite TRMM, a paso de tiempo mensual. Lavado logra corregir los datos del TRMM a nivel mensual para la calibración de un modelo hidrológico de paso de tiempo mensual, cuyos resultados se aprecian en la Figura 5. SENAMHI-DGH 2009, utiliza información del satélite TRMM para completar y extender las series pluviométricas mensuales en estaciones del Santa a partir de relaciones de proporcionalidad mensual encontrados entre valores observados y del satélite. En este mismo se utiliza modelos de regresión múltiple para analizar la variabilidad espacial de la precipitación en la cuenca del río Santa incluyendo la topografía de la cuenca. Los modelos formulados permiten estimar la precipitación en estaciones virtuales del Santa, a una resolución de 1*1 km, tomando como base los trabajos S. Naoum y K. Tsanis (2004) y Huade Guan (2005), que utilizan modelos de regresión múltiple en
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entorno GIS para el análisis de la precipitación incorporando la altitud y el aspecto.
Figur a 4. Estaciones pluviométricas identificadas por regiones en la cuenca Amazónica. Fuente: Espinoza, J. 2009.
Figur a 5. Serie temporal de valores medios areales observados y del satélite TRMM en cuencas Tambo y Urubamba. Fuente: Lavado, W. 2009
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Lavado, W. 2009. Realiza un estudio de evapotranspiración potencial en la cuenca Amazónica comparando diferentes modelos con el método estándar de Penman de la FAO. El estudio concluye que el método de Hargreaves-Samani (2005) reproduce de manera bastante aceptable las estimaciones mensuales de la ETP del método de Penman-Montheith y por ello es que se recomienda cuando este último no es aplicable por falta de datos meteorológicos. En síntesis estos estudios de referencia realizados en la zona de estudio y particularmente en la cuenca amazónica, aportan al conocimiento de la hidroclimatología regional y proporcionan bases teóricas sobre metodologías y modelos matemáticos que han sido probados y validados.
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XIII. METODOLOGÍA 3.1
Marco Teóric o
Con la introducción de técnicas de geoprocesamiento y análisis hidrológico en entorno SIG, se ha mejorado la representación espacial de las variables climáticas e hidrológicas. La tendencia actual en la elaboración de las cartas climáticas es incorporar un Modelo Numérico del Terreno, que represente adecuadamente la variabilidad espacial de las variables hidroclimáticas, las cuales son representadas en celdas o grillas de distinta resolución espacial, que sirven como dato de entrada para la modelización de la respuesta hidrológica de la cuenca. Por otro lado estas grillas climáticas permiten hacer comparaciones y/o validar información procedente de fuentes de datos climáticos globales existentes como WORLDCLIM, GPCC (Centro de la Climatología de la Precipitación Global), Reanálisis de la NOAA, el satélite TRMM, que están disponibles en un formato de grid. En el caso del satélite TRMM existen series temporales de precipitación disponibles desde 1998 hasta la fecha, siendo el tamaño de la grilla de 0,25º*0,25º. Estudios realizados por SENAMHI en el 2008 y 2009, han reportado la utilidad de la información mensual del TRMM para suplir la carencia de datos pluviométricos. Una técnica muy utilizada para la generación de caudales en la región sur ha sido modelode hidrológico Lutz Sholtz, desarrollado por el experto Lutz Scholz para el cuencas la sierra peruana, entre los años 1979-1980, en el marco de Cooperación Técnica de la República de Alemania a través del Plan Meris II. Este modelo hidrológico, es hìbrido por que cuenta con una estructura determínistica para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - modelo determinístico); y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - modelo estocástico). El modelo se desarrolló tomando en consideración parámetros físicos y meteorológicos de las cuencas, que puedan ser obtenidos a través de mediciones cartográficas y de campo. Los parámetros más importantes del modelo son los coeficientes para la determinación de la Precipitación Efectiva, déficit de escurrimiento, retención y agotamiento de las cuencas. Los procedimientos que se han seguido en la implementación del modelo son: Cálculo de los parámetros necesarios para la descripción de los
fenómenos de escorrentía promedio. Establecimiento de un conjunto de modelos parciales de los
parámetros para el cálculo de caudales en cuencas sin información hidrométrica. En base a lo anterior se realiza el cálculo de los caudales necesarios. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Calibración del modelo y generación de caudales extendidos por un proceso markoviano (Modelo Thomas Fiering) combinado de precipitación efectiva del mes con el caudal del mes anterior.
Este modelo fué implementado con fines de pronosticar caudales a escala mensual, teniendo una utilización inicial en estudios de proyectos de riego y posteriormente extendiéndose el uso del mismo a estudios hidrológicos para distinto propósito(abastecimiento de agua, hidroelectricidad etc). Los resultados de la aplicación del modelo a las cuencas de la sierra peruana, han producido una correspondencia satisfactoria respecto a los valores medidos, según documentos técnicos de la ex-Intendencia de Recursos Hídricos de INRENA. 3.2
Inform ación uti lizada 3.2.1 Inform ación cartog ráfica
3.2.2
Carta Nacional 1:100000 del Instituto Geográfico Nacional. Modelo de Elevación del Terreno de la Nasa SRTM de 90 m de resolución y ASTER GDEM de 30m. Mapas temáticos digitales de la provincia de Antabamba y de la cuenca de Mollebamba aportado por el estudio “Inventario y Planeamiento de los Recursos Hídricos Microcuenca Mollebamba”, realizado por el PRONAMACHS en el año 2008. Mapas temáticos digitales aportados por el equipo técnico PACCCusco, ZEE Cusco y Apurímac. Inform ación hidr ometeorol ógi ca .
Series mensuales de Precipitación, Temperatura máxima, mínima y media para el periodo 1970 – 2008. Se han utilizado 44 estaciones meteorológicas entre pluviométricas y climatológicas. Según el detalle de la Tabla 1. Series mensuales de precipitación y temperatura media del aire de modelos climáticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 para el periodo 1965-2000. Series mensuales de precipitación y temperatura media del aire de modelos climáticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 desde 2021 al 2050.
En la Figura 6, se ilustra la distribución de estaciones utilizadas en este estudio. El objetivo de utilizar esta distribución de estaciones es tener modelos matemáticos regionales que permita caracterizar la hidroclimatología de las grandes cuencas de Pampas, Apurímac y Urubamba. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Tabla 1. Red de estaciones meteorológicas utilizada Categoría
Altitud(msnm)
ACOMAYO
Estación
CO
3280
Lat(grad) ‐
13.92
‐
71.68
ANDAHUAYLAS
CO
2990
‐
13.66
‐
73.37
ANTA‐ANTACHURO
CO
3325
‐
13.47
‐
72.22
ANTABAMBA
CO
3900
‐
14.37
‐
72.88
AUCARA
PLU
3150
‐
14.28
‐
73.97
CARHUANCA
PLU
3300
‐
13.73
‐
73.78
CAYCAY CCATCCA
PLU CO
3150 3880
‐
13.6 ‐13.61
‐ ‐
71.70 71.56
CHALHUANCA
CO
3500
‐
14.39
‐
73.18
CHILCAYOC
PLU
3440
‐
13.87
‐
73.72
CHIPAO
PLU
3350
‐
14.37
‐
73.88
CHUNGUI
PLU
3599
‐
13.22
‐
73.62
CHUQUIBAMBILLA
PLU
3950
‐
14.79
‐
70.73
CHUSCHI
PLU
3141
‐
13.58
‐
74.35
CIRIALO
CO
1120
‐
12.72
‐
73.18
CURAHUASI
CO
2775
‐
13.55
‐
72.74
GRANJA KAYRA
MAP
3225
‐
13.57
‐
71.87
HUACAÑA
PLU
3100
‐
14.17
‐
73.88
HUANCARAY
PLU
3000
‐
13.75
‐
73.53
JANACANCHA
PLU
4320
‐
15.18
‐
71.77
LA ANGOSTURA
CO
4150
‐
15.18
‐
71.65
LIVITACA LLALLY
CO CO
3800 4190
‐
14.32 ‐14.95
‐ ‐
71.68 70.89
LOS LIBERTADORES
PLU
4166
‐
13.33
‐
74.97
OCOBAMBA
CO
1380
‐
12.83
‐
72.43
PAICO
CO
3750
‐
14.03
‐
73.67
PAMPACHIRI
CO
3350
‐
14.18
‐
73.55
PAMPAMARCA
PLU
4200
‐
14.23
‐
74.20
PARAS
PLU
3130
‐
13.55
‐
74.63
PARURO
CO
3120
‐
13.77
‐
71.84
PAUCARTAMBO
CO
3100
‐
13.32
‐
71.59
PECOPE
PLU
4150
‐
14.07
‐
73.45
PISAC
PLU
3100
‐
13.43
‐
71.83
PUTACCASA
PLU
4100
‐
14.12
‐
74.20
QUEROBAMBA
CO
3502
‐
14.02
‐
73.83
QUILLABAMBA
CO
1600
‐
12.69
‐
72.69
SANTA ROSA
PLU
3940
‐
14.63
‐
70.79
SANTO TOMAS
PLU
3350
‐
14.40
‐
72.09
SICUANI
CO
3650
‐
14.25
‐
71.24
TUNEL CERO
CO
4500
‐
13.25
‐
75.08
URCOS
CO
3600
13.7
‐
71.63
URUBAMBA
CP
3183
‐
13.31
‐
72.12
VILCASHUAMAN
PLU
4150
‐
13.55
‐
73.93
YAURI
CO
3925
‐
14.82
‐
71.42
‐
Lon(grad)
Fuente: Elaboración propia
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F
Figur a 6. Mapa de ubicación de estaciones meteorológicas utilizadas Fuente: Elaboración propia
3.3
Desarrol lo metodol ógi co 3.3.1 Delim itació n de cuencas
Se ha utilizado la extensión Archydro para ArcGis que es una herramienta de análisis hidrológico desarrollado por Centro de Investigaciones en Recursos de Agua (CRWR) de la Universidad de Texas, de los EE.UU. Su distribución es gratuita. http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html. Archydro utiliza un Modelo Numérico del Terreno para delimitación automática de cuencas hidrográficas y red de drenaje. Además Esta herramienta posee la capacidad de administrar una base de datos geográfica (Geodatabase) que permite integrar los diferentes elementos del sistema hidrológico de la cuenca, que lo diferencia de otros modelos que realizan similares tareas como Hec GeoHms o Taudem muy utilizados en el análisis hidrológico en entorno SIG. En la Figura 7, se ilustra el proceso metodológico para esta delimitación de cuencas. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Stream Definition
Stream segmentation
Flow Accumulation
Catchment Delineation
Direction Flow
Catchment Poligon
Drainage line
Figur a 7. Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitación de cuencas. Fuente: Elaboración propia
3.3.3 Determinación de los parámetros morfométricos de la subcuencas
Se determinaron los principales parámetros físicos y de relieve para la caracterización morfométrica de la subcuenca. Se ha elaborado una geodatabase asociada a la cartografía de la subcuencas, lo cual permite desplegar en forma tabular elementos, atributos del sistema hidrológico. A)
Área
Es la superficie de la subcuenca comprendida dentro de la curva cerrada de divortio aquarum, define las características del escurrimiento ligado a la magnitud y frecuencia de la precipitación. Dependiendo de la ubicación de la subcuenca, su tamaño influye en mayor o menor grado en el aporte de escorrentía, tanto directa como de flujo de base o flujo sostenido. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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B)
Perímetro
Es la longitud de los contornos de la subcuenca y está ligada a la irregularidad de la cuenca. C)
Parámetros de Forma a) Coeficiente de Graveliu s o Índice de Compacidad ( Kc)
Parámetro adimensional que relaciona el perímetro de la subcuenca y la circunferencia de un círculo de igual área que el del área de estudio. Cuánto más cercano esté el índice a la unidad, la subcuenca será más circular y por tanto más compacta, y en la media que aumenta, la cuenca adquiere una forma más oval. Las subcuencas redondeadas, tienen tiempos de concentración cortos; con gastos picos muy fuertes y recesiones rápidas, mientras que las alargadas tienen gastos picos más atenuados y recesiones más prolongadas. Para su cálculo se usa la siguiente expresión: P
Kc 0.28 *
A
(I)
Donde: P : Perímetro (km) A : Area (km2) c) Factor de Form a (Ff)
Es la relación entre el ancho medio de la cuenca (Microcuenca) y la longitud del curso de agua más largo de la cuenca misma, en este sentido, valores inferiores a la unidad indican cuencas alargadas y aquellos cercanos a uno, son redondeados. La forma de la cuenca hidrográfica afecta el hidrograma de escorrentía y las tasas de flujo máximo, la fórmula utilizada en su cálculo es la siguiente: Ff
A 2
(II)
L
Donde: A : Área de la subcuenca (km2). L : Longitud del río más largo (Km.). PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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D)
Parámetros relativo s al Sistema de Drenaje e) Grado de Ramif icació n
Determina el orden, la longitud y la frecuencia de los cauces que conforman el sistema hidrográfico, una forma muy utilizada para establecer el orden de las corrientes es teniendo en cuenta su grado de bifurcación. De esta manera se puede considerar como corriente de orden 1 a aquella que no tiene ninguna corriente tributaria; de orden 2 a la que tiene solo tributarios de orden 1; de orden 3 a la corriente con 2 o más tributarios de orden 2, y así sucesivamente. f)
Densid ad de Drenaje (Km/Km 2)
La densidad de drenaje que la relaciona la longitud total de los cursos de agua, sobre el área de la subcuenca en km, Su valor se obtiene de la siguiente relación: Dd
Li A
(III)
Donde: Dd Li A
:: Densidad Drenaje. Suma de ladelongitud de los ríos de 1er, 2do y er 3 Orden (Km.). : Área de la subcuenca (Km2).
Se deduce que: Dd > 0,5 la Precipitación influye rápidamente en las descargas de la subcuenca. Dd < 0,5 la Precipitación influye lentamente en las descargas de la subcuenca. g) Extensión me dia del escurrimiento superficial
Es la distancia media en línea recta que el agua precipitada tendrá que recurrir para llegar al lecho de un curso de agua. Se obtiene de la siguiente relación: Es
A
(IV)
4 * Li
Donde: PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Es Li A
: Extensión Media de escurrimiento Superficial : Suma de la longitud de los ríos de 1er, 2do y 3er Orden (km.). : Área de la Subcuenca (km2).
h) Frecuenc ia de Ríos
Es el parámetro que relaciona el total de los cursos de agua con el total de la subcuenca. Se obtiene de la siguiente relación: F( A)
Nq Area
(V)
Donde: F(A) Nq A E)
: Frecuencia de quebradas : Número de quebradas (número total de cursos de agua) : Área de la Subcuenca (Km.)
Parámetro relativo a las variacion es altitu dinales d) Alt itu d media de la Subcuenca (msnm)
Representa la altura media de la subcuenca, es el parámetro ponderado de las altitudes del área de estudio, obtenidas en la carta o mapa topográfico y es un valor muy importante para los estudios de análisis hídricos. e) Curva Hipsom étrica
La curva hipsométrica determina la distribución altimétrica de las áreas de la subcuenca, e indica el porcentaje del área de drenaje que se encuentra por encima o por debajo de cada altitud considerada, caracterizando en cierta medida su relieve. f)
Rectángul o Equivalente
Es un rectángulo que tiene la misma superficie de la cuenca de lado mayor y menor “L” y l respectivamente con curvas de nivel
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paralelas al lado menor, respetándose la hipsometría natural de la subcuenca. Lado Mayor: L
2
P A; 4 4
P
L
76.17
I
P
I
76.17
4
(VI) 2
76.17 229.54 4
Lado Menor: 2
P A¸ 4 4
4
76.17
4
(VII) 2
229.54
Sabemos que: P A F)
: Perímetro de la Subcuenca : Área de la Subcuenca
Parámetros relacionados con la decliv idad c) Pendiente Me dia del Río Princip al de la subcuenca ( %):
Este parámetro indica la declividad de un curso de agua entre dos puntos. El valor de la pendiente media se obtiene de la relación: I
HM Hm
1000 * L
; (VIII)
Donde: I : Pendiente HM : Altura Máxima (msnm) Hm : Altura Mínima (msnm) L : Longitud Principal del Río (km). d) Perfil Longitud inal del Curso Principal:
Este parámetro permite observar como varia la pendiente a lo largo de todo el recorrido del curso principal. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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3.4
Modelamiento cartog ráfico del relieve de la cuenca
Sobre la base cartográfica de curvas de nivel se ha determinado en ArcGis los Modelos Numéricos del Terreno de las cuencas de estudio, y a partir de los cuales se ha derivado las características del relieve de las cuencas como el aspecto, sombra y pendiente. Este proceso de mapeo ha sido automatizado en Arcgis mediante la utilización de la herramienta de programación gráfica Model Builder, tal como se aprecia en la Figura 8 . La determinación de estos parámetros físicos del relieve, permite entre otras aplicaciones, modelizar las variables del clima en función a parámetros del relieve mediante modelos de regresión múltiple, que ha sido la metodología utilizada en este estudio.
Figur a 8. Modelo gráfico para la obtención de parámetros del relieve en Model Builder. Fuente: Elaboración propia
3.5
Anális is de las variables hidr ocl imátic as
Se utiliza información climática regional de las grandes cuencas de Pampas, Apurímac y Urubamba, para formular modelos matemáticos que representen el clima regional y luego llevarlo a nivel de unidades hidrológicas menores. Para obtener los mapas de escurrimiento superficial se ha realizado en primer lugar un análisis regional de las variables precipitación, evapotranspiración potencial y evapotranspiración real a paso de tiempo mensual. Todas estas variables han sido procesadas a nivel semidistribuido mediante la aplicación de PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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modelos de regresión múltiple utilizando la información del clima y del relieve de las cuencas. Esta forma de analizar las variables del clima permite tener una mejor representación espacial en función a las características topopográficas de una región altamente compleja como Cusco y Apurímac. Otras fuentes de datos secundarias utilizadas, para comparar patrones espaciales y temporales de las series observadas, han sido la información climática del Worldclim, que es una base de datos global de alta resolución (1 km), elaborado por la Universidad de california de los EEUU. La Base de datos está disponible libre en http://www.worldclim.org/tiles.php. Las variables seleccionadas a nivel de las microcuencas de estudio son Pp (mensual) y Temperatura (máx, min). Los datos corresponden a la climatología del periodo de referencia 1950-2000. Base de datos del satélite TRMM (producto mensual 3B43), que corresponde a la Precipitación estimada por satélite a una resolución de 0,25º (27 km). La Base de datos está disponible libre desde 1998 hasta la fecha en el siguiente link http://trmm.gsfc.nasa.gov/data_dir/data.html La información de las variables del clima ha sido generada en puntos grid de 1k*1km de resolución espacial, mediante modelos matemáticos. El procesamiento de Arcgis las variables procesado en Excelestadístico y el mapeo en mediantehidroclimáticas Model Builder. se ha sido 3.5.1 Anális is de la Temperatura A)
Modelo s de regresión li neal múlt ip le
La información mensual de temperatura ha sido analizada mediante la construcción de modelos de regresión múltiple que incluyen parámetros del relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto. Esta forma de representar las variables climáticas permite mejorar su representatividad espacial y estimación en cualquier punto del espacio. Diferentes estudios del SENAMHI y otros han probado la alta significancia estadística que se obtiene con este tipo de análisis frente a métodos tradicionales de interpolación como Inverso de la Distancia (IDW), Spline, Krigging, Cokrigging, entre otros (Figura 9 ). Para formular estos modelos se utiliza como variables de entrada la ubicación geográfica de las estaciones seleccionadas, la altitud y su aspecto, el cual se deriva del DEM de la cuenca. Para cada mes se obtienen ecuaciones regionales de temperatura, según el siguiente modelo de regresión múltiple. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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T = A + Bx + Cy + Dz + Ecos (W) + Fsen(W)
(IX)
Donde: T : temperatura promedio, máx y mín mensual (ºC) x : longitud (km) y : latitud (km) z : altitud (km) W: aspecto de la cuenca (grad). A, B, C, D, E, F : coeficientes del modelo lineal.
Figura 9. Flujograma metodológico para el análisis de Temperatura. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecuta dos en Excel.
Fuente: Elaboración propia
Todo este procesamiento se realiza en SIG una vez obtenidos los coeficientes del modelo lineal en hoja de cálculo (Figura 10 ). Para nuestro análisis se ha generado información climática de Tmáx, Tmín y Tmedia en puntos equidistantes a 0,5 km para la subcuenca del río Mollebamba. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Figur a 10. Modelo gráfico para la generación de mapas de temperatura con Model Builder Fuente: Elaboración propia
3.5.2 Análisis de la Evapotranspiració n Poten cial
La variable evapotranspiración ha sido analizada mediante el modelo de Hargreaves-Samani (1985), modelo documentado en el trabajo de Waldo Lavado, (2008) sobre Comparación de diferentes modelos de Evapotranspiración con el modelo estándar de la FAO Penman Monteith, en la cuenca amazónica peruana. El referido estudio se concluye que el Modelo de Hargreaves es que mejor se aproxima al método de Penman Monteith. El modelo de Evapotranspiración de Hargreaves-Samani es de la forma: ETP = 0,0023*(Tm+17,8)(Tmàx-Tmìn) 0.5*Ra
(X)
La ETP se expresa en (mm/día). Donde:
Tm Tmáx Tmín Ra
: Temperatura media (ºC) : Temperatura máxima (ºC) : Temperatura mínima (ºC) : Radiación extraterrestre (mm/día)
De manera análoga al tratamiento de la variable temperatura se ha procesado la Evapotranspiración en grilla de 0,5 * 0,5 km de resolución, PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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para lo cual se ha diseñado en Excel una hoja de cálculo que permite automatizar este proceso para la estimación de esta variable en un número ilimitado de puntos en las cuencas de estudio. 3.5.3 Anális is de la Evapot ranspi ración Rea l (ETR)
Para la estimación de esta variable ETR, conocida también como déficit de escurrimiento, se ha aplicado el método de Turc, el cual utiliza como variables de entrada la temperatura media anual y la precipitación acumulada anual, en la estimación de la evapotranspiración real acumulada anual. La ecuación de Turc para la estimación del déficit de escurrimiento anual, es de la forma: DP
1 1
2 P 2 0.9 L2
(XI)
L 300 25T 0.05 (T ) 3
Donde: P : Precipitación anual L : Coeficiente de Temperatura T : Temperatura media anual (°C) D : déficit de escurrimiento anual (mm) Esta ecuación estima la evaporación real con base en un balance de masas, en función de elementos meteorológicos simples como valores promedio de largo plazo de temperatura y de precipitación en una cuenca. Turc en 1954, adopta una familia de curvas, establecida a partir de observaciones hechas en 254 cuencas situadas en todos los climas de la tierra. Para la desagregación mensual de este Déficit de escurrimiento anual se utiliza un factor mensual a partir de la ETP estimada por HargreavesSamani. Este factor se obtiene por el cociente entre la ETP del mes y la ETP anual y se multiplica por el Déficit de escurrimiento anual (D), estimado con método de Turc. De manera similar al tratamiento de la variable temperatura se genera información de ETR en puntos grid de 0,5 * 0,5 km de resolución. Este proceso se ha realizado con la opción del Algebra de Mapas de ArcGis. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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3.5.4 Anális is de la Precipitaci ón
La estimación de esta variable es la que mayor complejidad ha presentado para su estimación. Se han probado diferentes modelos de regresión múltiple a fin de representar adecuadamente el comportamiento espacial de esta variable. Se ha utilizado varias formas de modelos de regresión múltiple de la forma: Un modelo de precipitación ha sido tomado de los estudios de Naoum, Tsanis (2004), quienes desarrollaron una metodología para correlacionar la precipitación con la topografía en zonas de montaña mediante técnicas de regresión lineal múltiple. Estos investigadores han demostrado una mejor eficiencia de este método frente a los métodos tradicionales de interpolación como IDW, Krigging, Cokriggin. El modelo matemático formulado por Naoum y K. Tsanis (2004) es de la forma (Figura 11 ): PP mes (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x 2 + β5y 2 + 2 β6z + β7xy + β8xz + β9yz + β10
(XII)
Siendo: β1, β2……… β9 : coeficientes de las variables, β10 : término independiente
x : lon (km); y : lat (km); z : altitud (msnm) de las estaciones pluviométricas. Otro modelo alternativo ha sido el Asoadek (Auto-Searched Orographic and Atmospheric Effects de-trended kriging), desarrollado por Huan, G (2005) para el análisis espacial de la precipitación en cuencas de topografía compleja, que incorpora para el análisis parámetros del relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto, los cuales conjugados con el gradiente de humedad atmosférica y la dirección de flujo de humedad, permite la construcción de modelos de regresión múltiple para el mapeamiento de la precipitación mensual. El modelo propuesto por Huan es de la forma: P b 0 b1 X b 2 Y b 3 Z b 5 cos
b 6 sin
(XII)
Donde: P : precipitación mensual PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Bo : Término independiente X : longitud (km) Y : latitud (Km) Z : altitud en msnm Α : Aspecto de la cuenca Este modelo se ejecuta en lenguaje de programación Matlab y necesita información del Modelo Numérico del Terreno a 1km de resolución.
Figur a 11.Flujograma metodológico para el análisis de precipitación con modelo de Naoum. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel Fuente: Elaboración propia
3.5.5 Anális is del escurr imi ento
El escurrimiento superficial es determinado por la ecuación general de Balance Hídrico, mediante la diferencia algebraica entre la Precipitación y la Evapotranspiración Real. Las variables o componentes del balance hídrico superficial son determinados en estaciones virtuales o mallas cuadradas de 1km2 de resolución espacial. Según la Guía Metodológica para el Balance Hídrico de América del Sur (1982), el esquema del Balance hídrico de Malla Cuadrada se basa en que toda la cuenca o PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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región está constituida por un conjunto de cuencas “i”. A su vez, toda la cuenca está constituida por un conjunto de elementos en los cuales se realiza individualmente el Balance Hídrico (Figura 12 ). Para su aplicación se subdivide la cuenca “i” en cuadrados, limitados generalmente por paralelos y meridianos y se efectúa en cada uno de ellos el balance hídrico, ósea en cada cuadrado “j” se verificará que: (XIV)
Y a la salida de la cuenca “i” la escorrentía valdrá:
(XV)
Donde: Pi : Precipitación sobre la cuenca i Ri : Escorrentía de la cuenca i ETRi : Evapotranspiración real de la cuenca i Pj : Precipitación del cuadrado j de la malla Rj : Escorrentía del cuadrado j de la malla ETRj : Evapotranspiración real del cuadrado j de la malla Ai = ∑Aj = Área de la cuenca i Aj = Área del cuadrado j de la malla
Figur a 12. Representación de los Componentes del balance Hídrico en mallas Fuente: Guía Metodológica para el B.H. de América del Sur (1982) PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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3.5.6 Anális is de se quías y caudales máximo s de avenidas
Para el análisis de sequías y excesos pluviométricos se ha utilizado el método de deciles de Gibbs y Maher, muy utilizado por los servicios hidrometeorológicos del mundo. Los caudales máximos de avenidas han sido realizados con el programa Hec-HMS V.3.4 del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los EEUU. La información climática generada ha sido mapeada a nivel de cuenca para representar el comportamiento espacial de las variables climáticas y del escurrimiento. Se ha realizado dos campañas de aforo a la subcuenca del río Mollebamba en Agosto y Octubre de 2009, a fin de caracterizar los caudales de estiaje en los ríos más importantes del sistema hídrico. Esta información ha sido valiosa porque ha permitido ajustar los resultados de las salidas del modelo Lutz-Sholtz. Por otro lado la evaluación de campo aporta información relevante de oferta hídrica en términos de calidad y cantidad. 3.5.7 Determin ación de escena rio s de disp oni bil idad hídric a
Se ha utilizado información de 03 modelos globales del IPCC, BCM2, CSMK3 y MIHR, los cuales tienen una resolución espacial de 1,9º * 1,9º; 1,9º * 1.9º y 1,1ºC * 1,1ºC; respectivamente. Los datos disponibles corresponden a información climática de los modelos para el periodo 1965-2000 y proyecciones de precipitación y temperatura desde el 2011 hasta el 2100 a paso de tiempo mensual, para los escenarios A1B y B1. Se interpola la información mensual de las precipitaciones, para determinar los valores medios areales de la zona de estudio mediante el método de krigging. En esta etapa solo interesa el valor areal de la precipitación para la subcuenca y esta se determina con el programa Hydracces que tiene la capacidad de procesar las series temporales. En un primer momento se procesa los datos climáticos de los modelos para el periodo 1965-2000, luego se compara con la información histórica de la precipitación media areal generada en Mollebamba. Esta comparación se basa en criterios estadísticos para probar la correspondencia entre valores observados y del modelo. Luego se procesa de manera análoga la información generada desde el 2011 al 2100. Para fines del presente estudio se ha utilizado las series PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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que corresponden a las décadas del 2021-30, 2031- 40 y 2041- 50, considerando para cada caso los valores medios representativos de cada década. Obtenidos los valores areales de la precipitación y temperatura en cada una de las décadas analizadas, se determinan las variaciones porcentuales (anomalías) de los modelos con respecto a la climatología del periodo de referencia (1970-2000). Habida cuenta que esta anomalía está referida a valores areales, este porcentaje de cambio es aplicado a las series observada y que sirve como dato de entrada al modelo hidrológico de Lutz Sholtz, para la generación de caudales.
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XIV. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO 4.1
Ubicación geográfic a y políti ca
La zona de estudio se ubica políticamente en los distritos de Juan Espinoza Medrano y Sabaino de la provincia de Antabamba, en la región de Apurímac. Hidrográficamente el río Mollebamba es afluente del río Antabamba y éste del río Pachachaca, en el sistema hídrico del río Apurímac, en la vertiente del Atlántico. El 90% del territorio de la subcuenca Mollebamba pertenece al distrito de Juan Espinoza Medrano, mientras que el 10%, al distrito de Sabaino. La capital del distrito de Juan Espinoza Medrano es Mollebamba. Ubicación geográfica: Latitud sur Longitud oeste Altitud media
: 14,30º y 14,78º : 73,33º y 72,49º : 4453,58 msnm
Los límites de la subcuenca del río Mollebamba son: Porelelsur: norte: limita con limitaelcon la Microcuenca de Mollocco. Por departamento de Arequipa. Por el este: limita con la Microcuenca Chuñohuaco. Por el oeste: limita el distrito de Cotaruse (Aymaraes).
4.2
Acceso
El acceso a la zona de estudio es por dos vías: Ruta 1:
Abancay – Santa Rosa – Huancapampa – Antabamba – Mollebamba.
Ruta 2: Abancay – Santa Rosa – Chalhuanca – Caraybamba – Mollebamba. El acceso a Mollebamba, es mediante vías de trocha carrozable en mediano estado de conservación. La Ruta 1, se realiza en un tiempo de 6,5 horas en camioneta, mientras que la Ruta 2 se cubre en un tiempo de 8,0 horas.
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En la Figura 13 , se ilustra el Mapa general de ubicación de la subcuenca de estudio, así como su red hidrográfica.
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Figur a 13. Mapa de Ubicación de la subcuenca del río Mollebamba Fuente: Elaboración propia
4.3
Aspecto s físico s ambientales
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4.3.1 Topografía
La topografía se caracteriza por presentar relieve agreste con pendientes inclinadas y zonas con afloramientos rocosos. Lo niveles altitudinales de la subcuenca del río Mollebamba, está comprendido entre 2950 hasta los 5200 msnm. La pendiente media de la cuenca está en el orden de 39%. 4.3.2 Clim a y Zonas de Vida
Según el mapa de Clasificación climática del SENAMHI, elaborado con la metodología de Thornthwaite, la zona de estudio tiene un clima dominante (BD’H3) lluvioso, semifrígido, con otoño e invierno seco, con humedad atmosférica clasificada como Húmeda, lugar donde se localizan las principales comunidades de la subcuenca como Vitoc, Silco, Calcauzo, Mollebamba y Santa Rosa. Así mismo cuenta con una pequeña parte de la subcuenca que se clasifica como semiseca, fría con otoño e invierno seco (CC’H2) ( Figura 14 ). La subcuenca del río Mollebamba posee un clima con estaciones climatológicas bien marcadas: de Agosto a Noviembre, clima templado con lluvias siembra), a Marzo, con lluvias fuertes, de ligeras Abril a(época Agosto,declima seco Diciembre y frió (época de cosecha). El presente estudio ha permitido establecer que la distribución altitudinal de la temperatura media anual va desde 14,5 ºC, en la subcuenca baja hasta los 6º en la subcuenca alta sobre los 4000 msnm. La precipitación media anual alcanza los 850,0 mm El estudio de la ZEE del Gobierno Regional de Apurímac ha identificado en la subcuenca Mollebamba 9 Zonas de Vida de acuerdo a la Clasificación de Holdridge (Figura 14b ). a) Bosque Espinoso Subtropical b) Bosque húmedo Montano Bajo Subtropical c) Bosque húmedo Montano Subtropical d) e) f) g) h) i)
Estepa Espinosa Montano Subtropical Nival Subtropical Páramo húmedo Subalpino Subtropical Páramo muy húmedo Subalpino Subtropical Páramo Pluvial Subalpino Subtropical Tundra Pluvial Alpino Subtropical
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a)
b)
BD'H3 CC'H2
Figur a 14a. Tipos climáticos Fuente: SENAMHI
Figur a 14b. Zonas de Vida Fuente: ZEE-Apurímac
4.3.3 Recur sos hídric os
La zona de estudio forma parte del sistema hídrico del río Apurímac, en la vertiente del Atlántico. Los principales afluentes de la subcuenca del río Mollebamba son: Los ríos Chaupimayo, Yanahuaraco, Seguiña, Sichahua, Trapiche, Palca, Llulluhuani y la Paca. (Figura 15 diagrama fluvial de la subcuenca Mollebamba). En Juan Espinoza Medrano, distrito de Antabamba, se puede observar la presencia de 2 microcuencas, Yanahuarajo y Seguiña, las mismas que posteriormente forman el río Mollebamba, en su recorrido aguas abajo éste se une al río Antabamba y luego al Pachachaca para luego finalmente desembocar en el río Apurímac. Como potencial hídrico se puede mencionar la presencia de lagunas de importancia como las descritas en el Tabla 2 y quebradas que drenan a los ríos Yanahuarajo y Seguiña, los mismos que se describen en el diagrama fluvial del río Mollebamba. La cobertura vegetal esta dado por la existencia de bofedales que son áreas hidromórficas con humedad permanente todo el año en condiciones de sobresaturación que controlan un flujo base importante, los cuales se localizan en altitudes superiores de la subcuenca, en áreas circundantes a las lagunas, riachuelos y filtraciones de los glaciares y/o puquiales. Están distribuidos entre los 3800 y los 4500 msnm. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Figur a 15. Diagrama Fluvial del río Mollebamba Fuente: Elaboración propia
Tabla 2. Lagunas más importantes de Mollebamba 8’400,797.77
Altitud (msnm) 4600
Espejo de agua (m2) 13414.1
8’379,076.00
4777
39396.7
8’377,934.65
4775
4368.1
735,608.76
8’379,969.65
4800
12402.3
735,521.38
8’385,474.19
4800
31270
Laguna
Latitud
Longitud
Yamoka
717,502.20
Pilluni
715,618.00
Uchuymarca
734,130.34
Pamuracocha Jaspacocha
Fuente: Elaboración propia
La vegetación se caracteriza por permanecer verde y tierna todo el año debido a la alta humedad existente en el suelo. Las especies predominantes durante el período húmedo son: Hypochaeris sessiliflora, Aciachne pulvinata, la juncácea conocida como “Champa” Distichia muscoides, Alchemillapinnata, Distichlis spicata, Oreobolus goeppingeri y Oxychloe andina la cual forma densos cojines o “turberas de Distincha” con una cobertura superior al 90%. En menor proporción se presentan las especies: Calamagrostis vicunarun, Geranium, Plantago major. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Los bofedales constituye el área de pastoreo permanente y obligado de ganado ovino y camélidos sudamericanos (alpacas llamas y vicuñas) pues constituye la única fuente de pastos verdes de buena calidad durante todo el año. La zona de Cuatro esquinas y Santa Rosa son áreas representativas y de mayor importancia ganadera. Las lagunas existentes en la subcuenca son pequeñas, la suma total de los espejos de agua de las 16 lagunas inventariada en los estudios de la ZEE-Apurímac, es aproximadamente de 0,26 km 2, y se recargan con las lluvias estacionales del año que en promedio es de 850,0 mm/año. En la divisoria de cuenca del río Seguiña se ha identificado pequeños glaciares que en conjunto suman una superficie de 4,15 km 2, según la información temática hidrológica producida por los estudios de ZEE de la Región Apurímac (Figura 16 ).
Figur a 16. Lagunas y nevados de la subcuenca Mollebamba Fuente: ZEE – Apurímac
Estos glaciares están cumpliendo una importante función reguladora de los caudales de estiaje del río Seguiña, tal como ha sido percibido en las PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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dos campañas de aforo realizados por el equipo del SENAMHI entre los meses de Agosto y Octubre del 2009. En los aforos realizados los caudales del río Seguiña son similares al río Yanhaurajo, el cual tiene una mayor escorrentía anual, el aporte glaciar en las nacientes del río Seguiña estaría inyectando mayor volumen de agua durante el estiaje. 4.3.4 Geología
El área de la subcuenca del río Mollebamba se ubica dentro de la mega unidad geomorfológica de la cordillera Occidental determinada por INGEMMET. Dicha unidad se encuentra constituida por un núcleo paleozoico cubierto por rocas del mesozoico y cenozoico, las cuales se encuentran deformadas por intensos plegamientos, fallas inversas y sobre escurrimientos. En el área afloran unidades litoestatrigráficas sedimentarias y volcánicas que tienen edades desde el Jurásico Superior hasta los depósitos Cuaternarios recientes. 4.4
Aspecto s soci o – económi cos
Existen 5 comunidades en el ámbito de la subcuenca del río Mollebamba: Vito, Calcauso, Mollebamba, Silco y Santa Rosa. Estas comunidades encuentran ubicadas en el Distrito de Juan Espinoza Medrano, haciendo unse total de 2286 habitantes, de los cuales el 50,48% son varones y el 49,52% son mujeres. La actividad económica principal en la subcuenca del río Mollebamba, son la agricultura y la ganadería básicamente de autoconsumo. Los principales productos agrícolas son el maíz amiláceo, papa, trigo, haba grano, hortalizas. La producción forestal se destina básicamente para la producción de madera para leña, siendo las especies más utilizadas el eucalipto y molle. La actividad ganadera está constituida por la crianza de vacunos, ovinos, porcinos, auquénidos y animales menores: cuyes, patos gallinas, pavos. La tenencia de las tierras está constituida por pequeñas parcelas fragmentadas y distribuidas en los diferentes pisos altitudinales de la cuenca, constituyéndose en unidades productivas básicas. En el pueblo de Mollebamba, existe un flujo comercial: tiendas, servicios de hotelería y telefonía. La oferta laboral se da por la actividad minera en el Proyecto Trapiche de la empresa Buenaventura que está en fase de exploración.
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XV.
RESULTADOS
5.1
Delim itació n de las unid ades de anális is hidr ológ ico
El río Mollebamba se forma por la confluencia de los ríos Yanahuarajo y Seguiña. El área de drenaje de estas dos microcuencas en conjunto representa el 68% del área de drenaje total de la subcuenca del río Mollebamba. Aguas abajo de esta confluencia existen quebradas tributarias menores que en conjunto aportan un caudal equivalente a la escorrentía producida en la microcuenca del río Seguiña. Para fines del presente estudio hidrológico, se han delimitado 03 unidades de análisis hidrológico: La microcuenca del río Yanahuarajo por la margen izquierda, la microcuenca del río Seguiña por la margen derecha y la microcuenca que se ha denominado Mollebamba Bajo, en el curso inferior del río Mollebamba, a partir de la confluencia de los ríos Yanahuarajo y Seguiña, hasta su desembocadura en el río Antabamba (Figura 17).
Mollebamba Bajo
Seguiña Yanahuarajo
Figur a 17. Unidades de análisis hidrológico delimitados, con HEC-GeoHms sobre la base de Modelo Numérico del Terreno construido con cartas del Instituto Geográfico Nacional -IGN. Fuente: Elaboración propia
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A partir de esta delimitación hidrográfica se ha realizado el análisis morfométrico e hidroclimático para finalmente llegar a la caracterización de la oferta de agua en el punto de cierre de estas unidades hidrológicas. 5.2
Descri pció n de los parámetros mor fométr ico s de la subc uenca 5.2.1 Morf omet ría de la Subuenc a Moll ebamba
El sistema hidrográfico del río Mollebamba está formado por dos ríos principales: el río Yanahuarajo por la margen izquierda y el río Seguiña por la margen derecha. La confluencia de estos dos ríos a la altura del pueblo de Chanava forma el río Mollebamba, en la cota 3474 msnm. Utilizando la cartografía del IGN se ha determinado que la longitud total del río Mollebamba hasta su desembocadura en el río Antabamba, es de 61,92 km, siendo su área de drenaje de 698,43 km 2. Los niveles altitudinales de la subcuenca fluctúan entre 2950 msnm y 5200 msnm; tal como se observa en la Tabla 3 . Tabla 3. Principales parámetros morfométricos - subcuenca Mollebamba Paràmetros morfométricos Mollebamba Par ám etr o
unidad
valor
Area
Km2
698.43 178.81
Perímetro
Km
Altitud máxima
msnm
5200
Altitud mínima
msnm
2950
Altitud media
msnm
4453
Coef iciente de compacidad
Adi
1.89 0.21
Coef icientedef orma
Adi
Coef iciente de masividad
Adi
6.38
Longitud del cauce principal
Km
61.92
%
39
Pendiente media de la cuenca Pendiente del río : -Promedio
m/m
0.027
Máx -
m/m
0.106
Mín -
m/m
0.0002
Densidaddedrenaje
1/km
0.72
Fuente: Elaboración propia
La altitud media de la subcuenca es de 4453,69 msnm y la altitud de su centroide es de 4053 msnm. El centroide o centro de masa de la cuenca es un punto teórico donde se concentra la precipitación media de la subcuenca. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Del análisis hipsométrico realizado y presentado en la Tabla 4 y Figura 18, se aprecia que el 77% de la superficie de la subcuenca se encuentra comprendida entre los 4189 msnm y 5200 msnm, que correspondería a la parte alta. El 20% de la superficie de la subcuenca se distribuye entre 3436 msnm y 4188 msnm que correspondería a la parte media. El 3% de la superficie del área de estudio se distribuye entre los 2950 y 3435 msnm que correspondería a la parte baja. Tabla 4. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud Rangos de altitud (msnm) 2950 3185 3436 3687 3938 4189 4440 4691 4942
-
3184 3435 3686 3937 4188 4439 4690 4941 5200
Alt. Promedio (msnm) 3058,5 3310,0 3561,0 3812,0 4063,0 4314,0 4565,0 4816,0 5067,5
% área 0 ,62 1 ,96 3 ,96 6,53 9,94 13,22 29,31 31,24 3,22
% acumulado 0,6 2,6 6,5 13,1 23,0 36,2 65,5 96,8 100
Fuente: Elaboración propia
Figur a 18. Curva hipsométrica subcuenca Mollebamba Fuente: Elaboración propia
Cabe señalar que no existe un método universal para delimitar una cuenca en alta, media y baja; sin embargo para este estudio se ha adoptado un criterio que tiene en cuenta la clasificación de las 8 regiones naturales del Perú de Pulgar Vidal, delimitando las zonas que se propone en la Tabla 5 y Figu ra 19. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Tabla 5. Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba Zonas
Rango altitudinal (msnm)
Baja 2950,00 ‐ Media 3500,00 ‐ Alta 4000,00 ‐ Fuente: Elaboración propia
3500,00 4000,00 5200,00
Área (km2) 24,9 82,2 591,3
Figur a 19. Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba. En amarillo la curva 3500,0 msnm límite superior de la Zona Baja, en azul la curva 4000,0 msnm límite inferior de la Zona Alta. Fuente: Elaboración propia en Google Earth
Según este criterio propuesto, el 3,6 % de la superficie de la subcuenca corresponde a la parte baja, el 11,8% a la parte media y el 84,7% corresponde a la parte alta, que comprendería a las regiones naturales de Puna y Janca. La pendiente media de la cuenca es de 39%, lo que revela condiciones de un relieve muy accidentado, que favorece el escurrimiento superficial. En la zona altoandina, se tienen de pendiente suave que favorecen la retención e infiltración de las precipitaciones estacionales, propiciando el desarrollo de pastos naturales (Bodedales).
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La pendiente promedio del cauce principal del río Mollebamba se ha determinado por tramos, cada tramo guarda correspondencia con delimitación de Zona Alta, Media y Baja propuesto. En la Figura 20, se ilustra el perfil longitudinal del río y los tramos delimitados.
Figur a 20. Perfil longitudinal del río Mollebamba. Fuente: Elaboración propia
El curso superior del río, tiene una pendiente promedio de 2,8 %, lo que confiere una gran capacidad de transporte. En su curso medio del río la pendiente se incrementa a 4,8%, adquiriendo una gran torrencialidad. En su curso bajo el río sigue siendo muy torrencial, alcanzando una pendiente promedio de 2,8%. Por estas características aunadas a las características de su drenaje (densidad > 0,5) hacen que respuesta del río durante la época de precipitaciones intensas sea rápida. En la Figura 21, se gráfica 03 cortes transversales realizados en la cuenca, a fin de visualizar la topografía dominante por zonas. Por otro lado estos cortes sobrepuestos a los mapas de precipitación y temperatura permiten extraer información relevante del clima en las laderas. En el corte 1-1’, las cotas máximas en las márgenes izquierda y derecha del río Mollebamba, alcanza los 4681 y 4102 msnm; siendo el ancho medio de este transepto de 12,66 km. Este perfil intercepta al río Mollebamba en su curso bajo, en la cota 3085 msnm. En el corte 2-2’, las cotas máximas en las márgenes izquierda y derecha del río Mollebamba, alcanza los 4822 y 4505 msnm; siendo el ancho medio de este transepto de 15 km. Este perfil intercepta al río Mollebamba en su curso medio, en la cota 3436 msnm. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Figur a 21. Perfiles transversales de la cuenca. Fuente: Elaboración propia
En el corte 3-3’, las cotas máximas en las márgenes izquierda y derecha del río Mollebamba, alcanza los 4739 y 4943 msnm; siendo el ancho medio de este transepto de 22,03 km. Este perfil intercepta los principales afluentes del río Mollebamba; Yanahuarajo y Seguiña en las cotas 4364 msnm y 4347 msnm, respectivamente. 5.2.2 Morfom etría Microc uencas
El sistema hídrico de la subcuenca del río Mollebamba está formado por ríos y numerosas quebradas. Los afluentes más importantes son los ríos Yanahuarajo, por la margen izquierda y el río Seguiña por la margen derecha. El análisis de la morfometría de las microcuencas, que forman la subcuenca del río Mollebamba, se ha realizado según las zonas hidrológicas definidas, tal como se ilustra en la Figu ra 22.
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Figur a 22. Microcuencas del área de estudio. Línea azul: Divisoria de microcuencas. Línea roja: Límite superior de Zona Baja, Línea naranja: Fuente: Elaboración propia Límite inferior Zona Alta.
A)
Microcuenca Yanahuarajo
Afluente principal del río Mollebamba por la margen izquierda. La longitud de este río es de 43,15 km, siendo su área de drenaje de 280,98 km2, que representa el 40% de la subcuenca del río Mollebamba. Sus niveles altitudinales fluctúan entre 3476 y 5200 msnm. La altitud media de la microcuenca es de 4618 msnm y la altitud de su centroide es de 4600 msnm. En las Tablas 6, 7 y Figura 23, se resume las características morfométricas. El 1% de la superficie de esta microcuenca pertenece a la Zona Baja, el 4% a la Zona media, mientras que el 95% se ubica en la Zona Alta, en conclusión es una microcuenca típica altoandina, con zonas planas en la cabecera de superficie que retienen humedad y favorecen la infiltración. Por los parámetros físicos de la microcuenca, su relieve es bastante accidentado con fuertes pendientes y un sistema de drenaje constituido por un conjunto de quebradas que alimentan al curso principal del río y que inducen a una respuesta hidrológica rápida durante eventos lluviosos intensos. La pendiente máxima del río llega hasta 10%. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Tabla 6. Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Yanahuarajo Parà m etros m orfom étricos Ya nahua rajo Par ám etr o
un id ad
valor
Km2
280.98
Area Perímetro
Km
127,17
A ltitudmáxima
msnm
5200
A ltitudmínima
msnm
3476
A ltitudmedia
msnm
4618.5
Coef iciented ec ompacidad
Adim
2.33
Coef icientedef orma
Adim
0.15
Coef iciente de masividad
Adim
15.43
Longitud delcauce principal
Km
43.15
Pendiente del río : Promedio -
m/m
0.027
Máx -
m/m
0.106
Mín -
m/m
0.0002
Densidaddedrenaje
1/km
0.78
Fuente: Elaboración propia
Tabla 7. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud Rangos de altitud (msnm)
Alt. Pr om edio
3476
-
3666
(msnm) 3571,0
3667 3858 4049 4240 4430 4621 4812 5003
-
3857 4048 4239 4429 4620 4811 5002 5200
3762,0 3953,0 4144,0 4334,5 4525,0 4716,0 4907,0 5098,0
% area
% acumul ado
1,04
1,0
1,81 2,66 4,08 7,05 19,05 45,18 18,13 1,01
2,8 5,5 9,6 16,6 35,7 80,9 99,0 100
Fuente: Elaboración propia
Figura 23. Curva hipsométrica microcuenca Yanahuarajo Fuente: Elaboración propia
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B)
Microc uenca Seguiñ a
Esta microcuenca tiene un área de drenaje de 193,39 km2, que representa el 28% de la superficie total de la subcuenca Mollebamba; siendo la longitud del río principal 28,60 km. Este río es afluente por la margen derecha del río Mollebamba. Sus niveles altitudinales fluctúan entre 3477 y 5190 msnm. La altitud media de la microcuenca es de 4608,64 msnm y la altitud de su centroide es de 4802 msnm. En las Tablas 8 y 9, se resume las características morfométricas. Tabla 8. Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Seguiña Parà metr os m orfom étricos Segui ña Par ám etr o
un idad
valo r
Km2
193.39
Area Perímetro
Km
97.24
Altitud máxima
msnm
5190
Altitud mínima
msnm
3477
Altitud media
msnm
4608,63
Coeficiente dec ompacidad
Adim
2.13
Coeficientedeforma
Adim
0.24
Coeficiente de masividad
Adim
22.41
Longitud del cauce principal
Km
28.6
Pendiente del río : Promedio -
m/m
0.039
Máx -
m/m
0.157
Mín -
m/m
0.0002
Densidaddedrenaje
1/km
0.85
Fuente: Elaboración propia
Tabla 9. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud Rangos de altitud (msnm)
Alt. Pr om edio
% area
% acumul ado
(msnm)
3477
-
3667
3572.0
0.80
0.8
3668
-
3857
3762.5
1.75
2.6
3858
-
4048
3953.0
3.36
5.9
4049
-
4238
4143.5
6.01
11.9
4239
-
4428
4333.5
9.21
21.1
4429
-
4619
4524.0
18.54
39.7
4620
-
4809
4714.5
36.68
76.4
4810
-
4999
4904.5
20.82
97.2
5000
-
5190
5095.0
2.83
100
Fuente: Elaboración propia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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El 0,8% de la superficie de esta microcuenca pertenece a la Zona Baja, el 5,2% a la Zona media, mientras que el 94% se ubica en la Zona Altoandina. Por las características de los parámetros físicos de la microcuenca, su relieve es bastante accidentado con fuertes pendientes y un sistema de drenaje constituido por un conjunto de quebradas que alimentan al curso principal del río y que inducen a una respuesta hidrológica rápida durante eventos lluviosos intensos. La pendiente máxima del río llega hasta 10%. C)
Microcu enca Mollebamba Bajo
Esta microcuenca está formada por el curso inferior del río Mollebamba, desde la confluencia de los ríos Yanahuarajo y Seguiña hasta la desembocadura en el río Antabamba. Tiene un área de drenaje de 224,06 km2, que representa el 32% de la superficie total de la subcuenca del río Mollebamba; siendo la longitud del río principal 18,7 km. Sus niveles altitudinales fluctúan entre 2933 y 4958 msnm. La altitud media de la microcuenca es de 4111,27 msnm y la altitud de su centroide es de 4450 msnm. En las Tablas 10 y 11, se muestra las características morfométricas. Tabla 10. Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Mollebamba Bajo Paràmetr os m orfom étricos Molleba mba B ajo Par ám etr o
unidad
valor
Km2
224.06
Area Perímetro
Km
98.73
Altitud máxima
msnm
4958
Altitud mínima
msnm
2933
Altitud media
msnm
4111.27
Coeficientede compacidad
Adim
1.85
Coeficientedeforma
Adim
0.64
Coeficiente de masividad
Adim
19.34
Km
18.77
Longitud del cauce principal Pendiente del río : -Promedio
m/m
0.023
Máx -
m/m
0.079
Mín -
m/m
0.0002
Densidaddedrenaje
1/km
0.75
Fuente: Elaboración propia
El 14% de la superficie de esta microcuenca, pertenece a la Zona Baja, el 11,3% a la Zona media, y el 74,7% se ubica en la Zona Altoandina. La pendiente media del río alcanza 2,3 %, con una máxima de 7,9%. Por PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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las características de los parámetros físicos de la cuenca, su relieve es similar a las microcuencas de Yanahuarajo y Seguiña, por lo que su comportamiento hidrológico está fuertemente influenciado por su geomorfología. Tabla 11. Distribución porcentual del área de la subcuenca según rangos de altitud Rangos de altitud (msnm)
Alt. Pr om edio (msnm)
% area
1,57 4,93
1,6 6,5
% acumulado
2933 3159
-
3158 3383
3045,5 3271,0
3384
-
3608
3496,0
8,17
14,7
3609
-
3833
3721,0
11,27
25,9
3834
-
4058
3946,0
15,83
41,8
4059
-
4283
4171,0
17,90
59,6
4284
-
4508
4396,0
19,54
79,2
4509
-
4733
4621,0
18,13
97,3
4734
-
4958
4846,0
2,69
100
Fuente: Elaboración propia
15.3 Caracterización de la cli matolo gía de la subc uenca 5.3.1 Análisis regional d e la p recipitación
En base a la metodología descrita se ha realizado el análisis regional de las variables climáticas para determinar los modelos matemáticos, que permiten hacer las estimaciones de la precipitación en cualquier punto de la subcuenca. El modelo matemático regional formulado es de la forma: PP anual (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x 2 + β5y 2 + 2 β6z + β7xy + β8xz + β9yz + β10
(XVI)
Siendo: β1, β2………. β 9 : coeficientes de las variables, β10 : término independiente,
x : lon (m); y : lat (m); z : altitud (msnm) de las estaciones pluviométricas. El modelo obtenido explica con una correlación (0,84) la variabilidad de lluvia anual en las cuencas de estudio, siendo los parámetros estadísticos y los coeficientes de las variables los que se presenta en la
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Tabla 12 . La Figura 24, refleja la alta correspondencia entre los valores de precipitación observados y los estimados por el modelo regional. Tabla 12. Parámetros estadísticos del modelo de Pp anual y valores de los coeficientes Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple
0,847116295
Coeficiente de determinación R^2
0,717606018
R^2 ajustado
0,688392847
Error típico
204,3766658
Observaciones
44
Variables
Coeficientes
β1
0,118734327
β2
0,081506332
β3
13,21690079 5,8534E‐09
‐
β4
4,00301E‐09
‐
β5 β6
6,69143E‐05
β7
‐
β8
‐
1,25123E‐08 1,19788E‐06 1,51624E‐06
β9
‐
β10
‐
Fuente: Elaboración propia
407636,3621
Figura 24. Precipitación anual observada y estimada por modelo Fuente: Elaboración propia
La precipitación media anual en toda esta región alcanza los 827,0 mm, con una distribución mensual máxima y mínima en los meses de Enero y Julio, respectivamente; tal como se aprecia en la Figura 25 . El 77% de PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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la precipitación anual se concentra entre Diciembre y Abril del año hidrológico, siendo el comportamiento estacional el que se representa en el diagrama de barras de la Figura 26.
Figur a 25. Precipitación media anual de las cuencas Pampas-Apurímac. Fuente: Elaboración propia
Figur a 26. Comportamiento estacional de la precipitación media en las cuencas Pampas y Apurímac. Fuente : Elaboración propia
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Con fines comparativos se ha seleccionado un conjunto de estaciones cercanas a la subcuenca del río Mollebamba a fin de ilustrar la alta correspondencia entre la climatología de los datos observados y los generados por el modelo de precipitación regional. Estos resultados se presentan en las Figu ras 27 y 28 .
Figura 27. Climatología mensual de precipitación observada y del modelo en mm. En azul valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo valores generados por modelo regional. Estaciones Antabamaba y Chalhuanca en la cuenca Apurímac. Fuente: Elaboración propia
Figura 28. Climatología mensual de precipitación observada y del modelo en mm. En azul valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo valores generados por modelo regional. Estaciones Pampachiri y Pecope en la cuenca Pampas. Fuente: Elaboración propia
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5.3.3 Anális is de la precipi tación local A)
Subcuenca Mollebamba
La caracterización pluviométrica de la subcuenca del río Mollebamba, ha sido derivada del modelo regional de precipitación descrito en el ítem anterior. La precipitación media anual en esta subcuenca ha sido estimada en de 851,00 mm, siendo sus valores extremos en el año hidrológico de 191,0 mm y 3,8 mm durante Enero y Julio, respectivamente. El 82% de la precipitación anual se concentra durante el período Diciembre a Abril del año hidrológico (Tabla 13) . Tabla 13. Distribución de la precipitación media mensual en la subcuenca Mollebamba en mm Cuenca
SET OCT NOV DIC
ENE
FEB
MAR ABR MAY JUN JUL
Total
22
41
51
98
191
184
182
46
13
5
4
AGO ANUAL 14
851
Aporte (%)
2,6
4,9
5,9
11,6
22,4
21,6
21,4
5,5
1,5
0,5
0,4
1,6
100
Fuente: Elaboración propia
En el gráfico de barras de la Figura 29, se ilustra la climatología estacional de la precipitación durante el año hidrológico.
Figura 29.Climatología de la precipitación mensual en la subcuenca Mollebamba. Fuente: Elaboración propia
Para una mejor descripción del comportamiento pluviométrico en la cuenca del río Mollebamba se ha elaborado el Mapa de distribución PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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espacial de la precipitación, a nivel anual y mensual. Esta representación de la Precipitación en celdas de 1 km * 1km es resultado del modelo de precipitación regional formulado para fines del presente estudio. Según este mapa se observa un comportamiento pluviométrico creciente con la altitud. En la Figura 30, se ilustra el comportamiento anual y en la Figura 31 el comportamiento mensual.
Figur a 30. Mapa de distribución de la Precipitación anual en la subcuenca Mollebamba. Esta forma de presentación de la precipitación es resultado de la discretización espacial en celdas de 1 * 1 km. Fuente: Elaboración propia
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La Precipitación anual está comprendida entre 664,0 mm como mínimo la parte baja y 1071,0 mm/año en la parte alta sobre los 5000 msnm. Los flujos de humedad y vientos que alimentan la precipitación tienen una dirección sur-oeste. ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
NOV
DIC
SET
OCT
Figur a 31.Comportamiento espacial de la precipitación mensual en la subcuenca de Mollebamba. Fuente: Elaboración Propia
A nivel de la cuenca, se observa un comportamiento diferenciado de la precipitación anual y estacional según las zonas altitudinales propuesta, tal como puede observarse en la Tabla 14. En la Figura 32, se ilustra las zonas altitudinales donde se ha realizado este análisis espacial. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Tabla 14. Climatología de la precipitación promedio mensual por Zonas Zona
PRECIPITACION MEDIA MENSUAL (mm ) SET OCT NOV DIC ENE
Baja 18 30 37 Media 19 32 39 Alta 23 39 48 Fuente: Elaboración Propia
FEB MA R ABR
75 154 147 153 79 163 155 162 97 199 190 198
36 38 47
MAY JUN
11 11 14
JUL AGO
3 3 4
3 3 4
10 10 13
ANUAL
675 716 875
Figura 32. Cuenca Baja (2950 – 3500 msnm), cuenca media (3500 – 4000 msnm), cuenca Alta (4000 – 5200 msnm) Fuente: Elaboración propia
B)
Microcuencas
Se ha realizado el análisis de los valores areales de la precipitación mensual para el año hidrológico promedio, caracterizando la pluviometría anual en las 03 microcuencas delimitadas. Los resultados de este análisis se presenta en el Tabla 15 y Figura 33. Tabla 15. Precipitación media areal por microcuencas en mm Microcuencas SET OCT Yanahuarajo 24 43 Seguiña 23 43 Mollebamba 20 37 Fuente: Elaboración propia
NOV 53 52 45
DIC ENE 103 200 102 197 88 171
PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
FEB 193 190 165
MAR ABR MAY JUN JUL AGO anual 191 49 14 5 4 14 893 189 48 13 5 4 14 880 164 42 12 4 3 12 764
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Precipitación media areal 250.0 Mollebamba_bajo 200.0 ) 150.0 m m ( P P 100.0
Yanahuarajo Seguiña
50.0
0.0 SET OCT NO V DIC ENE FEB MAR AB R MA Y JUN JUL AGO
Figur a 33. Precipitación media areal por microcuenca Fuente: Elaboración propia
En términos medios se observa un mayor aporte pluviométrico en la microcuenca de Yanahuarajo, la cual a su vez tiene la mayor extensión, representando el 40% de la superficie total de la subcuenca del río Mollebamba. La microcuenca de Mollebamba Bajo, tiene un menor aporte pluviométrico y por lo tanto la escorrentía superficial producida es la más baja en la cuenca. En todosque losencasos, la registran máxima los precipitación se presenta en Enero, mientras Julio se menores aportes. 5.3.3 Análisi s de la variabili dad del régim en de llu vias
Se ha analizado el régimen de lluvias de la precipitación media de la subcuenca del río Mollebamba, a partir de la segmentación de la serie en períodos de 10 años (décadas), para detectar cambios en los parámetros estadísticos de las series. En la Tabla 16, se presentan los resultados de los parámetros estadísticos de las series mensuales agrupados por décadas. En la última década (2000-2009), se observa un incremento en el coeficiente de variación (Cv) mensual y anual de las lluvias. Por otro lado, se observa que la última década es la más lluviosa; sin embargo, este promedio decadal está influenciado por los 5 primeros años, ya que el promedio anual de la precipitación para el periodo 200509 alcanza los 790,0 mm; valor que está por debajo de su promedio histórico, que es de 851,0 mm. Este comportamiento del periodo 2005-09, es coherente con lo que la población local está percibiendo como de una disminución de las precipitaciones en Mollebamba, lo cual se ha traducido en una menor oferta de agua en quebradas y manantes. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Tabla 16. Parámetros estadísticos de la precipitación por décadas DECADA
1970-79 1980-89 1990-99 2000-09 1970-2009 DECADA 1970-79 1980-89 1990-99 2000-09 1970-2009 DECADA 1970-79 1980-89 1990-99 2000/09 1970-2009
PROMEDIO (mm ) SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR A BR MAY JUN JUL A GO an ual 49 39 52 94 196 191 173 52 11 9 7 22 895 27 46 48 72 172 140 136 54 12 7 6 25 746 40 40 53 105 200 194 152 60 9 3 4 28 886 30 52 49 103 191 200 185 51 9 6 19 16 909
36
44
50
37,5 14,2 19,1 18,0 25,2
17,4 33,9 16,9 31,0 25,1
0,76 0,53 0,48 0,61 0,70
0,45 0,73 0,43 0,59 0,57
93
188 180 160 54 DESVIACION ESTANDARD
10
6
9
22
851
35,3 20,6 19,6 37,2 28,2
35,7 93,7 68,1 55,6 28,5 9,7 39,5 82,6 87,3 58,0 32,2 9,3 35,8 28,0 72,0 32,0 34,0 6,5 36,8 69,4 52,1 70,5 14,2 12,3 37,6 70,6 72,1 56,2 27,3 9,2 COEFICIENTE DE VARIA CION (Cv)
9,1 8,8 3,4 6,9 7,3
6,3 5,2 2,9 27,5 14,2
30,7 24,0 24,4 10,7 23,1
209,5 239,6 136,4 185,2 200,3
0,68 0,43 0,37 0,76 0,57
0,38 0,55 0,34 0,36 0,41
1,02 1,26 1,11 1,24 1,19
0,86 0,83 0,66 1,48 1,63
1,40 0,98 0,88 0,68 1,03
0,23 0,32 0,15 0,20 0,24
0,48 0,48 0,14 0,36 0,37
0,36 0,62 0,37 0,26 0,40
0,32 0,42 0,21 0,38 0,35
0,55 0,59 0,57 0,28 0,50
0,90 0,81 0,76 1,43 0,94
Fuente: Elaboración propia
Este mismo análisis se hace a nivel estacional por trimestre, cuyos resultados se presentan la Tabla 17 , donde se corrobora el incremento de la variabilidad de la precipitación, durante la última década (20002009), siendo más notorio el incremento en el trimestre JJA (Cv = 0,82). Tabla 17. Parámetros estadísticos de la precipitación estacional por décadas. DECADA
1970-79 1980-89 1990-99 2000-09 1970-2009
SON
DEF
MA M Promedio
JJ A
141 134 112 131 130
483 379 520 496 469
236 187 204 245 217
38 44 42 42 41
899 743 878 915 857
39,5 64,8 31,3 54,5 48,4
141,6 122,8 109,4 130,6 133,5
37,9 21,8 28,2 34,1 29,8
210,5 157,5 163,4 188,2 186,8
SON
Coeficiente de Variación DEF MA M
JJ A
0,29 0,32 0,21 0,26 0,28
0,99 0,50 0,67 0,82 0,72
DECADA
1970-79 1980-89 1990-99 2000-09 1970-2009 DECADA
ANUA L
Desviación estándar
1970-79 0,28 1980-89 0,48 1990-99 0,28 2000-09 0,41 1970-2009 0,37 Fuente: Elaboración propia
PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
67,3 41,6 66,5 83,8 67,7
0,28 0,22 0,33 0,34 0,31
anual
0,23 0,21 0,19 0,21 0,22
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En cuanto al reparto de las precipitaciones en el año hidrológico, se observa en la última década una disminución de la concentración de la precipitación en el trimestre más lluvioso DEF, mientras que para los trimestres MAM y SON se observa un incremento en la concentración de las precipitaciones, tal como se presenta en la Tabla 18. Tabla18. Contribución estacional de la precipitación en el Año Hidrológico. CONTRIBUCION ESTACIONAL DE L LUVIAS (%) DECADA
SON
1970-79 15,68% 1980-89 18,02% 1990-99 12,77% 2000-09 14,37% 1970-2009 15,11% Fuente: Elaboración propia
DEF
MAM
53,77% 50,93% 59,26% 54,24% 54,70%
JJ A
26,29% 25,19% 23,20% 26,83% 25,37%
4,26% 5,86% 4,77% 4,56% 4,82%
En la Figura 34 , se ilustra de manera gráfica a través de diagramas de cajas los resultados presentados del análisis decadal de la precipitación. A través del tamaño de estas cajas se puede visualizar la variabilidad temporal de la precipitación media en la subcuenca del río Mollebamba. Precipitación década 1970-79
Precipitación década 1980-89
350 300 300 250 250 200 ) 200 m m ( p 150 P
) m m ( 150 p P
100
100
50
50
0
0 ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
Precipitación década 1990-99
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
OCT
NOV
DIC
Precipitación década 2000-09
350
350
300
300
250
250
) 200 m m (
) 200 m m (
p 150 P
p 150 P
100
100
50
50
0
0 ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
Figur a 34. Diagramas de cajas del comportamiento mensual de las precipitaciones Fuente: Elaboración propia
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En la Figura 35 , se ilustra, la distribución estacional de la precipitación en el año hidrológico y en las diferentes décadas analizadas, donde el periodo más lluviosos se da en la década 1990-99 y el más seco en el invierno de 1970-79. 70.00% SON
60.00%
DEF
MAM
JJA
50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 1970 ‐79
1980 ‐89
1990 ‐99
2000 ‐09
1970 ‐2009
Figur a 35. Contribución porcentual de la precipitación en el año hidrológico y por décadas. Fuente: Elaboración propia
En las Figura 36 , se ilustra a través de diagramas de cajas la variabilidad estacional (por trimestre) del régimen de lluvias en las 4 décadas analizadas. Precipitación trimestral por década 800 700 600 500 ) m m 400 ( p P 300 200 100 0 Década
1
2
3 son
4
1
2
3 def
4
1
2 3 mam
4
1
2
3
4
jja
Figur a 36. Diagramas de cajas del comportamiento estacional de la precipitación. Fuente: Elaboración propia
En la Figura 37 , se ilustra las curvas de densidad acumulada de la precipitación estacional y para las 4 décadas analizadas, donde se puede observar que en el trimestre más lluvioso DEF se presenta cambios más significativos en la probabilidad de ocurrencia de lluvias. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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CDF empírica por trimestre y dècada Normal 0
200
400
son
600
800
def 100
Década 1 2 3 4
75 50 25
e j a
t n e c r o 100 P
0 mam
jja
75 50 25 0 0
200
400
600
800
Figur a 37. Curvas de densidad acumulada de la precipitación estacional por décadas. Fuente: Elaboración propia
El análisis de tendencia aplicando el test de Mann-Kendall indica la no existencia de tendencia significativa en la serie anual y estacional de la precipitación, como se presenta en la Tabla 19 y Figura 38 . Las líneas de tendencia están expresadas por niveles de significancia estadística. Tabla 19. Análisis de Tendencia de Precipitación mediante test de Mann-Kendal Trimestr e
Test Z
Signi fic.
SON ‐0.71 DEF 0.65 MAM ‐0.34 JJA 0.07 ANUAL 0.51 Fuente: Elaboración
Q
Qmin
Qm ax
Qmin
Qmax
99%
99%
95%
B
Bmin Bmax Bmin Bmax
95%
99%
99%
95%
0.7
‐
2,7
1,4
‐
2.2
1,0
1467 184,7
96,0
170,0 106,7
1.1
‐
3,4
7,0
‐
2.5
5,4
444,1 517,4 325,8 499,6 342,4
0.3
‐
3,0
3,2
‐
2.2
2,1
195,1 260,3 155,7 243,8 178,0
No sig
0.0
‐
1,0
1,3
‐
0.8
1,0
35,5
No sig
1.8
‐
6,4
9,6
‐
4.6
7,4
808,1 942,6 615,7 919,8 671,0
No sig No sig No sig
‐
‐
54,1
19,6
49,0
95%
23,1
propia
La ecuación de línea de tendencia es: P(año i) = Q*(Paño i – Paño1) + B Para analizar la agresividad climática de la precipitación y cómo esta ha evolucionado en las 4 últimas décadas se ha utilizado el Índice de Fournier modificado por Amoldus (1985), el cual tiene la siguiente formulación: (XVII)
Donde: IFM pi P
: índice de Fournier modificado en mm : precipitación del mes i en mm. : precipitación total anual, en mm
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250.00
800.00
200.00 600.00 Data
150.00
Data
Sen's estimate
100.00
99 % conf. max
N O 50.00 S
95 % conf. min
99 % conf. min 99 % conf. max
F E 200.00 D
95 % conf. min
95 % conf. max
0.00 1960 -50.00
Sen's estimate
400.00
99 % conf. min
1970
1980
1990
2000
2010
95 % conf. max
0.00
Residual
1960
Residual
1970
1980
1990
2000
2010
-200.00 -100.00 -150.00
-400.00
a)
Year
b)
Year
160.00
400.00
140.00 300.00
120.00 Data
100.00 80.00 A J J
Data
Sen's estimate 99 % conf. min
60.00
99 % conf. max
40.00
95 % conf. min
99 % conf. min 99 % conf. max
M 100.00 A M
95 % conf. min
95 % conf. max
20.00
Residual
0.00 1960 -20.00
Sen's estimate
200.00
95 % conf. max
0.00 1960
1970
1980
1990
2000
Residual
1970
1980
1990
2000
2010
2010 -100.00
-40.00
c)
-60.00
d)
-200.00
Year
Year
Figur a 38. Prueba de tendencia de Mann-Kendall para la precipitación por Trimestre a) SON b) DEF c) MAM d) JJA Fuente: Elaboración propia
Las categorías de este Índice se indican en la Tabla 20. Tabla 20. Clasificación del Índice Modificado de Fournier
Fuente: Elaboración propia
El Índice se ha calculado por década, para detectar los cambios observados en este, resultados que se muestra en la Tabla 21. Tabla 21. Índice Modificado de Fournier por década. Década IFM 153 1970-79 126 1980-89 146 1990-99 156 2000/07 Fuente: Elaboración propia
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Clasificación Alto Alto Alto Alto
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Según estos resultados la agresividad de las lluvias se ha incrementado a inicios de la década que empieza en el 2000. Esto tiene como implicancia un mayor potencial erosivo de los suelos por precipitaciones intensas. 5.3.4 An ális is de la Temperatur a
La temperatura ha sido analizada según la zona baja, media y alta en que ha sido dividida la subcuenca: El análisis regional de la temperatura por gradientes térmicos mensuales ha permitido obtener un gradiente de -0,6 ºC por 100 m de altitud. Este patrón térmico es dominante en Cusco Apurímac. En la Figura 39, se ilustra el comportamiento espacial de la Temperatura media anual en la cuenca, la cual varía entre 2,2 y 16,8 ºC.
Figur a 39. Mapa de Temperatura media anual, en grid de 1km*1 km. Fuente: Elaboración propia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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A)
Análisis por Zonas Altitu dinales d) Zona Baja La temperatura media anual alcanza los 14,5 ºC, siendo el más cálido Noviembre, con una temperatura media de 17,4ºC y una máxima de 23,0 ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 10,9, y una mínima de -0.1 ºC. En las Tablas 22, 23 y 24, se ilustra estos comportamientos. e) Zona Media La temperatura media anual alcanza los 11,3 ºC, siendo el más cálido Noviembre, con una temperatura media de 14,6 ºC y una máxima de 20,1 ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 7,1 y una mínima de -4,9 ºC. En las Tablas 22, 23 y 24, se ilustran estos comportamientos. f) Zona Alt a La temperatura media anual alcanza los 6,0 ºC, siendo el más cálido Noviembre, con una temperatura media de 9,8 ºC y una máxima de 15,3 ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 0,7 y una mínima de -12,8 ºC. En las Tablas 22, 23 y 24, se ilustran estos comportamientos.
Tabla 22. Climatología de la Temperatura media mensual por Zonas
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC) ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Anual Baja 14,8 15,0 14,8 13,1 14,1 10,9 13,5 14,4 14,5 15,0 17,4 16,0 14,5 Media 11,9 12,2 11,9 9,7 10,8 7,1 10,1 11,1 11,2 11,7 14,6 13,1 11,3 Alta 7,1 7,4 7,2 4,1 5,2 0,7 4,6 5,5 5,6 6,1 9,8 8,3 6,0 Fuente: Elaboración propia ZONAS
Tabla 23. Climatología de la Temperatura máxima mensual por Zonas ZONAS Baja Media Alta
TEMPERATURA MAXIMA MENSUAL (ºC) ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET 20,1 20,7 20,2 21,9 22,7 21,8 22,1 22,9 22,9 17,3 17,9 17,3 19,1 19,9 19,0 19,2 20,1 20,0 12,5 13,1 12,6 14,3 15,1 14,2 14,4 15,3 15,2
OCT NOV DIC 23,2 23,0 21,4 20,3 20,1 18,5 15,5 15,3 13,7
Fuente: Elaboración propia
Tabla 24. Climatología de la Temperatura mínima mensual por Zonas ZONAS
ENE FEB MAR Baja 9,4 9,3 9,4 Media 6,5 6,5 6,5 Alta 1,8 1,7 1,7 Fuente: Elaboración propia
TEMPERATURA MINIMA MENSUAL (ºC) ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT ‐0,1 4,2 5,5 4,9 5,9 6,2 6,9 ‐4,9 0,4 1,7 1,0 2,1 2,4 3,1 ‐6,0 ‐4,7 ‐12,8 ‐5,3 ‐4,3 ‐4,0 ‐3,3
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NOV 11,9 9,0 4,2
DIC 10,6 7,7 2,9
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B)
Análisis por cuenca s e) Subc uenca Moll ebamba La temperatura media anual alcanza los 6,9 ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 10,6 ºC, y una máxima de 16,1ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 1,8ºC, con una mínima de -11,4ºC. En las Tablas 25, 26 y 27, se ilustran estos comportamientos. f) Microc uenca Yanahuarajo La temperatura media anual alcanza los 5,8ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 9,7ºC, y una máxima de 15,2ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 0,5 ºC, con una mínima de -13ºC. En las Tablas 25, 26 y 27, se ilustran este comportamiento. g) Microcuenca Seguiña La temperatura media anual alcanza los 5,9 ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 9,7ºC, y una máxima de 15,2ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 0,6ºC, con una mínima de -13ºC. En las Tablas 25, 26 y 27, se ilustran estos comportamientos. h) Microc uencamedia Mollebamba Bajo los 9,4 ºC. El más cálido es La temperatura anual alcanza Noviembre, que alcanza una Tmedia de 12,8ºC, y una máxima de 18,4ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 4,8ºC, con una mínima de -7.7ºC. En las Tablas 25, 26 y 27, se ilustran estos comportamientos.
Tabla 25. Climatología de la Temperatura media mensual en Mollebamba. Microcuenca
ENE
FEB
MAR
Mollebamba 8,.0 8,2 8,0 Yanahuarajo 7,0 7,3 7,0 Seguiña 7,0 7,3 7,1 Mollebamba 10,2 10,5 10,2 Fuente: Elaboración propia
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC) ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV
5,1 4,0 4,0 7,7
6,2 5,0 5,1 8,8
1,8 0,5 0,6 4,8
5,5 4,4 4,5 8,1
6,5 5,4 5,4 9,1
6,6 5,5 5,5 9,2
DIC
7,1 10,6 9,2 6,0 9,7 8,2 6,0 9,7 8,2 9,7 12,8 11,4
ANUAL 6,9 5,8 5,9 9,4
Tabla 26. Climatología de la Temperatura máxima mensual en Mollebamba Microcuenca
ENE
FEB
MAR
Mollebamba 13,3 13,9 Yanahuarajo 12,4 12,9 Seguiña 12,4 13,0 Mollebamba 15,6 16,1 Fuente: Elaboración propia
13,4 12,4 12,5 15,6
PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
TEMPERATURA MAXIMA MENSUAL (ºC) ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT
15,1 14,2 14,2 17,3
15,9 14,9 15,0 18,1
15,0 14,0 14,0 17,2
15,3 14,3 14,4 17,5
16,1 15,2 15,2 18,3
16,0 15,1 15,1 18,3
16,4 15,4 15,5 18,5
NOV
DIC
16,1 15,2 15,2 18,4
14,6 13,6 13,6 16,8
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Tabla 27. Climatología de la Temperatura mínima mensual en Mollebamba Microcuenca
ENE
FEB
Mollebamba 2.6 2.5 Yanahuarajo 1.6 1.6 Seguiña 1.7 1.6 Mollebamba 4.8 4.8 Fuente: Elaboración propia
MAR
2.6 1.6 1.7 4.8
TEMPERATURA MINIMA MENSUAL (ºC) ABR MAY JUN JUL AGO SET
4.9 ‐6.2 ‐6.1 ‐1.9
3.6 ‐4.9 ‐4.8 ‐0.6
‐
‐
11.4 ‐13.0 ‐13.0 ‐7.7 ‐
4.2 ‐5.5 ‐5.4 ‐1.3 ‐
3.1 ‐4.4 ‐4.4 ‐0.2 ‐
2.9 ‐4.2 ‐4.1 0.1 ‐
OCT
NOV
DIC
2.2 ‐3.4 ‐3.4 0.8
5.1 4.1 4.1 7.3
3.8 2.8 2.8 6.0
‐
En la Figura 40, se ilustra el comportamiento mensual de la temperatura media, para la subcuenca del rio Mollebamba. ENE
MAY
SET
FEB
JUN
MAR
JUL
OCT
NOV
ABR
AGO
DIC
Figur a 40. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual. Fuente: Elaboración propia
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5.3.5 Anális is de la Evapotranspi ración Potencial (E TP)
En general el patrón espacial de la temperatura muestra un comportamiento decreciente con la altitud. En la zonas bajas de la cuenca la ETP anual alcanza 1551,0 mm/año; mientras que en la zona alta, la ETP decrece hasta 961 mm/año. En la Figura 41, se ilustra el comportamiento espacial de la ETP anual.
Figur a 41. Mapa de Evapotranspiración anual mediante Método Hargreaves-Samani (grid 1*1 Km) Fuente: Elaboración propia
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A)
Análisis por Zonas A ltit udinales a) Zona Baja En esta Zona se registran la mayor evapotranspiración anual de la cuenca, que alcanza 1462,5 mm. El valor máximo se presenta en Octubre con 147,8 mm y el valor mínimo se presenta en Junio con 101,8 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP, es de 4,8 mm y 3,4 mm, respectivamente (Tabla 28 ). b) Zona medi a En esta Zona la evapotranspiración anual alcanza 1,340.0 mm, con valores máximos en Octubre de 136,6 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 91,1 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP, es de 4,4 mm y 3,0 mm, respectivamente (Tabla 28 ). c) Zona Alt a En esta zona se tiene una menor evapotranspiración anual con 1122,2 mm. La máxima ETP se presenta en Octubre con 115,7 mm acumulados, lo cual representa una tasa de 3,7 mm/día. La mínima se presenta en Junio con 72.5 mm acumulados en el mes y a una tasa de 2,4 mm/día (Tabla 28 ).
Tabla 28. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Zonas EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (mm) – Método Hargreaves‐Samani
Zona ENE
Zona Baja 127 Zona Media 116 Zona Alta 97 Fuente: Elaboración
B)
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
ANUAL DIC
116 117 122 112.8 102 104.5 120 131 148 133 132 106 107 112 103.7 91.9 95.8 110 120 137 122 120 89 89.4 92.4 86.7 72.5 79.7 92.5 101 116 104 102 propia
1463 1340 1122
Análisis por cuenca s
El análisis de la ETP se ha realizado de manera similar al presentado por Zonas, considerando como valor medio el equivalente a una estación ficticia ubicada en el centroide de la subcuenca. En la Figura 42, se ilustran el comportamiento de la ETP mensual. b) Subcuenca Mollebamba La evapotranspiración anual alcanza los 1160,0 mm con valores máximos en octubre de 119,4 mm, acumulado mensual, y mínimos en junio con un acumulado mensual de 75,8 mm. A nivel diario la tasa máxima y mínima de la Eto son de 3,8 mm y 2,5 mm, respectivamente (Tabla 29 ). PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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ENE
MAY
SET
FEB
MAR
ABR
JUN
JUL
AGO
OCT
NOV
DIC
Figur a 42. Evapotranspiración Potencial (mm) para la subcuenca del río Mollebamba Fuente: Elaboración propia
b) Microc uenca Yanahuarajo La evapotranspiración anual alcanza los 1119,2 mm con valores máximos en Octubre de 115,6 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 73,0 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la Eto es de 3,7 mm y 2,4 mm, respectivamente (Tabla 29 ). c) Microc uenca Seguiñ a La evapotranspiración anual alcanza los 1082,0 mm con valores máximos en Octubre de 112,0 mm, acumulado mensual, y
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mínimos en Junio con un acumulado mensual de 70,5 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la Eto es de 3,6 mm y 2,3 mm, respectivamente (Tabla 29 ). d) Microc uenca Mollebamba Bajo La evapotranspiración anual alcanza los 1200,2 mm con valores máximos en Octubre de 123,1 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 78,6 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP es de 3,9 mm y 2,6 mm, respectivamente (Tabla 29 ). Tabla 29. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por cuenca Microcuenca
EVAPOTRANSPIRACION PO TENCIAL (mm ) . MétodoHargreaves‐Samani
ANUAL
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
Mollebamba
100
92
92
96
90
76
83
96
105
119
107
105
1160
Yanahuarajo
96
89
89
92
87
73
79
92
101
116
104
102
1119
Seguiña
93
85
86
89
84
71
77
89
98
112
101
99
1082
Mollebamba
104
96
96
99
93
79
86
99
108
123
110
108
1200
Fuente: Elaboración propia
En la Figura 43 , se muestra el comportamiento espacial y temporal de la evapotranspiración para cada una de las microcuencas que forman la subcuenca del río Mollebamba
Figur a 43. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual Fuente: Elaboración propia
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5.3.6 Défic it de Escurr imi ento (D)
El déficit de escurrimiento está definido como la diferencia entre la precipitación y el escurrimiento. Este déficit de escurrimiento es equivalente a la demanda evapotranspirativa real (ETR) de la cuenca. Los resultados de la ETR obtenidos mediante el método de Turc, se presenta en la Tabla 30 . Tabla 30. Déficit de escurrimiento por cuenca DEFICIT DE ESCURRIMIENTO (mm)
Microcuenca ENE
FEB
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
34 33 33 37
35 34 34 38
33 32 32 36
28 27 27 30
30 29 29 33
35 34 34 38
38 37 37 42
44 42 42 48
39 38 38 43
38 37 37 42
Mollebamba 37 34 Yanahuarajo 35 32 Seguiña 35 32 Mollebamba 40 37 Fuente: Elaboración propia
5.4
ANUAL
MAR
424 408 408 463
Balance Hídrico Superfici al 5.4.1 Subcu enca Moll ebamba
A nivel anual, la disponibilidad hídrica en la subcuenca de Mollebamba arroja un superávit 426,5 mm, valorconsiderando que representa anual de 297,90 MMC, endetérminos medios, un una áreaoferta de drenaje 2 de 698,4 km . A nivel estacional, durante el período Mayo a Octubre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo el más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 31 y Figura 43, se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de la subcuenca. Tabla 31. Balance Hídrico Mollebamba Balance Hídrico Cuenca Mollebamba
Cuenca Pp (mm) ETR (mm) BH (mm)
ANUAL
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
22 38
41 44
51 39
98 38
191 37
184 34
182 34
46 35
13 33
5 28
4 30
14 35
851 424
2
11
60
154
150
149
11
20
‐
21
427
‐
16
‐
‐
23
‐
26
‐
Fuente: Elaboración propia
En el mapa de las Figuras 44 y 45, se sintetiza el comportamiento hídrico de la cuenca del río Mollebamba mediante la representación espacial de la escorrentía anual y mensual. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Figur a 43. Componentes del Balance Hídrico en la subcuenca Mollebamba Fuente: Elaboración propia
Figur a 44. Mapa de la escorrentía anual en la cuenca de Mollebamba. (grid 1 * 1 Km) Fuente: Elaboración propia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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ENE
MAY
SET
FEB
JUN
OCT
MAR
ABR
JUL
AGO
NOV
DIC
Figur a 45. Mapa de escorrentía mensual (mm) en la subcuenca del río Mollebamba Fuente: Elaboración propia
5.4.2 Microcuenca Yanahuarajo
A nivel anual, la disponibilidad hídrica en esta microcuenca arroja un superávit de 454,5 mm, que representa una oferta anual de 136,1 MMC en términos medios, considerando el área de drenaje de 281,0 km 2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Setiembre, se tiene condiciones de déficit hídrico; siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En
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la Tabla 32 y Figura 46, se ilustran los comportamientos de las componentes del Balance Hídrico Superficial de la microcuenca. Esta microcuenca, contribuye con el 46% del volumen total del escurrimiento superficial producido en la subcuenca de Mollebamba. Tabla 32. Balance Hídrico de la microcuenca de Yanahuarajo Balance Hídrico Microcuenca Yanahuarajo
Cuenca
ANUAL
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
Pp (mm)
24
43
53
103
200
193
191
49
14
ETR (mm)
37
42
38
37
35
32
33
34
32
13
1
15
66
165
161
159
15
18
‐
BH (mm)
‐
‐
JUN
JUL
AGO
5
4
14
893
27
29
34
408
19
484
22
‐
25
‐
Fuente: Elaboración propia
Balace Hídrico Yanahuarajo 250.0 BH
200.0
Pp ) m 150.0 (m H B 100.0 , R T E , p 50.0 P
ETR
0.0 SE T OC T N OV DIC ENE FE B MAR AB R MAY J UN JUL AG O
‐50.0
Figur a 46. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Yanahuarajo Fuente: Elaboración propia
5.4.3 Micr ocu enca Seguiñ a
A nivel anual, la disponibilidad hídrica de esta microcuenca arroja un superávit de 472,2 mm, que representa una oferta anual de 91,3 MMC en términos medios, considerando un área de drenaje de 193,4 km 2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Setiembre, se tienen condiciones de déficit hídrico; siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 33 y Figura 47, se ilustran los comportamientos de las componentes del Balance Hídrico Superficial de la microcuenca.
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Esta microcuenca, contribuye con el 31% del volumen total del escurrimiento superficial producido en la subcuenca del río Mollebamba. Tabla 33. Balance Hídrico de la microcuenca de Seguiña Balance Hídrico Microcuenca Seguiña
Ccuenca
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
Pp (mm)
23,2
42,7
52,3
101,7
197,2
190,2
188,5
48,0
13,3
ETR (mm)
36,7
41,9
37,6
36,9
35,2
32,4
32,5
33,6
31,5
13,5
0,8
14,7
64,8
162,0
157,8
156,0
14,4
‐
BH (mm)
‐
JUN
18,2
ANUAL
JUL
AGO
4,8
3,9
14,0
879,7
26,6
29,0
33,6
407,5
19,6
472,2
‐
21,8
‐
25,1
‐
Fuente: Elaboración propia
Balance Hídrico Seguiña 250.0 BH
200.0
Pp ) m 150.0 (m
ETR
H B 100.0 , R T E , p 50.0 P
0.0 SET OCT NO V DIC ENE FEB MAR A BR M AY JU N JUL AGO
‐50.0
Figura 47. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Seguiña Fuente: Elaboración propia
5.4.4 Microc uenca Mollebamba Bajo
A nivel anual, la disponibilidad hídrica en esta microcuenca, arroja un superávit de 300,9 mm, que representa una oferta anual de 67,4 MMC en términos medios, considerando un área de drenaje de 224,1 km 2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Noviembre, se tienen condiciones de déficit hídrico; siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 34 y Figura 48, se ilustran los comportamientos de las componentes del Balance Hídrico Superficial de la microcuenca. Esta microcuenca, contribuye con el 26% del volumen total del escurrimiento superficial producido en la subcuenca del río Mollebamba. Tabla 34. Balance Hídrico microcuenca Mollebamba Bajo Cuenca Pp (mm)
Balance Hídrico Microcuenca Mollebamba Bajo SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
20
34
42
84
174
166
173
41
12
4
3
11
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ANUAL 764
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ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA SUBCUENCA DEL RÍO MOLLEBAMBA ETR (mm)
42
48
43
42
40
37
37
38
36
30
33
38
463
27
301
Balace Hídrico Mollebamba Bajo 200.0 BH 150.0
Pp
) m (m 100.0 H B ,R T 50.0 E , p P
ETR
0.0 SE T OCT N OV DIC ENE FE B MAR ABR M AY JU N JUL AGO
‐50.0
BH (mm)
21
‐
‐
14
‐
1
42
134
129
136
3
‐
24
‐
27
‐
30
‐
Fuente: Elaboración propia
Figura 48. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Mollebamba Bajo Fuente: Elaboración propia
5.5
Estimació n de los caudales
La oferta de agua estimada en la microcuenca Huacrahuacho corresponde al volumen potencial teórico de agua que se mediría en un punto del río ubicado en el cierre de la subcuenca, antes de su desembocadura en el río Antabamba. El volumen total de escorrentía que se produce en Huacrahuacho aproximadamente alcanza los 296,0 MMC/año, distribuyéndose este PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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volumen durante el año según el régimen estacional de las lluvias. Los caudales en máximas avenidas son alimentados por las precipitaciones estacionales del periodo húmedo entre diciembre y abril del año hidrológico. 5.5.2 Caudal prom edio hist óri co F)
Subcu enca de Moll ebamba
Se ha determinado para la subcuenca del río Mollebamba, un caudal promedio anual de 9,4 m3/s, con caudales máximos en Marzo de 30,5 m3/s y mínimos en Setiembre con 2,3 m 3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 19,0 m 3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 4,9 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 3,8. El caudal aforado en el río Mollebamba, por SENAMHI, durante Agosto del presente año, fue de 2,6 m3/s. El punto de aforo estuvo localizado cerca de la confluencia de los ríos Mollebamba y Antabamba. Así mismo, estudios realizados por la Universidad Católica “Línea de base Ambiental del Proyecto Trapiche”, reportan para el río Mollebamba mediciones de caudal entre Abril y Agosto de 2008, del orden de 8,0 m3/s y 1,7 m3/s, respectivamente. Los caudales generados para estos meses, son aceptables si tenemos en cuenta el rango periodos de variación de estos caudales en la serie multitemporal, considerando secos, normales y húmedos, que se caracterizará más adelante. La Precipitación efectiva de la cuenca que contribuye al escurrimiento superficial directo, está en el orden de 419,4 mm/año; valor que está en equilibrio con la lámina de escurrimiento anual, según la formulación conceptual del modelo de Lutz; sin embargo, estacionalmente el comportamiento de estas variables es diferente, debido al funcionamiento del sistema de retención y el gasto de la subcuenca. La retención o almacenamiento hídrico de la subcuenca, se presenta entre el período Noviembre a Marzo, mientras que entre Abril a Octubre se inicia el gasto o descarga del acuífero que aportan al escurrimiento base, al cesar las lluvias. Se ha estimado que este escurrimiento base, en el río Mollebamba es de 2,5 mm/mes que equivale a 0,65 m 3/s. En la Tabla 35, se presenta el comportamiento mensual de la Precipitación Efectiva (PE), la lámina de escurrimiento (LE) y el caudal promedio histórico. Tabla 35. Caudal promedio histórico del río Mollebamba Caudal promedio mensual en Mollebamba
Cuenca
PE (mm)
ANUAL
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
4
7,4
10,1
39,9
115
114
113
8,8
2,5
0,9
0,7
2,6
PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
419,4
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ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA SUBCUENCA DEL RÍO MOLLEBAMBA
8,7
9,3
10,3
17,6
61,5
83,7
117
47,4
25
16,3
12,9
9,6
419,4
Caudal (m3/s) 2,3
LE (mm)
2,4
2,8
4,6
16,6
24,2
30,5
12,8
6,5
4,4
3,4
2,5
9,4
PE : Precipitación efectiva en mm Fuente: Elaboración propia
G)
LE : lámina de escorrentía en mm
Microcu enca Yanahuarajo
Se ha determinado para la microcuenca del río Yanahuarajo, un caudal promedio anual de 4,3 m3/s, con caudales máximos en Marzo de 14,0 3
3
m /s y mínimos endeSetiembre 1,1 m /s.deElestiaje caudal promedio de avenidas (Qave) es 8,7 m3/s ycon el promedio (Qest) es de 2,2 3 m /s, siendo la relación (Qave/Qest) = 3,8 El caudal aforado en el río Yanahuarajo por SENAMHI, durante Agosto del presente año, fue de 0,58 m3/s. El estudio de la Universidad Católica reporta para el período Abril y Agosto de 2008, mediciones de caudal de 1,90 m3/s y 0,43 m3/s, respectivamente. El caudal generado en Abril está sobrestimado, pero el caudal generado para Agosto está (XVIII) dentro del rango de variabilidad de la serie multitemporal. En la Tabla 36, se ilustra el comportamiento del caudal promedio histórico generado del río Yanahuarajo. Tabla 36. Caudal promedio histórico del río Yanahuarajo Cuenca
SET
OCT
NOV
Caudal promedio mensual en Yanahuarajo en m3/s DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN
PE (mm) 4,5 8,8 12, 2 50,1 LE (mm) 9,9 10,6 11,8 20,1 Caudal 1,1 1,1 1,3 2,1
127,6 70,2 7,6
Fuente: Elaboración propia PE : Precipitación efectiva en mm
JUL
AGO
ANUAL
128,7 128,7 10,5 2,9 1,0 0,8 3,0 478,9 95,6 133,7 54,1 28,5 18,6 14,7 11,0 4 78,9 11,1 14,0 5,9 3,0 2,0 1,5 1,1 4,3
LE : lámina de escorrentía en mm
En el modelo de Lutz-Scholz, los caudales de estiaje tienen un comportamiento exponencial, según la expresión siguiente:
Qt Q0 e a
( t)
Donde: Qt Qo a t
= descarga en el tiempo t = descarga inicial = Coeficiente de agotamiento = tiempo
En base a esta expresión algebraica, se ha construido una serie de caudales diarios en el río Yanahuarajo; para el período de hipotético de PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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88
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Abril, con un caudal promedio de 2,8 m 3/s, valor que representa una deficiencia de -52% con respecto al promedio histórico generado (Qabril=5,9 m3/s en la Tabla 36 ). Bajo este supuesto, se tendría una distribución de los caudales diarios con un máximo de 3,5 m 3/s, al inicio de Abril y un mínimo de 1,8 m 3/s al finalizar el mes, tal como se ilustra en la Figura 49 . Este puede haber sido el escenario seco de Abril de 2008, donde el equipo de la Universidad Católica aforó un caudal de 1,89 m 3/s. Si se prolonga esta serie hipotética hasta Agosto, se obtiene para este mes una distribución de los caudales diarios entre 0,27 m 3/s y 0,44 m3/s como mínimo y máximo respectivamente, con un promedio mensual de 0,35 m3/s, valor que representa una deficiencia de -68% con respecto al promedio histórico generado para ese mes (Q=1,1 m3/s). El equipo de la Católica, aforó para Agosto de 2008 un caudal de 0,43 m3/s y el equipo de SENAMHI aforó para CaudalpromediodiarioYanahuarajo Agosto de 2009 un caudal 3.5 de 0,52 m3/s. Q = 3.0478e‐0.016t
3 2.5 )s / 3 2 (m l a d 1.5 u a C 1
Qdiario
0.5 0 0
5
10
15
20
25
30
Tiempo(días)‐ Mes hipotéticoabril
35
Figura 49. Serie hipotética de caudales medios diarios obtenidos con la curva de agotamiento de caudal del río
Yanahuarajo. Fuente: Elaboración propia
H)
Microc uenca Seguiñ a
Se ha determinado para la microcuenca del río Seguiña, un caudal promedio anual de 2,9 m3/s, con caudales máximos en Marzo de 9,4 3
3
m /s y mínimos en Setiembre y Octubre con 0,7 m/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 5,8 m 3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 1,5 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 3,8 El caudal aforado en el río Seguiña por SENAMHI, durante Agosto del presente año, fue de 0,50 m3/s. El estudio de la Universidad Católica reporta para el período Abril y Agosto de 2008, mediciones de caudal de 2,0 m3/s y 0,34 m3/s, respectivamente. Los caudales generados para PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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89
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estos meses, son aceptables si tenemos en cuenta el rango de variación de estos caudales en la serie multitemporal, considerando periodos secos, normales y húmedos (Tabla 37 ). Tabla 37. Caudal promedio histórico del río Seguiña Caudal promedio mensual en Seguiña en m3/s ANUAL SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO PE (mm) 4,4 8,4 11,7 47,4 125,8 126,0 125,8 10,1 2,8 1,0 0,8 2,9 467,0 LE (mm) 9,7 10,4 11,5 19,6 68,5 93,3 130,4 52,7 27,8 18,1 14,3 10,7 467,0 Cuenca
Caudal 0,7 0,7 propia 0,9 1,4 5,1 Fuente: Elaboración PE : Precipitación efectiva en mm
I)
7,5
9,4
3,9
2,0
1,4
1,0
0,8
2,9
LE : lámina de escorrentía en mm
Microcu enca Mollebamba Bajo
Se ha determinado para la microcuenca de Mollebamba Bajo, un caudal promedio anual de 2,4 m3/s, con caudales máximos en Marzo de 7,8 m3/s y mínimos en Setiembre y Octubre de 0,6 m 3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 5,0 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 1,3 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 3,8 El caudal aforado en el río Mollebamba Bajo por SENAMHI, durante Agosto del presente año, fue de 1,00 m3/s, en un punto del río situado a 5,5 km aguas abajo de la confluencia de los ríos Yanahuarajo y Seguiña. 3
Si se considera el aforo m /s, realizadoenese mes en el río Mollebamba, antes de de su 2,6 desembocadura el mismo río Antabamba, se obtiene por diferencia que el caudal de aporte de la microcuenca Mollebamba Bajo fue de 1,6 m3/s; lo que significa que durante este mes, se ha concentrado un mayor volumen de escurrimiento superficial en esta microcuenca, superando los aportes de las microcuencas de Yanahuarajo y Seguiña, juntos. En la Tabla 38, se presenta el comportamiento promedio histórico de los caudales generados para esta microcuenca. Tabla 38. Caudal promedio históricodel río Mollebamba Bajo Cuenca
PE (mm)
Caudal promedio mensual en Mollebamba Bajo en m3/s SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL 3,3 5,8 7,6 27,5 95,2 91,5 90,5 6,8 2,1 0,7 0,6
ANUAL AGO 2,1 333,6
LE (mm) 6,9 7,4 8,2 14 ,0 48,9 66,6 93,2 37,7 19,9 12,9 10,2 7,6 333,6 Caudal 0,6 0,6 0,7 1,2 4,2 6,2 7,8 3,3 1,7 1,1 0,9 0,6 2,40 Fuente: Elaboración propia
J)
Quebrada s y ríos de menor ord en de corr iente
La caracterización de la oferta hídrica superficial en la cuenca del río Mollebamba, se sintetiza en la Tabla 39 y en el diagrama fluvial de la PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Figura 50 . Los caudales han sido generados en los puntos de cierre o desfogue de las microcuencas, por una relación de proporcionalidad Caudal-Área entre el caudal promedio de toda la subcuenca y el área de recepción de las quebradas. El valor promedio corresponde al promedio multianual, los máximos y mínimos corresponden a los caudales de avenidas y de estiaje. En la microcuenca de Mollebamba Bajo, la (XIX) quebrada más importante es Huancaspaco, que aporta un caudal 3 promedio anual de 0,800 m /s. En Yanahuarajo, la quebrada más importante es Chunchumayo que aporta un caudal promedio anual de 0,619 m3/s. En Seguiña, la quebrada más importante es Chaculla, con un caudal promedio anual de 0,370 m 3/s. 5.5.2 Caudales extendidos
Se han extendido las series de precipitación a nivel de las microcuencas, en base a la información de una estación ubicada en la misma zona pluviométrica de la microcuenca de Mollebamba; luego se sigue la metodología de Lutz-Sholtz para la generación de series aleatorias de caudal. Se ha utilizado información de la estación de Chalhuanca, para generar series extendidas de precipitación areal en la subcuenca de Mollebamba, mediante la relación siguiente:
Pmoll (i,j) = µmoll (i) + δmoll (i)*Zchal(i,j) δmoll (i)= µmoll (i) * Cv chal(i)
Donde:
Pmoll (i,j) = Precipitación de Mollebamba en el mes i del año j. µmoll (i) = Precipitación promedio de Mollebamba en el mes i. δmoll (i) = Desviación estándar de la precipitación en en el mes i.de la precipitación en Zchal(i,j) = Mollebamba Valores estandarizados Chalhuanca en el mes i del año j. Cv chal(i) = Coeficiente de variación de la precipitación en Chalhuanca en el mes i.
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Para la extensión de los caudales se utiliza el componente estocástico del Modelo de Lutz-Sholtz, que es un esquema modificado del modelo de Thomas Fiering, de la forma:
3 PE t z S Qt B1 B 2 Qt 1 B
1 r 2
Donde: Qt : Caudal del mes t. Q t-1 : Caudal del mes anterior. PE t : Precipitación efectiva del mes t. B1, B2 y B3 : coeficientes del modelo de correlación Múltiple. Z : número aleatorio de distribución uniforme con media “0” y desvest “1”. S : error típico del modelo de correlación múltiple. R2 : coeficiente de correlación múltiple.
(XX)
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Tabla 39. Oferta hídrica superficial generada en la subcuenca de Mollebamba MicrocuencaMollebambaBajo Qmedio Qm à x Qm ì n ( m / s) (m /s ) ( m / s)
Qda Huan cas pac a
0.81 6
2.410 0. 185
Chau pim ayo
0.40 2
1.300 0 .10 0
Sil co
0.173
0.563
0.043
Sichahua
0.165
0 .531
0.041
Sil lajasa
0.644
2.080
0.160
Parcuyo
0.184
0.597
0.046
Otros
0.016
2.320
0.130
T o t al
2 .4 0 0
9 .8 0 1
Huancaspaca
0 .7 0 5
MicrocuencaYanahuarajo Juisa
0.237
0.766
Lay min a+Pal lalli
0.191
0.617
Yauri
0.140
0.456
0.035
Astococha
0.120
0.386
0.030
Jorhuacue
0.441
1.429
0.110
Suito Ojo
0.374
1 .212
0.093
Aquicho
0.244
0.787
0.061
Chunchumay o
0.61 9
2.00 5
0.154
Huac hohuill ca
0.09 4
0.30 7
0.02 4
Yan asa ll all i
0.109
0.353 0. 027
Otros
1.700
3.900
T o t al
4 .2 6 8
0.059 0.047
0.300
1 2 .2 1 8 0 . 9 4 0
MicrocuencaSeguiña 0.350 1 .133
0.087
Ayani
0.168
0.544
0.042
Jasp ac ocha
0.179
0.579
0 .045
Huaj ra cocha
0.12 5
0.406 0 .031
Es quinas
0.101
0 .328
Ancuripa
0.246
0 .798
0.061
Cuatro
0.111
0.360
0.028
La Paca
0.216
0.699
0.054
Chaculla
0.371
1.201
0.092
Otros
1.034
2.402
0.175
Yurajaja
T o t al
2 .9 0 0
0.025
8 .4 5 0
0 .6 4 0
Figura 50. Diagrama fluvial del río Mollebamba Fuente: Elaboración propia
B)
Subcuenca Mollebamba
Los caudales han sido extendidos para el periodo 1970 – 2007, habiéndose determinado los parámetros estadísticos básicos de las series de caudal, tal como se presenta en la Tabla 40 . Los caudales promedio anual máximo de 15,0 m3/s y mínimo de 1,2 m3/s corresponden a los años 1973-74 8 “Evento La Niña” y 1982-83 “Evento El Niño”, respectivamente. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Tabla 40. Parámetros estadísticos de Caudal - subcuenca de Mollebamba PARAMETROS ESTADISTICOS DE CAUDAL- Cuenca Mollebamba
Parámetro SET
OCT
NOV
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
ANUAL
Promedio(m3/s )
2,3
2,4
2,8
DIC ENE FEB
4,6
16,6
24,2
30,5
12,8
6,5
4,4
3, 4
2,5
9,4
Mediana (m3/s)
2,3
2,2
2,8
4,5
16,1
23,2
29,2
11,5
6,0
4,0
3,2
2,3
9,8
DS
1,9
1,9
2,4
3,4
8,4
12,4
10,2
6,2
2,7
1,3
0,9
1,5
CV
0,7
0,7
0,7
0,6
0,5
0,5
0,3
0,5
0,4
0,3
0,3
0,6
máx (m3/s)
10,9
8,2
1 0,5
13,4 36,1
46,2
49,8
30, 1
14,7
Min(m3/s)
0,3
0,3
0,3
1,2
8,9
2,9
3,7
0,1
0,3
8,3
7,8
3,3
2,6 0,3
7,9
2,8
15,0
1,0
4,0
Fuente: Elaboración propia
La caracterización de los caudales y volúmenes medios del río Mollebamba, durante la ocurrencia de años secos, normales y húmedos se presenta en la Tabla 41 y 42 . Tabla 41. Caracterización de los caudales enaños secos, normales y húmedos en el Río Mollebamba 3
CAUDAL PROMEDIO EN AÑOS SECOS , NORMALES Y HUMEDOS ( m /s )
AÑO
SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB . MAR .
ABR . MA Y.
JUN. JUL. AGO. TO TAL
SECO
2,15
1,85
3,99
5,41 14,69
11,35
22,20
7,78
5,30
4,60
3,23
1,83
7,03
NORMAL
3,13
3,26
3, 40
4,97 14,36
23,74
31,22 11,.73
7,32
4, 15
3,44
2,33
9,69
HUMEDO
2,52
2,75
3, 02
5,95 25,58
38,23
38,63 19,29
6,59
4, 52
3,39
3,50
12,83
Fuente: Elaboración propia
Tabla 42. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Río Mollebamba VOLUMENES DE AGUA PRODUCIDOS EN AÑOS SECOS, NORMALES Y HUMEDOS (MMC) AÑO SET. OCT.
FEB.
MAR.
ABR . MAY.
JUN.
J UL.
AGO.
SECO
5,58
4,95
10,33 14,48 39,35 27,45
NOV.
DIC.
EN E.
59,46
20,17 14,20 11,92
8,64
4,89
ANUAL
NORMAL
8,11
8,73
8,80
13,32 38,46 57,43
83,63
30,40 19,61 10,74
9,21
6, 23
29 4,68
HUMEDO 6,53
7,37
7,84
15,94 68,51 92,49
103,46 50,00 17,65 11,72
9,09
9,39
399,98
221,43
Fuente: Elaboración propia
Se ha determinado las curvas de duración de caudal, para diferentes niveles de persistencia, tal como se indica en la Tabla 43 y Figura 51 . Tabla 43. Caudales del río Mollebamba a diferentes niveles de Persistencia Río Mollebamba 3
Persistencia P - 50% P - 75% P - 80% P - 90%
PERSISTENCIA DE CAUDAL PROMEDIO MENSUAL ( m /s) SET.
OCT.
NOV.
DIC.
ENE.
FEB.
MAR.
ABR.
MAY.
JUN.
JUL.
AGO .
TOTAL
2,3 1,6 1,3 0,7
2,2 1,4 1,2 0,8
2,8 2,1 1,9 1,6
4,5 3,2 3,0 1,2
16,1 13,1 11,2 8,6
23,2 15,7 12,8 9,4
29,2 23,6 22,6 17,8
11,5 8,3 8,1 7,4
6,0 4,6 4,3 3,7
4,0 3,3 3,3 3,3
3,2 3,0 2,9 2,8
2,3 1,5 1,4 1,2
8,96 6,78 6,16 4,87
Fuente: Elaboración propia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Curvas de Persistenci a de Caudal promedi o mensual 30.0 P50%
25.0
P75% P_80%
)20.0 /s 3 m ( l15.0 a d u a C 10.0
P_90%
5.0
Figur a 51. Curvas de Persistencia de Caudal, del río Mollebamba
0.0 SET.OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO.
Fuente: Elaboración propia
B)
Microc uenca Yanahuarajo
Similar procedimiento al realizado para la cuenca de Mollebamba, se ha realizado para la extensión de los caudales del río Yanahuarajo, los resultados se presenta en las Tablas 44, 45 y 46. Tabla 44. Parámetros estadísticos de caudal - Río Yanahuarajo Parámetro
PARAMETROS ESTADISTICOS DE CAUDAL DIC ENE FEB MAR ABR M AY JUN
SET
OCT
NOV
Promedio(m /s )
1,1
1,1
1,3
2,1
7,6
11,1
14,0
5,9
3,0
Mediana (m3/s)
1,1
1,0
1,3
2,1
7,4
10,7
13,4
5,3
2,8
DS
0,9
0,9
1,1
1,6
3,7
5,5
4,5
2,8
1,2
CV
0,9
0,8
0,9
0,7
0,5
0,5
0,3
0,5
máx (m3/s)
5,2
3,9
4,5
6,1
16,2
20,8
22,5
Min(m3/s)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,4
1,0
4,4
3
JUL
AG O
ANUAL
2,0
1,5
1,1
4,3
1,9
1,5
1,1
4,5
0,6
0,4
0,7
1,2
0,4
0,3
0,3
0,6
0,3
13,7
6,7
3,8
3,7
3,8
6,8
1,4
1,7
1,5
1,3
0,4
1,9
Fuente: Elaboración propia
Tabla 45. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos Río Yanahuarajo CAUDAL PROMEDIO EN AÑOS SECOS , NORMALES Y HUMEDOS ( m 3/s)
AÑO
SET. OCT.
NOV. DIC. ENE. FE B. M AR.
SECO
0,98
0,84
1,85
2,48
6,78
5,44
10,33
AB R.
3,61
MAY. JUN. JUL. AGO. TO TAL
2,44
2,11
1,48
0,82
3,26
NORMAL
1,45
1,51
1,57
2,28
6,63
10,91
14,33
5,39
3,36
1,90
1,58
1,06
4,33
HUMEDO 1,45
1,38
1,67
2,39 10,16 16,51
16,95
7,77
2,80
2,03
1,54
1,39
5,50
Fuente: Elaboración propia
Los caudales máximos y mínimos de la serie anual, se presentaron durante los años 1973-74 y 1982 - 83, respectivamente.
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Tabla 46. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Río Yanahuarajo AÑO
VOLUMENES DE AGUA PRODUCIDOS EN AÑOS SECOS, NORMALES Y HUMEDOS (MMC) SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FE B. MA R.
ABR . MAY. JUN. JUL. AGO.
ANUAL
SECO
2,55
2,24
4,80
6,65 18,16 13,15
27,67
9,36
6,54
5,47
3,96
2,20
102,75
NORMAL
3,77
4,05
4,07
6,12 17,77 26,39
38,37 13,98
8,99
4,9 4
4,24
2, 85
135,53
HUMEDO 3,75
3,69
4,33
6,39 27,23 39,95
45,41 20,13
7,49
5,2 6
4,12
3, 72
171,48
Fuente: Elaboración propia
Se ha determinado las curvas de duración de caudal, para diferentes niveles de persistencia, tal como se indica en la Tabla 47 y Figura 52 . Tabla 47. Caudales a diferentes niveles de Persistencia – Río Yanahuarajo 3
PERSISTENCIA DE CAUDAL PROMEDIO MENSUAL ( m /s)
Persistencia
SET. OCT. NOV. DIC. ENE.
FEB.
MAR. A BR. MA Y. JUN. JUL. A GO.
TOTAL
P - 50%
1,1
1,0
1,3
2,1
7,4
10,7
13,4
5,3
2,8
1,9
1,5
1,1
4,12
P - 75%
0,7
0,6
0,9
1,5
6,1
7,3
10,9
3,9
2,1
1,5
1,3
0,6
3,14
P - 80%
0,6
0,5
0,8
1,4
5,3
6,1
10,5
3,7
2,0
1,5
1,3
0,6
2,86
P - 90%
0,3
0,3
0,7
0,5
4,1
4,6
8,4
3,4
1,7
1,5
1,3
0,5
2,28
Fuente: Elaboración propia
Curvas de Persistencia de Caudal pro medio m ensual
12.0 P50%
10.0
P75% P_80%
) 8.0 s / 3 m ( l 6.0 a d u a C4.0
P_90%
2.0
0.0 SET.OCT.NOV.DIC.ENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.
Figura 52. Curvas de Persistencias de Caudal Del río Yanahuarajo Fuente: Elaboración propia
E)
Microc uenca Seguiñ a
Los resultados de la caracterización de los caudales, en la microcuenca de Seguiña, se presentan en las Tablas 48, 49 y 50. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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96
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Los caudales máximos y mínimos de la serie anual, se presentaron durante los años 1973-74 y 1982 - 83, respectivamente. Tabla 48. Parámetros estadísticos de caudal – Río Seguiña PARAMETROS ESTADISTICO S DE CAUDAL
Parámetro
SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL A GO ANUAL
Promedio(m3/s ) Mediana (m3/s) DS CV máx (m3/s) Min(m3/s)
0,7 0,7
0,7 0,7
0,9 0,9
1,4 1,4
5,1 5,0
7,5 7,2
9,4 9,0
0,6 0,9 3,5 0,1
0,6 0,8 2,6 0,1
0,8 0,9 3,3 0,1
1,0 2,5 3,7 3,0 0,7 0,5 0,5 0,3 4,1 10,9 14,0 15,1 0,0 0,3 0,6 3,0
3,9 3,6
2,0 1,9
1,4 1,2
1,0 1,0
0,8 0,7
2,9 3,0
1,9 0,5 9,2 0,9
0,8 0,4 4,5 1,2
0,4 0,3 2,6 1,0
0,3 0,3 2,5 0,9
0,5 0,6 2,5 0,3
0,8 0,3 4,6 1,3
Fuente: Elaboración propia
Tabla 49. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos Río Seguiña 3
CAUDAL PROMEDIO EN AÑOS SECOS , NORMALES Y HUMEDOS ( m /s)
AÑO
SET. OCT. NOV. DIC. ENE.
FEB. MAR . ABR.
MAY.
JUN. JUL. AGO. ANU AL
SECO
0,66
0,56
1,24
1,67
4,55
3,64
6,93
2,43
1,64
1,42
0,99
0,55
2,19
NORMAL
0,97
1,01
1,05
1,53
4,45
7,32
9,62
3,62
2,25
1,28
1,06
0,72
2,91
HUMEDO
0,78
0,85
0,93
1,83
7,79
11,63
11,82
5,91
2,03
1,39
1,05
1,10
3,93
Fuente: Elaboración propia
Tabla 50. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Río Seguiña VOLUMENES DE AGUA PRODUCIDOS EN AÑOS SECOS, NORMALES Y HUMEDOS (MMC)
AÑO
SET. OCT.
1,71 NORMAL 2,52 HUMEDO 2,02 SECO
1,51 2,72 2,28
NOV. DIC. ENE.
3,22 2,73 2,42
ABR.
MAY. JUN. JUL. AGO.
ANUAL
4,46 12,19 8,82 18,57 6,29 4,11 11,93 17,72 25,77 9,39 4,90 20,85 28,13 31,67 15,32
FE B.
MAR .
4,39 3,67 2,66 1,48 6,04 3,32 2,84 1,92 5,44 3, 61 2,80 2,93
68,98 90,99 122,39
Fuente: Elaboración propia
Se ha determinado las curvas de duración de caudal, para diferentes niveles de persistencia, tal como se indica en la Tabla 51 y Figura 53 . Tabla 51. Caudales a diferentes niveles de Persistencia – Río Seguiña PERSISTENCIA DE CAUDAL PROMEDIO MENSUAL ( m 3/s)
Persistencia
SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB.
MAR. ABR.
MAY. JUN. JUL. AGO.
ANUAL
P - 50%
0,7
0,7
0,9
1,4
5,0
7,2
9,0
3,6
1,9
1,2
1,0
0,7
2,76
P - 75%
0,5
0,4
0,6
1,0
4,1
4,9
7,3
2,6
1,4
1,0
0,9
0,4
2,11
P - 80%
0,4
0,4
0,6
0,9
3,5
4,1
7,1
2,5
1,3
1,0
0,9
0,4
1,92
P - 90%
0,2
0,2
0,5
0,4
2,7
3,1
5,6
2,3
1,2
1,0
0,9
0,4
1,53
Fuente: Elaboración propia
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DIRECCIÓN GENERAL DE HIDROLOGÍA Y RECURSOS HÍDRICOS/SENAMHI
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Curvas de Persistencia d e Caudal p romedio mensual
9.0 P50%
8.0
P75%
7.0
P_80%
) 6.0 /s 3 5.0 m ( l a d 4.0 u a C
P_90%
3.0 2.0 1.0 0.0 SET.OCT.NOV.DIC.ENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.
Figura 53. Curvas de Persistencia de Caudal río Seguiña Fuente: Elaboración propia
F)
Microc uenca Mollebamba Bajo
Los resultados de la caracterización de los caudales, en la microcuenca de Mollebamba bajo, se presenta en las Tablas 52, 53, 54 y 55. Tabla 52. Parámetros estadísticos de caudal – Río Mollebamba Bajo PARAMETROS ESTADISTICO S DE CAUDAL
Parámetro SET.
OC T
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
Promedio(m3/s )
0,60
0,62
0,71
1,17 4,23
6,17
7,79
3,26
1,66
1,12 0,86
0,64
2,40
Mediana (m3/s)
0,60
0, 55
0, 71
1,15 4,16
6,19
7,44
2,93
1,54
1,03 0,81
0,59
2,50
DS
0,.47
0,45
0,49
0,88 2,16
3,27
2,67
1,64
0,70
0,34 0,21
0,36
0,72
CV
0,78
0,73
0,69
0,75 0,51
0,53
0,34
0,50
0,42
0,30 0,24
0,56
0,30
máx (m3/s)
2,64
2, 01
2, 32
3,43 9,48 12,11 12,95
7,78
3,79
2,15 1,91
1,91
3,86
Min(m3/s)
0,10
0, 01
0, 12
0,03 0,60
0,67
0,93
0,84 0,73
0,30
1,05
0,42
1,97
ANUAL
Fuente: Elaboración propia,
Tabla 53. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos Río Mollebamba Bajo
3
CAUDAL PROMEDIO EN AÑOS SECOS , NORMALES Y HUMEDOS ( m /s)
CATEGORIA
SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB.
MAR. ABR.
MAY. JUN. JUL. AGO.
TOTAL
SECO
0,52
0,44
1,06
1,32
3,83
2,59
5,56
1,92
1,39
1, 13
0,79
0,48
1,75
NORMAL
0,80
0.73
0,81
1,26
3,79
6,32
8,01
2,98
1,85
1, 09
0,91
0,59
2,43
HUMEDO
0,64
0,70
0,77
1,52
6,65
9,95
9,96
4,96
1,68
1, 15
0,86
0,87
3,31
Fuente: Elaboración propia
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Los caudales máximos y mínimos de la serie anual, se presentaron durante los años 1973-74 y 1982 - 83, respectivamente. Tabla 54. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos Mollebamba bajo VOLUMENES DE AGUA PRODUCIDOS EN AÑOS SECOS, NORMALES Y HUMEDOS (MMC)
AÑO
SET. OCT. NOV. DIC. ENE.
FEB. MA R.
ABR . MAY. JUN. JUL. AGO.
ANUAL
SECO
1,36
1,19
2,74
3,52 10,26
6,27
14,89
4,99
3,73
2,94
2,11
1,29
55,29
NORMAL
2,06
1,96
2,10
3,38 10,15
15,28
21,44
7,74
4,96
2,83
2,43
1,58
75,91
HUMEDO
1,66
1,87
1,9 9
4,07 17,82
24,08
26,68 12,86
4,50
2, 99
2,32
2, 34
103,18
Fuente: Elaboración propia
Tabla 55. Caudales a diferentes niveles de Persistencia – Río Mollebamba Bajo 3
CURVAS DE PERSISTEN CIA DE CA UDAL PROMEDIO MENSUAL ( m /s)
Persistencia
SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO.
ANUAL
P - 50%
0,60
0,55
0,71
1,15
4,16
6,19
7,44
2,93
1,54
1,03
0,81
0,59
2,31
P - 75%
0,42
0,34
0,54
0,82
3,36
4,16
5,92
2,10
1,17
0,84
0,76
0,39
1,74
P - 80%
0,36
0,29
0,49
0,76
2,85
3,34
5,66
2,03
1,09
0,84
0,74
0,37
1,57
P - 90%
0,21
0,17
0,42
0,30
2,20
2,39
4,36
1,84
0,93
0,84
0,73
0,4
1,23
Fuente: Elaboración propia
5.6
Anál is is de Sequías
Para identificar y caracterizar los periodos de deficiencias y excesos hídricos, en las series de precipitación extendidas, a nivel de la cuenca del río Mollebamba; se ha utilizado la metodología de Deciles propuesta por Gibbs y Maher. Según este método se establece las categorías indicadas en la Tabla 56. Tabla 56. Categorías de deciles Porcentaje
Rango decil
Muy por encima de la norma
Clasific ación en tiempo
superior al 90
10
Bastante por encima de la norma
80 - 90
9
Por encima de la norma
70 - 80
8
En la norma
30 - 70
4-7
Por debajo de la norma
20 - 30
3
Bastante por debajo de la norma
10 - 20
2
Muy por debajo de la norma
inferior al 10
1
Fuente: Lapinel Braulio. (Instituto de Meteorología de Cuba)
Los resultados de la aplicación de esta metodología, a la serie de Precipitación, para el periodo 1970 – 2007; ha permitido identificar 11 años secos, 11 años húmedos y 16 años normales, tal como se indica en la Tabla 57 y Figura 54 .
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Tabla 57. Caracterización del Año Hidrológico en la subcuenca Del río Mollebamba Caracterizaciòn por deciles
Año Hidr ol ógico
Categor ía
Año Hi drol ógic o
1970-71 ** 1971-72 1972-73 * 1973-74 ** 1974-75 **
Normal muy húmedo muy húmedo extrem húmedo Normal
1989-90 1990-91 1991-92 * 1992-93 * 1993-94 *
humedo normal normal muy humedo normal
1975-76 ** 1976-77 1977-78 * 1978-79 1979-80 1980-81
Normal muy seco muy seco muy seco exte,seco Húmedo
1994-95 * 1995-96 1996-97 1997-98 * 1998-99 ** 1999-00 **
1981-82 1982-83*
Normal exte,seco
2000-01 ** 2001-02
1983-84 1984-85 1985-86 1986-87 * 1987-88 * 1988-89 **
exte,seco Seco Normal Normal Seco extrem húmedo
2002-03 * 2003-04 2004-05 * 2005-06 2006-07 2007-08
muy seco normal normal seco muy humedo extrem humedo extrem humedo normal normal normal exte,seco humedo normal normal
Eventos El Niño (*)
Categoría
Eventos La Niña (**)
Fuente: Elaboración propia
Rangos decí lico s de la Precipit ación a nual - Mollebamba 12 EXCESOS 10 8
li c e D6
4 2
SEQUIAS
0 0 7 9 6 9 1
1 7 0 7 9 1
2 7 1 7 9 1
3 7 2 7 9 1
4 7 3 7 9 1
5 7 4 7 9 1
6 7 5 7 9 1
7 7 6 7 9 1
8 7 7 7 9 1
9 7 8 7 9 1
0 8 9 7 9 1
1 8 0 8 9 1
2 8 1 8 9 1
3 8 2 8 9 1
4 8 3 8 9 1
5 8 4 8 9 1
6 8 5 8 9 1
7 8 6 8 9 1
8 8 7 8 9 1
9 8 8 8 9 1
0 9 9 8 9 1
1 9 0 9 9 1
2 9 1 9 9 1
3 9 2 9 9 1
4 9 3 9 9 1
5 9 4 9 9 1
6 9 5 9 9 1
7 9 6 9 9 1
8 9 7 9 9 1
9 9 8 9 9 1
0 0 9 9 9 1
1 0 0 0 0 2
2 0 1 0 0 2
3 0 2 0 0 2
4 0 3 0 0 2
5 0 4 0 0 2
6 0 5 0 0 2
7 0 6 0 0 2
8 0 7 0 0 2
Figur a 54.Serie histórica de Precipitación caracterizada mediante deciles. En línea roja los umbrales correspondiente al rango normal de precipitación. Fuente: Elaboración propia
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Nota : La cronología de Eventos El Niño y la Niña están documentados por Lavado, W, en su estudio de Impactos del ENOS en la hidrología del Perú-2009.
El año hidrológico 1982-83, fue el más seco de la serie anual de Precipitación. La precipitación acumulada de este año, alcanzó 382,0 mm; durante este año se presentó el Meganiño 1982-83. El año hidrológico 1973-74, fue el más húmedo, con una precipitación acumulada anual de 1267,5 mm; en este año, se presentó La Niña 1973-74. El periodo más seco, tuvo una duración de 04 años, se inicia en 1976 y termina en el 1980. La precipitación promedio anual, fue de 640,0 mm. El periodo más húmedo, tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre 1999 y 2001; siendo la precipitación promedio anual, para este periodo de 1128,0 mm. Hay una mayor frecuencia de años secos asociados a Eventos El Niño. Hay una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos La Niña. Tabla 58. Frecuencia decadal de Eventos secos, normales y húmedos Categoría Años secos Años norm ales Años húmed os
NUMERO DE EVENTO POR DECADA 1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2008 3 5 2 1 4 3 5 4 3 2 3 3
Total
Eventos 11 16 11
Fuente: Elaboración propia
Durante la década 1980-89, se presenta el mayor número de años secos. Los años húmedos, se distribuyen con la misma frecuencia en las décadas 1970-79, 1990-99 y 2000-08. La década más húmeda es de 2000 al 2008. 5.7
Anális is de máximas avenidas
Para la determinación de el losprograma caudalesHEC-HMS, máximos asumiendo de avenidas, el río Mollebamba; se ha utilizado una en Tormenta hipotética de distribución uniforme en la cuenca. 5.7.6 Curvas IDF
Se ha utilizado información de Pmáx 24h, de la estación de Chalhuanca, para la construcción de las curvas IDF. Se ha utilizado información PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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horaria del satélite TRMM para extrapolar la precipitación máxima de Chalhuanca hacia la zona de estudio. El ratio de la precipitación máxima encontrado entre dos puntos del satélite, ubicados a las cotas de Chalhuanca y el centroide de la cuenca de Mollebamba ha sido de 1,15. Este factor se multiplica a la Pmáx24h de Chalhuanca, para generar la tormenta hipotética en la zona de estudio. Mediante el software de análisis de frecuencias hidrológicas Hyfran, se realiza el ajuste probabilístico de la Pmáx24h, determinando que el modelo de mejor ajuste es de tipo Gamma, tal como se ilustra en la Figura 55 .
Figur a 55. Pmáx Ajuste en probabilístico de Mollebamba Fuente: Elaboración propia
Las precipitaciones máximas obtenidas con el modelo Gamma para diferentes tiempos de retorno se indican en la Tabla 59 . Con dichos valores se determinaron las precipitaciones para diferentes duraciones, tal como se aprecia en la Tabla 60 . Tabla 59. Pmáx para diferentes tiempos de retorno Tiempo de retorno Pmáx 24h (años) (mm) 1000 54,8 200 49,4 100 46,8 50 44,2 20 40,4 10 37,2 5 33,5 Fuente: Elaboración propia
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Tabla 60. Tormenta en Mollebamba para diferentes duraciones y tiempo de retorno Periodo retorno (años)
P.Máx 24 horas
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
5 10 20 50 100
33,5 37,2 40,4 44,2 46,8 54,8
9,7 10,7 11,7 12,8 13,5 15,8
11,5 12,8 13,9 15,2 16,1 18,8
12,7 14,1 15,3 16,8 17,8 20,8
13,7 15,2 16,5 18,0 19,1 22,4
14,5 16,1 17,4 19,1 20,2 23,7
15,1 16,8 18,3 20,0 21,1 24,8
15,7 17,5 19,0 20,8 22,0 25,7
16,3 18,1 19,6 21,5 22,7 26,6
16,8 18,6 20,2 22,1 23,4 27,4
17,2 19,1 20,7 22,7 24,0 28,1
17,6 19,6 21,2 23,2 24,6 28,8
18,0 20,0 21,7 23,7 25,1 29,4
1000
Duración en minutos
Fuente: Elaboración propia
Para la desagregación temporal de las precipitaciones máximas se ha utilizado el método de Dick y Pescke, con la siguiente ecuación:
Pd
d P24 h 1440
0.25
(XXI)
Donde:
Pd : lluvia máxima de duración 5’
Duración en minutos 10 58,0 64,4 70,0 76,6 81,1 94,9
20 34,5 38,3 41,6 45,5 48,2 56,4
30 25,5 28,3 30,7 33,6 35,6 41,6
40 20,5 22,8 24,7 27,1 28,7 33,6
50 17,4 19,3 20,9 22,9 24,2 28,4
60 15,1 16,8 18,3 20,0 21,1 24,8
70 13,5 15,0 16,3 17,8 18,8 22,1
80 12,2 13,5 14,7 16,1 17,0 20,0
90 11,2 12,4 13,5 14,7 15,6 18,3
100 10,3 11,5 12,4 13,6 14,4 16,9
110 9,6 10,7 11,6 12,7 13,4 15,7
120.0 9,0 10,0 10,9 11,9 12,6 14,7
Fuente: Elaboración propia
En la Figura 56 , se aprecian las curvas IDF ploteadas para diferentes períodos de retronó y duración. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Curva Inte nsidad - Duración - Frecuencia Centroide Mollebamba 90.0 80.0 70.0 ) h / m 60.0 (m d a 50.0 id s n te 40.0 n I
30.0 20.0 10.0 0.0 0
50
100
150
200
Duración (minutos) T=5año s
T=10año s
T=20años
T=50año s
Figur a 56. Curva IDF de la estación Chalhuanca Fuente: Elaboración propia
5.7.7 Tiempo de conc entración de la cuenca
Existen diferentes ecuaciones empíricas para la determinación del tiempo de concentración de la subcuenca, en función a sus parámetros morfométricos. Para nuestra modelización con Hec-Hms hemos utilizado los modelos de Kirpich y del USBR, tomando al final un tiempo promedio. En la Tabla 62 , se presentan las características morfométricas principales asociadas a los dos métodos aplicados para la determinación del tiempo de concentración. Tabla 62. Tiempo de concentración de la subcuenca del río Mollebamba Ar ea
Pendiente r ío
Longitud río
(Km 2)
(m/m)
(km)
K irpi ch
USBR
Yanahuarajo
280,98
0,027
43,15
4,83
4,81
4,82
Seguiña
193,39
0,039
28,61
3,06
3,00
3,03
Mollebamba_Bajo
224,06
0,0279
18,77
2,51
2,5
2,51
Mollebamba
698,43
0,027
61,92
6,38
6,35
6,37
SUB_CUENCAS
Tiempo de conc entración (horas) Promedio
Fuente: Elaboración propia
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5.7.8 Caudales máxi mo s de avenid as con HecHMS
En la Figura 57 , se muestra el esquema hidrológico desarrollado en el HecHMS, para en análisis de modelamiento, que permitirá generar los caudales en la subcuenca analizada.
Figur a 57. Esquema del modelamiento hidrológico con Hec-Hms Fuente: Elaboración propia
En la Tabla 63 , se aprecia los valores de los caudales a nivel probabilístico determinado, a través de la aplicación del modelamiento en el HMS, para cada una de las microcuencas que conforman la subcuencas del río Mollebamba. Tabla 63. Caudales probabilísticos en (m3/s) para diferentes tiempos de retorno Microcuenca
5 Yananahuarajo 34,3 Seguiña 25,8 Mollebamba Bajo 18,5 Cuenca Total 79,2 Fuente: Elaboración propia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
Tiempo de retorno (Años) 10 20 50 43,0 53,9 66,7 33,0 42,3 53,1 23,8 30,9 39,7 100,3 128,6 161,5
100 76,0 61,2 45,9 185,5
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5.8
Escena rio s fut uro s del cli ma y escurr imi ento en Mollebamba 5.8.1 Escenarios de Precipitació n
Se analizaron 03 modelos climáticos globales, con la finalidad de comparar espacialmente su climatología (1970-2000) con la precipitación generada en el presente estudio para la subcuenca del río Mollebamba. En las Figuras 58 , 59 y 60, se presenta diferentes formas de comparar la climatología de los modelos con los datos observados a escala de tiempo mensual. El modelo CSMK3 es el que mejor representa la precipitación para Mollebamba. Pobs y de modelos climàticos 500.0 450.0 CSMK3 400.0
BCM2
350.0
MIHR
) 300.0 m m ( 250.0 p P
Pobs
200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 ene feb
mar abr may jun
jul
ago
set
oct no v
dic
Figur a 59. Climatología de Precipitación mensual según los diferentes modelos (1970 - 2000). En violeta la precipitación observada. Fuente: Elaboración propia
Gráfica de Cajas de Precipitación 1600 1400 1200 1000 )
800 m m ( p P
Figur a 60. Diagramas de cajas de la climatología de la precipitación a nivel estacional para los diferentes modelos Fuente: Elaboración propia
PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
600 400 200 0
Modelos
3 M K C B
2 M C B
R IH M n o s
s b o P
3 M K C B
2 M C B
R H I M f e d
s b o P
3 M K C B
2 M C B
R H I M m a m
s b o P
3 M K C B
2 M C B
R H I M
s b o P
a jj
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CDF empírica de Preecipitacion por t rimest re Normal son
je a t n e c
def
100
100
75
75
50
50
25
25
0
Modelos BCKM3 BCM2 MIHR Pobs
0 0
300
o r P 100
600
900
1200
ma m
0
400
75
75
50
50
25
25
0
800
1200
200
300
1600
jja
100
0 0
250
500
750
1000
0
100
400
Figur a 61. Curvas de densidad acumulada de precipitación estacional para diferentes modelos Fuente: Elaboración propia
Según estos resultados, se observa que el modelo climático CSMK3, es el que mejor se aproxima a los valores observados a nivel de la subcuenca del río Mollebamba; sin embargo, se ha analizado todas las salidas de los 03 modelos a fin de evaluar diferentes entradas de precipitación para cuantificar la oferta hídrica futura para las décadas 2021-30; 2031-40 y 2041- 50. Los resultados son presentados indicando las anomalías (% de cambio) de la precipitación modelada con respecto a la climatología del periodo de referencia (1970-2000) y para dos escenarios de emisiones A1B y B1, tal como se indica en las Tablas 64 y 65. La condición más crítica de la precipitación anual para la década 202130, corresponde a las salidas del modelo CSMK3 en el escenario A1B, el cual da una anomalía de -3% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre MAM con -8% de deficiencia de lluvia en promedio. Para la década 2031-2040, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida del mismo modelo CSMK3 en el escenario A1B, que da una anomalía de -5% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -19% de deficiencia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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de lluvia en promedio. Según este mismo modelo los 4 trimestres del año hidrológico presentarían deficiencias de lluvia importantes.
Tabla 64. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario A1B MES
2021‐2030 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR
enero 7,3% 0,0% febrero ‐3,0% ‐7,0% marzo 1,3% ‐6,5% abril 7,6% 3,4% mayo ‐4,7% ‐44,2% junio 22,4% ‐10,4% ‐9,1% ‐1,0% julio ‐26,6% ‐7,6% ago set ‐20,4% 2,0% ‐8,7% oct 13,5% ‐7,9% nov 3,2% dic ‐1,8% 2,7% anual 0,01% ‐3,24% Fuente: Elaboración propia
1,1% 7,4% 7,8% 0,6% ‐4,6% ‐3,8% ‐20,6% ‐10,1% ‐8,0% ‐2,7% 6,1% ‐6,9% ‐0,59%
10,0% 3,6% 8,5% 15,0% ‐13,4% ‐3,7% ‐33,2% ‐24,7% ‐23,0% ‐29,7% ‐16,4% 6,1% 0,60%
ESCENARIO A1B 2031‐2040 CSMK3 BCM2 MIHR 7,7% 0,7% ‐5,0% 6,0% ‐35,6% ‐15,8% ‐19,9% ‐21,3% 9,2% ‐5,7% ‐13,6% ‐9,8% ‐5,42% ‐ ‐
8,8% 6,0% 6,5% ‐16,3% 20,5% ‐3,5% ‐25,1% ‐11,8% ‐10,3% 2,6% 3,0% ‐3,8% 0,16%
4,6% 5,1% 16,9% 22,7% ‐13,4% ‐45,5% ‐34,2% ‐54,3% ‐37,4% ‐31,0% ‐10,6% 8,8% 1,61%
2041‐2050 CSMK3 BCM2 6,8% 10,6% ‐3,5% ‐17,0% ‐52,4% ‐16,2% ‐42,8% ‐35,3% 15,9% 16,2% ‐17,5% ‐14,3% ‐8,52% ‐
‐
12,6% 10,2% 8,1% ‐2,9% ‐11,0% ‐9,9% ‐47,0% ‐8,4% ‐10,0% 2,1% 6,0% 0,6% 0,90%
Tabla 65. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario B1 2021‐2030 MIHR CSMK3 BCM2 ‐1,2% ‐1,5% enero 9,4% ‐3,7% febrero ‐0,3% 1,6% marzo ‐4,0% 5,6% 9,6% abril 1,3% 36,3% ‐6,7% mayo ‐35,2% ‐13,4% ‐3,1% junio 27,5% ‐20,7% ‐5,0% julio ‐15,0% ‐10,6% ‐22,2% ‐17,1% ‐0,6% ‐0,8% ago ‐7,9% set 3,1% 0,3% ‐22,0% ‐3,6% oct 6,3% ‐4,1% ‐2,4% nov 3,8% ‐1,1% ‐2,1% ‐3,9% dic anual ‐1,71% 2,11% ‐1,54% Fuente: Elaboración propia MES
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ESCENARIO B1 2031‐2040 MIHR CSMK3 BCM2 ‐10,2% 0,00% 2,1% ‐2,7% ‐9,5% 2,83% ‐0,40% ‐0,9% 2,2% ‐4,40% 0,9% ‐6,8% ‐24,36% ‐39,4% ‐4,7% ‐2,54% ‐19,9% 43,1% ‐54,16% ‐3,5% ‐31,1% ‐35,55% ‐2,3% ‐12,1% ‐19,93% ‐6,6% 32,5% ‐30,25% ‐5,5% 2,9% ‐11,47% ‐19,0% 12,5% ‐15,5% ‐1,7% 9,79% ‐0,0293 ‐4,22% ‐2,11%
MIHR 6,5% 5,5% 11,1% 12,4% ‐18,4% ‐31,6% ‐49,4% ‐43,7% ‐14,9% ‐14,2% ‐14,5% 8,7% 1,98%
2041‐2050 CSMK3 ‐9,8% ‐3,8% 0,2% 15,4% ‐49,9% ‐7,7% ‐2,8% 5,1% ‐8,9% 18,6% ‐6,7% ‐10,2% ‐4,24%
BCM2 14,5% 11,3% ‐6,7% ‐10,4% ‐0,2% ‐9,5% ‐28,5% 5,3% 5,7% 6,2% ‐0,3% 10,3% 2,67%
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Para la década 2041-2050, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida del mismo modelo CSMK3 en el escenario A1B, que da una anomalía de -8% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -30% de deficiencia de lluvia en promedio. Según este mismo modelo los trimestres DEF y MAM presentarían deficiencias de lluvia importantes (Figura 62 ).
Anomalíasde Precipitación(%) 2041‐50 A1B
Anomalíasde Precipitación(%) 2031‐40 A1B
30.0%
30.0%
20.0%
20.0%
10.0% 10.0% 0.0%
‐ ) 10.0%
ENE FEB MAR AB R MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
(%
‐20.0%
) (%
0.0%
‐10.0%
‐30.0%
MIHR
‐40.0%
CSMK3
‐50.0%
BCM2
‐20.0%
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC MIHR CSMK3
‐30.0%
‐60.0%
BCM2
‐40.0%
Anomalíasde Precipitación(%) 2021‐30 A1B 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% ) ‐10.0% (%
ENE FEB MAR AB R MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
‐20.0% MIHR
‐30.0% ‐40.0%
CSMK3 BCM2
‐50.0%
Figur a 62. Gráfico de Anomalía mensual de la precipitación según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario A1B. Fuente: Elaboración propia
Para el escenario B1, la condición más crítica en la precipitación anual corresponde a las salidas del modelo CSMK3, para la década 20312040, periodo durante el cual la precipitación anual alcanzaría un déficit de -4% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra básicamente en el trimestre DEF, con un déficit de -8%, tal como se aprecia en la Figura 63, donde se muestran los resultados obtenidos para el escenario B1, en las tres décadas seleccionadas.
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Anomalíasde Precipitación(%) 2021‐30 B1
Anomalíasde Precipitación(%) 2041‐50 B1
40.0%
30.0%
30.0% 20.0%
MIHR
20.0%
CSMK3
10.0%
BCM2
0.0%
10.0%
‐10.0%
) 0.0% (%
‐10.0%
) (%
ENE FEB MAR A BR MA Y JUN JUL AGO SET OCT N OV DIC
‐30.0%
‐20.0%
ENE FEB MAR AB R MAY JU N JUL AGO SET OCT N OV DIC
‐20.0%
‐40.0%
MIHR CSMK3 BCM2
‐30.0%
‐50.0%
‐40.0%
‐60.0%
Anomalíasde Precipitación(%) 2031‐40 B1 60.0% MIHR
40.0%
CSMK3 BCM2
20.0% ) (% 0.0%
ENE FEB MAR A BR MA Y JUN JUL AGO SET OCT N OV DIC
‐20.0% ‐40.0% ‐60.0%
Figur a 63. Gráfico de Anomalía mensual de la precipitación según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario B1 Fuente: Elaboración propia
5.8.2 Escenari os de Temperatur a
Los escenarios de temperatura han sido analizados de igual forma para los mismos modelos climáticos utilizados en Precipitación y para los escenarios A1B y B1, se obtuvieron en la temperatura que se producirían en la subcuenca del río Mollebamba, para diferentes periodos. En las Tablas 66 y 67, se presenta los resultados de este análisis para dos escenarios de emisión A1B y B1. Las salidas de los modelos climáticos con respecto a la variable temperatura media, son expresados en anomalía (ºC) con respecto a la climatología de la temperatura media del periodo de referencia 19702000. Para las décadas de interés en este estudio, las salidas del modelo MIHR para el escenario A1B indica los mayores incrementos de la temperatura anual entre 1,8ºC a 3,3ºC, en el periodo 2011-2040 y 20412070, respectivamente.
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Tabla 66. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario A1B ESCENARIO DE TEMPERATURA A1B 2011‐40
MES
2041‐70
2071‐2100
BCM2
MIHR
CSMK3
BCM2
MIHR
CSMK3
BCM2
MIHR
CSMK3
JAN
0,8
1,9
0,7
1,9
3,3
1,6
2,9
5,0
2,4
FEB
0,8
2,0
0,7
2,0
2,9
1,2
2,8
4,9
2,3
MAR
0,9
1,7
0,7
1,8
3,0
1,5
2,8
4,4
2,2
APR
0,8
1,6
0,9
1,6
2,8
1,5
2,6
4,4
2,3
MAY
0,4
1,8
0,6
1,6
3,2
1,5
2,6
4,7
2,4
JUN
0,5
1,8
0,6
1,5
3,2
1,9
2,5
5,0
3,1
JUL
0,3
1,8
0,7
1,6
3,5
1,9
2,8
5,2
3,0
AUG
0,8
1,5
0,9
2,2
3,3
1,7
3,3
5,0
3,0
SEP
0,5
1,5
0,8
2,1
3,3
1,9
3,1
5,2
3,0
OCT
0,7
2,0
0,6
1,9
3,7
1,4
3,0
5,5
2,4
NOV
0,7
2,0
0,7
1,9
3,7
1,7
2,7
5,6
2,5
DEC
0,9
2,2
0,8
2,0
3,8
1,6
2,8
5,4
2,5
ANUAL
0,7
1,8
0,7
1,8
3,3
1,6
2,8
5,0
2,6
Fuente: Elaboración propia
Tabla 67. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario B1 ESCENARIO DE TEMPERATURA B1 2011‐40
MES
2041‐70
2071‐2100
BCM2
MIHR
CSMK3
BCM2
MIHR
CSMK3
BCM2
MIHR
CSMK3
JAN
0,3
1,7
0,6
0,8
2,5
1,2
1,4
3,6
1,6
FEB
0,2
1,5
0,4
0,6
2,7
1,2
1,1
3,3
1,7
0,5
2,7
1,2
1,0
3,4
1,5
0,1
2,6
1,1
0,4
3,4
1,5
0,0
2,9
1,1
0,2
3,6
1,4
MAR
‐
0,4
1,6
0,7
APR
‐
0,3
1,6
0,7
MAY
‐
0,6
1,7
0,4
JUN
‐
0,9
1,6
0,4
‐
0,8
2,8
1,2
0,0
3,4
1,9
JUL
‐
1,1
1,8
0,5
‐
0,8
3,0
1,2
0,0
3,7
1,8
AUG
‐
1,1
1,6
0,4
‐
0,2
2,5
1,3
0,2
3,8
1,6
SEP
‐
0,6
1,8
0,4
0,0
2,8
1,2
0,4
3,5
1,6
OCT
‐
0,1
2,1
0,4
0,5
3,3
0,9
1,1
3,9
1,6
NOV
0,2
2,0
0,8
0,7
3,3
1,1
1,2
3,8
1,6
DEC
0,4
2,0
0,5
0,9
3,1
1,2
1,4
3,9
1,7
0,3
1,8
0,5
0,2
2,9
1,2
0,7
3,6
1,6
ANUAL
‐
‐
Fuente: Elaboración propia
En este escenario B1, el modelo MIHR da las condiciones más críticas de incremento en la temperatura media anual, que se incrementa entre 1,8ºC y 2,9ºC, en el periodo 2011-2040 y 2040-2070, respectivamente. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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5.8.3 Escenarios de disp onib ili dad hídric a
La simulación de los escenarios de disponibilidad hídrica han sido calculados considerando las diferentes entradas de proyecciones de Precipitación y temperatura de los 3 modelos climáticos para los dos escenarios de emisiones A1B y B1. En total se han tenido por cada modelo 6 entradas de precipitación y temperatura para las décadas 2021-30, 231-40 y 2041-50, totalizando en total 18 entradas, lo que implica la simulación de 18 escenarios de disponibilidad hídrica para la subcuenca del río Mollebamba. Los resultados son expresados en anomalías (%), que representan el porcentaje de cambio del caudal con respecto al periodo de referencia 1970-2008, tal como se observa en las Tablas 68 y 69. Tabla 68. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario A1B ANOMALIAS DE CAUDAL ‐ ESCENARIO A1B 2021‐30 set
CSMK3
21,9%
‐
‐
16,9% 58,2% ‐36,2% 23,0% 0,9% ‐14,6% ‐21,9% ‐18,9% ‐18,1% ‐29,7%
5,5% 22,1% 14,5% ‐67,8% ‐3,4% ‐16,0% 57,3% 19,9% 27,2% 11,3% ‐0,4% ‐6,6% ‐43,7% ‐18,0% ‐43,0% ‐15,9% ‐46,3% ‐17,6% ‐55,2% ‐31,8%
‐
oct 7,2% ‐43,2% nov dic ‐60,2% enero 18,7% febrero 3,4% marzo ‐10,5% abril ‐20,9% mayo ‐15,4% junio ‐16,1% julio ‐30,3% ‐
ago anual
2031‐40
MIHR
22,3%
‐
8,8%
‐
13,3%
‐
17,6%
‐
‐
BCM2 30,3%
‐
CSMK3
22,0%
‐
‐
5,0% 67,0% ‐96,2% 11,4% 4,2% ‐15,4% ‐21,6% ‐18,1% ‐18,5% ‐31,0%
1,9% 26,2% 17,9% ‐66,1% 16,3% ‐24,7% 55,7% 12,1% 30,6% 1,5% 1,9% ‐17,4% ‐47,7% ‐17,2% ‐40,6% ‐16,4% ‐46,2% ‐20,4% ‐55,5% ‐32,1%
‐ ‐
‐
38,4%
‐
8,8%
1,2%
2041‐50
MIHR
11,6%
‐
‐
21,3%
‐
4,7%
‐
‐
‐
21,2% 13,6%
BCM2 30,4%
MIHR
CSMK3
29,4%
‐
‐ ‐
‐
38,4%
‐
2,8%
‐
‐
27,3%
3,8% 60,0% ‐62,0% 23,1% ‐6,2% ‐18,9% ‐50,0% ‐48,3% ‐47,7% ‐57,1% ‐
30,0%
‐
11,7%
‐
47,2% 20,6%
BCM2 ‐
30,5%
1,0% 13,0% 37,8% 46,9% 28,1% 1,2% ‐44,4% ‐43,4% ‐46,7% ‐57,2% ‐
‐
37,7% 1,9%
Fuente: Elaboración propia
Estos resultados indican que para la década 2021-30, la condición más crítica de deficiencia hídrica son proyectados por los modelos MIHR Y CSMK3 en el escenario A1B, que dan una anomalía de caudal anual de -9% con respecto al periodo de referencia para el escenario A1B. Estacionalmente estas anomalías son más intensas en los trimestres MAM y JJA, del orden de 17% y 22%, respectivamente para el modelo CSMK3. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA SUBCUENCA DEL RÍO MOLLEBAMBA
Tabla 69. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario B1 ANOMALIAS DE CAUDAL ‐ ESCENARIO B1
set oct nov dic enero febrero marzo abril mayo unio ulio ago anual
MIHR 17,8% ‐18,4% ‐55,1% ‐59,9%
2021‐30 2031‐40 2041‐50 CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3 ‐10,1% ‐28,5% ‐23,6% ‐12,4% ‐32,0% ‐20,8% ‐34,2% 14,4% ‐8,8% ‐26,3% ‐9,9% ‐3,% ‐13,4% 11,2% ‐43,9% ‐22,2% ‐68,3% ‐61,8% ‐9,5% ‐69,4% ‐44,0% ‐40,6% 2,7% ‐24,3% ‐73,9% 6,8% ‐19,6% ‐38,4%
BCM2 22,3% 9,9% ‐19,5% 106,6%
14,3% 4,0% ‐14,9% ‐22,9% ‐18,1% ‐15,9% ‐30,7% ‐20,3% ‐11,2%
36,4% 19,0% ‐0,6% ‐7,7% ‐15,4% ‐18,5% ‐30,0% ‐14,4% 2,9%
49,0% 33,7% ‐0,5% ‐45,7% ‐42,0% ‐46,4% ‐55,6% ‐33,2% 6,1%
‐
49,7% 17,7% ‐4,2% ‐46,3% ‐43,1% ‐46,6% ‐55,4% ‐37,0% ‐3,2%
9,0% 1,1% ‐17,4% ‐25,1% ‐17,4% ‐17,9% ‐33,4% ‐25,4% ‐13,4% ‐
24,9% 27,2% 10,7% 45,8% 6,6% 14,4% 4,0% 8,5% ‐8,5% ‐8,8% ‐12,5% ‐12,0% ‐37,5% ‐46,7% ‐20,1% ‐41,1% ‐37,3% ‐43,5% ‐16,7% ‐47,9% ‐34,2% ‐47,6% ‐19,5% ‐47,0% ‐46,1% ‐56,1% ‐33,1% ‐54,3% ‐31,0% ‐40,2% ‐27,0% ‐37,3% ‐11,1% ‐7,1% ‐9,2% ‐12,2%
‐
Fuente: Elaboración propia
Para la década 2031-40, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo CSMK3 para el escenario B1 que da un déficit del caudal anual de -14%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres MAM y JJA, con anomalías de caudal del orden -17% y -23%, respectivamente. Para la década 2041-2050, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo CSMK3 para el escenario B1 que da un déficit en el caudal anual de -21%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres MAM y JJA con anomalías de caudal del orden de -31% y 51%, respectivamente. Existe consenso en los 3 modelos en las proyecciones de una disminución de los caudales de estiaje del río Mollebamba, en los dos escenarios analizados. En las Figuras 64 y 65, se han graficado las anomalías mensuales de caudal utilizando las salidas de los 03 modelos utilizados en este estudio. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Anomalìade caudaldècada2021‐30 (B1)
Anomalìade caudaldècada2021‐30 (A1B) 80.0%
60.0% MIHR
60.0%
MIHR
40.0%
BCM2
BCM2
CSMK3
40.0%
20.0%
) 20.0% % ( aì l a 0.0% m o n A‐20.0%
SET OCT N OV DIC ENE FEB M AR AB R MAY J UN JUL AGO
) % ( 0.0% ìa l a m o‐20.0% n A
SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO
‐40.0%
‐40.0% ‐60.0%
‐60.0%
‐80.0%
‐80.0%
Anomalìade caudaldècada2031‐40 (B1)
Anomalìade caudaldècada2031‐40 (A1B) 80.0%
80.0% MIHR
60.0% 40.0%
Series2
40.0%
CSMK3
20.0%
) (%0.0% aì l ‐a20.0% m o ‐n40.0% A
MIHR
60.0%
BCM2
CSMK3
20.0%
SE T OCT N OV DI C ENE FE B MAR AB R MA Y JUN
JU L AGO
) % ( 0.0% aì l a ‐20.0% m o n A
SE T OCT N OV DI C ENE FE B MA R ABR M AY JUN
JUL AG O
‐40.0%
‐60.0%
‐60.0%
‐80.0% ‐100.0%
‐80.0%
‐120.0%
‐100.0%
Anomalìade caudaldècada2041‐50 (A1B)
Anomalìade caudaldècada2041‐50 (B1)
60.0%
120.0% MIHR
MIHR
100.0% BCM2
40.0%
BCM2
80.0%
CSMK3
CSMK3
20.0%
60.0%
) % ( 0.0% aì l a m o ‐20.0% n A
) % ( 40.0% aì l a 20.0% m o n 0.0% A
SET OCT N OV DI C ENE FEB MAR ABR MA Y JUN
‐40.0%
JU L AG O
‐20.0%
SE T OC T NOV DIC
ENE FE B MA R ABR M AY JUN
JU L AGO
‐40.0%
‐60.0%
‐60.0%
‐80.0%
‐80.0%
Figur a 64. Anomalía mensual de caudalFigur a 65. según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041- 50, escenarios A1B.
Anomalía mensual de caudal según diferentes modelos para décadas 2031-40 y 2041- 50 escenarios B1
Fuente: Elaboración propia
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XVI. CALIDAD DE AGUA
En la actualidad, es tan importante conocer la calidad del agua para el consumo humano, como lo puede ser para el riego de cultivos, para bebida de animales, o para conservación de medios acuáticos, para diseñar y ejecutar programas de monitoreo en las evaluaciones ambientales, para adecuarla a las múltiples aplicaciones analíticas de los laboratorios y para regular y optimizar el funcionamiento de las plantas de tratamiento, entre muchos otros fines. En síntesis, una determinada fuente de aguas puede tener la calidad necesaria para satisfacer los requerimientos de un uso en particular y al mismo tiempo, no ser apta para otro. Puesto que no existe un tipo de agua que satisfaga los requerimientos de calidad para cualquier uso concebible ni tampoco “un criterio único de calidad para cualquier fin”, el concepto de Calidad de Aguas, se aplica siempre en relación con un uso o aplicación previamente establecida. Por lo tanto, la calidad del agua es un término variable en función del uso concreto que se vaya a hacer de ella. Para los usos más importantes y comunes del agua existen una serie de requisitos recogidos en normas específicas basados tradicionalmente en las concentraciones de diversos parámetros físico-químicos: Físicos: olor,saturación color, turbidez, conductividad, Químicos:sabor pH,yO2, de oxígeno, sólidos tº. en suspensión, cloruros, sulfatos, nitratos, fosfatos, amoniaco, sulfuros, hierro, manganeso, metales pesados, gases disueltos como dióxido de carbono, etc, DBO5, DQO. Biológicos: o Bacterianos (presencia de bacterias coliformes, indicadoras de contaminación fecal y otras como Salmonellas, etc.); presencia de virus. oComunidades de macro invertebrados bentónicos: son indicadores de buena calidad del agua en función de las especies más o menos tolerantes a la contaminación que aparezcan.
Si el agua reúne los requisitos fijados para cada uno de los parámetros mencionados en función de su uso es de buena calidad para ese proceso o consumo en concreto. 6.1
Campaña de afor o y mu estr eo de agua
En la evaluación de campo realizada en Agosto de 2009, en la subcuenca del río Mollebamba, se realizaron mediciones de caudal y se tomaron muestras de aguas del curso principal, afluentes y manantes a fin de evaluar su calidad. Se PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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eligieron en esta primera campaña 18 puntos de aforo, cuya ubicación y caudal medido se detalla en la Tabla 70 y Figura 66 . Tabla 70. Ubicación de puntos de muestreo en subcuenca Mollebamba. Muestra Código M1
Pto de Control
Fecha
Latitud
Longitud
Altitud
grad
Grad
msnm
Caudal m3/s
Pte Mollebamba
22/08/2009
14⁰25'37,3"
72⁰54'59,1"
3282
1,013
M2
PTO. 001
22/08/2009
14⁰28'26,3"
72⁰53'32,5"
3525
0,494
M3
PTO. 002
22/08/2009
14⁰28'29,7"
72⁰53'9,3"
3578
0,119
M4 M5
PTO. 003 PTO. 004
23/08/2009 23/08/2009
14⁰23'34,8" 14⁰23'51,0"
72⁰57'53,5" 72⁰58'12,4"
3734 3764
0,005 0,017
M6
PTO. 005
23/08/2009
14⁰24'0,5"
72⁰58'16,3"
3787
0,001
M7
PTO.006
23/08/2009
14⁰24'28,2"
72⁰58'5,6"
3833
0,009
M8
PTO.007
23/08/2009
14⁰25'17,6"
72⁰56'25,0"
3546
0,05
M9
PTO.008
24/08/2009
14⁰28'22,3"
72⁰54'13,8"
3500
0,583
M10
PTO.009
24/08/2009
14⁰28'11,3"
72⁰54'12,2"
3499
0,501
M11
PTO.010
24/08/2009
14⁰27'39,5"
72⁰54'39,8"
3492
0,096
M12
PTO.011
24/08/2009
14⁰25'34,1"
72⁰55'32,6"
3433
0,103
M13
PTO.012
25/08/2009
14⁰25'27,4"
72⁰55'19,6"
3308
0,043
M14
PTO.013
27/08/2009
14⁰23'56,0"
72⁰54'45,3"
3961
0,017
M15
PTO.014
27/08/2009
14⁰19'41,5"
72⁰56'56,1"
2937
2,616
M16
PTO.015
28/08/2009
14⁰25'53,4"
72⁰53'45,3"
3527
0,054
M17
PTO.016
29/08/2009
14⁰22'45,8"
72⁰56'24,4"
3516
0,009
M18
PTO.017
29/08/2009
14⁰23'41,2"
72⁰57'16,6"
3492
0,08
Fuente: Elaboración propia
En la Tabla 71, se complementa la descripción de los puntos de muestreo. Tabla 71. Descripción de los puntos de muestreo. Cod. De Muestra M1 M2 M3
Pto de Muestreo HLM. Pte. Mollebamba Pto. 001 Pto. 002
Descripci ón Río Mollebamba Qda. Surahuay Qda. la Paca
M4, M5, M6, M7
Pto. 003, Pto. 004, Pto. 005 y Pto. 006
Qda. Chalansiri, Qda. Colpa
M8 M9 M10
Pto. 007 Pto. 008 Pto. 009
Qda. Silco Qda. Yanahuarajo Qda. Seguiña
M11 M12, M13 M14 M15 M16 M17
Pto. 010 Pto. 011, Pto. 012 Pto. 013 Pto. 014 Pto. 015 Pto. 016
Qda. Sillajasa Qda. Sichahua Manante Río Antabamba Qda. Parcuyo Qda. Crusani
M18
Pto. 017
Qda. Chaupimayo
Fuente: Elaboración propia
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Figur a 66. Ubicación de los puntos de aforo y muestreo de agua Fuente: Elaboración propia
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6.2
Categorización
El Ministerio del Ambiente mediante Decreto Supremo Nº002-2008-MINAM del 30 de Julio de 2008, decreta aprobar los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) para agua, con el objetivo de establecer el nivel de concentración o el grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos presentes en el agua, en su condición de cuerpo receptor y componente básico de los ecosistemas acuáticos, que no representa riesgo significativo para la salud de las personas ni para el ambiente. Los Estándares aprobados son aplicables a los cuerpos de agua del territorio nacional en su estado natural y son obligatorios en el diseño de las normas legales y las políticas siendo un referente obligatorio en el diseño y aplicación de todos los instrumentos de gestión ambiental. En este contexto se establece los límites para la siguiente categorización: Categoría III Riego de vegetales y bebida de animales; y la Categoría IV Conservación del ambiente acuático, establecidos en el Decreto Supremo Nº002-2008-MINAM. 6.3
Result ados de los anális is
A continuación se presentan los resultados de los análisis realizados en laboratorio: 6.3.1 pH
Los valores obtenidos se encuentran dentro del rango permisible establecido en la ECAAgua, predominando valores con tendencia ligeramente alcalina, en cierta forma determinado por la geología de la subcuenca, tal como se observa en la Figura 67 . Figur a 67. Resultados del análisis de pH para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
6.3.2 Oxígeno Disu elto (OD) PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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No existe riesgo por este parámetro, ya que las concentraciones de oxígeno, todas las muestras superan el standard establecido, siendo estas aptas para el desarrollo de organismos acuáticos y/o plantas acuáticas y algas, tal como se observa en la Figura 68. Figur a 68. Resultados del análisis de Oxígeno Disuelto (OD) para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
6.3.16 Conduct ivi dad eléctrica (CE)
Para este parámetro no encontramos riesgo alguno en los resultados obtenidos, salvo un dato en particular la M3 proveniente a la Qda. Paca presenta un valor alto sobresaliente a los demás, especulamos alta presencia de iones metálicos (Na, K, Ca, Mg, Cr, Cu, Mn, Fe, Cr, Al, etc). Cabe resaltar también los efectos producidos por la fisiología de plantas y animales en el equilibrio químico natural. Además, se caracteriza que las aguas que presenten valores de conductividad eléctrica entre 500 a 1500, son aguas de calidad media para riego, siendo las superiores a estas muy dañinas para la agricultura (Fuente: Hannah instruments, Juan P. Arratia), como se aprecia en la Figura 69, los resultados para esta campaña. 6.3.17 Total s óli dos Disu elto s (TDS)
Los sólidos disueltos totaleseléctrica o total que de sólidos es un valor derivado de la conductividad dependedisueltos de los componentes solubles del agua y de la temperatura de la muestra. Por consiguiente encontramos la M3 saturada de sólidos disueltos, tal como lo reflejan los resultados de CE mostrados anteriormente. En la Figu ra 70, se aprecia en detalle dichos valores obtenidos.
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Figura 69. Resultados del análisis de CE para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
Sólidos Totales Disueltos 522 500
L /
253
m S D T
203
237
194.7
192.5
222
157.9 161.7
149.8 143.6
112.4 66.9
69.2
55.5
53.2
76
31
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M1 0
M1 1
M1 2 M 1 3
M1 4
M1 5
M1 6
M1 7
M1 8
Puntos de Muestreo
Figur a 70. Resultados del análisis de TDS para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
6.3.18 Alcali nidad
Los resultados no muestran mayor riesgo para este parámetro ya que se encuentran por debajo del rango establecido. Valores altos de alcalinidad no son deseables en el agua debido a la dureza excesiva y la elevada concentración de sales de sodio; así mismo, las aguas con valores de alcalinidad bajos son susceptibles de sufrir acidificación. Dichos resultados se aprecian con mayor detalle en la Figura 71.
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Alcalinidad L /
500.00
m d a d i in l a lc
300.00 208.00 168.00
A
52.00
52.00 28.00 M1
M2
176.00180.00 109.00124.00110.00 118.00 97.00 54.00
134.00
102.00
M3
M4
32.00 M5
M6
64.00 34.00
M7
M8
M9
M10 M 11 M 12 M 13 M 14 M 15 M 1 6 M 17 M 18
Puntos de Muestreo
Figur a 71. Resultados del análisis de alcalinidad para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia
6.3.19 Dureza
Se define como la suma de las concentraciones de calcio y magnesio expresadas ambas en miligramos por litro de carbonato cálcico (mg/L). Teniendo en cuenta que la ECA-Agua no determina valores para este parámetro, tomamos en cuenta los establecidos para las concentraciones de Calcio y Magnesio que establece como límite 200 y 150 mg/L respectivamente. La dureza en aguas naturales es variable y se srcina por la disolución y lavado de los minerales que componen el suelo y las rocas. Debido a que el calcio y magnesio son los elementos más abundantes en la corteza terrestre (4%) estos son los que le confieren esta propiedad (Figura 72 ). 6.3.20 Clor uros
No encontramos mayor riesgo para este parámetro en los puntos muestreados analizados, a excepción del punto M3 perteneciente a la quebrada la Paca que presenta un valor alto de concentración del anión cloruro, pudiendo causar efectos negativos en las plantas agrícolas. Los resultados obtenidos se pueden visualizar en la Figura 73 . 6.3.21 Sulfatos (nutri entes)
Para este parámetro no encontramos mayor riesgo, ya que la ley permite hasta 300 mg/L, ya que después de este valor concentraciones mayores a esta, tiene efectos laxantes y pueden ocasionar irritación PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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gastrointestinal siendo dañino así para humanos y animales. Los desagues de minas pueden contener altas concentraciones de sulfato, debemos tener cuidado por posible contaminación en concentraciones mayores de miles (Figura 74 ).
Figur a 72. Análisis de Dureza Total para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia
Figura 73. Análisis de Dureza Total para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia
6.3.22 Fosf ato (n utrientes)
No se encontró mayor riesgo de concentración de fosfato en las muestras analizadas, como se observa en la Figura 75 .
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Sulfato
300.00 L / m o t a f l u S>77.00
69.00
>77.00 >77.00 >77.00 74.00 >77.00
>77.00
22.00
51.00
M2
M3
M4
M5
M6
M7
29.00
19.00
14.00
5.00 M1
>77.00 >77.00
58.00 53.00
M8
M9
M1 0
M1 1
M1 2
M1 3
M14
M1 5
M1 6
M1 7
M1 8
Puntos de Muestreo
Figura 74. Resultados del análisis de Sulfatos para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
El fósforo puede existir en aguas naturales y residuales, casi exclusivamente bajo la forma de fosfatos, siendo el más importante de ellos el Ortofosfato (las aguas residuales de los procesos agrícolas, en donde los Ortofosfatos constituyen uno de los principales productos fertilizantes). Fosfato
1.00
L m o t a f s 0.12 o F
M1
0.26
0.27
0.22
0.25 0.19
0.15
0.11
0.12
0.16
0.15
0.16
0.23
0.19 0.11
0.14
0.11
0.05
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M1 0
M1 1
M1 2
M13
M1 4
M1 5
M1 6
M1 7
M18
Puntos de Muestreo
Figur a 75. Análisis de Fosfatos para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia.
6.3.23 Nitratos (nutri entes)
No se encontró mayor riesgo en la presencia de nitrato en las muestras analizadas, como se observa en la Figura 76 . El Nitrato es un indicador de contaminación agrícola, debido a que los nitratos se utilizan para abono y como aditivos en la industria alimentaria. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Nitrato
5.00
) L / g m ( o t a 1.10 r t i
1.60 1.10
1.00
1.20
1.20 0.90
1.10 0.50
0.50
1.10
0.80
0.60
0.70
0.90
0.90
0.60
0.40
N
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M1 0
M1 1
M1 2
M1 3
M1 4
M1 5
M1 6
M1 7
M1 8
Puntos de Muestreo
Figur a 76. Análisis de Nitratos para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
En aguas superficiales normalmente se presenta en bajas cantidades. Por otra parte, los nitratos, así como los fosfatos, constituyen uno de los nutrientes esenciales para muchos organismos autótrofos fotosintéticos y en este sentido, su presencia en el agua, puede ocasionar la eutrofización de los ríos y lagos. 6.3.24 Nitri to (nutri entes)
No existe riesgo en las concentraciones de nitrito determinadas en las muestras de agua analizadas para esta campaña (Figura 77 ).
Nitrito
0.06
) L / g m ( 0.015 o it r 0.007 0.007 t 0.007 0.007 i 0.006 0.004 0.002 0.003 N
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
0.023 0.014 0.004 0.003
M1 0 M 1 1
M1 2
M13
0.002
M1 4
0.008 0.008 0.006 0.007
M1 5 M 1 6
M17
M1 8
Puntos de Muestreo
Figur a 77. Análisis de Nitritos para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia
El nitrito representa la forma intermedia y tóxica del nitrógeno inorgánico en el agua. Debido a la secuencia de oxidación bacteriana: proteínasPROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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amonio-nitritos-nitratos; se convierten en importante indicador de contaminación, advirtiendo sobre una nitrificación incompleta. 6.3.25 Yodo
El Yodo un elemento químico no metálico, que nunca se encuentra libre en la naturaleza, sus fuentes en su mayor parte son salmueras o algas marinas o compuestos de yoduro o yodatos (pequeñas cantidades de sálitre). No existe mayor riesgo con este parámetro. El ECA-agua tampoco lo incluye como un indicador de contaminación, tal como se aprecia en la Figura 78 .
Yodo 0.41 ) L / g m (
0.32
o d o Y
0.15
0.13
0.1
0.07
0.07
0.05
0.04 0.00
M2
M3
M4
M5
M6
M7
0.15
0.08
0.00
M1
0.30
M8
M9
0.03
0.03
0.00
0.00
M1 0
M1 1 M 1 2
M1 3
M1 4 M 1 5
M1 6
M1 7 M 1 8
Puntos de Muestreo
Figur a 78. Análisis de Yodo para los puntos de control Fuente: Elaboración propia
6.3.26 Hierro
No se encontró riesgo alguno en las concentraciones de hierro obtenidas de los análisis, como se observa en la Figura 79 . El hierro es un elemento que abunda en la corteza terrestre, pero por lo general se La da presencia en pequeñas en los sistemas de aguas naturales. del concentraciones hierro en el agua provoca precipitación, incrementos en los contenidos de color y turbiedad, en exceso es tóxico. 6.3.27 Cobr e
En la mayoría de puntos de control no se encontraron mayor riesgo para este elemento; excepto en los puntos M11, M15 y M16 pertenecientes a PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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Qda. Sillajasa, río Antabamba y Qda. Parcuyo que exceden el valor límite de concentración (Figura 80 ).
Figur a 79. Análisis de Fierro para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia.
El cobre solo existe en bajas concentraciones, es un elemento traza esencial para la nutrición de plantas y animales, incluso del hombre; pero a niveles elevados es tóxico para los organismos. El cobre es un indicador de contaminación agrícola, industrial y minera. En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias, tanto suspendido sobre las partículas de lodos o como iones libres. El cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos.
Figur a 80. Análisis de Cobre para los puntos de control Fuente: Elaboración propia PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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6.3.28 Crom o Hexavalente
En la mayoría de las estaciones existe bajo riesgo de contaminación para este elemento; excepto en los puntos de control M1 y M3 perteneciente al río Mollebamba y a la quebrada Paca respectivamente debido a encontrarse muy cerca del límite permisible ( Figura 81 ).
Figur a 81. Análisis de Cromo hexavalente para los puntos de control. Fuente: Elaboración propia
Los compuestos de Cromo (VI) son tóxicos si son ingeridos, siendo la dosis letal de unos pocos gramos. En niveles no letales, el Cr (VI) es carcinógeno. Las sales de cromo (VI) se utilizan ampliamente para la preservación de la madera y para el curtido de cueros. En los sistemas acuáticos, la toxicidad de los compuestos solubles del Cromo varía según la temperatura, pH y dureza del agua, y según las especies de organismos que habitan en él. Los compuestos del Cromo (VI) se disuelven con facilidad, pero en condiciones naturales y en presencia de materia orgánica oxidable, se reducen rápidamente a compuestos Cromo (III) que son más estables y menos hidrosolubles.
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XVII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1
Conclusiones
Se han delimitado 03 unidades de análisis hidrológico considerando el sistema hídrico de los ríos afluentes y el esquema de modelización previsto para la determinación de la oferta hídrica superficial. Estas unidades hidrológicas corresponden a las microcuencas de los ríos Seguiña y Yanahuarajo, cuya confluencia da srcen al río Mollebamba. La superficie de estas microcuencas representan el 28,0% y 40% de la superficie total de la subcuenca. Una tercera unidad hidrológica constituye la microcuenca denominada como Mollebamba bajo cuya superficie, representa el 32% de la superficie total de la subcuenca.
De la evaluación morfométrica realizada se ha determinado que el área de la subcuenca es de 698,5 km2, la longitud del río principal es de 62,0 km. Los rangos altitudinales de la subcuenca del río Mollebamba se encuentran entre 2950,0 y 5200,0 msnm. El 85% de la superficie de la subcuenca se encuentra sobre los 4000 msnm, el 12%, entre 3500 y 4000 msnm y el 3% corresponde a la zona baja del área de estudio, entre los 2950 y 3500 msnm, donde se ubica el pueblo de Mollebamba, capital del distrito de Juan Espinoza Medrano, de la provincia de Antabamba, en la región Apurímac.
En base al modelo regional de precipitación, se ha determinado lo siguiente :
La precipitación media anual en la Zona Baja es de 675 mm/año. La precipitación media anual en la Zona Media es de 716 mm/año. La precipitación media anual en la Zona Alta es de 875 mm/año. La precipitación media anual en la subcuenca del río Mollebamba es de 850 mm. La precipitación media anual en la Microcuenca Yanahuarajo es de 893 mm/año. La precipitación media anual en la Microcuenca Seguiña es de 880 mm/año. La precipitación media anual en la Microcuenca Mollebamba Bajo es de 764 mm/año. La precipitación media areal de la subcuenca Mollebamba es de 850 mm/año.
La temperatura media anual determinada por gradientes térmicos, alcanza para la Zona Baja 14,5ºC, en la Zona media, 11,3ºC y en la Zona Alta 6,0ºC.
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Con respecto a la Evapotranspiración, se ha determinado lo siguiente :
La Evapotranspiración media anual en la Zona Baja es de 1462,0 mm. La Evapotranspiración media anual en la Zona Media es de 1340,0 mm. La Evapotranspiración media anual en la Zona Alta es de 1122,0 mm La Evapotranspiración media anual en la subcuenca de Mollebamba es de 1160,1 mm. La Evapotranspiración media anual en la microcuenca Yanahuarajo es de 1119,2 mm. La Evapotranspiración media anual en la microcuenca Seguiña es de 1082,0 mm. La Evapotranspiración media anual en la microcuenca Mollebamba bajo es de 1200,2 mm.
Con respecto al Escurrimiento Superficial de la subcuenca, se ha determinado lo siguiente :
La lámina de escurrimiento medio en la subcuenca de Mollebamba es de 426,5 mm. La lámina de escurrimiento medio en la microcuenca Yanahuarajo es
de 484,4 mm. La lámina de escurrimiento medio en la microcuenca Seguiña es de 472,2 mm. La lámina de escurrimiento medio en la microcuenca Mollebamba Bajo es de 300,9 mm.
El balance hídrico mensual muestra un periodo crítico de deficiencias hídricas en el período Mayo a Octubre en toda la subcuenca. De Noviembre a Abril existen excedentes hídricos importantes aportados por las precipitaciones estacionales. Con respecto a la oferta de caudales se ha determinado lo siguiente :
La oferta hídrica en lamáximos subcuenca del río sido estimada en 9,4 anual m3/s, con de 30,5 m3/sMollebamba, en Marzo y ha mínimo 3 de 2,3 m /s en Setiembre. La oferta hídrica anual en la microcuenca Yanhaurajo, ha sido estimada en 4,3 m3/s, con máximos de 14,05 m3/s en Marzo y mínimo de 1,1 m3/s en Setiembre. La quebrada más importante en esta microcuenca es Jorhuaque, que aporta un caudal promedio anual de 0,6 m3/s, con máximo de 2,0 m3/s y mínimo de 0,15 m3/s. PROYECTO PACC/COMPONENTE HIDROLÓGICA
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La oferta hídrica anual en la microcuenca Seguiña, ha sido estimada en 2,9 m3/s, con máximos de 9,4 m3/s en Marzo y mínimo de 0,7 m3/s en Setiembre. La quebrada más importante en esta microcuenca es Chaculla, que aporta un caudal promedio anual de 0,37 m3/s, con máximo de 1,2 m3/s y mínimo de 0,09 m3/s. La oferta hídrica anual en la microcuenca Mollebamba Bajo, ha sido estimada en 2,4 m3/s, con máximos de 7,8 m 3/s en Marzo y mínimo de 0,6 m3/s en Setiembre. La quebrada más importante en esta microcuenca es Huancaspaco, que aporta un caudal promedio anual de 0,82 m3/s, con máximo de 2,4 m 3/s y mínimo de 0,18 m3/s.
El año más húmedo en la subcuenca del río Mollebamba, se presentó el año hidrológico 1973-74, donde la precipitación acumulada anual alcanzó los 1267,5 mm, que representó una anomalía de 49% con respecto a su promedio histórico. Este año es coincidente con un Evento la Niña. El año más seco fue 1982-83, donde la precipitación acumulada fue de 382,0 mm, valor que representó una anomalía de -55% con respecto a su promedio histórico. Durante este año, se presentó el Evento El Niño 1982-83. Estos resultados son coherentes con el comportamiento regional de las series pluviométricas observadas. Los caudales en la subcuenca del río Mollebamba, también muestran este comportamiento descrito para las precipitaciones.
Con respecto a la variabilidad de años húmedos y secos, se ha encontrado por el método de deciles que :
Hay una mayor frecuencia de años secos asociados a Eventos El Niño.
Hay una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos La Niña.
En el análisis decadal (10 años) de la precipitación por trimestre, se ha observado un incremento en el coeficiente de variación (Cv) en la década que se inicia el 2000. Este incremento está asociado a una mayor variabilidad de lluvias.
Se ha detectado mediante el Índice Modificado de Fournier (IMF), una mayor agresividad pluviométrica en la década que se inicia el 2000, lo cual tiene implicancia en la intensificación de los procesos erosivos de la subcuenca.
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Las campañas de aforo realizados en Agosto y Setiembre de 2009, ha permitido cuantificar la oferta de agua en los principales ríos del sistema hídrico del río Mollebamba. Un hecho ha destacar que los caudales aforados en los ríos Yanahuarajo y Seguiña durante Agosto y Octubre de 2009, indican la misma oferta hídrica de estas microcuencas, aunque históricamente la microcuenca de Yanahuarajo tiene un mayor aporte durante estos meses, por tener una mayor área de drenaje y mayor módulo pluviométrico. Este comportamiento hidrológico del río Seguiña durante el estiaje, estaría indicando aportes de los nevados existentes en sus nacientes.
Los 03 modelos climáticos utilizados, trabajados a nivel de la subcuenca del río Mollebamba, indican diferentes salidas del comportamiento futuro de la precipitación y temperatura, para los escenarios A1B y B1. Con respecto a la temperatura media, la condición más crítica indica un incremento de la temperatura media anual de 1,8ºC para el periodo 2011-2040 y de 3,3 ºC para el periodo 2041-2070, para el escenario A1B, según las salidas del modelo MIHR.
Las proyecciones de precipitación indican condiciones críticas de déficit que se acentúa de manera progresiva en las décadas analizadas del 2021-2030, 2031-2040 y 2041-2050. En estas décadas la precipitación, según el modelo para el escenario A1B, alcanzaría un déficit promedio anual deCSMK3 -3%, -5% y -8%, respectivamente, con respecto a la precipitación promedio histórica de Mollebamba estimada en 850,0 mm/año. Estacionalmente este déficit sería más acentuado en los trimestres MAM y JJA, con deficiencias que podrían superar el 20% por debajo del promedio histórico.
Para la década 2021-30, la condición más crítica de deficiencia hídrica son proyectados por los modelos MIHR Y CSMK3 en el escenario A1B, que dan una anomalía de caudal anual de -9% con respecto al periodo de referencia para el escenario A1B. Estacionalmente estas anomalías son más intensas en los trimestres MAM y JJA, del orden de 17% y 22%, respectivamente para el modelo CSMK3.
Para la década 2031-40, la condición más crítica en el escurrimiento superficial a nivel anual, es proyectada por el modelo CSMK3 para el escenario B1 que da un déficit del caudal anual de -14%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres MAM y JJA, con anomalías de caudal del orden -17% y -23%, respectivamente.
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Para la década 2041-2050, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo CSMK3 para el escenario B1 que da un déficit en el caudal anual de -21%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres MAM y JJA con anomalías de caudal del orden de -31% y -51%, respectivamente.
Existe consenso en los 3 modelos en las proyecciones de una disminución de los caudales de estiaje del río Mollebamba, en los dos escenarios analizados. Este escenario hídrico tendría un fuerte impacto en el Balance Hídrico de la subcuenca, puesto que en estos meses secos la relación oferta-demanda de agua es crítica por una menor disponibilidad hídrica. Por otro lado una disminución de los caudales de estiaje del río Mollebamba, reduciría la capacidad natural de auto purificación del agua ante agentes contaminantes.
Con respecto a los indicadores de la calidad del agua los resultados de los análisis indican que el agua de la subcuenca del río Mollebamba es de calidad media debido a la presencia considerable de sales como calcio Ca, y magnesio Mg, iones de sodio Na, cloruro Cl-, cobre Cu, hierro Fe, por otro lado existe una leve presencia de nutrientes tales como sulfato, fosfato, nitratos y nitritos, esto debido al uso de fertilizantes de la actividad agrícola. contenido Los valores de conductividadlixiviados y dureza demuestran un considerable de sales disueltas en estos cursos de agua superficial, deducimos que esto puede ser debido a la composición geológica de los suelos, grado de mineralización o la fisiología de plantas y animales de la zona.
Por otro lado se ha detectado la presencia de Cromo Hexavalente Cr+6 en los cursos de agua superficial de la quebrada Paca que drena hacia al río Mollebamba. Este elemento es altamente tóxico, pero aún no se ha determinado las fuentes de contaminación.
7.2
Recomendaciones
El estudio realizado constituye una aproximación al conocimiento de la hidroclimatología regional y de la subcuenca del río Mollebamba. Por las características microclimáticas de la región andina, es probable que la subcuenca del río Mollebamba tenga cierta singularidad climática que la diferencie del clima regional, por lo cual se recomienda iniciar el monitoreo sistemático del clima local y escurrimiento de la cuenca en cantidad y calidad mediante la instalación de estaciones hidrometeorológicas; más aún si se persigue iniciar un proceso de
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adaptación ante las señales detectadas en la variabilidad del clima y los posibles impactos del Cambio Climático.
En Puente Mollebamba, se debe reactivar la estación hidrométrica que fue instalada por Southern Perú. SENAMHI podría aportar para instalar una regla adicional y calibrar la sección de aforo. Se debe prever que los gobiernos locales se comprometan a tener observadores e hidromensores permanentes. Puede la pensarse también en un equipamiento automático de bajo costo como sensores de nivel del tipo sumergido para tener lecturas continuas de los niveles del río. SENAMHI podría aportar en la capacitación en hidrometría y la instalación de las estaciones. El costo de los equipos y su mantenimiento deben ser asumidos por los gobiernos locales o privados que operan en la zona.
Se debe calibrar la sección de aforo de Pte Mollebamba, para lo cual se requiere hacer mediciones de caudal en época de avenidas para extrapolar la curva de descarga.
Se recomienda instalar una estación hidrométrica en la microcuenca Seguiña, para monitorear la evolución de los niveles de agua por efecto del aporte glaciar. Así mismo, en esta misma estación podría implementarse un programa de monitoreo de la calidad del agua.
Se recomienda instalar una estación climatológica en Mollebamba pueblo, para el monitoreo del clima en niveles bajos de la subcuenca. En niveles altos se cuenta con la estación automática Davis que opera mina Buenaventura.
Con respecto a la calidad de agua, en la presente evaluación no se han realizado análisis de trazas de métales como Aluminio, Arsénico, Cadmio, Mercurio, Níquel, Plomo y Zinc u otros metales pesados, etc. Por ello se recomienda para investigaciones más profundas de la calidad del agua lo siguiente: Determinar las cantidades Arsénico, Plomo, Mercurio en curso
principal y quebradas más importantes en oferta hídrica.
Evaluar el grado de contaminación de las aguas del río Mollebamba, por efectos de la actividad minera en la zona, para lo cual se debería evaluar la variación de sulfatos, mercurio, cadmio, níquel, arsénico y otros metales pesados. Así mismo podría complementarse con algunos estudios de lluvia ácida para lograr establecer la influencia de la contaminación por la actividad minera en la cuenca. Faltaría determinar DBO y DQO y observar la componente biológica de la zona, para determinar otras posibles fuentes de contaminación.
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Finalmente, se recomienda en general continuar el monitoreo de
estos ríos y para lograr establecer la variabilidad temporal de la calidad de agua, afín de determinar si se presentan cambios a lo largo del tiempo por causas naturales o por acción de alguna fuente de contaminación XVIII. BIBLIOGRAFÍA
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XIX. ANEXO FOTOS
Foto 1. Aforo por vadeo en Qda. Huancaspaco (setiembre – 2009) Fuente: Elaboración propia
Foto 2. Aforo por vadeo en Qda. Yanahuarajo (setiembre – 2009) Fuente: Elaboración propia
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Foto 3. Aforo por Vadeo en Qda Seguiña (setiembre – 2009) Fuente: Elaboración propia
Foto 4. Aforo por vadeo en Río Mollebamba. Ubicación Pte Mollebamba (setiembre - 2009) Fuente: Elaboración propia
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Foto 5. Aforo de manantial (Setiembre - 2009) Fuente: Elaboración propia
Foto 6. Aforo canal comunidad de Vito (Setiembre – 2009) Fuente: Elaboración propia
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