El ciclo hídrico en

cuencas andinas

El ciclo de los recursos hídricos para las cuencas en lo andes tienen dos

estaciones marcadas: Época Seca y Época de Lluvias, aparte de periodos de

transición denominados Época de Humedad.

Las actividades agrícolas en la zona se realizan en la Época de Humedad y en

la Época de Lluvias, mientras que en la Época Seca la vegetación natural

disminuye hasta concentrarse solo en bofedales y zonas de descarga de aguas

subterráneas.

Épocas en el Ciclo Hídrico

Figura 1.Ciclo de la Vegetación para una cuenca en Pasco

En una cuenca andina durante la Época de Lluvias no existen

restricciones para el ecosistema debido a las grandes cantidades de

agua aportadas por la precipitación y el flujo en el río.

En la Época de Humedad todavía hay eventos importantes de

precipitación por lo que el río posee descargas intermitentes; en la

Época Seca toda la descarga proviene del almacenamiento de aguas

subterráneas ya que los eventos de precipitación son escasos y no

llegan a saturar el suelo.

Es durante la Época de Humedad y Época Seca donde es necesario el

análisis y determinación del caudal ecológico para el mantenimiento de

la calidad del agua, las interacciones bióticas y el hábitat en los ríos.

.

Épocas en el Ciclo Hídrico

Épocas en el Ciclo Hídrico

Distribución del Flujo en un Río en Escorrentía Superficial,

Interflujo y Flujo Base

• La recarga y el escurrimiento están gobernadas por la periodicidad y la intensidad de eventos de precipitación y por el tipo de suelo.

• Solo ciertos eventos producen recarga en el sistema y son muy dependientes de eventos anteriores que hayan saturado la capa de suelo para que las infiltraciones subsecuentes produzcan tanto como flujos a los reservorios inferiores como escorrentía superficial.

• Estamos hablando de recarga por precipitación, sin embargo existe recarga por agricultura y e impermeabilización urbana.

.

Ocurrencia de Recarga

Esquema del Ciclo Hídrico

Diagrama Esquemático de una Cuenca

Ciclo Hídrico en los Andes

Cuenca, Manantiales y Bofedales

Ancash

Manantiales

Bofedales

Precipitación como Nieve

Drenes Naturales

Fuente: Trekearth.com

Esquema del Ciclo Hídrico

Conceptualización del ciclo hídrico superficial

y subterráneo

Fuente: Trekearth.com

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Enero

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Febrero

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Marzo

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Abril

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Mayo

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Junio

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Julio

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Agosto

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Setiembre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Octubre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Noviembre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Diciembre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Enero

Épocas en el Ciclo Hídrico

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Febrero

Épocas en el Ciclo Hídrico

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Marzo

Épocas en el Ciclo Hídrico

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Abril

Épocas en el Ciclo Hídrico

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Mayo

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Junio

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Julio

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Agosto

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Setiembre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Octubre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Noviembre

Épocas en el Ciclo Hídrico

Zoom - Indice Mejorado de Vegetación para la Cuenca del Reservorio Angascancha – Ayacucho

Diciembre

El régimen de aguas subterráneas en la zona de estudio presenta un variado comportamiento estrechamente relacionado con la elevación.

En las partes inferiores y fondos de valle los valores de precipitación son menores y la mayor temperatura produce una mayor evapotranspiración potencial. En el balance, estas zonas presentan poca recarga.

Las zonas superiores son denominadas de “recarga” debido a su menor evapotranspiración potencial y la mayor precipitación. Una distribución de los valores promedio de temperatura, precipitación y evapotranspiración potencial se muestra en la tabla.

Se debe mencionar que el valor de “excedente hídrico” es un cálculo referencial y sirve de punto de referencia en la calibración de la recarga asumida inicialmente como 50% del excedente.

Ciclo Hídrico y la Elevación

Ciclo Hídrico y la Elevación

Relación de las Variables Climáticas con la Elevación

para la Cuenca del Reservorio Angascancha –

Ayacucho

Ciclo Hídrico y la Elevación

Precipitación Promedio Anual para 4 años Observada y Calculada en Cajamarca

Ciclo Hídrico y la Elevación

Evapotranspiración Promedio Anual para 4 años Observada y Calculada en Cajamarca

En una cuenca de 600 km2 en Cajamarca:

• Para el periodo 2006-2009 la recarga promedio es de 92.39 Mm3, equivalente a 136 mm (11.4% de la precipitación).

• La distribución de la recarga sigue la distribución espacial de la precipitación, teniendo una mayor recarga en las partes altas y menor en los alrededores del punto de descarga.

• Comparando la recarga en la zona alta de la cuenca con el punto de descarga esta es menor en 72mm que representa un 45% del valor máximo valor(promedio anual de 161mm).

Ciclo Hídrico y la Elevación

Ciclo Hídrico y la Elevación

Excedente

Hidrico

Recarga

Inicial - (50%

Excedente

Mejor

Estimacion Pendiente

Mejor

Estimacion Pendiente

Mejor

Estimacion Pendiente

°C °C /100m mm mm /100m mm mm /100m mm mm

Enero 14.23 -0.61 134.02 2.42 112.21 -1.96 21.81 10.905

Febrero 14.3 -0.59 112.06 1.54 97.23 -1.76 14.83 7.415

Marzo 14.35 -0.6 96.73 2.96 104.41 -1.91 0 0

Abril 13.88 -0.65 38.37 1.53 98.2 -2.09 0 0

Mayo 12.97 -0.7 7.93 0.5 85.31 -1.59 0 0

Junio 11.85 -0.74 6.81 -0.37 78.67 -1.34 0 0

Julio 11.83 -0.77 4.86 -0.07 88.56 -1.58 0 0

Agosto 12.7 -0.77 8.51 -0.14 109.6 -2.29 0 0

Septiembre 14.04 -0.74 26.38 0 116.16 -2.31 0 0

Octubre 15.37 -0.73 47.8 0.39 148.31 -2.84 0 0

Noviembre 15.42 -0.72 69.63 0.62 137.57 -2.65 0 0

Diciembre 14.67 -0.64 100.77 3.39 120.08 -2.68 0 0

Promedio 13.8 -0.69 54.49 1.06 108.03 -2.08

TOTAL 653.87 1296.31 36.64 18.32

Excedente

Hidrico

Recarga

Inicial - (50%

Excedente

Mejor

Estimacion Pendiente

Mejor

Estimacion Pendiente

Mejor

Estimacion Pendiente

°C °C /100m mm mm /100m mm mm /100m mm mm

Enero 2.34 -0.61 181.46 2.42 73.82 -1.96 107.64 53.82

Febrero 2.66 -0.59 142.31 1.54 62.76 -1.76 79.55 39.775

Marzo 2.57 -0.6 154.8 2.96 67 -1.91 87.8 43.9

Abril 1.09 -0.65 68.35 1.53 57.12 -2.09 11.23 5.615

Mayo -0.78 -0.7 17.83 0.5 54.09 -1.59 0 0

Junio -2.58 -0.74 0.7 -0.37 52.45 -1.34 0 0

Julio -3.34 -0.77 3.43 -0.07 57.63 -1.58 0 0

Agosto -2.32 -0.77 5.68 -0.14 64.74 -2.29 0 0

Septiembre -0.39 -0.74 26.42 0 70.88 -2.31 0 0

Octubre 1.03 -0.73 55.49 0.39 92.64 -2.84 0 0

Noviembre 1.34 -0.72 81.69 0.62 85.67 -2.65 0 0

Diciembre 2.1 -0.64 167.23 3.39 67.54 -2.68 99.69 49.845

Promedio 0.31 -0.69 75.45 1.06 67.19 -2.08

TOTAL 905.39 806.34 385.91 192.955

Temperatura Precipitación

Evapotranspiracion

Potencial

Temperatura Precipitación

Evapotranspiracion

Potencial

Fondo de Valle. Elevación del 4917msnm

Valores iniciales de recarga varían entre los 18mm en las partes bajas de la cuenca hasta 192mm en el tope de la cuenca.

La variación espacial de la precipitación y la evapotranspiración potencial dominan el flujo de aguas subterráneas.

El régimen de flujo de aguas subterráneas para la zona de estudio se podría caracterizar como zonas de recarga en la parte alta de la cuenca donde el agua subterránea drena a los ríos y quebradas aportando un flujo en la época seca.

En la parte intermedia y baja de la cuenca, las zonas cultivables son irrigadas de canales de derivación de ríos y de agua de precipitación. En la parte inferior el excedente hídrico que no es consumido por la vegetación natural drena a los cursos de agua.

Ciclo Hídrico y la Elevación

Manantiales, bofedales y filtraciones para una cuenca andina en Cuzco.

Ciclo Hídrico y la Topografía

Manantiales y Bofedales

Filtraciones

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Caudal ecológico

Introducción:

Tradicionalmente la agricultura, la industria, la minería y las

municipalidades han competido por el recurso.

Las estructuras legales antiguas fueron creadas para cumplir con las

demandas de los usos económicos y domésticos, sin embargo

ignoraron el uso del ecosistema que hasta hace poco no era bien

comprendido científicamente.

Como resultado de este enfoque no inclusivo con el medio ambiente,

muchos ríos y quebradas no se asemejan hoy en día a las aguas y el

ecosistema que usualmente fueron.

Caudal Ecológico

Objetivos:

El caudal ecológico tiene que mantener un adecuado hábitat,

temperatura, oxígeno disuelto y química para organismos acuáticos,

agua bebible para animales terrestres y humedad de suelos para

plantas.

La determinación del Caudal Ecológico se enfoca en la Epoca Seca y

la Epoca de Humedad, ya que se considera un superávit de agua al

ecosistema en la Epoca de Lluvias.

Se deben estimar los caudales promedios en la Época Seca y Época

de Humedad en la zona de estudio que asemejen las condiciones

iniciales de la cuenca antes de ser manipulada por represas y canales

de derivación.

Caudal Ecológico

Caudal Ecológico

Distribución del Flujo en un Río en Escorrentía Superficial,

Interflujo y Flujo Base

Marco Legal:

La ley 29338 regula no solo el uso del agua como un recurso sino los

bienes asociados a él

La ley considera que el agua es parte integrante de los ecosistemas.

El reglamento de la Ley es el Decreto Supremo Nº 001-2010-AG.

El Articulo 153 define al caudal ecológico como el flujo de agua “que se

debe mantener en las fuentes naturales de agua para la protección o

conservación de los ecosistemas involucrados, la estética del paisaje u

otros aspectos de interés científico o cultural”.

.

Caudal Ecológico

Análisis:

El cálculo del caudal ecológico se puede realizar mediante:

• Modelamiento hidrológico distribuido: Cálculo más preciso y más

complejo. Toma en cuenta distribución de temperatura y

precipitación. Puede predecir impactos de cambio climático y

cambio. Puede ser calibrado con valores de la cuenca y sub-

cuencas.

• Modelamiento hidrológico totales (“lump”): Cálculo más sencillo y

rápido, solo puede ser calibrado sobre una cuenca. No toma en

cuenta distribuciones de temperatura y precipitación.

• Metodologías aprobadas por los organismos supervisores: Las

agencias reguladoras (ANA y MINAM) pueden establecer sus

propias metodologías.

Caudal Ecológico

Datos Requeridos:

Por parte del cliente

• Datos disponibles de precipitación diaria, temperatura máxima y

mínima del aire

• Topografía de detalle

• Inventarios de Estaciones de Aforo y Registros Históricos

• Distribución de Profundidad de Raíces

De servidores de imágenes satelitales:

• Imágenes de Índice de Vegetación (EVI, NDVI)

• Imágenes de Tipo de Cobertura

Caudal Ecológico

Gracias por su interés en este tema

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