estudio hidrologico tesis

8/13/2019 estudio hidrologico tesis

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ESTUDIOHIDROLGICODELASUBCUENCADELROMOLLEBAMBA

PROYECTOPACC/COMPONENTEHIDROLGICA DIRECCINGENERALDEHIDROLOGAYRECURSOSHDRICOS/SENAMHI 1

CONTENIDO

RESUMEN EJECUTIVO

I. INTRODUCCIN

1.1 Hiptesis1.2 Objetivos

1.2.1 General1.2.2 Especficos

II. ANTECEDENTES

III. METODOLOGA

3.1 Marco Terico3.2 Informacin utilizada

3.2.1 Informacin cartogrfica3.2.2 Informacin hidrometeorolgica

3.3 Desarrollo metodolgico3.3.1 Delimitacin de cuencas3.3.3 Determinacin de los parmetros morfomtricos de la subcuencasA) rea

B) PermetroC) Parmetros de Formaa) Coeficiente de Gravelius o ndice de Compacidad (Kc)b) Factor de Forma (Ff)

D) Parmetros relativos al Sistema de Drenajea) Grado de Ramificacinb) Densidad de Drenaje (Km/Km2)c) Extensin media del escurrimiento superficiald) Frecuencia de Ros

E) Parmetro relativo a las variaciones altitudinales

a) Altitud media de la Subcuenca (msnm)b) Curva Hipsomtricac) Rectngulo Equivalente

F) Parmetros relacionados con la declividada) Pendiente Media del Ro Principal de la subcuenca (%)b) Perfil Longitudinal del Curso Principal

3.4 Modelamiento cartogrfico del relieve de la cuenca3.5 Anlisis de las variables hidroclimticas

3.5.1 Anlisis de la Temperatura

A) Modelos de regresin lineal mltiple3.5.2 Anlisis de la Evapotranspiracin Potencial


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3.5.3 Anlisis de la Evapotranspiracin Real (ETR)3.5.4 Anlisis de la Precipitacin3.5.5 Anlisis del escurrimiento3.5.6 Anlisis de sequas y caudales mximos de avenidas3.5.7 Determinacin de escenarios de disponibilidad hdrica

IV. DESCRIPCIN DE LA ZONA DE ESTUDIO

4.1 Ubicacin geogrfica y poltica4.2 Acceso4.3 Aspectos fsicos ambientales

4.3.1 Topografa4.3.2 Clima y Zonas de Vida4.3.3 Recursos hdricos

4.3.4 Geologa4.4 Aspectos socio - econmicos

V. RESULTADOS

5.1 Delimitacin de las unidades de anlisis hidrolgico5.2 Descripcin de los parmetros morfomtricos de la subcuenca

5.2.1 Morfometra de la Subuenca Mollebamba5.2.2 Morfometra Microcuencas

A) Microcuenca YanahuarajoB) Microcuenca Seguia5.3 Caracterizacin de la climatologa de la cuenca

5.3.1 Anlisis regional de la precipitacin5.3.2 Anlisis de la precipitacin localA) Subcuenca MollebambaB) Microcuencas5.3.3 Anlisis de la variabilidad del rgimen de lluvias5.3.4 Anlisis de la TemperaturaA) Anlisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Bajab) Zona Mediac) Zona Alta

B) Anlisis por cuencasa) Subcuenca Mollebambab) Microcuenca Yanahuarajoc) Microcuenca Seguiad) Microcuenca Mollebamba Bajo

5.3.5 Anlisis de la Evapotranspiracin Potencial (ETP)

A) Anlisis por Zonas Altitudinalesa) Zona Baja


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b) Zona mediac) Zona Alta

B) Anlisis por cuencasa) Subcuenca Mollebambab) Microcuenca Yanahuarajoc) Microcuenca Seguiad) Microcuenca Mollebamba Bajo

5.3.6 Dficit de Escurrimiento (D)5.4 Balance Hdrico Superficial

5.4.1 Subcuenca Mollebamba5.4.2 Microcuenca Yanahuarajo5.4.3 Microcuenca Seguia5.4.4 Microcuenca Mollebamba Bajo

5.5 Estimacin de los caudales

5.5.1 Caudal promedio histricoA) Subcuenca de MollebambaB) Microcuenca YanahuarajoC) Microcuenca SeguiaD) Microcuenca Mollebamba BajoE) Quebradas y ros de menor orden de corriente5.5.2 Caudales extendidosA) Subcuenca MollebambaB) Microcuenca Yanahuarajo

C) Microcuenca SeguiaD) Microcuenca Mollebamba Bajo5.6 Anlisis de Sequas5.7 Anlisis de mximas avenidas

5.7.1 Curvas IDF5.7.2 Tiempo de concentracin de la cuenca5.7.3 Caudales mximos de avenidas con HecHMS5.7.4 Escenarios de Precipitacin5.7.5 Escenarios de Temperatura

VI. CALIDAD DE AGUA

6.1 Campaa de aforo y muestreo de agua6.2 Categorizacin6.3 Resultados de los anlisis

6.3.1 pH6.3.2 Oxgeno Disuelto (OD)6.3.3 Conductividad elctrica (CE)6.3.4 Total slidos Disueltos (TDS)

6.3.5 Alcalinidad6.3.6 Dureza


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6.3.7 Cloruros6.3.8 Sulfatos (nutrientes)6.3.9 Fosfato (nutrientes)6.3.10 Nitratos (nutrientes)6.3.11 Nitrito (nutrientes)6.3.12 Yodo6.3.13 Hierro6.3.14 Cobre6.3.15 Cromo Hexavalente

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 Conclusiones7.2 Recomendaciones

VIII. BIBLIOGRAFA

IX. ANEXO DE MAPAS

X. ANEXO FOTOS


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Mapas de Precipitacin y Evapotranspiracin multianual - Periodo 1970-2007.

Figura 2. Regionalizacin hidrolgica cuencas Mantaro Pampas, Apurmac y

Urubamba.Figura 3. Comparacin de Isoyetas observadas y del satlite TRMM.Figura 4. Estaciones pluviomtricas identificadas por regiones en la cuenca

Amaznica.Figura 5. Serie temporal de valores medios areales observados y del

satlite TRMM en cuencas Tambo y Urubamba.Figura 6. Mapa de ubicacin de estaciones meteorolgicas utilizadas.Figura 7. Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitacin de

cuencas.Figura 8. Modelo grfico para la obtencin de parmetros del relieve en Model

Builder.Figura 9. Flujograma metodolgico para el anlisis de Temperatura. En verde

procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecuta dos enExcel.

Figura 10. Modelo grfico para la generacin de mapas de temperatura conModel Builder.

Figura 11. Flujograma metodolgico para el anlisis de precipitacin conmodelo de Naoum. En verde procesos ejecutados en SIG y ennaranja procesos ejecutados en Excel.

Figura 12. Representacin de los Componentes del balance Hdrico en mallas.

Figura 13. Mapa de Ubicacin de la subcuenca del ro Mollebamba.Figura 14a. Tipos climticos.Figura 14b. Zonas de Vida.Figura 15. Diagrama Fluvial del ro Mollebamba.Figura 16. Lagunas y nevados de la subcuenca Mollebamba.Figura 17. Unidades de anlisis hidrolgico delimitados, con HEC-GeoHms sobre

la base de Modelo Numrico del Terreno construido con cartas delInstituto Geogrfico Nacional -IGN.

Figura 18. Curva hipsomtrica subcuenca Mollebamba.Figura 19. Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba. En amarillo la curva

3500,0 msnm lmite superior de la Zona Baja, en azul la curva 4000,0msnm lmite inferior de la Zona Alta.

Figura 20. Perfil longitudinal del ro Mollebamba.Figura 21. Perfiles transversales de la cuenca.Figura 22. Microcuencas del rea de estudio. Lnea azul: Divisoria de

microcuencas. Lnea roja: Lmite superior de Zona Baja, Lneanaranja: Lmite inferior Zona Alta. Figura 23. Curva hipsomtricamicrocuenca Yanahuarajo

Figura 24. Precipitacin anual observada y estimada por modelo.Figura 25. Precipitacin media anual de las cuencas Pampas-Apurmac.Figura 26. Comportamiento estacional de la precipitacin.

Figura 27. Climatologa mensual de precipitacin observada y del modelo.En azul valores observados en estaciones meteorolgicas. En rojo


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valores generados por modelo regional. Estaciones Antabamaba yChalhuanca en la cuenca Apurmac.

Figura 28. Climatologa mensual de precipitacin observada y delmodelo. En azul valores observados en estaciones meteorolgicas. Enrojo valores generados por modelo regional. Estaciones Pampachiri y

Pecope en la cuenca Pampas.Figura29. Climatologa de la precipitacin mensual en la subcuenca.Figura 30. Mapa de distribucin de la Precipitacin anual en la subcuenca

Mollebamba. Esta forma de presentacin de la precipitacin esresultado de la discretizacin espacial en celdas de 1 * 1 km.

Figura 31. Comportamiento espacial de la precipitacin mensual en lasubcuenca de Mollebamba.

Figura32. Cuenca baja (2950 3500 msnm), cuenca media (3500 4000msnm), cuenca alta (4000 5200 msnm).

Figura 33. Precipitacin media areal por microcuenca.

Figura 34. Diagramas de cajas del comportamiento mensual de las precipitacionesFigura 35. Contribucin porcentual de la precipitacin en el ao hidrolgico y por

dcadas.Figura 36. Diagramas de cajas del comportamiento estacional de la precipitacin.Figura 37. Curvas de densidad acumulada de la precipitacin estacional por

dcadas.Figura 38. Prueba de tendencia de Mann-Kendall para la precipitacin por

Trimestre a) SON b) DEF c) MAM d) JJA.Figura 39. Mapa de Temperatura media anual, en grid de 1 * 1 km.Figura 40. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual.

Figura 41. Mapa de Evapotranspiracin anual mediante Mtodo Hargreaves-Samani (grid 1 * 1 Km).Figura 42. Evapotranspiracin Potencial para la subcuenca del ro Mollebamba.Figura 43. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual.Figura 43. Componentes del Balance Hdrico en la subcuenca Mollebamba.Figura 44. Mapa de la escorrenta anual en la cuenca de Mollebamba.

(grid 1 * 1 Km).Figura 45. Mapa de escorrenta mensual en la subcuenca del ro Mollebamba.Figura 46. Componentes del Balance Hdrico en microcuenca Yanahuarajo.Figura 47. Componentes del Balance Hdrico en microcuenca Seguia.Figura 48. Componentes del Balance Hdrico en microcuenca Mollebamba Bajo.Figura 49. Serie hipottica de caudales medios diarios obtenidos con la curva

de agotamiento de caudal del ro Yanahuarajo.Figura 50. Diagrama fluvial del ro Mollebamba.Figura 51. Curvas de Persistencia de Caudal, del ro Mollebamba.Figura 52. Curvas de Persistencias de Caudal Del ro Yanahuarajo.Figura 53. Curvas de Persistencia de Caudal ro Seguia.Figura 54. Serie histrica de Precipitacin caracterizada mediante deciles. En

lnea roja los umbrales correspondiente al rango normal deprecipitacin.

Figura 55. Ajuste probabilstico de Pmx en Mollebamba.

Figura 56. Curva IDF de la estacin Chalhuanca Fuente: Elaboracin propia.Figura 57. Esquema del modelamiento hidrolgico con Hec-Hms


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Figura 59. Climatologa de Precipitacin mensual segn los diferentesmodelos (1970 - 2000). En violeta la precipitacin observada.

Figura 60. Diagramas de cajas de la climatologa de la precipitacin a nivelestacional para los diferentes modelos.

Figura 61. Curvas de densidad acumulada de precipitacin estacional para

diferentes modelos.Figura 62. Grfico de Anomala mensual de la precipitacin segn diferentes

modelos para las dcadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario A1B.Figura 63. Grfico de Anomala mensual de la precipitacin segn diferentes

modelos para las dcadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario B1.Figura 64. Anomala mensual de caudal segn diferentes modelos para las

dcadas 2021-30, 2031-40 y 2041- 50, escenarios A1B.Figura 65. Anomala mensual de caudal segn diferentes modelos para dcadas

2031-40 y 2041- 50 escenarios B1.Figura 66. Ubicacin de los puntos de aforo y muestreo de agua.

Figura 67. Resultados del anlisis de pH para los puntos de control.Figura 68. Resultados del anlisis de Oxgeno Disuelto (OD) para los puntos de

control.Figura 69. Resultados del anlisis de CE para los puntos de control.Figura 70. Resultados del anlisis de TDS para los puntos de control.Figura 71. Resultados del anlisis de alcalinidad para los puntos de control.Figura 72. Anlisis de Dureza Total para los puntos de control.Figura 73. Anlisis de Dureza Total para los puntos de control.Figura 74. Resultados del anlisis de Sulfatos para los puntos de control.Figura 75. Anlisis de Fosfatos para los puntos de control.

Figura 76. Anlisis de Nitratos para los puntos de control.Figura 77. Anlisis de Nitritos para los puntos de control.Figura 78. Anlisis de Yodo para los puntos de control.Figura 79. Anlisis de Fierro para los puntos de control.Figura 80. Anlisis de Cobre para los puntos de controlFigura 81. Anlisis de Cromo hexavalente para los puntos de control.


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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Red de estaciones meteorolgicas utilizada.Tabla 2. Lagunas ms importantes de Mollebamba.Tabla 3. Principales parmetros morfomtricos - subcuenca Mollebamba.

Tabla 4. Distribucin porcentual del rea de la cuenca segn rangos de altitud.Tabla 5. Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba.Tabla 6. Principales parmetros morfomtricos de la microcuenca Yanahuarajo.Tabla 7. Distribucin porcentual del rea de la cuenca segn rangos de altitud.Tabla 8. Principales parmetros morfomtricos de la microcuenca Seguia.Tabla 9. Distribucin porcentual del rea de la cuenca segn rangos de altitud.Tabla 10. Principales parmetros morfomtricos de la microcuenca Mollebamba

Bajo.Tabla 11. Distribucin porcentual del rea de la cuenca segn rangos de

altitud.

Tabla 12. Parmetros estadsticos del modelo de Pp anual y valores de loscoeficientes.

Tabla13. Distribucin de la precipitacin media mensual en la subcuencaMollebamba.

Tabla 14. Climatologa de la precipitacin promedio mensual por Zonas.Tabla15. Precipitacin media areal por microcuencas.Tabla 16. Parmetros estadsticos de la precipitacin por dcadas.Tabla 17. Parmetros estadsticos de la precipitacin estacional por dcadas.Tabla 18. Contribucin estacional de la precipitacin en el Ao Hidrolgico.Tabla 19. Anlisis de Tendencia de Precipitacin mediante test de Mann-Kendal.

Tabla 20. Clasificacin del ndice Modificado de Fournier.Tabla 21. ndice Modificado de Fournier por dcada.Tabla 22. Climatologa de la Temperatura media mensual por Zonas.Tabla 23. Climatologa de la Temperatura mxima mensual por Zonas.Tabla 24. Climatologa de la Temperatura mnima mensual por Zonas.Tabla 25. Climatologa de la Temperatura media mensual en Mollebamba.Tabla 26. Climatologa de la Temperatura mxima mensual en Mollebamba.Tabla 27. Climatologa de la Temperatura mnima mensual en Mollebamba.Tabla 28. Climatologa de la Evapotranspiracin Potencial por Zonas.Tabla 29. Climatologa de la Evapotranspiracin Potencial por Cuenca.Tabla 30. Dficit de escurrimiento por cuenca.Tabla 31. Balance Hdrico Mollebamba.Tabla 32. Balance Hdrico de la microcuenca de Yanahuarajo.Tabla 33. Balance Hdrico de la microcuenca de Seguia.Tabla 34. Balance Hdrico microcuenca Mollebamba Bajo.Tabla 35. Caudal promedio histrico del ro Mollebamba.Tabla 36. Caudal promedio histrico del ro Yanahuarajo.Tabla 37. Caudal promedio histrico del ro Seguia.Tabla 38. Caudal promedio histrico del ro Mollebamba Bajo.Tabla 39. Oferta hdrica superficial generada en la subcuenca de Mollebamba.Tabla 40. Parmetros estadsticos de Caudal - subcuenca de Mollebamba.

Tabla 41. Caracterizacin de los caudales en aos secos, normales y hmedosen el Ro Mollebamba.


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Tabla 42. Caracterizacin del volumen de agua en aos secos, normales yhmedos Ro Mollebamba.

Tabla 43. Caudales del ro Mollebamba a diferentes niveles de Persistencia RoMollebamba.

Tabla 44. Parmetros estadsticos de caudal - Ro Yanahuarajo.

Tabla 45. Caracterizacin de los caudales en aos secos, normales y hmedosRo Yanahuarajo.

Tabla 46. Caracterizacin del volumen de agua en aos secos, normales yhmedos Ro Yanahuarajo.

Tabla 47. Caudales a diferentes niveles de Persistencia Ro Yanahuarajo.Tabla 48. Parmetros estadsticos de caudal Ro Seguia.Tabla 49. Caracterizacin de los caudales en aos secos, normales y hmedos

Ro Seguia.Tabla 50. Caracterizacin del volumen de agua en aos secos, normales y

hmedos Ro Seguia.

Tabla 51. Caudales a diferentes niveles de Persistencia Ro Seguia.Tabla 52. Parmetros estadsticos de caudal Ro Mollebamba Bajo.Tabla 53. Caracterizacin de los caudales en aos secos, normales y hmedos

Ro Mollebamba Bajo.Tabla 54. Caracterizacin del volumen de agua en aos secos, normales y

hmedos Mollebamba bajo.Tabla 55. Caudales a diferentes niveles de Persistencia Ro Mollebamba BajoTabla 56. Categoras de deciles.Tabla 57. Caracterizacin del Ao Hidrolgico en la subcuenca del ro

Mollebamba.

Tabla 58. Frecuencia decadal de Eventos secos, normales y hmedos.Tabla 59. Pmx para diferentes tiempos de retorno.Tabla 60. Tormenta en Mollebamba para diferentes duraciones y tiempo de

retorno.Tabla 61. Intensidades mx de precipitacin (mm/h) para diferentes duraciones y

tiempos de retorno.Tabla 62. Tiempo de concentracin de la subcuenca del ro Mollebamba.Tabla 63. Caudales probabilsticos en (m3/s) para diferentes tiempos de retornoTabla 64. Anomalas mensuales (%) de precipitacin segn diferentes modelos

para el escenario A1B.Tabla 65. Anomalas mensuales (%) de precipitacin segn diferentes modelos

para el escenario B1.Tabla 66. Anomala de Temperatura (C) segn diferentes modelos para el

escenario A1B.Tabla 67. Anomala de Temperatura (C) segn diferentes modelos para el

escenario B1.Tabla 68. Anomalas mensuales de caudal (%), segn diferentes modelos para el

escenario A1B.Tabla 69. Anomalas mensuales de caudal (%), segn diferentes modelos para el

escenario B1.

Tabla70. Ubicacin de puntos de muestreo en subcuenca Mollebamba.Tabla 71. Descripcin de los puntos de muestreo.


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LISTA DE FOTOS

Foto 1.Aforo por vadeo en Qda. Huancaspaco, (setiembre 2009).Foto 2.Aforo por vadeo en Qda. Yanahuarajo, (setiembre 2009).Foto 3. Aforo por Vadeo en Qda Seguia,(setiembre 2009).

Foto 4. Aforo por vadeo en Ro Mollebamba. Ubicacin Puente Mollebamba,(setiembre - 2009).

Foto 5. Aforo de manantial, (Setiembre - 2009).Foto 6. Aforo canal comunidad de Vito, (Setiembre 2009).

Equipo tcnico multisectorial del proyecto PACC.

Taller Participativo en la subcuenca de Mollebamba.


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RESUMEN EJECUTIVO

Se ha realizado el estudio hidrolgico de la subcuenca del ro Mollebamba, a finde caracterizar la oferta hdrica superficial actual; as como desarrollar lasproyecciones de la disponibilidad hdrica futura, en funcin a los escenarios deCambio Climtico para perodo 2021 y 2050.

El estudio ha sido desarrollado, teniendo en consideracin todos los aspectostcnicos y metodolgicos; tales como los referidos a la hidrografa, el relieve, lamorfometra, el clima y la disponibilidad hdrica en cantidad y calidad.

En relacin a la hidrografa de la subcuenca del ro Mollebamba, ste es untributario del ro Antabamba, quien es afluente del ro Pachachaca, dentro delsistema hdrico de la cuenca del ro Apurmac. Los niveles altitudales de la

subcuenca, estn comprendidos entre los 2950 y 5200 msnm, su rea dedrenaje hasta la desembocadura con el ro Antabamba, es de 698,5 km2,siendo la longitud del ro principal de 62,0 km, cuyo recorrido tiene unadireccin de Sur Norte. Los principales tributarios del ro Mollebamba sondos, el ro Yanahuarajo por la margen izquierda y el ro Seguia por la margenderecha. Se delimitaron 03 unidades de anlisis hidrolgico para la generacinde los caudales, que corresponden a las microcuencas de los ros Seguia,Yanahuarajo y Mollebamba Bajo.

La subcuenca ha sido dividida en 03 zonas altitudinales, con el fin decaracterizar el clima local, habindose determinado que el 85% de la superficiede estudio est 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 y3500 msnm que corresponde a la parte baja; mientras que el 11% de lasuperficie de estudio est comprendida entre los 3500 y 4000 msnm quecorresponde a la parte media.

En relacin al clima, se ha realizado el anlisis hidroclimtico regional, quepermitirn caracterizar las principales variables hidroclimticas, a nivel de lasgrandes cuencas de los ros Pampas, Apurmac y Urubamba. Esta informacin,permitir generar las caractersticas medias del escurrimiento superficial a nivelde subcuencas y microcuencas, con una aproximacin aceptableestadsticamente.

En la subcuenca del ro Mollebamba, se ha determinado una precipitacinmedia anual de 850,0 mm (periodo 1970-2009), donde el 80% se concentraestacionalmente en el perodo Diciembre a Mayo del ao hidrolgico. Elrgimen de lluvias en la subcuenca est caracterizado por una marcada

variabilidad espacial y temporal. La variabilidad espacial se expresa por uncomportamiento diferenciado de la precipitacin en la zona baja, media y alta.


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En la zona baja, la precipitacin llega hasta los 850 mm/ao y en la zona altapuede precipitar hasta 1070,0 mm/ao. La variabilidad temporal de laprecipitacin, se expresa en su comportamiento aleatorio en las ltimas 04dcadas (1970-2009). Se ha identificado que en la ltima dcada (2000 al2009), se ha presentado un incremento en el coeficiente de variacin (Cv) de laprecipitacin anual, de 0,15 a 0,20, lo cual que nos indica una mayorirregularidad de la precipitacin interanual. Las pruebas de tendencia de largoplazo (1970-2009), en la precipitacin estacional y anual, indican la existenciade una tendencia no significativa; sin embargo, en el quinquenio 2005-09, se haidentificado un comportamiento decreciente en el aporte pluviomtrico, tantoregional como localmente. Este patrn, es coherente con lo que la poblacin deMollebamba est percibiendo, a travs de la disminucin de las precipitacionesy el impacto que stas tienen en la oferta hdrica generada por las quebradas ymanantes, los cuales se vienen agotando por una menor recarga hdrica.

La temperatura media anual, alcanza en la parte baja los 14,5C, en la zonamedia los 11,3 C y en zona alta los 6,0C. Los valores extremos de laTemperatura, se caracterizan una mxima absolutas que llega hasta 23,0 C(Octubre) en la zona baja; mientras que las mnimas absolutas llegan hasta -13,0 C (Junio), en la zona alta.

La Evapotranspiracin Potencial (ETP), determinada por el mtodo deHargreaves- Samani, alcanza en promedio los 1462,0 mm/ao en la parte baja;

mientras que en la parte alta, sta llega a 1122,0 mm/ao. LaEvapotranspiracin Real (ETR), determinada por el Mtodo de Turc, alcanzalos 424,0 mm/ao a nivel de la cuenca.

La escorrenta media anual en la subcuenca, se ha estimado en 426,0 mm/ao,siendo el perodo con dficit hdrico Mayo a Octubre. De Noviembre a Abril delao hidrolgico, las precipitaciones estacionales superan la demandaevapotranspirativa de la subcuenca.

La oferta hdrica multianual en la subcuenca del ro Mollebamba, ha sidoestimada en 9,0 m3/s, con caudales mximos de 31,0 m3/s durante el periodode avenidas y caudales mnimos de 2,0 m3/s, en el perodo de estiaje. Se haestimado un flujo base de 0,6 m3/s en promedio. Las quebradas tributarias msimportantes, en oferta hdrica son: Yanahuarajo, Seguia y Huancaspaca, concaudales medios multianual de 4,0 m3/s; 3,0 m3/s y 1,0 m3/s, respectivamente.

En relacin a los extremos hidroclimticos, a travs del anlisis de sequa se hadeterminado que:

El ao hidrolgico 1982-83, fue el ms seco de la serie anual de

precipitacin; alcanzando en este perodo un aporte anual acumuladode 382,0 mm. Durante este ao, se present el Meganio 1982-83.


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El ao hidrolgico 1973-74, fue el ms hmedo, con una precipitacinacumulada anual de 1267,5 mm. Durante este ao, se present elevento La Nia 1973-74.

El periodo ms seco, tuvo una duracin de 04 aos, se inicia en 1976

y termina en 1979. La precipitacin promedio anual para este periodofue de 640,0 mm. El periodo ms hmedo, tuvo una duracin de 03 aos y estuvo

comprendido entre los aos 1999 y 2001, siendo la precipitacinpromedio anual para este periodo de 1128,0 mm.

Hayuna mayor frecuencia de aos secos, asociados a Eventos El Nio.

Hay una mayor frecuencia de aos hmedos, asociados a EventosLa Nia.

Durante la dcada 1980-89, se presenta el mayor nmero de aossecos.

Los aos hmedos, se distribuyen con la misma frecuencia en lasdcadas 1970-79, 1990-99 y 2000-08.

En el ro Mollebamba, se ha determinado que los caudales extremosfluctan entre 15,0m3/s y 1,2 m3/s, valores que corresponden a losaos hidrolgicos 1973-74 (La Nia 1973-74) y 1982-83 (Evento ElNio), 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 enlas principales quebradas tributarias y manantes. El aforo realizado en el roMollebamba, aguas arriba de la confluencia con el ro Antabamba, dio uncaudal de 2,0 m3/s, que equivale a todo el escurrimiento superficial natural dela subcuenca. En el puente Mollebamba, en el mismo curso del roMollebamba, se afor un caudal de 1,0 m3/s. En los ros tributariosYanahuarajo, (margen izquierda) y Seguia (margen derecha), se aforcaudales de 0,60 m3/s y 0,50 m3/s, respectivamente. Estas mediciones hanpermitido ajustar el modelo hidrolgico para la generacin de caudales.

Con respecto a los indicadores de la calidad del agua, los resultados de losanlisis indican que el agua de la subcuenca del ro Mollebamba es de calidadmedia; debido a la presencia considerable de sales como Calcio (Ca),Magnesio (Mg), Iones de Sodio (Na), Cloruro (Cl), Cobre (Cu), Hierro (Fe), porotro lado existe una leve presencia de nutrientes tales como Sulfato, Fosfato,Nitratos y Nitritos; esto debido al uso de fertilizantes lixiviados de la actividadagrcola.Los valores de conductividad hidrulica 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 composicin geolgica de los suelos, grado demineralizacin o la fisiologa de plantas y animales de la zona.

Por otro lado se ha detectado la presencia de Cromo Hexavalente Cr+6, en loscursos de agua superficial de la quebrada Paca; que drena sus aguas hacia elro Mollebamba. Este elemento es altamente txico, pero an no se hadeterminado las fuentes de contaminacin.

Para hacer las proyecciones del clima futuro en la subcuenca, se ha utilizado03 modelos climticos globales BCM2 (Bjerkness Centre for ClimateResearch), CSMK3 (Common wealth Scientific and Industrial ResearchOrganisation CSIRO Atmospheric Research) y MIHR (Centerfor ClimateSystem Research de la Universidad de Tokio).

Las proyecciones de los 03 modelos climticos utilizados, en relacin a lavariable temperatura indican un incremento de esta, a nivel anual, entre 1,8Cy 3,3C para los periodos 2011-2040 y 2041-2070 en el escenario A1B(escenario moderado de emisiones de CO2); mientras que para el escenarioB1 (escenario de bajas emisiones de CO2), para este mismo periodo, elincremento de la temperatura media anual sera de 1,8 C y 2,8 C.

En relacin a las proyecciones de la precipitacin, para la dcadas 2021-302031-40 y 2041-50, la condicin ms crtica en el aporte pluviomtrico anual,

segn el modelo CSMK3 para el escenario A1B, sera de una disminucin de laprecipitacin anual en -3%, -5% y -8%, con respecto a la precipitacin histricade Mollebamba; sin embargo, en el comportamiento estacional de lasprecipitaciones durante el periodo lluvioso, alcanzaran deficiencias msintensas entre 10% y 20%, respectivamente en el escenario A1B.

La simulacin de la oferta hdrica futura, para las dcadas 2021-2030, 2031-2040 y 2041-2050, indican una disminucin en la disponibilidad en lasubcuenca del ro Mollebamba; que alcanzara deficiencias en su caudal anual

del orden de -9%, -14% y -21% para las dcadas de analizadas, en elescenario A1B. En todos los casos, se esperara una disminucin de loscaudales durante el perodo de estiaje, lo cual tendra un mayor impacto en elBalance Hdrico Superficial de la subcuenca.

XI. INTRODUCCIN


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El Programa de Adaptacin al Cambio Climtico-PACC es un programaapoyado por la Cooperacin Suiza de Desarrollo COSUDE, y que se estejecutando en coordinacin con el Ministerio del Ambiente, Intercooperation,SENAMHI, instituciones tcnico regionales y la asesora de entidadescientficas Suizas. Actualmente se viene ejecutando diversos estudiostemticos (Agua, Clima, Seguridad Alimentaria, Riesgos, entre otros) comolnea base en las regiones de Cusco y Apurmac. A nivel local, se hanpriorizado los estudios en dos zonas pilotos: En Apurmac, la Subcuenca del roMollebamba, ubicado en el distrito de Juan Espinoza Medrano, de la provinciade Antabamba, y en Cusco, la microcuenca Huacrahuacho, ubicado en losdistritos de Kunturkanki y Checca, de la provincia de Canas.

El SENAMHI a travs de la Direccin General de Hidrologa y RecursosHdricos, en el marco del PACC viene elaborando los estudios de

caracterizacin de la oferta hdrica superficial en las grandes cuencas de losros Pampas, Apurmac y Urubamba, habiendo priorizado y concluido en unaprimera fase los estudios hidrolgicos locales de las zonas pilotos.

El presente documento tcnico denominado: Estudio hidrolgico de lasubcuenca del ro Mollebamba , constituye una primera aproximacin alconocimiento de los aspectos climticos e hidrolgicos de la subcuencaMollebamba, desde una perspectiva de anlisis espacio-temporal de lasvariables hidroclimticas, en el contexto de la variabilidad y el Cambio

Climtico.

El estudio base de la subcuenca del ro Mollebamba, aporta informacinrelevante del clima y la hidrologa de la zona de estudio, para las ltimas 04dcadas (1970-2009); perodo en el cual se ha analizado la evolucin delcomportamiento hidroclimtico en el tiempo y espacio, identificando loscambios y tendencias ms significativos en la precipitacin, temperatura y elescurrimiento superficial a escala estacional e interanual.

Por otro lado, utilizando informacin de modelos climticos globales se hanrealizado proyecciones de la disponibilidad hdrica futura del ro Mollebambahacia el 2030 y 2050. Esta informacin servir de insumo para otros estudiostemticos conexos en el marco del PACC y para la implementacin de lasmedidas de adaptacin.

Los resultados obtenidos son presentados en tablas, grficos y mapastemticos que sintetizan todo el anlisis realizado en la cuenca.

1.1 Hiptesis


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A escala regional de las grandes cuencas del Apurmac y Urubamba, se estobservando cambios significativos en los patrones de comportamiento espacialy temporal de las variables de precipitacin y temperatura, con un impacto enlos recursos hdricos. Por lo tanto la disponibilidad hdrica a escala local, a nivelde la subcuenca del ro Mollebamba; tambin est experimentando cambioscon mayor intensidad en su dinmica temporal y espacial, por efecto de lavariabilidad del clima en las ltimas 4 dcadas, siendo ms crticos los periodosde deficiencia y excesos hdricos. Se espera que a mediados y finales de siglolos impactos en la disponibilidad de agua sean mucho ms crticos por efectodel Cambio Climtico.

1.2 Objetivos

1.2.1 General

Caracterizar la oferta hdrica superficial de la subcuenca del roMollebamba, que sirva de base para la realizacin de estudiosintegrados de oferta/demanda y hacer proyecciones de la disponibilidadhdrica futura bajo escenarios de Cambio Climtico.

1.2.2 Especficos

Delimitar las unidades de anlisis hidrolgico en la subcuenca del roMollebamba.

Caracterizar la morfometra de la subcuenca, en funcin a lasunidades de anlisis hidrolgico delimitadas.

Caracterizar la climatologa regional de la cuenca del Apurmac, paraluego llevarla a escala de la subcuenca del ro Mollebamba.

Realizar el balance hdrico superficial y caracterizar los caudalesmedios mensuales en las unidades hidrolgicas delimitadas.

Caracterizar los caudales asociados a sequas y mximas avenidas.

Hacer proyecciones de la disponibilidad de agua futura en lasubcuenca bajo escenarios de cambio climtico, para las dcadas del2021-2030 y 2041-2050.

Determinar parmetros de calidad del agua en la subcuenca.

XII. ANTECEDENTES


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En la regin Apurmac se han realizado diversos estudios hidrolgicos a nivelde subcuencas, para fines de aprovechamiento hdrico en sector agrcola,hidroenergtico, minero, entre otros. En el comn de estos estudios lainformacin climtica es muy limitada y la hidrolgica es casi nula, por lo que seha tenido que recurrir al uso de diferentes metodologas para la generacin decaudales, segn los objetivos especficos y alcances de los estudios. La tcnicade regionalizacin de las variables hidroclimticas ha estado orientadaprincipalmente a la determinacin de un gradiente en funcin a la altitudutilizando informacin hidtroclimtica de grupos de estaciones representativasdel rea de estudio. Los gradientes as determinados son utilizados paragenerar la informacin hidroclimtica hacia la subcuenca de inters estimandola informacin climtica en la cota que representa la altitud media de lasubcuenca. La informacin hidroclimtica as generada es utilizada como

insumo para la generacin de caudales mediante el modelo hidrolgico LutzSholtz, formulado por la Cooperacin Tcnica Alemana en 1980, muy utilizadoen la sierra sur del Per.

En el 2005, el SENAMHI a travs de la Direccin General de Hidrologa yRecursos Hdricos, realiz un estudio de Modelizacin hidrolgica de la cuencadel ro Pampas para la extensin de caudales mensuales utilizando el modelohidrolgico de lluvia escorrenta SEAMOD, que fue desarrollado por el Dr. JosSalas de la Universidad de Colorado. Las series de caudal disponibles

correspondieron a un periodo corto que va de 1966 a1979.

En el marco de la Segunda Comunicacin Nacional del Per (2008), subproducto Determinacin de la relacin entre el Cambio Climtico, el retrocesode los Glaciares y los Impactos en la disponibilidad de agua en el Per, elSENAMHI a travs de la Direccin General de Hidrologa y Recursos Hdricos DGH, actualiz la informacin de precipitacin evapotranspiracin yescurrimiento multianual generando mapas a nivel de Per para el periodo dereferencia 1970-2007 (Figura 1).

SENAMHI-DGH.2008, realiz el estudio de caracterizacin hidrolgica de lascuencas del Mantaro, Pampas, Apurmac y Urubamba. En este estudio seformula una regionalizacin pluviomtrica utilizando la metodologa del VectorRegional de ndices Pluviomtricos y tcnicas estadsticas multivariadas comoanlisis Clster y Componentes Principales, determinado 8 regionespluviomtricas (Figura 2).As mismo, en este estudio se analiza la informacindel satlite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)a fin de comparar losmdulos pluviomtricos mensuales y patrones espaciales de la informacinsatelital con los mapas generados con datos observados en las cuencas de

estudio. El anlisis realizado muestra buena correspondencia espacial ytemporal entre los datos observados y del satlite (Figura 3). Se utiliza el


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ndice de Precipitacin Estandarizado (SPI) y deciles para caracterizar losperiodos hmedos y secos en las regiones, caracterizando las series deprecipitacin regional.

Figura 1. Mapas de Precipitacin y Evapotranspiracin multianual en mmPeriodo 1970-2007

Fuente: SENAMHI / DGH, 2008

Figura 2. Regionalizacin hidrolgica cuencasMantaro Pampas, Apurmac y Urubamba.

Fuente: SENAMHI /DGH. 2008


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ISOYETAS CON DATOS OBSERVADOS ISOYETAS CON DATOS SATELITE TRMM

(1969 2005) (1998-2007)

Figura 3. Comparacin de Isoyetas observadas y del satlite TRMM en mmFuente: SENAMHI /DGH. 2008

Espinoza, J. 2009, realiza una regionalizacin pluviomtrica de toda la cuencaamaznica, utilizando una amplia informacin del proyecto HYBAM del Instituto

de Investigacin para el desarrollo de Francia (IRD). Mediante el Mtodo delVector Regional de ndices Pluviomtricos hace una crtica exhaustiva de losdatos pluviomtricos y obtiene los grupos homogneos de precipitacin que seilustran en la Figura 4.

Lavado, W. 2009, realiza la modelizacin hidrolgica de las cuencas de los rosTambo y Urubamba; utilizando informacin del satlite TRMM, a paso detiempo mensual. Lavado logra corregir los datos del TRMM a nivel mensualpara la calibracin de un modelo hidrolgico de paso de tiempo mensual, cuyosresultados se aprecian en la Figura 5.

SENAMHI-DGH 2009, utiliza informacin del satlite TRMM para completar yextender las series pluviomtricas mensuales en estaciones del Santa a partirde relaciones de proporcionalidad mensual encontrados entre valoresobservados y del satlite. En este mismo se utiliza modelos de regresinmltiple para analizar la variabilidad espacial de la precipitacin en la cuencadel ro Santa incluyendo la topografa de la cuenca. Los modelos formuladospermiten estimar la precipitacin en estaciones virtuales del Santa, a unaresolucin de 1*1 km, tomando como base los trabajos S. Naoum y K. Tsanis

(2004) y Huade Guan (2005), que utilizan modelos de regresin mltiple en


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entorno GIS para el anlisis de la precipitacin incorporando la altitud y elaspecto.

Figura 4. Estaciones pluviomtricas identificadas por regiones en lacuenca Amaznica.

Fuente: Espinoza, J. 2009.

Figura 5. Serie temporal de valores medios areales observados y

del satlite TRMM en cuencas Tambo y Urubamba.Fuente: Lavado, W. 2009


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Lavado, W. 2009. Realiza un estudio de evapotranspiracin potencial en lacuenca Amaznica comparando diferentes modelos con el mtodo estndar dePenman de la FAO. El estudio concluye que el mtodo de Hargreaves-Samani(2005) reproduce de manera bastante aceptable las estimaciones mensualesde la ETP del mtodo de Penman-Montheith y por ello es que se recomiendacuando este ltimo no es aplicable por falta de datos meteorolgicos.

En sntesis estos estudios de referencia realizados en la zona de estudio yparticularmente en la cuenca amaznica, aportan al conocimiento de lahidroclimatologa regional y proporcionan bases tericas sobre metodologas ymodelos matemticos que han sido probados y validados.


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XIII. METODOLOGA

3.1 Marco Terico

Con la introduccin de tcnicas de geoprocesamiento y anlisis hidrolgico enentorno SIG, se ha mejorado la representacin espacial de las variablesclimticas e hidrolgicas. La tendencia actual en la elaboracin de las cartasclimticas es incorporar un Modelo Numrico del Terreno, que representeadecuadamente la variabilidad espacial de las variables hidroclimticas, lascuales son representadas en celdas o grillas de distinta resolucin espacial,que sirven como dato de entrada para la modelizacin de la respuestahidrolgica de la cuenca. Por otro lado estas grillas climticas permiten hacercomparaciones y/o validar informacin procedente de fuentes de datosclimticos globales existentes como WORLDCLIM, GPCC (Centro de la

Climatologa de la Precipitacin Global), Reanlisis de la NOAA, el satliteTRMM, que estn disponibles en un formato de grid. En el caso del satliteTRMM existen series temporales de precipitacin disponibles desde 1998 hastala fecha, siendo el tamao de la grilla de 0,25*0,25. Estudios realizados porSENAMHI en el 2008 y 2009, han reportado la utilidad de la informacinmensual del TRMM para suplir la carencia de datos pluviomtricos.

Una tcnica muy utilizada para la generacin de caudales en la regin sur hasido el modelo hidrolgico Lutz Sholtz, desarrollado por el experto Lutz Scholz

para cuencas de la sierra peruana, entre los aos 1979-1980, en el marco deCooperacin Tcnica de la Repblica de Alemania a travs del Plan Meris II.Este modelo hidrolgico, es hbrido por que cuenta con una estructuradetermnistica para el clculo de los caudales mensuales para el ao promedio(Balance Hdrico - modelo determinstico); y una estructura estocstica para lageneracin de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - modeloestocstico).

El modelo se desarroll tomando en consideracin parmetros fsicos y meteo-rolgicos de las cuencas, que puedan ser obtenidos a travs de medicionescartogrficas y de campo. Los parmetros ms importantes del modelo son loscoeficientes para la determinacin de la Precipitacin Efectiva, dficit deescurrimiento, retencin y agotamiento de las cuencas. Los procedimientos quese han seguido en la implementacin del modelo son:

Clculo de los parmetros necesarios para la descripcin de losfenmenos de escorrenta promedio.

Establecimiento de un conjunto de modelos parciales de losparmetros para el clculo de caudales en cuencas sin informacin

hidromtrica. En base a lo anterior se realiza el clculo de loscaudales necesarios.


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Calibracin del modelo y generacin de caudales extendidos por unproceso markoviano (Modelo Thomas Fiering) combinado deprecipitacin efectiva del mes con el caudal del mes anterior.

Este modelo fu implementado con fines de pronosticar caudales a escalamensual, teniendo una utilizacin inicial en estudios de proyectos de riego yposteriormente extendindose el uso del mismo a estudios hidrolgicos paradistinto propsito(abastecimiento de agua, hidroelectricidad etc). Los resultadosde la aplicacin del modelo a las cuencas de la sierra peruana, han producidouna correspondencia satisfactoria respecto a los valores medidos, segndocumentos tcnicos de la ex-Intendencia de Recursos Hdricos de INRENA.

3.2 Informacin uti lizada

3.2.1 Informacin cartogrfica

Carta Nacional 1:100000 del Instituto Geogrfico Nacional. Modelo de Elevacin del Terreno de la Nasa SRTM de 90 m de

resolucin y ASTER GDEM de 30m. Mapas temticos digitales de la provincia de Antabamba y de la

cuenca de Mollebamba aportado por el estudio Inventario yPlaneamiento de los Recursos Hdricos MicrocuencaMollebamba, realizado por el PRONAMACHS en el ao 2008.

Mapas temticos digitales aportados por el equipo tcnico PACC-Cusco, ZEE Cusco y Apurmac.

3.2.2 Informacin hidrometeorolgica.

Series mensuales de Precipitacin, Temperatura mxima, mnimay media para el periodo 1970 2008. Se han utilizado 44estaciones meteorolgicas entre pluviomtricas y climatolgicas.Segn el detalle de la Tabla 1.

Series mensuales de precipitacin y temperatura media delaire de modelos climticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 parael periodo 1965-2000.

Series mensuales de precipitacin y temperatura media del airede modelos climticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 desde2021 al 2050.

En la Figura 6, se ilustra la distribucin de estaciones utilizadas en esteestudio. El objetivo de utilizar esta distribucin de estaciones es tener modelosmatemticos regionales que permita caracterizar la hidroclimatologa de lasgrandes cuencas de Pampas, Apurmac y Urubamba.


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Tabla 1. Red de estaciones meteorolgicas utilizada

Estacin Categora Altitud(msnm) Lat(grad) Lon(grad)

ACOMAYO CO 3280 13.92 71.68

ANDAHUAYLAS

CO

2990 13.66 73.37

ANTAANTACHURO 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 PLU 3150 13.6 71.70

CCATCCA CO 3880 13.61 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

GRANJAKAYRA MAP 3225 13.57 71.87

HUACAA PLU 3100 14.17 73.88

HUANCARAY PLU 3000 13.75 73.53

JANACANCHA PLU 4320 15.18 71.77

LAANGOSTURA CO 4150 15.18 71.65

LIVITACA CO 3800 14.32 71.68

LLALLY

CO

4190 14.95 70.89

LOSLIBERTADORES 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

SANTAROSA PLU 3940 14.63 70.79

SANTOTOMAS PLU 3350 14.40 72.09

SICUANI CO 3650 14.25 71.24

TUNELCERO 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

Fuente: Elaboracin propia


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F

Figura 6. Mapa de ubicacin de estaciones meteorolgicas utilizadasFuente: Elaboracin propia

3.3 Desarrol lo metodolgico

3.3.1 Delimitacin de cuencas

Se ha utilizado la extensin Archydro para ArcGis que es unaherramienta de anlisis hidrolgico desarrollado por Centro deInvestigaciones en Recursos de Agua (CRWR) de la Universidad deTexas, de los EE.UU. Su distribucin es gratuita.http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html.

Archydro utiliza un Modelo Numrico del Terreno para delimitacinautomtica de cuencas hidrogrficas y red de drenaje. Adems Estaherramienta posee la capacidad de administrar una base de datosgeogrfica (Geodatabase) que permite integrar los diferentes elementosdel sistema hidrolgico de la cuenca, que lo diferencia de otros modelosque realizan similares tareas como Hec GeoHms o Taudem muyutilizados en el anlisis hidrolgico en entorno SIG.

En la Figura 7,se ilustra el proceso metodolgico para esta delimitacinde cuencas.


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Figura 7. Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitacindecuencas.Fuente: Elaboracin propia

3.3.3 Determinacin de los parmetros morfomtricos de lasubcuencas

Se determinaron los principales parmetros fsicos y de relieve para lacaracterizacin morfomtrica de la subcuenca.

Se ha elaborado una geodatabase asociada a la cartografa de lasubcuencas, lo cual permite desplegar en forma tabular elementos,atributos del sistema hidrolgico.

A) rea

Es la superficie de la subcuenca comprendida dentro de la curva cerradade divortio aquarum, define las caractersticas del escurrimiento ligado ala magnitud y frecuencia de la precipitacin. Dependiendo de laubicacin de la subcuenca, su tamao influye en mayor o menor grado

en el aporte de escorrenta, tanto directa como de flujo de base o flujosostenido.

StreamDefinition FlowAccumulation DirectionFlow

Streamsegmentation CatchmentDelineation Catchment Poligon

Drainageline


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2L

AFf

B) Permetro

Es la longitud de los contornos de la subcuenca y est ligada a lairregularidad de la cuenca.

C) Parmetros de Forma

a) Coeficiente de Gravelius o ndice de Compacidad (Kc)

Parmetro adimensional que relaciona el permetro de lasubcuenca y la circunferencia de un crculo de igual rea que eldel rea de estudio. Cunto ms cercano est el ndice a launidad, la subcuenca ser ms circular y por tanto ms compacta,y en la media que aumenta, la cuenca adquiere una forma ms

oval. Las subcuencas redondeadas, tienen tiempos deconcentracin cortos; con gastos picos muy fuertes y recesionesrpidas, mientras que las alargadas tienen gastos picos msatenuados y recesiones ms prolongadas. Para su clculo se usala siguiente expresin:

Donde:

P : Permetro (km)A : Area (km2)

c) Factor de Forma (Ff)

Es la relacin entre el ancho medio de la cuenca (Microcuenca) yla longitud del curso de agua ms largo de la cuenca misma, eneste sentido, valores inferiores a la unidad indican cuencasalargadas y aquellos cercanos a uno, son redondeados. La formade la cuenca hidrogrfica afecta el hidrograma de escorrenta ylas tasas de flujo mximo, la frmula utilizada en su clculo es lasiguiente:

Donde:

A : rea de la subcuenca (km

2

).L : Longitud del ro ms largo (Km.).

A

PKc *28.0

(II)

(I)


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D) Parmetros relativos al Sistema de Drenaje

e) Grado de Ramif icacin

Determina el orden, la longitud y la frecuencia de los cauces queconforman el sistema hidrogrfico, una forma muy utilizada paraestablecer el orden de las corrientes es teniendo en cuenta sugrado de bifurcacin. De esta manera se puede considerar comocorriente de orden 1 a aquella que no tiene ninguna corrientetributaria; de orden 2 a la que tiene solo tributarios de orden 1; deorden 3 a la corriente con 2 o ms tributarios de orden 2, y assucesivamente.

f) Densidad de Drenaje (Km/Km2)

La densidad de drenaje que la relaciona la longitud total de loscursos de agua, sobre el rea de la subcuenca en km, Su valor seobtiene de la siguiente relacin:

A

LiDd

Donde:

Dd : Densidad de Drenaje.

Li : Suma de la longitud de los ros de 1er

, 2do

y3er Orden (Km.).

A : rea de la subcuenca (Km2).

Se deduce que:

Dd > 0,5 la Precipitacin influye rpidamente en lasdescargas de la subcuenca.

Dd < 0,5 la Precipitacin influye lentamente en lasdescargas de la subcuenca.

g) Extensin media del escurrimiento superficial

Es la distancia media en lnea recta que el agua precipitadatendr que recurrir para llegar al lecho de un curso de agua.

Se obtiene de la siguiente relacin:

Li

A

Es *4

Donde:

(III)

(IV)


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Es : Extensin Media de escurrimiento SuperficialLi : Suma de la longitud de los ros de 1er, 2do y

3erOrden (km.).A : rea de la Subcuenca (km2).

h) Frecuencia de Ros

Es el parmetro que relaciona el total de los cursos de agua conel total de la subcuenca.

Se obtiene de la siguiente relacin:

)(AF Area

Nq

Donde:

F(A) : Frecuencia de quebradasNq : Nmero de quebradas (nmero total de

cursos de agua)A : rea de la Subcuenca (Km.)

E) Parmetro relativo a las variaciones altitudinales

d) Alt itud media de la Subcuenca (msnm)

Representa la altura media de la subcuenca, es el parmetroponderado de las altitudes del rea de estudio, obtenidas en lacarta o mapa topogrfico y es un valor muy importante para losestudios de anlisis hdricos.

e) Curva Hipsomtrica

La curva hipsomtrica determina la distribucin altimtrica de lasreas de la subcuenca, e indica el porcentaje del rea de drenajeque se encuentra por encima o por debajo de cada altitudconsiderada, caracterizando en cierta medida su relieve.

f) Rectngulo Equivalente

Es un rectngulo que tiene la misma superficie de la cuenca de

lado mayor y menor L y l respectivamente con curvas de nivel

(V)


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paralelas al lado menor, respetndose la hipsometra natural de lasubcuenca.

Lado Mayor:

APPL

2

44;

54.2294

17.76

4

17.762

L

Lado Menor:

APP

I

2

44

54.2294

17.76

4

17.762

I

Sabemos que:P : Permetro de la SubcuencaA : rea de la Subcuenca

F) Parmetros relacionados con la decliv idad

c) Pendiente Media del Ro Principal de la subcuenca (%):

Este parmetro indica la declividad de un curso de agua entre dospuntos.

El valor de la pendiente media se obtiene de la relacin:

L

HHI mM

*1000

;

Donde:I : Pendiente

HM : Altura Mxima (msnm)Hm : Altura Mnima (msnm)L : Longitud Principal del Ro (km).

d) Perfil Longitud inal del Curso Principal:

Este parmetro permite observar como varia la pendiente a lolargo de todo el recorrido del curso principal.

(VIII)

(VI)

(VII)


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3.4 Modelamiento cartogrfico del relieve de la cuenca

Sobre la base cartogrfica de curvas de nivel se ha determinado en ArcGis losModelos Numricos del Terreno de las cuencas de estudio, y a partir de loscuales se ha derivado las caractersticas del relieve de las cuencas como elaspecto, sombra y pendiente. Este proceso de mapeo ha sido automatizado enArcgis mediante la utilizacin de la herramienta de programacin grfica ModelBuilder, tal como se aprecia en la Figura 8.

La determinacin de estos parmetros fsicos del relieve, permite entre otrasaplicaciones, modelizar las variables del clima en funcin a parmetros delrelieve mediante modelos de regresin mltiple, que ha sido la metodologautilizada en este estudio.

Figura 8.Modelo grfico para la obtencin de parmetros del relieveen Model Builder.

Fuente:Elaboracin propia

3.5 Anlis is de las variables hidrocl imticas

Se utiliza informacin climtica regional de las grandes cuencas de Pampas,Apurmac y Urubamba, para formular modelos matemticos que representen elclima regional y luego llevarlo a nivel de unidades hidrolgicas menores.

Para obtener los mapas de escurrimiento superficial se ha realizado en primerlugar un anlisis regional de las variables precipitacin, evapotranspiracin

potencial y evapotranspiracin real a paso de tiempo mensual. Todas estasvariables han sido procesadas a nivel semidistribuido mediante la aplicacin de


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modelos de regresin mltiple utilizando la informacin del clima y del relievede las cuencas. Esta forma de analizar las variables del clima permite tener unamejor representacin espacial en funcin a las caractersticas topopogrficasde una regin altamente compleja como Cusco y Apurmac.

Otras fuentes de datos secundarias utilizadas, para comparar patronesespaciales y temporales de las series observadas, han sido la informacinclimtica del Worldclim, que es una base de datos global de alta resolucin (1km), elaborado por la Universidad de california de los EEUU. La Base de datosest disponible libre en http://www.worldclim.org/tiles.php. Las variablesseleccionadas a nivel de las microcuencas de estudio son Pp (mensual) yTemperatura (mx, min). Los datos corresponden a la climatologa del periodode referencia 1950-2000.

Base de datos del satlite TRMM (producto mensual 3B43), que corresponde ala Precipitacin estimada por satlite a una resolucin de 0,25 (27 km). LaBase de datos est disponible libre desde 1998 hasta la fecha en el siguientelink http://trmm.gsfc.nasa.gov/data_dir/data.html

La informacin de las variables del clima ha sido generada en puntos grid de1k*1km de resolucin espacial, mediante modelos matemticos.

El procesamiento estadstico de las variables hidroclimticas se ha sido

procesado en Excel y el mapeo en Arcgis mediante Model Builder.

3.5.1 Anlis is de la Temperatura

A) Modelos de regresin lineal mlt ip le

La informacin mensual de temperatura ha sido analizada mediante laconstruccin de modelos de regresin mltiple que incluyen parmetrosdel relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto. Esta forma derepresentar las variables climticas permite mejorar su representatividadespacial y estimacin en cualquier punto del espacio. Diferentes estudiosdel SENAMHI y otros han probado la alta significancia estadstica que seobtiene con este tipo de anlisis frente a mtodos tradicionales deinterpolacin como Inverso de la Distancia (IDW), Spline, Krigging,Cokrigging, entre otros (Figura 9).

Para formular estos modelos se utiliza como variables de entrada laubicacin geogrfica de las estaciones seleccionadas, la altitud y suaspecto, el cual se deriva del DEM de la cuenca. Para cada mes se

obtienen ecuaciones regionales de temperatura, segn el siguientemodelo de regresin mltiple.


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Figura 10. Modelo grfico para la generacin de mapas de temperaturacon Model Builder


3.5.2 Anlisis de la Evapotranspiracin Potencial

La variable evapotranspiracin ha sido analizada mediante el modelo deHargreaves-Samani (1985), modelo documentado en el trabajo de

Waldo Lavado, (2008) sobre Comparacin de diferentes modelos deEvapotranspiracin con el modelo estndar de la FAO Penman Monteith,en la cuenca amaznica peruana. El referido estudio se concluye que elModelo de Hargreaves es que mejor se aproxima al mtodo de PenmanMonteith.

El modelo de Evapotranspiracin de Hargreaves-Samani es de la forma:

ETP = 0,0023*(Tm+17,8)(Tmx-Tmn)0.5*Ra

La ETP se expresa en (mm/da).

Donde:Tm : Temperatura media (C)Tmx : Temperatura mxima (C)Tmn : Temperatura mnima (C)Ra : Radiacin extraterrestre (mm/da)

De manera anloga al tratamiento de la variable temperatura se haprocesado la Evapotranspiracin en grilla de 0,5 * 0,5 km de resolucin,

(X)


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para lo cual se ha diseado en Excel una hoja de clculo que permiteautomatizar este proceso para la estimacin de esta variable en unnmero ilimitado de puntos en las cuencas de estudio.

3.5.3 Anlis is de la Evapotranspiracin Real (ETR)

Para la estimacin de esta variable ETR, conocida tambin como dficitde escurrimiento, se ha aplicado el mtodo de Turc, el cual utiliza comovariables de entrada la temperatura media anual y la precipitacinacumulada anual, en la estimacin de la evapotranspiracin realacumulada anual.

La ecuacin de Turc para la estimacin del dficit de escurrimientoanual, es de la forma:

Donde:

P : Precipitacin anualL : Coeficiente de TemperaturaT : Temperatura media anual (C)D : dficit de escurrimiento anual (mm)

Esta ecuacin estima la evaporacin real con base en un balance demasas, en funcin de elementos meteorolgicos simples como valorespromedio de largo plazo de temperatura y de precipitacin en unacuenca. Turc en 1954, adopta una familia de curvas, establecida a partirde observaciones hechas en 254 cuencas situadas en todos los climasde la tierra.

Para la desagregacin mensual de este Dficit de escurrimiento anual seutiliza un factor mensual a partir de la ETP estimada por Hargreaves-Samani. Este factor se obtiene por el cociente entre la ETP del mes y laETP anual y se multiplica por el Dficit de escurrimiento anual (D),estimado con mtodo de Turc.

De manera similar al tratamiento de la variable temperatura se genera

informacin de ETR en puntos grid de 0,5 * 0,5 km de resolucin. Esteproceso se ha realizado con la opcin del Algebra de Mapas de ArcGis.

9.0

1

2

1

2

2

L

P

PD

TTL )(05.025300 3

(XI)


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3.5.4 Anlis is de la Precipitacin

La estimacin de esta variable es la que mayor complejidad hapresentado para su estimacin. Se han probado diferentes modelos deregresin mltiple a fin de representar adecuadamente elcomportamiento espacial de esta variable. Se ha utilizado varias formasde modelos de regresin mltiple de la forma:

Un modelo de precipitacin ha sido tomado de los estudios de Naoum,Tsanis (2004), quienes desarrollaron una metodologa paracorrelacionar la precipitacin con la topografa en zonas de montaamediante tcnicas de regresin lineal mltiple. Estos investigadores handemostrado una mejor eficiencia de este mtodo frente a los mtodostradicionales de interpolacin como IDW, Krigging, Cokriggin.

El modelo matemtico formulado por Naoum y K. Tsanis (2004) es de laforma (Figura 11):

PP mes (mm) = 1x + 2y+ 3Cz + 4x2+ 5y

2+6z

2+ 7xy + 8xz + 9yz + 10

Siendo:

1,29 : coeficientes de las variables,10: trmino independientex : lon (km);y : lat (km);z : altitud (msnm) de las estaciones pluviomtricas.

Otro modelo alternativo ha sido elAsoadek(Auto-Searched Orographicand Atmospheric Effects de-trended kriging), desarrollado por Huan, G(2005) para el anlisis espacial de la precipitacin en cuencas detopografa compleja, que incorpora para el anlisis parmetros del

relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto, los cuales conjugadoscon el gradiente de humedad atmosfrica y la direccin de flujo dehumedad, permite la construccin de modelos de regresin mltiple parael mapeamiento de la precipitacin mensual. El modelo propuesto porHuan es de la forma:

Donde:

P : precipitacin mensual

sincos 653210 bbZbYbXbbP

(XII)

(XII)


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Bo : Trmino independienteX : longitud (km)Y : latitud (Km)Z : altitud en msnm: Aspecto de la cuenca

Este modelo se ejecuta en lenguaje de programacin Matlab y necesitainformacin del Modelo Numrico del Terreno a 1km de resolucin.

Figura 11.Flujograma metodolgico para el anlisis deprecipitacin con modelo de Naoum.En verde procesos ejecutados en SIG y ennaranja procesos ejecutados en Excel


3.5.5 Anlis is del escurr imiento

El escurrimiento superficial es determinado por la ecuacin general deBalance Hdrico, mediante la diferencia algebraica entre la Precipitaciny la Evapotranspiracin Real. Las variables o componentes del balancehdrico superficial son determinados en estaciones virtuales o mallascuadradas de 1km2de resolucin espacial. Segn la Gua Metodolgica

para el Balance Hdrico de Amrica del Sur (1982), el esquema delBalance hdrico de Malla Cuadrada se basa en que toda la cuenca o


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regin est constituida por un conjunto de cuencas i. A su vez, toda lacuenca est constituida por un conjunto de elementos en los cuales serealiza individualmente el Balance Hdrico (Figura 12).

Para su aplicacin se subdivide la cuenca i en cuadrados, limitadosgeneralmente por paralelos y meridianos y se efecta en cada uno deellos el balance hdrico, sea en cada cuadrado j se verificar que:

Y a la salida de la cuenca i la escorrenta valdr:

Donde:Pi : Precipitacin sobre la cuenca iRi : Escorrenta de la cuenca iETRi : Evapotranspiracin real de la cuenca iPj : Precipitacin del cuadrado j de la mallaRj : Escorrenta del cuadrado j de la mallaETRj : Evapotranspiracin real del cuadrado j de la mallaAi = Aj = rea de la cuenca iAj = rea del cuadrado j de la malla

Figura 12.Representacin de los Componentesdel balance Hdrico en mallas

Fuente: Gua Metodolgica para el B.H. de Amrica del Sur (1982)

(XIV)

(XV)


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3.5.6 Anlis is de sequas y caudales mximos de avenidas

Para el anlisis de sequas y excesos pluviomtricos se ha utilizado elmtodo de deciles de Gibbs y Maher, muy utilizado por los servicioshidrometeorolgicos del mundo.

Los caudales mximos de avenidas han sido realizados con el programaHec-HMS V.3.4 del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los EEUU.

La informacin climtica generada ha sido mapeada a nivel de cuencapara representar el comportamiento espacial de las variables climticasy del escurrimiento.

Se ha realizado dos campaas de aforo a la subcuenca del ro

Mollebamba en Agosto y Octubre de 2009, a fin de caracterizar loscaudales de estiaje en los ros ms importantes del sistema hdrico.Esta informacin ha sido valiosa porque ha permitido ajustar losresultados de las salidas del modelo Lutz-Sholtz. Por otro lado laevaluacin de campo aporta informacin relevante de oferta hdrica entrminos de calidad y cantidad.

3.5.7 Determinacin de escenarios de disponibil idad hdrica

Se ha utilizado informacin de 03 modelos globales del IPCC, BCM2,CSMK3 y MIHR, los cuales tienen una resolucin espacial de 1,9 * 1,9;1,9 * 1.9 y 1,1C * 1,1C; respectivamente. Los datos disponiblescorresponden a informacin climtica de los modelos para el periodo1965-2000 y proyecciones de precipitacin y temperatura desde el 2011hasta el 2100 a paso de tiempo mensual, para los escenarios A1B y B1.

Se interpola la informacin mensual de las precipitaciones, paradeterminar los valores medios areales de la zona de estudio mediante elmtodo de krigging. En esta etapa solo interesa el valor areal de laprecipitacin para la subcuenca y esta se determina con el programaHydracces que tiene la capacidad de procesar las series temporales.

En un primer momento se procesa los datos climticos de los modelospara el periodo 1965-2000, luego se compara con la informacinhistrica de la precipitacin media areal generada en Mollebamba. Estacomparacin se basa en criterios estadsticos para probar lacorrespondencia entre valores observados y del modelo.

Luego se procesa de manera anloga la informacin generada desde el2011 al 2100. Para fines del presente estudio se ha utilizado las series


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que corresponden a las dcadas del 2021-30, 2031- 40 y 2041- 50,considerando para cada caso los valores medios representativos decada dcada.

Obtenidos los valores areales de la precipitacin y temperatura en cadauna de las dcadas analizadas, se determinan las variacionesporcentuales (anomalas) de los modelos con respecto a la climatologadel periodo de referencia (1970-2000). Habida cuenta que esta anomalaest referida a valores areales, este porcentaje de cambio es aplicado alas series observada y que sirve como dato de entrada al modelohidrolgico de Lutz Sholtz, para la generacin de caudales.


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XIV. DESCRIPCIN DE LA ZONA DE ESTUDIO

4.1 Ubicacin geogrfica y poltica

La zona de estudio se ubica polticamente en los distritos de Juan EspinozaMedrano y Sabaino de la provincia de Antabamba, en la regin de Apurmac.Hidrogrficamente el ro Mollebamba es afluente del ro Antabamba y ste delro Pachachaca, en el sistema hdrico del ro Apurmac, en la vertiente delAtlntico.

El 90% del territorio de la subcuenca Mollebamba pertenece al distrito de JuanEspinoza Medrano, mientras que el 10%, al distrito de Sabaino. La capital deldistrito de Juan Espinoza Medrano es Mollebamba.

Ubicacin geogrfica:

Latitud sur : 14,30 y 14,78Longitud oeste : 73,33 y 72,49Altitud media : 4453,58 msnm

Los lmites de la subcuenca del ro Mollebamba son:

Por el norte: limita con la Microcuenca de Mollocco.

Por el sur: limita con el departamento de Arequipa. Por el este: limita con la Microcuenca

Chuohuaco. Por el oeste: limita el distrito de Cotaruse

(Aymaraes).

4.2 Acceso

El acceso a la zona de estudio es por dos vas:

Ruta 1: Abancay Santa Rosa Huancapampa Antabamba Mollebamba.

Ruta 2: Abancay Santa Rosa Chalhuanca Caraybamba Mollebamba.

El acceso a Mollebamba, es mediante vas de trocha carrozable en medianoestado de conservacin. La Ruta 1, se realiza en un tiempo de 6,5 horas encamioneta, 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 ubicacin de la subcuenca deestudio, as como su red hidrogrfica.


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Figura 13.Mapa de Ubicacin de la subcuenca del ro MollebambaFuente: Elaboracin propia

4.3 Aspectos fsicos ambientales


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4.3.1 Topografa

La topografa se caracteriza por presentar relieve agreste conpendientes inclinadas y zonas con afloramientos rocosos. Lo nivelesaltitudinales de la subcuenca del ro Mollebamba, est comprendidoentre 2950 hasta los 5200 msnm. La pendiente media de la cuenca esten el orden de 39%.

4.3.2 Clima y Zonas de Vida

Segn el mapa de Clasificacin climtica del SENAMHI, elaborado conla metodologa de Thornthwaite, la zona de estudio tiene un climadominante (BDH3) lluvioso, semifrgido, con otoo e invierno seco, con

humedad atmosfrica clasificada como Hmeda, lugar donde selocalizan las principales comunidades de la subcuenca como Vitoc,Silco, Calcauzo, Mollebamba y Santa Rosa. As mismo cuenta con unapequea parte de la subcuenca que se clasifica como semiseca, fra conotoo e invierno seco (CCH2) (Figura 14).

La subcuenca del ro Mollebamba posee un clima con estacionesclimatolgicas bien marcadas: de Agosto a Noviembre, clima templadocon lluvias ligeras (poca de siembra), Diciembre a Marzo, con lluvias

fuertes, de Abril a Agosto, clima seco y fri (poca de cosecha). Elpresente estudio ha permitido establecer que la distribucin altitudinal dela temperatura media anual va desde 14,5 C, en la subcuenca bajahasta los 6 en la subcuenca alta sobre los 4000 msnm. La precipitacinmedia anual alcanza los 850,0 mm

El estudio de la ZEE del Gobierno Regional de Apurmac ha identificadoen la subcuenca Mollebamba 9 Zonas de Vida de acuerdo a laClasificacin de Holdridge (Figura 14b).

a) Bosque Espinoso Subtropicalb) Bosque hmedo Montano Bajo Subtropicalc) Bosque hmedo Montano Subtropicald) Estepa Espinosa Montano Subtropicale) Nival Subtropicalf) Pramo hmedo Subalpino Subtropicalg) Pramo muy hmedo Subalpino Subtropicalh) Pramo Pluvial Subalpino Subtropicali) Tundra Pluvial Alpino Subtropical


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Figura 14a.Tipos climticos Figura 14b.Zonas de VidaFuente: SENAMHI Fuente: ZEE-Apurmac

4.3.3 Recursos hdricos

La zona de estudio forma parte del sistema hdrico del ro Apurmac, enla vertiente del Atlntico. Los principales afluentes de la subcuenca del

ro Mollebamba son: Los ros Chaupimayo, Yanahuaraco, Seguia,Sichahua, Trapiche, Palca, Llulluhuani y la Paca. (Figura 15 diagramafluvial de la subcuenca Mollebamba).

En Juan Espinoza Medrano, distrito de Antabamba, se puede observar lapresencia de 2 microcuencas, Yanahuarajo y Seguia, las mismas queposteriormente forman el ro Mollebamba, en su recorrido aguas abajoste se une al ro Antabamba y luego al Pachachaca para luegofinalmente desembocar en el ro Apurmac.

Como potencial hdrico se puede mencionar la presencia de lagunas deimportancia como las descritas en el Tabla 2y quebradas que drenan alos ros Yanahuarajo y Seguia, los mismos que se describen en eldiagrama fluvial del ro Mollebamba.

La cobertura vegetal esta dado por la existencia de bofedales que sonreas hidromrficas con humedad permanente todo el ao encondiciones de sobresaturacin que controlan un flujo base importante,los cuales se localizan en altitudes superiores de la subcuenca, en reas

circundantes a las lagunas, riachuelos y filtraciones de los glaciares y/opuquiales. Estn distribuidos entre los 3800 y los 4500 msnm.

BD'H3

CC'H2

a) b)


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Figura 15.Diagrama Fluvial del ro MollebambaFuente: Elaboracin propia

Tabla 2.Lagunas ms importantes de Mollebamba


La vegetacin se caracteriza por permanecer verde y tierna todo el aodebido a la alta humedad existente en el suelo. Las especiespredominantes durante el perodo hmedo son: Hypochaeris sessiliflora,Aciachne pulvinata, la junccea conocida como Champa Distichiamuscoides, Alchemillapinnata, Distichlis spicata, Oreobolus goeppingeriy Oxychloe andina la cual forma densos cojines o turberas de Distincha

con una cobertura superior al 90%. En menor proporcin se presentanlas especies: Calamagrostis vicunarun, Geranium, Plantago major.

Laguna Latitud LongitudAltitud

(msnm)Espejo de agua

(m2)

Yamoka 717,502.20 8400,797.77 4600 13414.1

Pilluni 715,618.00 8379,076.00 4777 39396.7

Uchuymarca 734,130.34 8377,934.65 4775 4368.1

Pamuracocha 735,608.76 8379,969.65 4800 12402.3Jaspacocha 735,521.38 8385,474.19 4800 31270


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Los bofedales constituye el rea de pastoreo permanente y obligado deganado ovino y camlidos sudamericanos (alpacas llamas y vicuas)pues constituye la nica fuente de pastos verdes de buena calidaddurante todo el ao. La zona de Cuatro esquinas y Santa Rosa sonreas representativas y de mayor importancia ganadera.

Las lagunas existentes en la subcuenca son pequeas, la suma total delos espejos de agua de las 16 lagunas inventariada en los estudios de laZEE-Apurmac, es aproximadamente de 0,26 km2, y se recargan con laslluvias estacionales del ao que en promedio es de 850,0 mm/ao. En ladivisoria de cuenca del ro Seguia se ha identificado pequeosglaciares que en conjunto suman una superficie de 4,15 km2, segn lainformacin temtica hidrolgica producida por los estudios de ZEE de laRegin Apurmac (Figura 16).

Figura 16.Lagunas y nevados de la subcuenca MollebambaFuente: ZEE Apurmac

Estos glaciares estn cumpliendo una importante funcin reguladora delos caudales de estiaje del ro Seguia, tal como ha sido percibido en las


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dos campaas de aforo realizados por el equipo del SENAMHI entre losmeses de Agosto y Octubre del 2009. En los aforos realizados loscaudales del ro Seguia son similares al ro Yanhaurajo, el cual tieneuna mayor escorrenta anual, el aporte glaciar en las nacientes del roSeguia estara inyectando mayor volumen de agua durante el estiaje.

4.3.4 Geologa

El rea de la subcuenca del ro Mollebamba se ubica dentro de la megaunidad geomorfolgica de la cordillera Occidental determinada porINGEMMET. Dicha unidad se encuentra constituida por un ncleopaleozoico cubierto por rocas del mesozoico y cenozoico, las cuales seencuentran deformadas por intensos plegamientos, fallas inversas ysobre escurrimientos.

En el rea afloran unidades litoestatrigrficas sedimentarias y volcnicasque tienen edades desde el Jursico Superior hasta los depsitosCuaternarios recientes.

4.4 Aspectos socio econmicos

Existen 5 comunidades en el mbito de la subcuenca del ro Mollebamba: Vito,Calcauso, Mollebamba, Silco y Santa Rosa. Estas comunidades se encuentran

ubicadas en el Distrito de Juan Espinoza Medrano, haciendo un total de 2286habitantes, de los cuales el 50,48% son varones y el 49,52% son mujeres.

La actividad econmica principal en la subcuenca del ro Mollebamba, son laagricultura y la ganadera bsicamente de autoconsumo. Los principalesproductos agrcolas son el maz amilceo, papa, trigo, haba grano, hortalizas.La produccin forestal se destina bsicamente para la produccin de maderapara lea, siendo las especies ms utilizadas el eucalipto y molle. La actividadganadera est constituida por la crianza de vacunos, ovinos, porcinos,auqunidos y animales menores: cuyes, patos gallinas, pavos. La tenencia delas tierras est constituida por pequeas parcelas fragmentadas y distribuidasen los diferentes pisos altitudinales de la cuenca, constituyndose en unidadesproductivas bsicas.

En el pueblo de Mollebamba, existe un flujo comercial: tiendas, servicios dehotelera y telefona. La oferta laboral se da por la actividad minera en elProyecto Trapichede la empresa Buenaventuraque est en fase de exploracin.


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XV. RESULTADOS

5.1 Delimitacin de las unidades de anlis is hidrolg ico

El ro Mollebamba se forma por la confluencia de los ros Yanahuarajo ySeguia. El rea de drenaje de estas dos microcuencas en conjunto representael 68% del rea de drenaje total de la subcuenca del ro Mollebamba. Aguasabajo de esta confluencia existen quebradas tributarias menores que enconjunto aportan un caudal equivalente a la escorrenta producida en lamicrocuenca del ro Seguia. Para fines del presente estudio hidrolgico, sehan delimitado 03 unidades de anlisis hidrolgico: La microcuenca del roYanahuarajo por la margen izquierda, la microcuenca del ro Seguia por lamargen derecha y la microcuenca que se ha denominado Mollebamba Bajo, enel curso inferior del ro Mollebamba, a partir de la confluencia de los ros

Yanahuarajo y Seguia, hasta su desembocadura en el ro Antabamba (Figura17).

Figura 17. Unidades de anlisis hidrolgico delimitados,con HEC-GeoHms sobre la base de ModeloNumrico del Terreno construido con cartas del

Instituto Geogrfico Nacional -IGN.Fuente: Elaboracin propia

Mollebamba

Bajo

Seguia

Yanahuarajo


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A partir de esta delimitacin hidrogrfica se ha realizado el anlisismorfomtrico e hidroclimtico para finalmente llegar a la caracterizacin de laoferta de agua en el punto de cierre de estas unidades hidrolgicas.

5.2 Descripcin de los parmetros morfomtr icos de la subcuenca

5.2.1 Morfometra de la Subuenca Mollebamba

El sistema hidrogrfico del ro Mollebamba est formado por dos rosprincipales: el ro Yanahuarajo por la margen izquierda y el ro Seguiapor la margen derecha. La confluencia de estos dos ros a la altura delpueblo de Chanava forma el ro Mollebamba, en la cota 3474 msnm.

Utilizando la cartografa del IGN se ha determinado que la longitud total

del ro Mollebamba hasta su desembocadura en el ro Antabamba, es de61,92 km, siendo su rea de drenaje de 698,43 km2. Los nivelesaltitudinales de la subcuenca fluctan entre 2950 msnm y 5200 msnm;tal como se observa en la Tabla 3.

Tabla 3.Principales parmetros morfomtricos - subcuenca Mollebamba

Parm etro unidad valor

Area Km2 698.43

Permetro Km 178.81

Altitud mxima msnm 5200

Altitud mnima msnm 2950

Altitud media msnm 4453

Coeficiente de compacidad Adi 1.89

Coeficiente de forma Adi 0.21

Coeficiente de masividad Adi 6.38

Longitud del cauce principal Km 61.92

Pendiente media de la cuenca % 39

Pendiente del ro :

- Promedio m/m 0.027

- Mx m/m 0.106

- Mn m/m 0.0002

Densidad de drenaje 1/km 0.72

Parmetros morfomtricos Mollebamba


La altitud media de la subcuenca es de 4453,69 msnm y la altitud de sucentroide es de 4053 msnm. El centroide o centro de masa de la cuenca

es un punto terico donde se concentra la precipitacin media de lasubcuenca.


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Del anlisis hipsomtrico realizado y presentado en la Tabla 4 y Figura18, se aprecia que el 77% de la superficie de la subcuenca se encuentracomprendida entre los 4189 msnm y 5200 msnm, que correspondera ala parte alta. El 20% de la superficie de la subcuenca se distribuye entre3436 msnm y 4188 msnm que correspondera a la parte media. El 3% dela superficie del rea de estudio se distribuye entre los 2950 y 3435msnm que correspondera a la parte baja.

Tabla 4.Distribucin porcentual del rea de la cuenca segn rangosde altitud


Figura 18.Curva hipsomtrica subcuenca MollebambaFuente: Elaboracin propia

Cabe sealar que no existe un mtodo universal para delimitar unacuenca en alta, media y baja; sin embargo para este estudio se haadoptado un criterio que tiene en cuenta la clasificacin de las 8

regiones naturales del Per de Pulgar Vidal, delimitando las zonas quese propone en la Tabla 5y Figura 19.

Rangos de altitud (msnm)Al t. Promedio

% rea%

acumulado(msnm)

2950 - 3184 3058,5 0,62 0,6

3185 - 3435 3310,0 1,96 2,6

3436 - 3686 3561,0 3,96 6,53687 - 3937 3812,0 6,53 13,1

3938 - 4188 4063,0 9,94 23,0

4189 - 4439 4314,0 13,22 36,2

4440 - 4690 4565,0 29,31 65,5

4691 - 4941 4816,0 31,24 96,8

4942 - 5200 5067,5 3,22 100


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Tabla 5.Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba


Figura 19.Zonas altitudinales en la subcuenca Mollebamba.En amarillo la curva 3500,0 msnm lmite superiorde la Zona Baja, en azul la curva 4000,0 msnmlmite inferior de la Zona Alta.

Fuente: Elaboracin propia en Google Earth

Segn este criterio propuesto, el 3,6 % de la superficie de la subcuencacorresponde a la parte baja, el 11,8% a la parte media y el 84,7%corresponde a la parte alta, que comprendera a las regiones naturalesde Puna y Janca.

La pendiente media de la cuenca es de 39%, lo que revela condicionesde un relieve muy accidentado, que favorece el escurrimiento superficial.En la zona altoandina, se tienen de pendiente suave que favorecen laretencin e infiltracin de las precipitaciones estacionales, propiciando el

desarrollo de pastos naturales (Bodedales).

Zonas Rangoaltitudinal(msnm) rea(km2)

Baja 2950,00 3500,00 24,9

Media 3500,00 4000,00 82,2

Alta

4000,00 5200,00

591,3


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La pendiente promedio del cauce principal del ro Mollebamba se hadeterminado por tramos, cada tramo guarda correspondencia condelimitacin de Zona Alta, Media y Baja propuesto. En la Figura 20,seilustra el perfil longitudinal del ro y los tramos delimitados.

Figura 20. Perfil longitudinal del ro Mollebamba.Fuente: Elaboracin propia

El curso superior del ro, tiene una pendiente promedio de 2,8 %, lo queconfiere una gran capacidad de transporte. En su curso medio del ro lapendiente se incrementa a 4,8%, adquiriendo una gran torrencialidad. Ensu curso bajo el ro sigue siendo muy torrencial, alcanzando unapendiente promedio de 2,8%. Por estas caractersticas aunadas a lascaractersticas de su drenaje (densidad > 0,5) hacen que respuesta delro durante la poca de precipitaciones intensas sea rpida.

En la Figura 21, se grfica 03 cortes transversales realizados en lacuenca, a fin de visualizar la topografa dominante p

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