Análisis de Vulnerabilidad hídrica frente a escenarios de cambio climático en las cuencas de los...

Eco-Efficient Agriculture for the Poor

Análisis de Vulnerabilidad hídrica frente a escenarios de cambio climático en las cuencas de los ríos Tuluá, Guabas, Fraile y Desbaratado en el

Departamento del Valle del Cauca

SIG APLICADO AL MODELAMIENTO DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS


Servicios Ambientales Hidrológicos

Regulación Hídrica – Mantenimiento de Cauces en Época Seca

Control de SedimentosControl de Crecidas


Modelación hidrológica: una opción para anticipar impactos

• Permite determinar línea base sobre el balance hídrico

• Ayuda a establecer el nivel de impacto de cambios potenciales en el uso/manejo de la tierra

• Aproximarse a impactos de cambios climáticos sobre el balance hídrico


SWAT (Soil and Water Assessment Tool) es una herramienta que permite modelar el impacto del manejo del suelo en la generación de sedimentos y la regulación del agua, en cuencas hidrográficas.

Posee una interface bajo ArcGIS 9.2 – 9.3, la cual hace mas sencillo su manejo.

Modelo Hidrológico - SWAT

Río Grande II - EPM


BALANCE HÍDRICO SWAT


Enfoque MetodológicoAnálisis de Cuenca

Uso de la Tierra

Estaciones climáticas

Suelos

Relieve

Unidades de Respuesta Hidrológica

Zonas que hay que proteger porque abastecen servicios hidrológicas

Zonas que hay que recuperar para que se mejoren los servicios hidrológicos

Con cuanto contribuye cada zona al volumen total del caudal aguas abajo?


Requerimiento de Información

DEM Uso / Suelo Tipos de Suelo Red Hídrica Precipitación diaria

Temperatura Max y Min

Diaria Radiación Solar

Velocidad V.

Punto de Rocío

Caudales

Sedimentos

Hidroclimática Textura Grupo Hidrológico Profundidad Densidad Aparente Agua Aprovechable Cond. Hidráulica Saturada % de Carbono % de Arena % de Limo % de Arcilla % de Roca

Cartografía

Recopilación Info. Básica


Modelo Hidrológico - InVEST

• Este modelo calcula la producción anual de agua utilizando básicamente datos de clima, geomorfología y usos del suelo, describiendo la magnitud de los flujos de agua a través de cuencas independientes.


Modelo Hidrológico - InVESTProducción de

Agua

Secuestro de Carbono

Polinización de CultivosManejo Forestal

Purificación de Agua (para Nutrientes)

BiodiversidadRetención de Sedimentos

InVEST


BALANCE HÍDRICO InVEST

El ciclo hidrológico es simplificado, incluyendo sólo los parámetros que se muestran en color e ignorando los de color gris.


MetodologíaINVESTINVEST

ENTRADASENTRADAS

Tabla de Coeficientes

Tabla de Coeficientes

Simulación INVESTSimulación INVEST

Producción de AguaProducción de Agua Sedimentos LiberadosSedimentos Liberados

Análisis de Impactos en caudales y sedimentos

Escenarios Cambio UsoEscenarios

Cambio UsoSelección Áreas

PriorizadasSelección Áreas

Priorizadas Caudales y SedimentosCaudales y Sedimentos

Generación GRIDS

Generación GRIDS

MEDMED Uso / SueloUso / Suelo Tipos de SueloTipos de Suelo

SubcuencaSubcuenca HRUsHRUs

Red HídricaRed Hídrica

Simulación SWATSimulación SWAT

Escenario ActualCaudal y Sedimentos

Escenario ActualCaudal y Sedimentos

SWATSWAT

Calibración y Validación

Caracterización por Uso / suelo /

pendiente


Resultados - Producción de Agua InVEST SWAT


Producción de Agua Simulada vs Registros Aforados

Tuluá Guabas Fraile Desbaratado

Current SWAT

799.919234 974.855724999999

545.463209999999

242.0649

Current INVEST

900.9254761 964.6550903 645.038024899998

453.8503418

100300500700900

1100

PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA - CUENCASPr

oduc

ción

de

Agua

(mm

/año

)

Estadísticos

Tuluá Guabas Fraile Desbaratado

Caudal Simulado

(m3/s)

Caudal Aforado (m3/s)

Caudal Simulado

(m3/s)


Caudal Simulado

(m3/s)


Caudal Simulado

(m3/s)


Media 18.65 14.41 2.07 3.92 4.69 6.00 2.18 2.08

Desviación Estándar 7.28 3.77 1.03 1.83 2.26 3.02 1.02 0.92

Correlación 0.69 0.86 0.92 0.75


200 250 300 350 400 450 500 550 6000

100200300400

f(x) = 0.733158193257969 x − 101.967348105712R² = 0.832318849703964

Correlación Desbaratado (mm/año)

InVEST

SWAT

0

500

1000f(x) = 0.890386336597509 x − 126.038989895855R² = 0.837014954505253

Correlación Fraile (mm/año)

InVEST

SWAT

200 400 600 800 1000 1200 14000

50010001500

f(x) = 1.22885779415115 x − 262.636484500018R² = 0.985823245329769

Correlación Guabas (mm/año)

InVEST

SWAT

200 400 600 800 1000 1200 1400 16000

50010001500

f(x) = 0.927283863745153 x − 124.314501187394R² = 0.940098024138351

Correlación Tuluá (mm/año)

InVEST

SWAT

200 400 600 800 1000 1200 1400 16000

50010001500

f(x) = 0.980837775526625 x − 165.505987101184R² = 0.932488258900246

Correlación Total (mm/año)

InVEST

SWAT


Comportamiento del Clima Actual Vs. Clima Futuro al 2020 y 2050


0200400600800

1000120014001600 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA TULUÁ

Modelo

Pro

ducc

ión

de A

gua

(mm

/año

)

1990-2004

0200400600800

100012001400 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA GUABAS

Modelo

Prod

ucci

ón d

e A

gua

(mm

/año

)

1990-2004

2040-2069

2040-2069


0200400600800

1000120014001600 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA FRAILE

Modelo

Prod

ucci

ón d

e A

gua

(mm

/año

)

1990-2004

2040-2069

0200400600800

1000120014001600 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA DESBARATADO

Modelo

Prod

ucci

ón d

e A

gua

(mm

/año

)

1990-2004

2040-2069


Análisis Comparativo de los GCM’s en las Cuencas

bccr_bcm

2_0

cccma_cg

cm2

miroc3

_2_hires

cccma_cg

cm3_1_t63

cnrm

_cm3

csiro_mk2

csiro_mk3

_0

gfdl_cm2_0

cccma_cg

cm3_1

giss_aom

hccpr_hadcm

3

ipsl_cm

4

gfdl_cm2_1

miroc3

_2_medres

miub_echo_g

mpi_echam5

mri_cg

cm2_3_2a

iap_fgoals1_0_g

ncar_pcm

1

nies99

400

600

800

1000

1200

1400

1600

COMPORTAMIENTO DE LOS GCMs EN LAS CUENCAS

Tuluá

Guabas

Fraile

Desbaratado

GCM

Prod

ucció

n de

Agu

a (m

m/a

ño)


Análisis de Cambio – Promedio Modelos GCM’s

CUENCA ÁREA (Km2) MÍN. MÁX. PROMEDIO GANANCIA PÉRDIDA

Tuluá 766.767 -783.078 1145.290 246.973 595.11 Km2 (77.61 %) 171.65 Km2 (22.39 %)

Guabas 191.450 -667.615 677.692 16.774 85.81 Km2 (44.82 %) 105.64 Km2 (55.18 %)

Fraile 361.578 -140.122 1249.100 416.843 322.41 Km2 (89.17 %) 39.16 Km2 (10.83 %)

Desbaratado 192.368 152.811 1460.100 649.627 192.37 Km2 (100 %) 0 Km2 (0 %)

CAMBIO EN PRODUCCIÓN DE AGUA


Análisis de Cambio – Promedio Modelos GCM’s

Variable Cuenca Producción de Agua Agricultura Biodiversidad

Tuluá Ganancia Ganancia Pérdida Guabas Ganancia Ganancia Pérdida Fraile Ganancia Pérdida Pérdida Desbaratado Ganancia Pérdida Pérdida


ConclusionesLa modelación climática muestra tanto un incremento en la humedad como en la temperatura.

En términos hidrológicos, la tendencia para las cuatro cuencas es de aumento en la producción de agua.

La cuantificación de incertidumbre por medio del uso de múltiples GCMs demuestra que hay concordancia entre casi todos , en la dirección de cambio en caudal (hacia lo positivo), pero la tasa de aumento varía entre las diferentes proyecciones climáticas

El análisis de los diferentes modelos (SWAT e INVEST) permite cuantificar la incertidumbre desde el punto de vista de la hidrología en los resultados para caudales actuales.

No fue posible incluir SWAT en el análisis de caudal futuro dado su requerimiento de datos diarios de clima.


Gracias por su atenció[email protected]

[email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Análisis de Vulnerabilidad hídrica frente a escenarios de cambio climático en las cuencas de los...

Documents

Transcript of Análisis de Vulnerabilidad hídrica frente a escenarios de cambio climático en las cuencas de los...