4. HYBAM: un observatorio para medir el impacto del Cambio ...
Division HYBAM Balance hídrico microregional de … · microregional de Bolivia Modelación y...
Transcript of Division HYBAM Balance hídrico microregional de … · microregional de Bolivia Modelación y...
Balance hídrico Balance hídrico
microregional de Boliviamicroregional de Bolivia
Modelación y avancesModelación y avances
Division HYBAM
Jorge Molina, Philippe Vauchel, Jorge Molina, Philippe Vauchel, Daniel Daniel
Espinoza, Isabel Aguilar, Franklin SalcedoEspinoza, Isabel Aguilar, Franklin Salcedo
Reunión HYBAM Lima, Octubre 2005
Metas: oferta de aguaMetas: oferta de agua en en BoliviaBolivia
��Series mensuales de Series mensuales de precipitación, precipitación, temperatura, ETP y temperatura, ETP y escorrentía, periodo escorrentía, periodo 19701970--20002000��Base de datos Base de datos geográficos: mapas geográficos: mapas topográficos, temáticos, topográficos, temáticos,
C u e n c a s B HB e n iB e r m e j oD e s a g - P o o p óG r a n d eI c h i l o - M a m o r éI t e n e zM a d e r aM a d r e d e D i o s - OP a r a g u a yP i l c o m a y oS a l a r e s
N
EW
S
topográficos, temáticos, topográficos, temáticos, de cuencas y estaciones, de cuencas y estaciones, escala 1:250,000 escala 1:250,000 ��Modelo precipitaciónModelo precipitación--escurrimiento calibrado escurrimiento calibrado y validado, que permita y validado, que permita la extensión de las series la extensión de las series de caudal de caudal
S a l a r e sT i t i c a c a
Balance hídrico de la cuenca Balance hídrico de la cuenca
del río Pilcomayodel río Pilcomayo
Foto: W. Kenning
SANTA CRUZ
ORURO CHUQUISACAPOTOSI
CUENCA ALTA DEL RIO PILCOMAYO
-67 -66 -65 -64 -63 -62
-20 -20
-19 -19Brazil
Argentina
Peru
Bolivia
Chile Paraguay
N
EW
S
POTOSI
TARIJA
RIO PILCOMAYO
ARGENTINA
PA
RA
GU
AY
-67 -66 -65 -64 -63 -62
-23 -23
-22 -22
-21 -21
100 0 100 200 300 Kilometers
Esquema metodológico del BH
Esquema metodológico del BH
Modelo "CHAC Simula"
Recopilación de información y creación base datos Hydraccess
(meteorología e hidrología)
Evapotranspiración ETP
Precipitación P Escorrentía Q (Hydraccess)
T V HR Rad
Cálculo ETP (Penman)
Homogenización y regionalización
Vector Regional Hydracces
sssess Ampliación de Series
Esquema metodológico del BH
Esquema metodológico del BH
Simula"
Relleno de series
mensuales
SPSS
Trazado de Isoyetas
Precipitación subcuencas (Hydraccess)
Resultados P: Series, mapas
Temperatura: mapas, perf.
ETP: Series, mapas
Evaluación Escorrentía
Balance por subcuencas
Datos hidrométricos: tratamientoDatos hidrométricos: tratamiento
Hydraccess y otros (i.e. WSXPRO)Hydraccess y otros (i.e. WSXPRO)
Curvas de descargaCurvas de descargaSe toma en cuenta el Se toma en cuenta el comportamiento comportamiento hidráulicohidráulico
Estación: ViñaQuemada = VINA QUEMADA (Río Pilcoma yo)Curvas de calibracion iniciales y resultados de Man ning Strickler
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
Cau
dal (
m3/
s)
Aforos del: 09/09/1981
Aforos del: 01/12/1982
Curva inicial del: 09/09/1981
Curva inicial del: 01/12/1982
Curva Manning n=0.04 del: 81
Curva Manning n=0.04 del: 82
Series multitemporales:Series multitemporales:TalulaTalula
hidráulicohidráulico
0
200
400
600
800
1000
1200
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Cota en escala (cm)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
31/05/1975 12/05/1977 24/04/1979 05/04/1981 18/03/1983 27/02/1985 09/02/1987 21/01/1989 03/01/1991 15/12/1992 27/11/1994
•• Completar y ampliar las series mensuales de Completar y ampliar las series mensuales de caudal caudal
•• Mejor comprensión del funcionamiento Mejor comprensión del funcionamiento hidrológico de la cuencahidrológico de la cuenca
Objetivos de modelaciónObjetivos de modelación
hidrológico de la cuencahidrológico de la cuenca
Modelo de Témez (1977)Modelo de Témez (1977)Modelo agregado, de paso mensualModelo agregado, de paso mensualImplementado en el CHACImplementado en el CHAC--Simula (2004)Simula (2004)
HmaxHmax
C
Imax αααααααα
Parámetros de calibraciónParámetros de calibración
1)1) HmaxHmax = capacidad de almacenamiento de agua en la = capacidad de almacenamiento de agua en la zona no saturada (suelo), en mmzona no saturada (suelo), en mm
Define el agua disponible para la evapotranspiración Define el agua disponible para la evapotranspiración
2)2) CC = parámetro de excedencia (adimensional)= parámetro de excedencia (adimensional)
Define el umbral de escorrentía Po (P<Po no escorrentia)Define el umbral de escorrentía Po (P<Po no escorrentia)
3)3) ImaxImax = Capacidad de infiltración [mm/mes]= Capacidad de infiltración [mm/mes]3)3) ImaxImax = Capacidad de infiltración [mm/mes]= Capacidad de infiltración [mm/mes]
Define la parte del excedente que se convierte en recarga Define la parte del excedente que se convierte en recarga subterráneasubterránea
4)4) αααααααα = parámetro del acuífero en (1/días), equivalente a la = parámetro del acuífero en (1/días), equivalente a la inversa de la constante de recesión k (inversa de la constante de recesión k (αα=1/k)=1/k)
Rango: 0.005Rango: 0.005--0.5 (DHI)0.5 (DHI)
Define el caudal drenado por el acuífero (caudal base)Define el caudal drenado por el acuífero (caudal base)
HmaxHmax e e ImaxImax pueden obtenerse de cartografíapueden obtenerse de cartografía Textura
CAS en mm/m
Contenido de piedra
Códig Descripción 0%
0-5%
5-15%
15-40%
40-80%
> 80%
Y
Arcilla
140
130
120
90
50
10
F
Franco
170
160
140
110
40
20
L
Limo
150
130
120
100
55
10
A
Arena
90
80
70
60
30
10
AF
Arena francosa
110
100
90
70
40
10
YA
Arcilla arenosa
110
100
90
70
40
10
FYA
Franco arcillo arenoso
150
140
130
100
55
10
FA
Franco arenoso
150
130
120
100
55
10
YL
Arcilla limosa
160
140
130
110
55
10
FYL
Franco Arcillo limoso
170
150
140
110
65
20
FL
Franco limoso
190
170
150
130
70
20
FY
Franco arcilloso
150
130
120
100
55
10
Mapa suelos/geología
HmaxHmax
Ejemplo:
FY Franco arcilloso 150 130 120 100 55 10
Tipo de uso de la tierra
Profundidad máxima de raíces Agricultura anual
100 cm
Agricultura perenne
150 cm
Pastos sembrados
100 cm
Pasturas naturales
100 cm
Bosques
150 cm
Mapa de uso y cobertura actual
••El modelo es agregado: valores únicos de los parámetros para cada El modelo es agregado: valores únicos de los parámetros para cada subcuenca, solamente dos tipos de almacenamiento. subcuenca, solamente dos tipos de almacenamiento.
••El caudal de una cuenca es la suma aritmética de los caudales obtenidos en El caudal de una cuenca es la suma aritmética de los caudales obtenidos en las subcuencas que la componelas subcuencas que la compone
••El modelo no contempla tránsito de flujo (flow routing) ni extraccionesEl modelo no contempla tránsito de flujo (flow routing) ni extracciones
SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos
Limitaciones:Limitaciones:
SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos limitaciones.limitaciones.
Resultados parciales: BHPilcomayoResultados parciales: BHPilcomayo
Precipitación Precipitación Isoyetas Isoyetas 19701970--20002000
500
600
1500
1000
800
500
400
800
600
500
400
1
500
600
700
400
500
600
600
800
600
400
300
200
700
800
1200
1400
1600
13001100
900
800700
600
700
900
500
800
400
300
0 100000 200000 300000 400000 500000
780
000
0 78000
00
790
000
0 79000
00
800
000
0 80000
00
N
EW
S
Límite de Cuenca
Isoyetas 1970-2000
Referencias
900
100
10001100
1200
1000
900
70050
0
300
10 0
0
500
500
600
1300
500
100
0
80 0
1000
500
400
300
300
500
600
900
60 0
1000
2007
00
300
300
700
400
100
800
700
600
110
0
1200
200
300
400
1100
800
600
800900
600
700
400600
1100
90 0
1000
00
500
0 100000 200000 300000 400000 500000
750
000
0 75000
00
760
000
0 76000
00
770
000
0 77000
00
100 0 100 200 Kilometers
Perfiles térmicosPerfiles térmicos
Temperaturas: Temperaturas: MDE y perfil térmicoMDE y perfil térmico
MDEMDE
PERFIL TERMICO ANUAL, 1970-2000
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
Tem
pera
tura
med
ia (C
)
y = -0.0069x + 35.3370R2 = 0.943
y = -0.0037x + 24.6393R2 = 0.952
Jatun Mayu
MDEMDE 4
250 750 1250 1750 2250 2750 3250 3750 4250Altitud (m)
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
Tarapaya
Potosi Sena
Tarapaya
Thola Palca
Tinquipaya
Yocalla
Pilcomayo
Alto
3 0 0 3 0 K i l o m e t e r s
N
EW
S
0 0 0 0 1 6 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0
78
40
00
07
88
00
00
Altitud (msnm)1600 - 23002300 - 28002800 - 33003300 - 38003800 - 43004300 - 47004700 - 5500No Data
Altitud (msnm)
Modelo digital deModelo digital de
elevacioneselevaciones
Temperatura media anualTemperatura media anualSubcuenca PilcomayoSubcuenca Pilcomayo--Puente SucrePuente Sucre
Isolineas de Evapotranspiración potencial: Cuenca PilcomayoIsolineas de Evapotranspiración potencial: Cuenca Pilcomayo
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S#S
#S
#S
#S
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#S#S
#S
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#S
#S
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#S
#S
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#S
#S
#S
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#S
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#S
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#S
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#S
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#S
#S
#S
#S
#S#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
1300
16000
1500
1600
14001500
13 0
0
13001200
1300
1200
1100
150013
00
1200
100
1500Yura
Icla
PojpoOcuri
Ayoma
Uyuni
Ajtara
Calcha
Chaqui
Colavi
Pucara
Pajcha
Tomave
Presto
Camargo
Chinoli
LandaraTarvita
Vitichi
Yocalla
Pocoata
Padilla
Boyuibe
ChoretiAzurduy
Killpani
Pirhuani
El Rodeo
Charagua
Sopachuy
Masicuri
Lago Toro
San Lucas
Tica Tica
Muyuquiri
Turuchipa
Ampa Ampa
El Villar
GutierrezSalinas deTinquipaya
Cumandayti
La Galeria
Taperillas
Monteagudo
Cruce Venti
Puna (Villa
Rosario del
Thola Palca
Escala (EscEl Salvador
Villa Serra
Cucho Ingen
R¡o MulatosPuente Pach
Urriolagoit
Camiri (AAS
ItaguazurenSan Anto ST
ColquechacaRedencion P
N
EW
S
#S
#S#S
#S
#S
#S
#S
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#S
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#S
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#S
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#S
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#S
#S
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#S
#S #S#S#S#S
#S#S#S
#S
#S
#S#S
#S
#S
#S#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
#S
1400
1200
1100
1500
1000
900
16001700
1600
1300
1300
1300
1300
1
1400
110
130
0
1500
Mojo
Tojo
Itau
YaviCa¤as
ota
Atocha
Oploca
Talina
Timboy
Tupiza
Caigua
Bagual
Tuscal
Chagua
Berety
ulaca
Rejera
Condor
Camargo
Chilcar
Culpina
Ramadas
Ibibobo
Crevaux
Carossi
Tiguipa
Padcaya
Charaja
Salinas
Carapari
La Torre
¥acamiri
Arenales
ha K
Capirenda
Cotagaita
Esmeralda
Sachapera
Machareti
Soniquera
El Palmar
La Quiaca
Rinconada
Carandaity
San Anto L
Abra Pampa
Leon Cancha
Palos Blanc
Rosario del
San Ant E PYacuiba AAS
Escala (Esc Arpaja Alta
El Molino (
El Salvador
Los MistoleEl Veinticu
Palermo (Pa
aguna Colo
Quetena Chi
Kalcha de L
San Pablo d
Cieneguilla
Santa Catal
n Agustin
0 2 0 0 K i l o m e t e r s
Presentación del problemaPresentación del problema
Area Precip. ETR Escorr OBSERVkm2 (mm) (mm) (mm)
Rio Coroico en Santa Rita de Bs.Aires 4557 2606 1041 1549 FC=1.671560 Thiessen
CUENCA
ObjetivosObjetivos
�� Evaluar el componente evapotranspiración Evaluar el componente evapotranspiración del balance hídrico en cuencas montañosas del balance hídrico en cuencas montañosas húmedas, con zonas sometidas a niebla húmedas, con zonas sometidas a niebla orográficaorográfica
�� Analizar el rol de la orografía regional y Analizar el rol de la orografía regional y topografía local sobre la circulación de las topografía local sobre la circulación de las masas de aire y vapor precipitable y por masas de aire y vapor precipitable y por tanto, sobre la magnitud de la precipitacióntanto, sobre la magnitud de la precipitación
Subcuencas seleccionadasSubcuencas seleccionadas
Tuichi Hondo
Beni
Quiquibey
Quendeque
MapiriKaka
Alto Beni
Coroico
BoopiTamampaya
N
500000 550000 600000 650000 700000 750000 800000
Boopi
Santa Elena
Tamampaya
La Paz
Cotacajes
100 200 Kilometers500000 550000 600000 650000 700000 750000 800000
Coroico: 5353 km2
Tamampaya 2127 km2
Circulación regional y localCirculación regional y local
Vector viento 850 mb en SAVector viento 850 mb en SA
EneroEnero
Dirección del vector de flujo de vapor Dirección del vector de flujo de vapor precipitable en Zongo. Fuente: R. Gallaire precipitable en Zongo. Fuente: R. Gallaire
(2002)(2002)
Vector Regional: YungasVector Regional: YungasIndices anuales del Vector y de las Estaciones
1.7
1.9
2.1
2.3
2.5
Indi
ces
P_4031602-MPm_(mm)
Plataforma Zongo
P_4111705-MPm_(mm)
P_4111709-MPm_(mm)
P_4111711-MPm_(mm)
Milluni
P_4111715-MPm_(mm)
P_4111716-MPm_(mm)
P_4111718-MPm_(mm)
P_4111725-MPm_(mm)
Tiquimani
P_4111730-MPm_(mm)
P_4111740-MPm_(mm)
0.5
0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Año
Indi
ces P_4111740-MPm_(mm)
P_4113404-MPm_(mm)
P_4114001-MPm_(mm)
P_4114002-MPm_(mm)
P_4114003-MPm_(mm)
P_4114004-MPm_(mm)
P_4131402-MPm_(mm)
P_4131601-MPm_(mm)
P_4131713-MPm_(mm)
P_4161705-MPm_(mm)
P_4161706-MPm_(mm)
P_4200004-MPm_(mm)
P_4200006-MPm_(mm)
P_4200013-MPm_(mm)
P_4200015-MPm_(mm)
Vector
Lím. Inf.
Lím. Sup.
#
#
#
#
#
#
#
#
Río HuarinillaRío Tiquimani
Río Chucura
uavi
Area Indust
Chuspipata
Nogalani
Huarinilla
Sanja Pampa
Chucura
Challapampa
Choro
Rio Z
ongo
N
EW
S
82
00
00
08
20
80
00
82
16
00
0
Precipitación ladera sur HuarinillaPrecipitación ladera sur Huarinilla
Pmax a 3000-3800 m (Alpert)
Rio Unduavi Chuspipata
1 0 0 1 0 K i l o m e t e r s6 0 0 0 0 0 6 0 8 0 0 0 6 1 6 0 0 0 6 2 4 0 0 0 6 3 2 0 0 0
81
92
00
0
Altitud (msnm)1000 - 20002000 - 30003000 - 40004000 - 50005000 - 5600
C. Huarinilla
1298
616
462
1500
2000
2500
3000
3500
250 500 750 1000 1250 1500ETP (mm/año)
Alti
tud
(m)
ETP ladera norte ETP ladera norte Huarinilla, Bach et al Huarinilla, Bach et al (2003)(2003)