Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco

Disponibilidad hídrica actual y futura
en Santa Teresa, Cusco
Disponibilidad hídrica actual y futura en
Santa Teresa, Cusco
Proyecto PRAA
03
Autores : Dr. Juan Julio Ordoñez Gálvez, Ing. Oscar Felipe Obando, Ing. Fernando Arboleda Orozco
Ing. Jorge Luis Carranza Valle, Ing. Héctor Alberto Vera Arévalo, Ing. Ricardo Villasis Cuestas
Ing. Cesar Moreno Guzmán, Bach. Miriam Rocio Casaverde Riveros – SENAMHI
Consultores : Dr. Wilson Suarez Alayza, Ing. Karina Morales Avalos, Bach. Tannia Sanchez
Revisión : Dr. Juan Julio Ordoñez Gálvez, Bach. Miriam Rocio Casaverde Riveros
Año : 2011
Edición : SENAMHI
Ministerio del Ambiente – MINAM
Av. Javier Prado Oeste 1440, San Isidro, Lima.
Teléfono (51-1) 611600
http://www.minam.gob.pe
Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú SENAMHI
Jr. Cahuide 785 Jesús María
Teléfonos: (51 – 1) 6141414 (central) y 6141408 (CPN)
http://www.senamhi.gob.pe
Diseño : Fernando Zuzunaga Núñez
Primera edición : Mayo 2013
El contenido de este documento puede ser reproducido mencionando la fuente del SENAMHI.
La presente publicación forma parte del Proyecto “Adaptación al Impacto del Retroceso Acelerado de
Glaciares en los Andes Tropicales – PRAA”, implementado en Bolivia, Colombia, Ecuador y Perú con
financiamiento del Fondo para el Medio Ambiente Mundial (GEF) y fondos PHRD del gobierno japonés,
a través del Banco Mundial, administrado por la Secretaría General de la Comunidad Andina y liderado
en el Perú por el Ministerio del Ambiente (MINAM).
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Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Índice
Capítulo 1.
07
BASES CONCEPTUALES DEL ESTUDIO
07
1.1 Antecedentes
07
1.2 Justificación
10
1.3 Objetivos
10
Capítulo 2.
13
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO
13
2.1 A Nivel Nacional
13
2.2 A nivel Regional
18
2.3 Subcuenca de los ríos Santa Teresa, Sacsara y Aobamba
21
Capítulo 3.
35
ESQUEMATIZACIÓN DEL SISTEMA HÍDRO - GLACIAR 35
3.1 Aspecto conceptual del sistema hídrico – glaciar
35
3.2 Sistema hidroglaciar de las subcuencas de los ríos Santa Teresa,Sacsara y Aobamba
38
3.3 Selección de la información
41
3.4 Campañas de Aforo
45
3.5 Selección del punto de monitoreo hidroglaciar
48
3.6 Métodos y técnicas de estudios en glaciares
70
3.7 Equipamiento 71
3.8 Conclusiones 74
Capítulo 4.
75
DISPONIBILIDAD HÍDRICA SUPERFICIAL
75
4.1 Metodología
75
4.2 Resultados
83
4.3 Conclusiones y Recomendaciones
128
Capítulo 5
131
ESCENARIOS DE DISPONIBILIDAD HÍDRICA SUPERFICIAL 131
5.1 Cambio Climático
132
5.2 Teoría de cambio climático
132
5.3 Los modelos climáticos (AOCGM) y previsiones del clima a futuro 132
5.4 Concepto de escenarios
134
5.5 Incertidumbres de escenarios
134
5.6 Escenarios climáticos para la subcuenca de Santa Teresa
134
5.7 Resultados
134
5.8 Conclusiones
139
5.9 Discusión general
140
Referencias143
Proyecto PRAA
05
06
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Capítulo 1.
BASES CONCEPTUALES DEL ESTUDIO
1.1 Antecedentes
La región andina, conocida por su diversidad
biológica, cultural, climática y bosques
tropicales, guardan una de las reservas de
agua más importantes a nivel global; vienen
enfrentando hoy en día una amenaza ante el
cambio climático global.
Los países andinos producen el diez por
ciento del agua del planeta, que proviene
principalmente de ecosistemas alto-andinos y
glaciares, los cuales drenan en su mayoría hacia
la extensa Amazonía. Con toda seguridad, la
alte-ración en el régimen hidrológico de los ríos
tendrá un efecto dramático en la región, tanto
para el acceso a fuentes de agua, hidroenergía
y agricultura, como para la conservación de
los ecosistemas naturales y en particular la
Amazonía, considerada como el pulmón del
mundo.
Así mismo, los países andinos son altamente
dependientes de la energía hidroeléctrica (más
del 50% del suministro de electricidad en
Ecuador, 70% en Bolivia y 68% en el Perú).
Algunas de las plantas de energía hidroeléctrica
dependen parcialmente del flujo de agua
proveniente de los glaciares, parti-cularmente
durante las temporadas más secas. Mientras
que los glaciares se están derritiendo, los flujos
de agua son más altos, aumentando con ello el
riesgo de inundaciones (Desco, 2009).
La crisis del agua, que forma parte de la crisis
socio-ecológica mundial, es el resultado del
cambio global. El cambio climático, componente
de este cambio global, se manifiesta a través
de las alteraciones en el comportamiento de las
variables que gobiernan el ciclo hidrológico,
dando lugar a una reducción significativa
de las aportaciones hídricas en las cuencas
hidrográficas.
El cambio climático desafía la hipótesis
tradicional de que la experiencia hidrológica del
pasado es un antecedente adecuado para las
condiciones futuras.” (IPCC, 2007).
El tema del cambio climático hay que analizarlo
con una visión más amplia, con un enfoque
ecosistémico, y en ese sentido discutir la
forma en que la sociedad, los usuarios, los
formuladores de políticas y los investigadores
pueden formar alianzas para adoptar ese
enfoque.
Los riesgos ante el cambio climático fusionan
las amenazas o peligros propios del clima
(como lluvias y sequías) con la vulnerabilidad
(características socioeconómicas, pérdida de
suelos, manejo inadecuado del agua, destrucción
del coral). La modificación en alguna de estas
condiciones afectará el riesgo de una población
en una región particular. La vulnerabilidad de
un país está relacionada no solo con la posición
geográfica y las variaciones de su clima, sino
que también estará condicionada por la falta de
políticas públicas eficientes que se enfoquen en
mejorar las condiciones de la vida de la gente.
Según Kaser et al. (2002) y Yamina et
al. (2006), el proceso (de cambio climático)
está acompañado por una tendencia general
de disminución de la precipitación en los Andes
centrales y en el sur del Perú, y notablemente
en la Cuenca del Río Mantaro, que es la
fuente principal para el agua en Lima. En la
Figura 1.1, se muestran las tendencias en la
precipitación anual en América del Sur (19602000). Las cruces simbolizan el incremento de
la precipitación, mientras que los círculos, la
disminución de la misma (Bates et al., 2008).
Según la Figura 1.1, ha ocurrido una reducción
de la precipitación en los Andes Centrales y del
Sur del Perú y un aumento de la misma en los
Andes ubicados en Ecuador.
Proyecto PRAA
07
Figura 1-1 Tendencias en la precipitación anual en América del Sur. Fuente: Bates et al., 2008
Vuille et al., 2003, realizaron un análisis linear de
tendencias de datos observados combinados con
diagnósticos de modelos de circulación global
para encontrar posibles mecanismos relacionados
con el retroceso de los glaciares observado en los
Andes tropicales entre 1950 y 1998. Las evidencias
de datos observados indican que cambios en la
cantidad de precipitación y cobertura de nubes a
lo largo de las últimas décadas son menores en
la mayoría de las regiones y por ende improbable
que haya causado el retroceso observado. La
única excepción es el sur de Perú y oeste de
Bolivia donde existe una tendencia general hacia
condiciones levemente más secas.
En la Figura 1.2, se muestran las tendencias de la
precipitación (mm/año) entre 1950 y 1994, según
los datos de 42 estaciones en los andes tropicales
(45 años). Los triángulos que apuntan hacia arriba
(abajo) simbolizan el incremento (decremento) de
08
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
la precipitación, y aquellos rellenos simbolizan la
tendencia significativa a un nivel de confianza de
95%. En suma, existe poca coherencia espacial
entre las tendencias de los datos de las estaciones
y no existe un patrón claro de incremento o
decremento de la lluvia. A una escala regional,
existe una tendencia débil con respecto al
incremento de la precipitación en el norte del Perú.
Al sur de Perú y a lo largo del límite entre Perú y
Bolivia varias estaciones indican un decremento de
la precipitación con respecto a la precipitación total
anual y durante la época lluviosa (DJF o verano
austral) (Figura 1.2b). Durante la época seca
(JJA, invierno austral) varias estaciones indican
un incremento de la precipitación, en particular
en las estaciones de zonas bajas del este de los
andes y la región del altiplano del norte de Bolivia
y sur de Perú (Figura 1.2c). Aún en el caso de
coherencia regional de la señal, las tendencias en
las estaciones individuales son insignificantes.
Figura 1-2 Tendencias de la precipitación (mm/año) entre 1950 y 1994. Fuente: Vuille et al., 2003
La cantidad de precipitación ha cambiado poco
durante los 45 últimos años, a pesar de que existen
varios reportes que indican el incremento de la
precipitación a escala regional en los andes del
este, como en Ecuador durante la época lluviosa
(Vuille et al., 2000a), nor-oeste de Argentina
(Villalba et al., 1998) o tierras bajas de Bolivia
(Ronchail, 1995).
El medio ambiente andino es probablemente
el medio ambiente humano más diverso
ecoclimáticamente del mundo y se caracteriza
por una alta incertidumbre temporal. El ciclo del
ENSO, con los eventos periódicos de El Niño y La
Niña, amplifica la variabilidad a mayores niveles
de escala (Earls, 2006a): el inicio de la estación de
lluvias puede variar por casi dos meses de un año
a otro (Vuille et al., 2003).
No obstante, la magnitud de la variabilidad
climática guarda una asociación estrecha con
la altitud y puede expresarse en términos de la
altitud y la incertidumbre en el manejo agrícola tanto para la precipitación adecuada como para la
presencia de heladas (Earls, 2006a).
El gradiente ecoclimático vertical Winterhalder
(Winterhalder, 1994, citado por Earls, 2006a)
demostró que
el índice Colwell para la
predictabilidad ecoclimática, p, correlaciona
inversamente con altitud. El índice en condiciones
completamente aleatorias p = 0 y p = 1 para el
determinismo total. En las dos laderas andinas
la predictabilidad de la llegada de precipitación
adecuada para el sembrío disminuye con la
altitud (arriba de los 4 000 msnm, p ≤ 0.4). La
heterogeneidad espacial y la alta incertidumbre
temporal han condicionado la evolución de una
organización socio tecnológica efectiva en el
manejo del riesgo ecoclimático en la agricultura.
La organización social andina se caracteriza
por distintos patrones que institucionalizan la
coordinación cooperativa interfamiliar y colectiva
frente al impacto de fluctuaciones climáticas
(Earls, 1996).
El proceso climático genera desequilibrio e
inestabilidad en el medio ambiente que se expresa
en el incremento de la variabilidad climática. La
variabilidad se expresa en el incremento sustancial
de los eventos extremos de poca predicción.
Eventos extremos son eventos o episodios en
que el clima se desvía sustancialmente del
comportamiento promedio a largo plazo y de las
fluctuaciones típicas de localidades particulares
asociadas con tiempos específicos del año.
En general, los eventos extremos son fenómenos
que sólo ocurren ocasionalmente con un clima
estable y sobre largos intervalos de tiempo En
condiciones de estrés geoclimático que resulta
del cambio climático su frecuencia aumenta. En
el Perú se presentan en muchas formas como
inundaciones, sequías, huaycos, derrumbes de
represas, escarchas atemporales, friajes, recortes
de electricidad y de agua, plagas de insectos, etc.
(Earls, 2008).
El impacto de la variabilidad y de la incertidumbre
en la agricultura altoandina es significativo ya que
dificulta el manejo efectivo del riesgo. Además, el
decremento de la precipitación y la disponibilidad
del agua en el centro-sur van generando conflictos
entre los agricultores, y entre ellos y otros sectores
como la minería (Young y Lipton, 2006).
Según La Torre (2009), la retracción de los
glaciares de los Andes, que produce daños a otros
ecosiste¬mas asociados, tiene ya varios años, y
su causa principal son los niveles más altos de
Proyecto PRAA
09
calentamiento observables en mayores altitudes.
Un análisis de las tendencias de las temperaturas
(Ruiz-Carrascal et al., 2008) indica un posible
aumento del orden de 0,6 °C por década, afectando
al sector más húmedo del norte de los Andes. Muchos
de los glaciares más pequeños (con áreas menores
a un kilómetro cuadrado) han disminuido en área
de superficie; por ejemplo, el glaciar Chacaltaya de
Bolivia ha perdido la mayor parte (el 82%) de su
superficie desde 1982 (Francou et al., 2005).
Los ecosistemas en zonas de alta montaña,
incluyendo ecosistemas únicos como los asociados a
áreas pantanosas en altitudes elevadas (“páramos”),
son uno de los entornos más sensibles al cambio
climático. Estos ecosistemas brindan numerosos y
valiosos bienes y servicios ambientales. En los últimos
años ya se han observado reducciones drásticas en
la flora y fauna montañosa.
1.2 Justificación
A lo largo del siglo XX hemos ido cobrando cada
día mayor conciencia de la fragilidad del medio en
que vivimos. Hemos sido testigos de los efectos
de los cambios climáticos antropógenos, y de la
creciente variabilidad climática. El mayor desafío
que deberá enfrentar la humanidad en el siglo XXI
para un desarrollo sostenible, será probablemente
la necesidad de proporcionar un nivel de vida
adecuado (suficientes alimentos, agua, servicios
médicos y energía) para la población actual y futura,
que alcanzará cifras muy elevadas. Al mismo tiempo,
será necesario también mostrar mayor respeto que
en el pasado por el medio en que vivimos.
En el 2001, Perú presentó la Primera Comunicación
Nacional conteniendo un inventario de GEI y las
primeras aproximaciones a la vulnerabilidad del Perú
respecto a los recursos hídricos de alta montaña
e impactos del Fenómeno El Niño. En el 2002 se
aprobó la Estrategia Nacional de Cambio Climático,
la cual establece 11 líneas de acción para orientar
las actividades desarrolladas respecto al cambio
climático.
Bajo esta óptica, el SENAMHI (2003), desarrollo
el Balance Hídrico Superficial en la cuenca del río
Santa, donde concluye que la cuenca presenta un
déficit de 149,2 mm, en la disponibilidad del recurso
hídrico superficial. Una de las primeras hipótesis que
surge de este estudio es que los glaciares estarían
aportando a la cuenca 601,1 mm a nivel anual, con
lo cual se llegaría al equilibrio hídrico.
Así también, el SENAMHI (2005), realiza un estudio
de la disponibilidad hídrica a nivel nacional donde
se obtiene que la zona con mayor disponibilidad de
10
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
agua, se encuentra en la vertiente del Atlántico, y
con la menor población; sin embargo, en la vertiente
del Pacífico se concentra el 2% del recurso agua y el
68% de población.
Es particularmente importante, a nivel económico y
científico, vigilar el comportamiento de los glaciares
andinos tropicales, con el fin de prever su evolución
a mediano plazo. Al menos se espera prever su
reducción o desaparición para emprender a tiempo
las soluciones a los impactos ambientales que se
generen.
Este estudio hace posible en el tiempo obtener un
mejor conocimiento sobre el efecto que tienen las
condiciones climáticas actuales sobre los glaciares de
alta montaña, en aras de entender cómo se afectan y
evolucionan, además de conocer la cuantificación del
aporte hídrico a los caudales de los ríos que nacen
en los nevados de la zona; dará además una medida
de la pérdida de masa de hielo de los glaciares y su
relación con los cambios climáticos en los últimos 30
años. En base a ellos es que estamos concentrados
en saber la variabilidad que está experimentando la
disponibilidad del recurso hídrico.
Nuestra justificación de este subproyecto, es que
nuestras reservas de agua dulce proveniente de los
glaciares y de los ríos que nacen en la parte alta
de nuestras cordilleras, abastecen a gran parte de
la población del Perú, específicamente en la región
Costa (La Libertad, Ancash, Lima, Arequipa) y con
el constante crecimiento urbanístico y la diaria
transformación de los glaciares debido al cambio
climático, nos vemos ante una amenaza inminente.
1.3 Objetivos
1.3.1 General
Determinar la relación funcional del Cambio
Climático, en el retroceso de los glaciares tropicales
y su impacto en la disponibilidad del recurso hídrico
en el Perú, para la subcuenca del rio Santa Teresa.
1.3.2 Específicos
•
Caracterizar los parámetros hidrogeomorfológicos
de la subcuenca hidroglaciar del río Santa Teresa.
• Caracterizar la oferta hídrica superficial presente
de la subcuenca hidroglaciar del río Santa Teresa.
• Generar los escenarios de disponibilidad hídrica
al 2030, en la subcuenca hidroglaciar del río
Santa Teresa.
1.4 Revisión Bibliográfica
Los Andes centrales concentran la mayor
cantidad de población indígena de Latinoamérica,
precisamente en los países que conforman la
Comunidad Andina de Naciones (CAN), que según
estudios constituye una de las zonas más riesgosas
del mundo. Esta región se ve afectado por intensas
lluvias, y por secuelas de aluviones e inundaciones
asociados a cambios en la variabilidad climática y a
eventos extremos como el fenómeno El Niño (CAN,
2007).
Los Andes ha constituido el hábitat natural de
pueblos indígenas, como el quechua, kichwa, aymará,
mapuche y muchos otros, que -hoy- representan
la diversidad cultural que caracteriza esta región.
Durante siglos, estos pueblos han logrado desarrollar
una forma de vida especial adaptado a las montañas
o tierras altas que los diferencian del resto, pero hoy
se ven afectados por intensas heladas, granizadas y
sequías, a consecuencia del cambio climático. A su
vez, los efectos están alterando el modo de vida de los
pueblos indígenas que dependen de su territorio y los
recursos naturales para su subsistencia. Los territorios
de pueblos indígenas son a su vez zonas de pobreza,
lo que incrementan la situación de vulnerabilidad a los
efectos del cambio climático.
Los glaciares de la zona andina desempeñan un
papel clave en el sistema hidrológico, tanto como
amortiguadores de los efectos de los fenómenos
naturales ocasionados, como por constituir reservorios
y fuente de agua dulce. El deshielo ocasionado por
el cambio climático está ocasionando impactos, los
mismos que se agravarán, afectando a poblaciones
en particular, aquellas que viven en condiciones de
pobreza, en altas montañas. En las regiones donde
además una disminución de las precipitaciones por
aumento de la temperatura, el problema generará
situaciones extremas, con sequías y eventos lluviosos
intensos, inundaciones y deslaves.
Los glaciares tropicales presentan niveles poco
extensos de glaciación (2 500 km2), albergando los
Andes Centrales el 99% de los mismos y estando
el 70% de su superficie en el Perú. A pesar de su
modesta dimensión, su estudio despierta especial
interés por varias razones (CAN, 2007):
•
•
•
Son importantes indicadores del cambio climático,
en especial aquellos situados por encima de los
4 000 msnm, en donde existen pocos sistemas
instrumentales de mediciones.
Juegan un importante rol en el manejo del
recurso hídrico, abasteciendo de agua a regiones
de lluvias escasas como el desierto del Perú.
Actúan como reguladores del régimen hidrológico
en casi todas las regiones andinas, especialmente
en las sometidas a largas estaciones secas, pues
la fusión del glaciar en ausencia de lluvias permite
contar con un caudal mínimo de agua en los ríos.
•
Pueden ser directa o indirectamente, causa de
catástrofes.
Todos los glaciares observados en los Andes Centrales
han acelerado su retroceso en los últimos 25 años,
siendo la pérdida en masa 25% mayor para los
glaciares pequeños. Aquellos glaciares que no cuentan
con grandes áreas por encima de los 5 000 msnm
se encuentran en peligro de extinción en un futuro
cercano.
Por otro lado, es importante recalcar que los cambios
en el clima en los Andes tienen particularidades
regionales, marcadas por su relación con los eventos
ENSO (El Niño Southern Oscillation). Algunas de las
conclusiones a las que se puede arribar son:
•
•
•
•
La presencia del ENSO y su impacto sobre las
precipitaciones hace difícil su modelación.
Los eventos ENSO cálidos y fríos (los más
intensos conocidos como el Niño y La Niña) son
asociados a un aumento de entre 0,5 y 3 ºC en la
temperatura atmosférica en los Andes.
La contribución de los eventos ENSO tibios a la
recesión de los glaciares tropicales en los Andes
ha sido determinante. Algunos eventos fríos
pueden por su parte, restaurar parte de la masa
de hielo pérdida, pero esto es posible solamente
para glaciares con grandes áreas por encima
de los 5 400 msnm. Los glaciares “pequeños” y
ubicados a menos de 5 400 msnm no recuperan
masa, solo reducen su déficit.
La variabilidad interanual de los escurrimientos
provenientes de los glaciares depende
fuertemente de la ocurrencia de eventos ENSO,
los cuales aceleran el retroceso de los glaciares
a través de un aumento de las temperaturas (en
Bolivia, Perú y Ecuador) y de una disminución de
las precipitaciones (en Bolivia y Perú).
La interrelación de estos procesos, asociados con
la explosión demográfica, la calidad del agua y el
deterioro de los ecosistemas naturales, hacen que
nuestro país está en la lista de lo más vulnerables en
temas de agua. Por ello, urge la necesidad de conocer
y comprender los procesos por los cuales el Ciclo
hidrológico viene cambiando su comportamiento.
Paradójicamente, mientras los impactos ambientales
crecen sobre las montañas y los conocimientos
tradicionales están cada vez más amenazados, más
personas que viven en tierras bajas dependen de
ella. El ecosistema de montaña, cuyas características
y potencialidades fueron aprovechadas por los
indígenas andinos, constituye una fuente natural de
agua dulce, biodiversidad y recreación. Los diferentes
pisos naturales, a su vez, permiten una producción
diversificada que asegura la subsistencia de éstos
Proyecto PRAA
11
pueblos. Por ejemplo, el 45% de las especies de papa
(más de 5 200) y el 30% de oca (más de 400) fueron
colectadas sobre los 3 500 msnm.
Sin embargo, las montañas están expuestas a diversas
presiones de la población que la habitan y por aquellas
actividades, como la agricultura, ganadería, minería y
carreteras. En este sentido, los impactos del desarrollo
de actividades humanas y del cambio climático podrían
llevar a la modificación de los sistemas ecológicos
de montaña y a la desaparición de la biodiversidad
andina, que pueden ser acentuados por actividades
de las industrias extractivas. Este podría ser el caso
de Ecuador y Perú en cuyos territorios se viene
desarrollando un “boom minero”.
Algunos de los impactos sociales y económicos del
deshielo se manifestarán en el conjunto de actividades
económicas, la producción de energía hidroeléctrica,
los ecosistemas naturales y el aprovisionamiento de
agua para consumo, cuyo costo se incrementará,
afectando a los grupos económicamente más débiles.
También se experimentará un desplazamiento de las
tierras agrícolas, y de las población esa las ciudades
(InWent, 2008).
Todo esto de alguna manera tiene un grado de
influencia en los procesos geodinámicos externos en
la Región de Cuzco, los cuales se traducen en una
serie de eventos extremos, entre los cuales tenemos:
Sismos, inundaciones, desbordes, derrumbes,
huaycos, sequías, heladas, friajes, granizadas, etc.
(PREDES, 2006).
Del área total de la región, el 27,48 % presenta
algún tipo de intervención antrópica, la cual es una
combinación de actividades agrícolas, pecuarias,
forestales y mineras. En muchas zonas el proceso
de intervención ha superado la capacidad de los
suelos y ha dejado zonas degradadas en proceso de
desertificación. A ello hay que añadir la instalación
de centros poblados e infraestructuras en lugares
expuestos a peligros, contribuyendo también acelerar
procesos geodinámicos naturales.
El mayor conflicto es la utilización de áreas de
protección para realizar actividades agrícolas; para el
pastoreo extensivo e incluso para la extracción forestal.
Como consecuencia, estas zonas se encuentran en un
grave proceso de deterioro. Se encuentran bajo este
proceso el 18% de la superficie regional.
Los impactos de los fenómenos potencialmente
peligrosos en la región Cusco presentan una tendencia
creciente debido al aumento de las condiciones
de vulnerabilidad, tales como la expansión de
los asentamientos urbanos y rurales en zonas no
adecuadas y el deterioro de las cuencas hidrográficas.
Se resalta el alto grado de intervención antrópica que
ha incrementado la vulnerabilidad en las cuencas de
la Región Cusco, aumentando los procesos de erosión
y la desaparición de la masa vegetal, generando
condiciones propicias para que se produzcan eventos
de remociones de masas en sus diferentes formas e
intensidades (deslizamientos, aluviones, huaycos y
derrumbes).
Foto 1-1 Vista de la desembocadura del río Santa Teresa. Fuente: Senamhi, 2010
12
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Capítulo 2.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO
2.1 A Nivel Nacional
2.1.1. Ubicación geográfica
El Perú se encuentra ubicado en el hemisferio
austral, sector central y occidental de Sudamérica,
entre los paralelos 0º 01’ 48” y 18º 21’ 03” latitud
sur y 68º 39’ 27” y el 81º 19’ 34,5” longitud este.
Limita con cinco países: Ecuador y Colombia por el
Norte; Brasil y Bolivia por el Este; Chile por el Sur;
y, con el Océano Pacífico por el Oeste.
2.1.2. Superficie
La superficie total del territorio peruano, incluyendo
las islas costeras en el Océano Pacífico y la parte
peruana del lago Titicaca, es 1’285 216 km2. El
Perú tiene dominio marítimo sobre una franja
litoral 200 millas del Océano Pacífico paralela a su
costa; además, es signatario del Tratado Antártico
y por lo tanto accede a este territorio para realizar
actividades de investigación.
2.1.3. Clima
SENAMHI (2004), indica que la clasificación
climática apoyada en datos meteorológicos
e índices climáticos de Werren Thornthwaite
distingue los siguientes tipos climáticos:
•
Clima Semi-Cálido Muy Seco (DesérticoArido-Sub Tropical): este tipo de clima
constituye uno de los eventos climáticos más
notables del Perú, comprende casi toda la
región de la costa, desde Piura hasta Tacna
y desde el litoral del Pacífico hasta el nivel
aproximado de 2 000 msnm, representa
el 14% de la superficie total del país. Se
distingue por ser su clima con precipitación
promedio anual de 150 mm. y temperatura
media anuales de 18 a 19 °C, decreciendo
en los niveles más elevados de la región.
En las Figuras 2.1 y 2.2, se muestran la
distribución espacial de los tipos de clima del
Perú.
Figura 2-1 Climas en el Perú. Fuente: Ecoaventuravida, 2008
Clima Cálido Muy Seco (Desértico o Árido
Tropical): Comprende el sector septentrional de
la región costera, que incluye gran parte de los
departamentos de Tumbes y Piura, entre el litoral
marino y la costa aproximadamente hasta los 1 000
msnm. Representa menos del 3,0% (35 mil km2)
de la superficie del país. Se caracteriza por ser muy
seco, con precipitación media anual alrededor de
200 mm. y cálido, con una temperatura promedio
anual de 24,7 °C, sin cambio térmico invernal
definido.
Clima Templado Sub-Humedad (De Estepa y
Valles Interandinos Bajos): este clima es propio
de la región de la sierra, correspondiendo a los
valles interandinos bajos e intermedios, situados
entre los 1 000 y 3 000 msnm. Las temperaturas
sobrepasan los 20 °C, y la precipitación anual se
encuentra por debajo de los 500 mm aunque en
Proyecto PRAA
13
las partes más elevadas, húmedas y orientales,
pueden alcanzar y sobrepasar los 1 200 mm.
•
Clima Frió o Boreal (De los Valles
Mesoandinos): Este tipo climático es de la región
de la sierra, se extiende entre los 3 000 y 4 000
msnm. Se caracteriza por sus precipitaciones
anuales promedio de 700 mm. y sus temperaturas
medias anuales de 12 °C. Presenta veranos
lluviosos e inviernos secos con fuertes heladas.
Clima Frígido (De Tundra): Este tipo de clima,
conocido como clima de Puna, corresponde a
los sectores altitudinales de la región andina
comprendido entre los 4 000 y 5 000 msnm cubre
alrededor de 13,0% del territorio peruano (170 mil
km2). Se caracteriza por presentar precipitaciones
promedio de 700 mm anuales y temperaturas
promedio anuales de 6 °C. Comprende las colinas,
mesetas y cumbres andinas. Los veranos son
siempre lluviosos y nubosos; y los inviernos (JunioAgosto), son rigurosos y secos.
Clima de Nieve (Gélido): Este clima corresponde
al de nieve perpetua de muy alta montaña, con
temperaturas medias durante todos los meses
del año por debajo del punto de congelación (0
°C). Se distribuye en los sectores altitudinales
que sobrepasan los 5 000 msnm y que están
representados mayormente por las grandes
masas de nieve y hielo de las altas cumbres de los
andes peruanos.
Clima Semi - Cálido Muy Húmedo (SubTropical muy Húmedo): Este tipo de clima
predomina en la selva alta. Se caracteriza por
ser muy húmedo, con precipitaciones por encima
de los 2 000 mm y con bolsones pluviales que
sobrepasan los 5 000 mm como en la zona de
Quincemil. Las temperaturas están por debajo de
22 °C, en su mayor extensión. Temperaturas más
elevadas se registran en los fondos de los valles y
en la transición a la llanura Amazónica.
Clima Cálido Húmedo (Tropical Húmedo):
Este clima corresponde a las llanuras amazónicas
peruanas y se caracterizan por presentar
precipitaciones promedios anuales de 2 000 mm y
temperaturas de 25 °C a más, sin cambio térmico
invernal bien definido.
2.1.4. Regiones naturales
El territorio peruano presenta tres regiones
continentales bien definidas: costa, sierra y selva
correlacionadas con el relieve.
14
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
•
La costa está comprendida entre el Océano
Pacífico y las estribaciones de la cordillera
occidental de los Andes, con altitudes variables
de 0 a 2 000 msnm; es una franja de 40 a80 km
de ancho y 3 080 km de largo, cubre un área
de 15’087 282 ha, que representa el 11,74%
de la superficie total del país. Sus suelos son
arenosos y secos, con excepción de algunos
valles fértiles. Su relieve es relativamente
llano con pequeñas elevaciones denominadas
lomas. En ella está concentrada la actividad
productiva industrial y agropecuaria, y las
grandes ciudades del país.
La sierra está constituida por los piedemontes
occidental y oriental de los Andes que sigue
la dirección Noroeste-Sureste y abarca una
extensión de 35’906 248 ha (27,94% de la
superficie total). Su relieve es muy accidentado
con profundos y estrechos valles y elevadas
cumbres con nieves perpetuas. Predominan
en ella pequeños valles interandinos, y
ciudades rurales de pequeño y mediano porte;
la principal actividad económica de la región
es la minería.
La selva abarca desde el piedemonte oriental
de los Andes desde los 2 000 msnm hasta la
llanura Amazónica 80 msnm, con elevaciones
que definen la Selva Alta y Baja. Tiene
un área de 77’523 030 ha (60,32% de la
superficie total), la mayor parte cubierta por
bosques tropicales; su relieve está constituido
por laderas y planicies que forman parte
de la cuenca del Amazonas. La región está
muy poco ocupada y en ella predominan las
actividades extractivas.
La Figura 2.3 Izquierda: muestra el relieve
del Perú. La cordillera delimita el país en tres
zonas paralelas: la costa, la sierra, y la selva.
Derecha: principales zonas climáticas del Perú.
Se nota una fuerte correlación con el relieve.
En la costa se encuentra un clima desértico o
semi desértico en la sierra un clima subtropical
de montaña, y en la selva un clima tropical
húmedo.
La Figura 2.4, indica el corte transversal del Perú
a la altura de Chimbote, perpendicularmente al
litoral, el río Santa corre entre las Cordilleras
Negra y Blanca, que forman la Cordillera
Occidental, que es la divisora de aguas entre
el Pacífico y el Atlántico. Paralela al valle de
Santa está el valle del Marañón, afluente del
Amazonas, que desemboca en el Atlántico. Al
este de la Cordillera Central está la Amazonía; al
oeste de la Cordillera Occidental está la Costa.
Figura 2-2 Mapa Climático del Perú. Fuente: SENAMHI, 2004
Proyecto PRAA
15
Figura 2-3 Relieve y zona climática del Perú. Fuente: Estudio del Santa Suarez W.
La Figura 2.4, indica el corte transversal del Perú
a la altura de Chimbote, perpendicularmente al
litoral, el río Santa corre entre las Cordilleras Negra
y Blanca, que forman la Cordillera Occidental,
que es la divisora de aguas entre el Pacífico y el
Atlántico. Paralela al valle de Santa está el valle del
Marañón, afluente del Amazonas, que desemboca
en el Atlántico. Al este de la Cordillera Central está
la Amazonía; al oeste de la Cordillera Occidental
está la Costa.
Figura 2-4 Corte transversal a la altura de Chimbote. Fuente: Estudio del Santa Suarez W.
16
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
2.1.5 Hidrografía Superficial
•
Las aguas superficiales están distribuidas en tres
grandes vertientes: Pacifico, Atlántico y Titicaca.
•
Vertiente del Pacífico. Cubre 278 892 km2
(21,7 %), y tiene 53 cuencas hidrográficas.
Las descargas de los ríos de la Vertiente del
Pacífico se originan por los deshielos de la
Cordillera de los Andes y por las precipitaciones
andinas. En esta vertiente, los ríos son de
corto curso, caudal variable y de carácter
torrentoso atraviesan la región costera para
desembocar en el Océano Pacífico. Son de
régimen temporal, con un periodo de avenida
de diciembre a abril y un prolongado período
de estiaje de mayo a noviembre, situación que
no es favorable para el aprovechamiento del
agua en sus diferentes usos.
En la vertiente del Pacífico los recursos hídricos son
escasos, existen 2 530 m3 de agua superficial por
habitante muy por debajo del promedio mundial
de 8 500 m3 de agua superficial por habitante
(Emanuel y Escurra, 2000). Los ríos de mayor
caudal medio anual son: Santa con 158,20 m3/s
(Foto 2.1), Tumbes (196,10 m3/s), Chira (117,20
m3/s) y Cañete. (Foto 2.2).
Vertiente del Titicaca. Abarca 48 838 km2
y comprende 9 cuencas que descargan sus
aguas al lago Titicaca. Los ríos que destacan
son el Ramis (88,2 m3/s) e llave (40,1 m3/s);
el 70% de cuenca y del lago pertenecen al
Perú y el 30% a Bolivia.
La disponibilidad de agua en esta vertiente es de 6
970 Hm3, equivalente a 0,02% del total (Emanuel
y Escurra, 2000). Los ríos son de régimen
permanente y el régimen de caudales guarda
relación directa con el régimen de precipitaciones
alcanzando sus máximos valores en época de
verano período en el cual algunos ríos se tornan
navegables como el Ramis y otros de menor
categoría como el Huenque permiten el riego de
extensas zonas agrícolas (Foto 2.3).
La vertiente se caracteriza por presentar una red
de pequeños, medianos y grandes ríos, algunos
de los cuales tienen importancia económica muy
grande.
•
Vertiente del Atlántico. Ocupa 957 486 km2 y
está conformada por 44 cuencas que drenan
al Amazonas. En esta vertiente, se destacan los
ríos Huallaga con 3 796,4 m3/s, Ucayali con 13
375,2 m3/s y Marañón con 15 436,2 m3/s.
Foto 2-1 Río Santa y río Tumbes. Fuente: Senamhi, 2008
Foto 2-1 Río Santa y río Tumbes. Fuente: Senamhi, 2008
Proyecto PRAA
17
Foto 2-3 Río Huenque. Fuente: Senamhi, 2008
Está constituida por el gran colector que es el río
Amazonas, el cual está constituido por 4 sistemas:
sistema del río Amazonas, sistema del río Yurúa,
sistema del río Purús y el sistema del río Madre de
Dios, con un aporte medio anual de 63 379 m3/s.
En esta vertiente destacan los ríos Huallaga que
tributa al Marañon y Ucayali, que al unirse estos
últimos cerca de Nauta forman el Amazonas que
en el Perú tiene un recorrido de 713 km, pero su
recorrido total es de 6 872 km. lo que lo convierte
en el más largo del mundo. El río Ucayali, ocupa
el primer lugar en longitud en el Perú; con un
recorrido de 1 771 km (Foto 2.4).
Foto 2-4 Pozuzo y río PucaIlpa. Fuente:www.cododelpozuzo.org
2.2 A nivel Regional
A esta escala, la zona de estudios está dentro de
los ambientes de la cuenca del río Urubamba, en
la Región de Cuzco, distrito de Santa Teresa y
provincia de la Convención.
2.2.1 Ubicación Geográfica
La Cuenca del río Urubamba, está ubicada entre
las de latitudes 10º 10’ y 14º 37’; y las longitudes
70º 48’ y 73º 45’ oeste.
El punto más alto en la cuenca, se encuentra
ubicado en el Nevado Ausangate a 6 384 msnm,
y el punto más bajo a 240 msnm en la localidad
de Atalaya; entre los departamentos de Cuzco
y el sur de Ucayali en el vértice oriental de los
Andes.
18
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
La cuenca se ubica dentro de la Región Cuzco
(Figura 2.5), capital arqueológica de América,
por lo que el turismo es una primordial fuente
económica. Las condiciones del clima y el uso de
suelo son propicios para cultivos como el té, cacao,
café, papa, maíz, coca, entre otros
2.2.2 Superficie
La cuenca del río Urubamba, abarca una
extensión aproximada de 76 200 km2. Dentro
de cuya superficie, riega una extensa región
Amazónica conocida como el Bajo Urubamba,
con un área en torno los 25 000 km2. La
cuenca abarca 10 microcuencas y se encuentra
delimitada geográficamente por importantes áreas
etnogeográficas, como son el Santuario Megantoni
por el Sur, la Cordillera de Vilcabamba por el Este,
la Reserva Nahua-Kugapakori por el Oeste y la
formación del río Ucayali por el Norte.
El Valle del Urubamba presenta en su superficie
gruesos rellenos aluviales donde se desarrolla una
amplia población dedicada a la agricultura por debajo
de los 2 000 msnm. El Urubamba ha formado un
hondo y estrecho cañón que muy cercano a Machu
Picchu obtiene su mayor belleza ofreciendo un
extraño paisaje de recodos. Gracias a la variedad de
pisos latitudinales, Cusco ostenta mucha diversidad
climática que por efecto natural predomina en la
agricultura. Cusco limita por el norte con las selvas
de Junín y Ucayali; por el oeste con la selva de
Ayacucho y la sierra de Apurímac; por el sur con las
zonas altas de Arequipa y Puno y por el este con el
gran llano amazónico de Madre de Dios.
Figura 2-5 Cuenca del río Urubamba. Fuente: Yonas, 2010
Proyecto PRAA
19
Foto 2-5 Paisaje que gobierna la superficie de la cuenca del río Urubamba.Fuente: ParksWatch, 2011
2.2.3 Clima
La cuenca del río Vilcanota o Urubamba,
comparte horizontes entre tierras y valles
interandinos, ceja de selva y llanura
amazónica. El espacio geográfico (la cuenca)
desciende desde los 4 326msnm (provincia
de Canchis) hasta Machu Picchu (provincia
de Urubamba) en una superficie de 8 939,2
km², en la que se ubican 8 provincias y 42
distritos. Después de Machu Picchu, viene
la parte baja del río conocido como Bajo
Urubamba cuyo clima difiere ampliamente
del sector antes mencionado.
La clasificación climática en la cuenca del río
Urubamba se basa en el Mapa de Clasificación
Climática del Perú (SENAMHI, 1988). En la
cuenca predomina una amplia extensión
20
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
de Selva, con clima cálido húmedo a muy
húmedo (A’H3 - A’H4) en gran parte de las
estaciones del año, correspondiéndole este
tipo del clima a localidades como Sepahua,
Malvinas, Echarate y Machu Picchu.
La cuenca presenta además una región
que va de clima semi frígido húmedo
D’H3 a clima frío seco C’H2 en donde se
asientan localidades de gran población
como Anta, Cusco, Urcos y Sicuani, donde
las precipitaciones ocurren en verano y son
fundamentalmente orográficas, es decir
resultantes de la condensación del vapor de
agua de la masa de aire que al elevarse van
descargando gran parte de esta humedad,
especialmente en las vertientes orientales
de la cadena de altas montañas y en los
valles interandinos (Foto 2.6).
Foto 2-6 Características climáticas en la cuenca del río Urubamba. Fuente: Elaboración propia
2.2.4 Hidrografía
El río Urubamba cuyo recorrido es de 862
km, con un área de 76 200 km2, nace en los
deshielos del nevado Cururana, a 5 443 msnm
al noreste del pueblo de Santa Rosa y con el
nombre de Vilcanota atraviesa la alta meseta
de Quequepampa y se dirige de sureste (SE) a
noroeste (NO), por un valle muy poblado que
concentra sus habitantes en centros poblados
como
Maranganí,
Sicuani,
Combopata,
Quiquijana, Andahuaylillas, etc.
El ancho del Urubamba, que aguas abajo
de Quillabamba varía entre 100 y 300 m,
tiene aproximadamente 1 000 m en su
desembocadura. Las crecientes de sus aguas
se inician entre noviembre y las mínimas se
producen de mayo a septiembre.
El régimen de las aguas presenta crecientes
relacionadas con fenómenos meteorológicos
producidos en la alta montaña. Fuertes nevadas
que caen en la parte alta de la cuenca, originan
crecientes cuando las nieves se deshielan.
El río Urubamba tiene su origen en el Nudo
de Vilcanota, desde donde recorre gran parte
del territorio Cusqueño con el nombre de
río Vilcanota, el cual forma un importante
valle interandino. Más adelante, al cruzar la
ciudad de Urubamba, recibe el nombre de río
Urubamba. Esto sucede en el Valle Sagrado de
los Incas, gran productor de maíz.
Luego aguas abajo de Ollantaytambo, el
cauce del río Urubamba se va estrechando
y se profundiza formando los cañones de
Toronto y Machu-Picchu. Al Norte del Valle
de Quillabamba forma con la Cadena Oriental
el Pongo o Cañón de Mainique, a partir del
cual se denomina Bajo Urubamba, hasta su
confluencia con el Tambo, donde forman el río
Ucayali.
Los principales afluentes del río Urubamba son
(Foto 2.7):
•
•
•
El río Yanatille, el cual forma el valle de Lares.
El río Yavero o Paucartambo, el cual tiene
su origen en los deshielos de la Cordillera
del Ausangate, formando en su trayecto
un dilatado valle interandino, el Valle de
Paucartambo, para luego desaguar aguas
arriba del Pongo de Mainique.
El río Mishagua, que se extiende entre Loreto
y Cusco, y el cual forma con el Manú el Itsmo
de Fitzcarrald.
Otros afluentes de menor importancia son el
Sepahua y el Inuya.
2.3 Subcuenca de los ríos Santa Teresa,
Sacsara y Aobamba
La zona de estudio, corresponde a las subcuencas
de los ríos Sacsara, Santa Teresa y Aobamba,
cuyas características generales son las siguientes:
2.3.1 Ubicación geográfica
La zona de estudio, está ubicada en el distrito
del mismo nombre y en la provincia de La
Convención, se ubica a 130 km al noroeste de
Cusco; entre los paralelos geográficos 13º 14´
y 13º 34´ y los meridianos 75º 68´ y 73º 22´
(Figura 2.6).
Pertenece al sistema hidrográfico del río
Urubamba, siendo tributario por su margen
izquierda, cuya confluencia se produce en la cota
1 487,0 msnm, en el pueblo del mismo nombre.
Proyecto PRAA
21
Foto 2-5 Principales ríos de la cuenca del Urubamba. Fuente: Elaboración propia
Figura 2-6 PUbicación de la zona de estudio (Subcuencas de los ríos Sacsara, Santa Teresa y Aobamaba).Fuente: Elaboración propia
22
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
2.3.2 Superficie
El área de drenaje de estas sub cuencas hasta su
desembocadura en el río Urubamba es de 729,97
km², correspondiéndole a Sacsara 229,54 km², a
Santa Teresa 370,88 km² y Aobamba 129,55 km².
Su rango de variabilidad altitudinal fluctúa desde
los 500 msnm a 5 000 msnm.
La subcuenca de Santa Teresa tiene vigencia
en el escenario desde 1576, siendo la hacienda
y su sistema de aquella época, refrendada por
la corona española, pasando a ser propiedad de
la familia Romainville. Durante el gobierno de
Fernando Belaunde Terry, tras la primera Ley de
la Reforma Agraria, se pierde la propiedad privada
por las continuas luchas sociales.
Entre 1945 y 1950, con la llegada de la línea
férrea hasta la zona de Santa Teresa la Antigua,
se construyó parte de la infraestructura
férrea (campamento de Enafer, y la estación,
puentes, etc.), formándose un foco comercial
importante.
Figura 2-6 Area de influencia de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia
Entre 1974 y 1998, a consecuencia del aluvión
de 1962, se realizan estudios para reubicar a
los damnificados y crear una Zona de expansión
de Santa Teresa la Antigua, creando una nueva
habilitación en el sector de Santo Domingo, como
Santa Teresa la Nueva.
El 13 de Enero de 1998 ocurre un aluvión
de gran magnitud (Foto 2.8), el cual arrasa
con la totalidad del centro poblado de
Santa Teresa La Antigua, Santa Teresa La
Nueva, península y parte de la hacienda
Huadquiña.
Foto 2-8 Zona de Santa Teresa, después del aluvión del 1998. Fuente: GRC, 2005
Proyecto PRAA
23
2.3.3 Relieve
Las subcuencas de los ríos Sacsara, Santa
Teresa y Aobamba, se caracterizan por presentar
mayormente una superficie montañosa (Figura
2.8). En la parte central predominan superficies
colinosas, frentes montañosos y una parte de
superficies planas ubicadas en el fondo del valle,
estos últimos son de origen deposicional y de
acumulación de material fluvio aluvial.
Figura 2-8 Característica del relieve de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia
El origen y las características de la forma de relieve
de la subcuenca del río Santa Teresa se deben a
diversos episodios de modelamiento tectónico del
levantamiento de la cadena de los Andes, así como
también a procesos erosivos originando las diversas
formas de paisajes, tal como se aprecia en la Foto
2.9.
son formas de suelos de reciente formación
(cuaternario), caracterizadas por tener una
pendiente moderada a fuertemente inclinado (4
- 25%), ubicado por encima de los 3 300 msnm.
Su origen está ligado a los cursos fluviales que
han modelado diversos terrenos; no obstante,
algunas de ellas han sido modeladas durante
algunos períodos por el avance de masas de hielo.
La presencia de algunas áreas hidromórficas
conocidas como oconales o bofedales, se debe a
estas formas de valle del tipo morrénico, donde el
coeficiente de evaporación es relativamente bajo
y hay presencia de suelos arcillosos. Estos son
estables desde el punto de vista erosivo, salvo
condiciones de inundaciones y socavamiento
ribereños.
La presencia de diversos pisos altitudinales, fuertes
pendientes, desniveles y formaciones geológicas
heterogéneas, también determinan la ocurrencia
de complejos patrones geomórficos en distancias
muy cortas. En la subcuenca encontramos diversas
unidades geomorfológicas pertenecientes a dos tipos
de paisaje, los cuales se describen a continuación.
•
Altiplanicies. Se considera a extensas zonas
de territorio más o menos plano y que generalmente
son superficies de erosión y/o sedimentación. En la
subcuenca encontramos las siguientes:
•
24
Fondos de valle aluvial. Estos relieves se
aprecian especialmente al sur de la subcuenca,
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
Fondos de valle montañoso. Se trata de una
superficie plana de depósitos fluvio-lacustre
y superficies de erosión con pendientes de 4
– 15%. La característica fundamental de este
relieve se debe a dos geoformas diferentes, cada
una con depositaciones de materiales diferentes.
Figura 2-9 Característica del relieve - subcuenca de Santa Teresa. Fuente: GRC, 2005
•
El paisaje montañoso se puede subdividir en
diversas geoformas de acuerdo a su grado de
inclinación y disección, de acuerdo a esto, en la
subcuenca se tiene:
•
•
de origen glacio-estructural típicos de relieves
cordilleranos y montañosos, que configuran
una topografía muy accidentada, con
vertientes superiores a 50% y más de 1 000 m
de altura entre la cima y el nivel de base. Estas
formas de tierras se formaron esencialmente
durante la fase de incisión fluvial correlativa
al levantamiento andino plio-pleistocénico.
En cuanto a la erosión actual es claramente
ostensible y está ligada a la acción natural de
la topografía accidentada, conformada en su
mayoría por derrubios de esquisto y pizarra y
antiguos deslizamientos.
Montañas. En forma general, las montañas
se consideran como las culminaciones
altitudinales del sistema cordillerano andino
o áreas de mayor levantamiento orogénico
con vertientes moderadamente empinadas a
escarpadas (15 - 50%) y alturas que superan
los 1 000 m de la base del río a la parte más
alta del relieve (Foto 2.10).
Vertientes de montaña empinada. Estas formas
de tierra poseen una topografía accidentada,
con pendientes predominantes de 25 –
50%, se distribuyen de manera considerable
y dispersa en toda el área de la subcuenca
con más frecuencia en la parte transicional
entre la selva baja y la zona altoandina.
Están conformadas también por vertientes
montañosas de más de 1 000 m de altura
entre la cima y el nivel de base. Se encuentran
en sectores donde la excavación cuaternaria
de los glaciares y los movimientos tectónicos
afectaron principalmente a volúmenes rocosos
poco resistentes, permitiendo el desarrollo de
vertientes empinadas en dirección estructural.
Vertientes de montaña disectada empinada
a escarpada. Son formas de relieve de gran
magnitud, de pendientes muy empinadas y
2.3.4 Clima
El clima, aunque muy diverso, queda definido por
su carácter tropical, régimen térmico semi-cálido
y abundante precipitación, distribuidos en dos
estaciones diferentes (lluvias y secas), tal como se
aprecia en la Figura 2.9.
El régimen térmico en general, se califica de Cálido a
Semicálido, cuyo comportamiento está influenciado
principalmente por el relieve y la altitud. Durante el
año, no se presentan grandes variaciones térmicas,
registrándose las temperaturas más bajas en Junio
y Julio, y las más altas en Septiembre y Octubre.
El comportamiento pluviométrico en la subcuenca,
está sujeto a la gran variación topográfica de la
provincia y su ubicación al frente húmedo de la
selva, hacen que se presenten zonas muy secas y
otras muy húmedas.
Proyecto PRAA
25
Foto 2-10 Maqueta de la Subcuenca del río Santa Teresa, elaborado por los alumnos de la comunidad de Santa
Teresa.Fuente: Elaboración propia
Figura 2-9 Mapa de clasificación climática parta la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia
26
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Lluvioso frío con invierno seco
Se ubica desde los 3 600 a 4 400 metros de altitud,
la precipitación pluvial se distribuye en un rango
de 980 a 1 600 mm y con una temperatura media
anual de 6,5 ºC a 9,0 ºC. El régimen estacional de
precipitación es “by modal”, es decir se presentan
dos estaciones, un periodo de “lluvias” o “húmedo”
comprendido entre Diciembre a Marzo y el periodo
“seco” entre Mayo a Julio.
Tabla 2-1 Clasificación climática de la subcuenca del río Santa Teresa
Fuente: Elaboración propia
Geográficamente se sitúa sobre las partes altas
de los distritos de Santa Teresa, Vilcabamba,
Pichari, Quimbiri, Santa Ana, Huayopata y
Ocobamba.
Lluvioso polar con invierno seco
Se presenta sobre los 5 000 metros de altitud y
constituye las cumbres nevadas la precipitación
anual varia de 850 a 1 000 mm, con una
temperatura media anual de 0 ºC.
Geográficamente comprende a los nevados
Sacsarayoc, Coryhuarachina, Choquetacarpo,
Panta,
Padreyoc,
Tocarhuay,
Salcantay,
Huacayhuilque y Parte del nevado de la Verónica.
Lluvioso semi cálido con invierno seco
Se ubica desde los 1 000 a 1 200 metros de
altitud, con una precipitación anual de 1 600 a
2 900 mm y una temperatura media anual de
20 ºC a 22 ºC. Las lluvias se distribuyen en un
periodo seco que se presenta entre Mayo a Julio
y un periodo con precipitaciones abundantes
entre Diciembre a Marzo.
Geográficamente se sitúa en la porción media
de los distritos de Quimbiri, Pichari, Vilcabamba,
Echarati, Santa Teresa, Santa Ana, Maranura,
Huayopata, Ocobamba y Quellouno.
Lluvioso semi frígido con invierno seco
Se halla ubicado desde los 4 200 a 5 100 metros
de altitud, la precipitación anual se encuentra
en el rango de 900 a 1 500 mm y con un
rango de temperatura media anual de 2 ºC a
6 ºC; las precipitaciones con mayor intensidad
se distribuyen entre Diciembre y Marzo,
considerando al resto de los meses como secos,
con lluvias ocasionales.
Geográficamente se extiende sobre las parte
altas de los distritos de Vilcabamba, Santa
Teresa, constituye una delgada línea que
circunda los principales nevados.
Semiseco semicálido con invierno seco
Altitudinalmente este clima se distribuye desde
los 1 200 hasta los 1 600 metros de altitud,
con una precipitación anual de 700 a 900 mm
y una temperatura media anual de 22 ºC. Las
precipitaciones se distribuyen en un periodo seco
y un periodo con lluvias intensas en Diciembre
y Marzo.
Geográficamente se sitúa en el fondo del valle
del río Vilcanota-Alto Urubamba, Lucumayu
y Vilcabamba, comprendiendo los territorios
de los distritos de Santa Teresa, Vilcabamba,
Huayopata y Quellouno.
Semiseco templado con invierno seco
Presenta una precipitación anual de 750 a 1 800
mm y una temperatura media anual de 15 ºC a
16 ºC. Las precipitaciones a lo largo del año se
distribuyen en un periodo seco que se da entre
Mayo a Julio y un periodo con lluvias de mayor
intensidad entre Diciembre a Marzo. Este tipo
climático se halla ubicado desde los 2 100 a
2 300 metros de altitud y geográficamente se
extiende sobre el distrito Santa Teresa.
Proyecto PRAA
27
Semiseco semifrio con invierno seco
Este clima Semiseco Semifrío con invierno Seco
presenta una precipitación anual de 500 a 1
000 mm y una temperatura media anual de 12
ºC a 14 ºC. Los meses con mayor intensidad de
precipitaciones son de Diciembre a Marzo y un
periodo seco entre Mayo a Julio.
Este tipo climático se halla ubicado desde los 3
000 a 3 600 metros de altitud y geográficamente
se distribuye sobre los distritos de Vilcabamba y
Santa Teresa en el piso de valle del río Apurímac.
Semiarido cálido con invierno seco
Altitudinalmente se ubica desde los 800 hasta los 1
200 metros de altitud, la precipitación total anual
está entre 580 a 700 mm y con una temperatura
media anual de 24 ºC. Las precipitaciones
con mayor intensidad se dan entre Diciembre a
Marzo, con un periodo seco los meses restantes.
Geográficamente se distribuye en los distritos de
Vilcabamba y Santa Teresa.
En la Foto 2.11, se muestra parte del paisaje
natural de la zona de estudios, con los aspectos
climáticos más resaltantes; como son los sistemas
convectivos, asociados a la formación de nubes
estratos de baja altura, las cuales contribuyen a la
formación de la precipitación horizontal en la zona.
Foto 2-11 Características climáticas de la subcuenca del río Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
2.3.5 Ecología
La zona de estudio, muestra una variabilidad en
su biodiversidad, asociado a las características
geormofológica de las subcuencas, lo que ha
dado lugar a las formaciones de bosques pluviales
subtropical a bosques húmedos, tal como se
muestra en la Figura 2.10.
Entre las formaciones más características tenemos:
Bosque húmedo-Subtropical (bh-S)
Se localiza en el fondo del valle del río Urubamba
y en las primeras elevaciones de las laderas de
28
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
los cerros que lo circundan, comprendido entre
los 1 850 y los 2 000 msnm (referencia: Puente
San Miguel-Central Hidroeléctrica Machu Picchu).
Presenta un relieve de plano a ondulado en el
fondo de valle, y empinado en las laderas, con
pendientes de 50%.
Presenta un clima cálido y húmedo, con un
promedio de precipitación total por año de 1 950
mm y una biotemperatura media anual de 15 ºC a 18
°C. Según el diagrama bioclimático de Holdridge,
tiene un promedio de evapotranspiración potencial
total por año variable entre la mitad (0,5) y (1,0),
el promedio de precipitación total por año, lo
que ubica a esta zona de vida en la provincia de
humedad; CLIMA HÚMEDO.
La vegetación natural está conformada por
un bosque siempre verde, con árboles altos
(hasta de 30 m) que conviven con otras formas
de vida natural como trepadoras, epífitas,
arbustos, etc. Entre las especies arbóreas se
distinguen las siguientes: “pisonay” Erythrinasp.,
Ocoteaspp.,”cetico” Cecropiasp., Tabebuiasp.,
Inga sp., Jaco randa sp.
Foto 2-11 Mapa ecológico para la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia
Esta zona de vida presenta condiciones
bioclimáticas para el desarrollo de la actividad
agrícola en el fondo de valle y para la actividad
forestal restringida en las laderas.
Bosque
muy
húmedo-Montano
Subtropical (bmh - MBS)
Bajo
Se localiza a continuación del bh-S, ocupando el
fondo de valle del río Urubamba y las primeras
elevaciones de las laderas montañosas que lo
circundan, y comprendido aproximadamente
entre los 1 000 y los 3 000 msnm .Incluye la
localidad y la ciudadela de Machu Picchu, así como
los grupos arqueológicos Intipunku, Chachabamba,
Templo de la Luna y Andenes.
Presenta un relieve de plano a ondulado en el
fondo de valle y empinado en las laderas, con
pendientes hasta de 50%. Presenta un clima
templado y muy húmedo, con un promedio de
precipitación total por año cercano a 1 950 mm
y una biotemperatura media anual de 12 ºC a 15
°C. Según el diagrama bioclimático de Holdridge,
tiene un promedio de evapotranspiración potencial
total por año variable entre la cuarta parte (0,25)
y la mitad (0,5) del promedio de precipitación total
por año, lo que ubica a esta zona de vida en la
provincia de humedad: CLIMA SUPERHÚMEDO.
La vegetación natural está conformada por un
bosque siempre verde, con árboles altos (hasta de
30 m) que conviven con otras formas de vida natural
como trepadoras, epífitas, arbustos, etc. Entre las
especies arbóreas se distinguen las siguientes:
“pisonay” Erythrino sp., Ocoteo spp, “cetico”
Cecropiosp, Podocorpussp, Inga sp. “cedro”
Cedrela, odorata, “quina” Cinchonaoffícinalis,
Eugenia sp, Caricasp y Rubussp.
Esta zona de vida presenta condiciones
bioclimáticas para el desarrollo de la actividad
agrícola en el fondo de valle, aunque utilizando
cultivos que se adapten a la alta precipitación
Proyecto PRAA
29
existente, para la actividad forestal restringida en
las laderas montañosas.
Páramo muy húmedo (pmh-SaS)
Se localiza a continuación del bh-MBS, ocupando
la porción media de las laderas montañosas,
aproximadamente entre los 3 800 y 4 400 msnm.
Presenta un relieve de ondulado a empinado en las
porciones inferiores de las laderas, con pendientes
hasta 50%.
Presenta un clima frígido y muy húmedo, con un
promedio de precipitación total por año alrededor
de 1000mm y una biotemperatura media anual de
3 ºC a 6 °C.
Según el diagrama bioclimático de Holdridge, tiene
un promedio de evapotranspiración potencial total
por año variable entre la cuarta parte (0,25) y la
mitad (0,5) del promedio de precipitación total
por año, lo que ubica a esta zona de vida en la
provincia de humedad: CLIMA SUPERHÚMEDO.
La cobertura vegetal ha sido definida por su
fisonomía,
principalmente
constituida
por
formaciones vegetales graminoides, tipo “pajonal”
y, además por inclusiones de herbáceas tipo
césped, en menor número. En las áreas con pajonal
destaca la especie Festucadichoclada, algunas
veces alterada con Calamagrostis heterophylla; y
otras asociadas a distintas gramíneas de estratos
altos, como la Stipa Obtusa o Festucaortophylla.
En las áreas con herbáceas tipo césped, es
decir, las ubicadas en el estrato inmediatamente
inferior al pajonal, se presentan las gramíneas
Calamafrostisvicunarum y Muhlembergia peruviana.
El potencial de la zona de vida se basa en la
presencia de pasturas altoandinas. Las de
mayor valor son las conocidas como césped de
puna, que mantienen cierta humedad durante
el año.
pendientes de más del 50%.
Presenta un clima frio y pluvial, con un promedio
de precipitación total por año cercano a 1 900 mm
y una biotemperatura media anual de 6 ºC a 12
°C.
Según el diagrama bioclimático de Holdridge, tiene
un promedio de evapotranspiración potencial total
por año variable entre la octava (0,125) y la cuarta
parte (0,25) del promedio de precipitación total
por año, lo que ubica a esta zona de vida en la
provincia de humedad: CLIMA SUPERHUMEDO.
La vegetación natural está conformada por un
bosque siempre verde, con árboles altos (hasta
de 25m) que conviven con otras formas de vida
natural como trepadoras, epifitas, arbustos, etc.
Entre las especies arbóreas, se distinguen las
siguientes: “aliso” o “lambran” Alnus acuminata,
Polylepissp.,Miconiasp., “intimpa” Podocarpus
glomeratus, “carapacho” Weinmaniasp., Eugenia
sp., “maqui maqui” Oreopanaxsp., “unca”
Myrcianthes indifferensclusiasp., “laurel” Myrica
pubescens, “carricillo” Chusqueasp. Brachiotumy
“helecho arboreo” Cyatheasp.
En la Foto 2.12, se muestran las características más
resaltantes del relieve de la sub cuenca, asociados
a la presencia de cobertura vegetal, donde se
aprecian las diferentes tipos de especies arbórea
existentes en la zona; así como las presencia de
pastos y suelos desnudos.
La zona de estudio está conformada por tres ríos
principales: Sacsara, Santa Teresa y Aobamba,
cuyas características son:
•
Bosque pluvial-Montano Subtropical (bpMS)
Está localizado a continuación, ocupando la
porción media de las laderas montañosas,
aproximadamente entre los 3 000 y 3 800 msnm.
Incluye los grupos arqueológicos localizados en la
margen izquierda del río Urubamba, como Intipata,
Wiñay, Wayna, Phuylipatamarca, Cochamarka y
Sayacmarca.
Presenta un relieve de plano a ondulado en el
fondo del valle y empinado en las laderas con
30
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
2.3.6 Hidrografía
El río Sacsara es un afluente del río Santa
Teresa y tiene su origen en los deshielos del
nevado Salkantay. La longitud del curso del río
principal es de 29,9 km, hasta su confluencia
con el río Santa Teresa. Los niveles de altitud
de la cuenca, están comprendidos entre los
1 450,0 msnm y 5 950,0 msnm, tal como se
aprecia en la Figura 2.11.
Esta subcuenca, registra una longitud total de
ríos de 44,64 km; así como también un orden de
corriente de 2, una densidad de drenaje de 0,19
km/km² y una frecuencia de ríos de 0,02 ríos/km².
•
El río Santa Teresa, cuenta con una longitud
promedio, desde su naciente en el glaciar de
Salkantay hasta la desembocadura con el río
Sacsara de 36,02 km, alcanzando en su curso
Foto 2-12 Tipo de cobertura vegetal - subcuenca del río Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
superior una pendiente de 15,6% y en su
curso inferior 4,2%, como se observa en la
Figura 2.11.
Esta subcuenca, registra una longitud total de
ríos de 107,60 km; así como también un orden de
corriente de 3, una densidad de drenaje de 0,29
km/km² y una frecuencia de ríos de 0,04 ríos/km².
•
El río Aobamba desemboca directamente al
río Urubamba por su margen izquierda aguas
arriba de la desembocadura del río Santa Teresa
en el Urubamba (Figura 2.11). La longitud del
río Aobamba hasta su desembocadura es de
21,3 km, siendo la pendiente media de su
curso principal de 11,8%, llegando a alcanzar
hasta 16,7% en su parte alta y 9,3% en su
curso bajo.
Las características del relieve indican un potencial
de producción de caudales sólidos (huaycos)
que aunados a crecidas súbitas del río Aobamba
constituye un peligro natural para la población
asentada en la zona baja de la subcuenca.
Esta subcuenca, registra una longitud total de
ríos de 32,21 km; así como también un orden de
corriente de 2, una densidad de drenaje de 0,25
km/km² y una frecuencia de ríos de 0,04 ríos/km².
En la Foto 2.13, se aprecia parte del cauce del
río Santa Teresa, el cual se caracteriza por su
sinuosidad asociado al acarreo de material sólido en
su cauce; y la fuerte pendiente que este presenta.
Además, las laderas presentan cobertura vegetal
insipiente y en algunos casos zonas descubiertas;
que son fuentes de acarreo de sedimento.
Proyecto PRAA
31
Figura 2-11 Red hidrográfica de la zona de estudio.Fuente: Elaboración propia
Foto 2-13 Rio Santa Teresa. Fuente: elaboración propia
2.3.7 Cobertura glaciar
La zona de estudio, se caracteriza por tener una
componente glaciar importante dentro de su ciclo
hidrológico; permitiendo de esta manera, que
la variable de ingreso a las subcuencas no sólo
está sujeta al aporte de la precipitación horizontal
y vertical, sino también al aporte de glaciar
Salkantay, a través de su desglaciación.
32
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
El nevado Salkantay es parte de la Cordillera de
Vilcabamba que se extiende a lo largo de 85 km,
donde se encuentran diferentes tipos de paisajes:
picos nevados con presencia de vegetación
tropical. La parte alta de la Cordillera, es de
fisiografía muy abrupta, con escarpados cerros,
y entrecortada por innumerables cañones. En la
Figura 2.12, se muestra la ruta turística de acceso
al Salkantay.
Figura 2-12 Ruta turística de acceso al glaciar Salkantay. Fuente: Inkastravelservice, 2011
La Cordillera de Vilcabamba, donde se halla
el macizo del Salkantay (6 264 msnm), es una
zona hermosa y solitaria. Dominada por el mismo
Apu Salkantay posee numerosos nevados de gran
elevación, como el Tucarhuay (5 910 msnm),
el Verónica (5 682 msnm) y el Huacayhuilca (5
361 msnm), entre otros. Todos ellos son visibles
desde la zona de Puyupatamarca durante el
Camino Inca a Machu Picchu. La geografía es
difícil y caprichosa en todo el contorno de este
atractivo complejo de montañas. El Salkantay
está rodeado de profundos valles y quebradas, lo
que hace su recorrido interesante pero a la vez
agotador.
depositada de 400 000 m3 (Ver Figura 2.15.).
El nevado Salkantay (Foto 2.14) aporta sus
deshielos a los ríos Sacsara, Santa Teresa y
Aobamba afluente por su margen izquierdo del
río Urubamba, el cual finalmente se une con el río
Tambo.
La topografía es accidentada, los cerros tienen
una inclinación de hasta 40º, la zona de la laguna
está en un vaso de roca, y los taludes están
cubiertos por una zona denominada morrenas,
en la parte superior de la laguna existe glaciares
que forman parte del Nevado Salkantay.
La laguna Salkantay se encuentra en una de
las nacientes del río Aobamba, en las faldas de
nevado Salkantay, a 4 530 msnm, la temperatura
media es de 5 ºC, y la humedad es de 60%, tiene
una superficie de 23 000 m2, y volumen de agua
El acceso es por caminos rurales, por dos rutas,
un camino de herradura que parte desde el km 82
de la línea férrea Cusco Machu Picchu, pasa por
Pampacahuana, remonta el abra Palcay a 5 100
msnm, y baja hasta la zona de Sisaypampa este
recorrido tiene una longitud aproximada de 35 km
y desde Sisaypampa hasta la laguna Salkantay es
un camino peatonal aproximadamente 3 km y la
otra ruta es peatonal por la quebrada de Aobamba
que parte desde la Central Hidroeléctrica Machu
Picchu, hasta Sisaypampa aproximadamente 30
km.
Esta laguna está sometida en forma permanente
a la avalancha de masas glaciares, las mismas
que expulsan en forma violenta el agua retenida
en la laguna.
Proyecto PRAA
33
Foto 2-14 Glaciar Salkantay. Fuente: Flickr, Galería de Fernando Stankuns, 2011.
Foto 2-15 Laguna de Salkantay. Fuente: Kydroon, 2009
34
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Capítulo 3.
ESQUEMATIZACIÓN DEL SISTEMA HÍDRO - GLACIAR
3.1 Aspecto conceptual del sistema hídrico
– glaciar
Un glaciar es una masa de hielo en movimiento
formada por la acumulación de la nieve, que
el calor estival no es capaz de fundir. El primer
proceso de formación de un glaciar consiste en
la transformación de la nieve en hielo.
Los cristales de hielo (Figura 3.1) sufren una
primera fase de transformación (diagénesis):
los cristales tienden a ser
más pequeños
hasta adquirir los mismos diámetros medios, y
a continuación por efecto de la recristalización
adoptan forma globular haciéndose más gruesos.
En el proceso de formación de un glaciar, se
van distinguiendo diferentes partes; las cuales
cumplen una función esencial en la sostenibilidad
de la estructura glaciar, como un sistema
integrado dentro de ciclo hidrológico. Entre las
partes principales de un glaciar tenemos (Figura
3.2):
Circo
Que es la zona donde se produce la acumulación
del hielo que va a dar lugar a un glaciar. Es
siempre una zona redondeada, rodeada de
altas cumbres desde las que cae la nieve que se
transformará en hielo (Figura 3.2).
Lengua
Es la masa de hielo que, rebosando el circo,
circula valle abajo. En la lengua, se observan
formaciones características (Figura 3.2):
•
•
Los Seracs, bloques de hielo que se producen
al caer en lugares donde el desnivel es
importante,
Las grietas transversales o “crevases”.
Las morrenas
Grandes cantidades de sedimentos arrancados
de la montaña que el glaciar transporta valle
abajo, por el centro o por las laderas (Figura3.2).
Las grandes masas de hielo se mueven
generalmente en forma descendente, desde
las zonas donde se produce la acumulación. Es
este proceso que origina el empuje de la masa
glaciar, por efecto de la gravedad y de la relación
de inclinación que exista entre la ladera y el
espesor de la capa de hielo.
Figura 3-1 Cristales de hielo. Fuente: Blog. Laclasede6toB.
Proyecto PRAA
35
Figura 3-2 Partes de un glaciar. Fuente: Traducido por Ordoñez.
En zonas montañosas no polares, como es nuestro
caso, glaciar Tropical; está formado por masas de
hielo acumuladas en una pendiente, las cuales se
Figura 3-3 Circo del glaciar. Fuente: cnice.mec, 2011
36
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
descuelgan por ladera abajo desde la acumulación
principal o circo, en incluso desde las crestas que
bordean el valle, tal como se aprecia en la Figura3.3
El circo glaciar, tienen forma de anfiteatros llenos
de hielo y dominados por altas murallas rocosas.
En los glaciares de montaña la nieve que no
puede quedar colgada de las paredes rocosas
se acumula a sus pies y al transformarse en
hielo da origen a los glaciares de circo, la cual
está sustentada en una cuenca con menos
de un kilómetro de ancho, en forma de silla o
anfiteatro.
En la actividad morfogenética de un glaciar,
se distinguen los procesos siguientes: de
accionamiento, transporte y acumulación, que
dan diferentes tipos de modelado glaciar:
Accionamiento
La labor erosiva de los hielos es muy efectiva. Se trata de
una abrasión (Figura 3.4) llevada a cabo por la presión
del hielo y los materiales de transporta. En las rocas
cristalinas y calizas compactas la acción abrasiva produce
un pulido que crea superficies lisas y brillantes, así como
rocas aborregadas con múltiples convexidades. Las rocas
aborregadas son montículos rocosos con forma asimétrica,
más tendidos en la cara opuesta al sentido del glaciar y
más abrupto hielos abajo. La cara más suave presenta
estrías. Cuando el hielo arrastra bloques angulosos, su
deslizamiento provoca estrías rectilíneas orientadas en el
sentido del flujo, a menudo paralelas. Si las incisiones tienen
varios centímetros de ancho se llaman acanaladuras.
Figura 3-4 Proceso de abración. Fuente: enciclopedia.us, 2011
Transporte
Los glaciares transportan fragmentos de rocas
que se acumulan en morrenas (Figura 3.5). Son
los agentes de transporte de mayor competencia,
ya que son capaces de arrastrar bloques de
gran tamaño. Los materiales que viajan sobre la
superficie o el interior de la masa de hielo que
constituyen las morrenas, y son depósitos móviles.
El proceso de transporte del glaciar es lento (entre
menos de 1 cm y algunos metros al día).
Una morrena es una acumulación de fragmentos
heterogéneos de roca transportados y depositados
por el hielo glaciar. El material que está siendo
transportado se le llama, específicamente, till
(morrena de acarreo). En función a su posición,
con respecto al flujo glaciar que son transportadas,
distinguimos tres tipos de morrenas:
•
•
•
Las morrenas externas o superficiales, están
compuestas por fragmentos que caen sobre el glaciar
mediante las avalanchas. En estado fundido forman:
morrenas de ablación.
Las morrenas internas, están constituidas por los
materiales transportados dentro del glaciar.
La morrena de fondo, se sitúa bajo el hielo en
contacto con el lecho. Los fragmentos proceden
Proyecto PRAA
37
tanto del exterior como del propio lecho, al haber
sido arrancados por la acción de los hielos. Aparece
cuando la ablación supera a la acumulación, el glaciar
empieza a retroceder, a medida que lo hace, el
proceso de sedimentación de la cinta transportadora
continúa dejando un depósito de till en forma de
llanuras onduladas. Se ve, entonces, una capa de till
suavemente.
Acumulación
Zona de acumulación (ganancia neta):
Esta zona se encuentra en sectores altos
de los glaciares, que son más fríos y donde
comúnmente precipita en forma sólida,
produciéndose una acumulación neta de masa
(Figura 3.5).
Figura 3-5 Transporte del glaciar.Fuente: geovirtul, 2011
Ablación
Zona de ablación (pérdida neta): Esta zona
se encuentra en los sectores bajos, que son
relativamente más cálidos y donde comúnmente
existe pérdida de masa glaciar, ya sea por
derretimiento, sublimación o desprendimiento de
témpanos a lagos o mar (Figura 3.6).
Línea de equilibrio
Línea de equilibrio (ganancia = pérdida): Es
la línea que separa la zona de acumulación y
ablación, al cabo de un período anual definido
usualmente al final del verano (Figura 3.6).
3.2 Sistema hidroglaciar de las subcuencas
de los ríos Santa Teresa, Sacsara y Aobamba
En superficie, la menor plasticidad hace que el
hielo forme grietas o crevasses por efecto de
las tensiones que crea la velocidad de flujo en
diferentes zonas de la masa de hielo o las flexiones
que ésta sufre al traspasar los umbrales. Si se
cruzan dos sistemas de crevasses, quedan bloques
de hielo individualizados que se llaman séracs.
38
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Por lo tanto, el hielo glaciar se forma a partir
de la compactación de la nieve acumulada (si
esta acumulación supera la fusión o ablación)
hasta convertirse en el llamado “hielo azul”, de
comportamiento plástico, sobre todo a cierta
profundidad, y capaz de fluir a favor de la
pendiente.
Los cambios climáticos que implican el calentamiento
global han traído como consecuencia, en las últimas
décadas, una gran reducción de esta masa glaciar,
que se manifiesta por el retroceso de los glaciares.
Los glaciares tropicales en el Perú, no escapan
a los impactos del cambio climático, por lo
cual la enorme preocupación de conocer y
entender su dinámica espacial y temporal, que
explique cada uno de los procesos y su grado
de sensibilidad.
Para nuestro caso, el área de trabajo está
concentrada en las subcuencas de los ríos
Aobamba, Santa Teresa y Sacsara, como se
muestra en la Figura 3.6; las cuales se encuentran
ubicadas en la cuenca del río Vilcanota –
Urubamba.
Figura 3-6 Zonas principales de un glaciar. Fuente: www.glaciaresdeArgentina, 2011
Figura 3-6 Subcuencas de los ríos Aobamaba, Santa Teresa y Sacsara. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
39
Estas tres subcuencas, tienen origen glaciar; debido
a que reciben los aportes del nevado Salkantay,
como consecuencia de su retroceso asociado a la
variabilidad climática y a un proceso de aceleramiento
por el cambio climático. Se ha logrado identificar el
esquema hidroglaciar para los tres ríos, la cual se
muestra en la Figura 3.7, siendo las características
principales de cada uno de ello, las siguientes:
Figura 3-7 Sistema hídrico de la cuenca del río Santa. Fuente: Elaboración propia
40
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
•
•
El río Aobamba, nace de los aportes del
nevado Salkantay y desemboca directamente
al río Urubamba por su margen izquierda
aguas arriba de la desembocadura del río
Santa Teresa en el Urubamba. La longitud
del río Aobamba hasta su desembocadura
es de 21,3 km, siendo la pendiente media
de su curso principal de 11,8%, llegando
a alcanzar hasta 16,7% en su parte alta y
9,3% en su curso bajo.
El río Santa Teresa, nace de los aportes
del nevado Salkantay y desemboca por su
margen derecha en el río Urubamba. Los
niveles de altitud de la sub cuenca están
comprendidos entre 1 450,0 msnm y 5 950,0
msnm. La longitud del curso principal del río
Santa Teresa hasta su confluencia con el río
Sacsara es de 36,02 km, alcanzando en su
curso superior una pendiente de 15,6% y en
su curso inferior 4,2%.
El río Sacsara, es un afluente del río Santa
Teresa y tiene su origen en los deshielos
del nevado Salkantay. La longitud del
curso del río principal es de 29,9 km, hasta
su confluencia con el río Santa Teresa.
Los niveles de altitud de la cuenca, están
comprendidos entre los 1 450,0 msnm y 5
950,0 msnm.
3.3 Selección de la información
Las actividades técnicas científicas desarrolladas,
dentro del marco del Proyecto Regional Andino
de Adaptación - PRAA, ha conjugado una serie
de aspectos técnicos administrativos que ha
permitido generar una base de datos solidad y
representativa para la zona.
3.3.1 Cartografía y datos hidrometeorológicos
Esta referida a la información cartográfica en formato
digital y a escala 1/100 000 del Perú; que fue utilizada
como línea base; para desarrollar las delimitaciones
y cálculos de los parámetros fisiográficos de las
cuencas con aporte glaciar.
Esta base cartográfica, trabajada, procesada y
convertida en base de datos espacial y temporal, será
la base para la generación de los mapas temáticos,
en los cuales se representaron las caracterizaciones
de cada una de las variables que gobierna en ciclo
hidrológico (precipitación, temperatura y caudal).
La red hidrometeorológica utilizada en el presente
estudio, se detalla en la Tabla 3.1, en él se indica
la ubicación geográfica de la red; así como su
distribución espacial en la Figura3.8. La red, está
conformada por las estaciones que se encuentran
operativas, clausuradas y paralizadas, las cuales
están compuesta por:
La información corresponde a 74 estaciones
distribuidas de manera heterogénea sobre las 2
cuencas de apoyo. En la Figura 3.8, se muestra la
distribución espacial de las estaciones seleccionadas,
observándose que a partir de la parte norte hasta
la mitad de la cuenca del Urubamba no existe
información pluviométrica y sobre la parte media de
la cuenca alta del Apurímac no existe una densidad
importante de estaciones.
Otra variable analizada es la temperatura del aire
(máxima (Tmax) y mínima (Tmin) y promedio
(Tm)), cuya estaciones seleccionadas se muestran
en la Figura 3.9 y en la Tabla 3.2.
Proyecto PRAA
41
Tabla 3-1 Estaciones pluviométricas seleccionadas cuenca del río Vilcanota – Urubamba – subcuenca del río Santa Teresa
42
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 3-8 Estaciones pluviométricas – cuenca del río Vilcanota – Urubamba– Apurímac –Sta. Teresa.
Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
43
Figura 3-9 EEstaciones con temperatura media para la zona de la cuenca de Santa Teresa.
Fuente: Elaboración propia
Tabla 3-2 Relación de estaciones con información térmica.
3.3.2 Período de análisis
Se estableció que el período de análisis este
comprendido entre los años 1964 a 2009 (45
44
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
años), con el propósito de determinar cambios,
variaciones drásticas o comportamientos atípicos,
que nos lleve a los conceptos de variabilidad y
variación climática.
La variabilidad se encuentra vinculada de manera
estrecha con el tiempo atmosférico, el cual no
sólo es altamente dinámico sino que también
evoluciona, pero dentro de un intervalo definido
de como “normal”. La variación climática (Figura
3.10), se refiere a las alteraciones de los elementos
del clima de una magnitud tal, que registren una
inconsistencia apreciable de sus patrones promedios
en un lapso de 30 años o mayor (OMM, 1992).
Ambos conceptos implican una problemática
de mayor envergadura: la selección de escalas
espacio-temporales que permitan, por un lado,
establecer el promedio del estado del tiempo
a lo largo de 30 años y por el otro, delimitar
si las fluctuaciones termo-pluviométricas
observadas son parte de la variabilidad natural
del clima, o si constituyen una variación de
éste.
Figura 3-10 Series de tiempo. Fuente: Inverline.com, 2003
3.4 Campañas de Aforo
Se realizaron campañas de aforos, en las
subcuencas de los ríos Aobamba, Santa Teresa y
Sacsara; permitiendo conocer el volumen de agua
que circula por dichos ríos.
En la Tabla 3.3, se muestran las diferentes
campañas de aforos realizados en las subcuencas
seleccionadas dentro del marco del PRAA,
observándose que se han logrado realizar un total
de 10 aforos que ha permitido conocer el volumen
de agua que transita por los ríos, a diferente escala
temporal.
Proyecto PRAA
45
Figura 3-3 Ubicación por coordenadas de los puntos de aforo.
Figura 3-4 Caudales obtenidos en los puntos de aforo, por campaña.
46
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 3-11 Análisis de la altitud vs. área. Fuente: Elaboración propia
Figura 3-12 Análisis de la altitud vs. caudal. Fuente: Elaboración propia
Figura 3-13 Análisis de la altitud vs. velocidad. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
47
3.5 Selección del punto de monitoreo
hidroglaciar
Dentro del marco del proyecto PRAA, uno de
los objetivos es el monitoreo de glaciar, para lo
cual se consideró la instalación de una estación
hidrometeorológica automática, que permita medir
o registrar las variaciones de las variables de:
•
Temperaturas b
•
•
•
•
•
Humedad Relativa b
Velocidad de viento e
Radiación solar (incidente y reflejada) d
Presión atmosférica c
Posicionamiento f
Cada una de estos sensores (Figura 3.14), forman
parte de la estación hidrometeorológica automática
que fue adquirido por la CAN.
Figura 3-11 Componentes de la estación hidrometeorológica automática. Fuente: Elaboración propia
Para la selección del punto más adecuado, para
la instalación de la estación hidrometeorológica,
se tomó en consideración dos zonas estratégicas:
•
•
Glaciar Salkantay, subcuenca del río Santa Teresa,
Glaciar Ausangate, subcuenca del río PuruPuru,
Para lo cual se contó con el apoyo de la Dirección
Regional del SENAMHI en Cuzco, apoyo y
colaboración de la Unidad de Glaciología de la ANA,
Gobierno Local de Santa Teresa y la participación de
expertos científicos y profesionales de la Dirección
General de Hidrología y Recursos Hídricos.
3.5.1 Reconocimiento del glaciar
Salkantay
La necesidad de conocer la disponibilidad espacial
en la zona del glaciar Salkantay, para albergar
una estación meteorológica automática, con
todas las consideración mínimas necesarias para
brindar seguridad y accesibilidad, hicieron que
48
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
se programa una comisión de servicio a la zona
de Salkantay, la cual se llevó a cabo del 22 de
Mayo al 26 de Mayo del presente año, con una
visión integral de participación entre los diferentes
actores involucrados en el tema.
Primeramente, se llevó a cabo una reunión técnica,
entre los actores involucrados, a fin de uniformizar
la Visión y Misión de los que está buscando con el
reconocimiento de campo a la zona; proceso que
se llevó en las instalaciones de CARE en el Cusco,
como se aprecia en la Foto 3.3.
Al día siguiente, se prosiguió con la salida desde la
ciudad de Cusco hacia la localidad de Soraypampa
(una hora), en compañía de los representantes
de la Municipalidad de Santa Teresa, Ministerio
del Ambiente, Gobierno Regional de Cusco y la
Unidad de Glaciología de la Autoridad Nacional
del Agua.
Estando en la zona, se realizó una visita a la estación
Foto 3-1 CReunión técnica sobre la visión y misión de la ubicación de la zona para la instalación de la
meteorológica automática en Salkantay. Fuente: Elaboración propia
meteorológica automática que el SENAMHI está
instalando en la localidad, tal como se parecía en
estación
la Foto 3.2, donde se aprecia el cerco perimétricos
ubicado a una altitud de 4 600 msnm.
Foto 3-2 Ubicación e instalación de la estación meteorológica automática de Soraypampa – Mollepata–Cusco. Fuente:
Elaboración propia
Proyecto PRAA
49
Luego se continuó con el viaje en dirección
al nevado de Salkantay comenzando por el
lado izquierdo, para tratar de llegar al glaciar
Incachiriasca, el cual no se realizó por lo distante
que se encuentra este. Sin embargo, esta primera
incursión permitió realizar una visita de inspección
para ver la condición física del glaciar, el cual
presenta escombros; ubicado en la morrena
principal que a acceso al nevado de Salkantay
(Foto 3.3).
Foto 3-3 Vista frontal de la morrena que da acceso al glaciar Salkantay. Fuente: Elaboración propia
Dicho glaciar presenta una pared de más de 30
metros de altura los que no permitiría la instalación
de los equipos de la estación meteorológica
automática. Para acceder a este glaciar, se tuvo
que pasar una morrena de más de 80 metros de
altura aproximadamente, es recomendable no
realizar exploraciones sobre este sitio; debido al
grado de peligro que presenta la geomorfología
de la zona.
Al día siguiente, se salió con rumbo a la lengua principal
del nevado Salkantay. Durante el camino se apreció
una serie de avalanchas registradas en la zona, las
cuales fueron provocadas por la fuerte pendiente de
este nevado y las condiciones físicas del mismo glaciar,
tal como se observa en las Fotos 3.3 y 3.5. Dichas
características, no son las más ideales para instalar
una estación meteorológica automática en la zona, por
lo cual se descarta realizar esta operación en la zona.
Foto 3-4 Característica del frente del glaciar Salkantay. Fuente: Elaboración propia
50
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Foto 3-5 Frente del glaciar con fuerte pendiente. Fuente: Elaboración propia
En el proceso, también se visitó la laguna de Salkantaycocha,
que da origen al río Santa Teresa. Esta laguna, ubicada en
la parte inferior del glaciar en escombros, vierte sus aguas
a la sub cuenca por intermedio del proceso de infiltración.
El glaciar en escombros, no puede ser equipado, tal como
se aprecia en la Foto3.6.
Foto 3-6 Frente del glaciar que da acceso a la laguna Salkantaycocha. Fuente: Elaboración propia
Las autoridades de la Municipalidad de Santa Teresa,
mostraron su inquietud respecto al problema de la
disponibilidad hídrica para la zona, al tenerse la dificultad
para instalar la estación glaciar en el Salkantay.
Es por ello que se plantea instalar en la zona sensores
hidrológicos para la medición de los niveles de agua
del río Santa Teresa, tanto en la parte media y alta,
para lo cual se realizó un reconocimiento de la
zona tratando de identificar un punto integral que
recoja todo el aporte del escurrimiento superficial
originado por el aporte de los glaciares Salkantay,
Palkay y Umantay. Dicho punto se aprecia en la
Foto 3.7, lugar que se denomina Huayracmachay.
Proyecto PRAA
51
El otro punto para el control hidrométrico, se
ubicó cerca a poblado de La Playa, cerca al puente
del mismo nombre, donde se integra todo el
escurrimiento superficial que se genera en la parte
alta de la sub cuenca del río Santa Teresa.
De esta manera se logró definir los controles
hidrométricos en la sub cuenca del río Santa Teresa, los
cuales permitirán registrar la variabilidad de los niveles
de agua que se generan tanto en la parte alta asociado
al retroceso del glaciar Salkantay (Figura 3.15).
Foto 3-7 Ubicación de una estación hidrológica, parte alta de la sub Cuenca del río Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
Figura 3-15 Ubicación de los puntos de control hidrométrico en la sub cuenca del río Santa Teresa – glaciar Salkantay.
Fuente: Elaboración propia
52
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
3.5.2 Reconocimiento del glaciar
Quisoquipina (Ausangate)
Se realizó una vista de reconocimiento general al
glaciar Quisoquipina en el distrito de Pitumarca,
Provincia de Canchis, Región Cusco. El equipo
técnico científico estuvo conformado por el Dr.
Christian Huggel, Dr. Thomas Condom, Ing. Jesús
Gómez y el Dr. Wilson Suarez.
Durante la visita, se vio por conveniente
seleccionar un lugar en la zona de ablación, por
las características técnicas del equipo a instalar;
así como también un lugar fuera del glaciar, para
instalar una estación Pluviométrica (EP). Esto
debido, a la dinámica del glaciar y que requiere
ser medida en forma constante y permanente.
En este proceso, se logró seleccionar dos 2 zonas
factibles donde ubicar la estación meteorológica
automática, presentando las características
siguientes:
Zona 1:
Ubicada a una altitud de 5115 msnm, cuenta
con un fácil acceso por encontrarse cerca a la
trocha carrozable, que va hacia la localidad de
Marcapata. El frente del glaciar, presenta mucha
fragmentación, por lo cual no representa las
condiciones predominantes de la zona; así como
también, no cuenta con una ubicación cercana
fuera del glaciar donde se pueda instalar la
estación pluviométrica.
Debido a ello, se descartar esta ubicación por el
peligro de robo y/o deterioro de estos equipos al
estar en muy expuesta por la carretera (Foto 3.8).
Foto 3-8 Zona 1, de acceso al glaciar Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
Se encuentra ubicada al Nor-Este la zona de ablación (Foto
3.9), presentando un sólo frente compacto, la distancia
desde la carretera a la posible estación meteorológica
automática - EMA es aproximadamente de 1 500 metros.
Estas condiciones de cierta manera brindarían una
seguridad a los equipos a instalarse. La distancia entre
el frente del glaciar y la zona libre del glaciar es de 200
metros. La cota de altitud de ambas explanadas, es de
5 186 metros de altitud.
En la Tabla 3.5, se muestran las coordenadas geográficas
donde estarían ubicadas la estación meteorológica
automática y la pluviométrica:
Foto 3-9 Zona 2 del Glaciar, aprecia accesos y ubicación de equipos. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
53
En la Tabla 3.5, se muestran las coordenadas geográficas donde estarían ubicadas la estación
meteorológica automática y la pluviométrica:
Tabla 3-5 Ubicación de coordenadas geográficas
3.5.3 Instalación de la estación
meteorológica automática
El proceso de instalación de la estación fue
programada para desarrollarse del 28 de
Mayo al 03 de Junio del presente año, en el
nevado Quisoquipina. Esto debido a que en
la zona de Salkantay, no se logró ubicar una
zona accesible y que brinde seguridad para
la instalación y operación de una estación de
esta envergadura.
El trabajo se inicia con el armado y preparación
de cada una de las componentes de la estación,
a fin de que se tenga la seguridad de contar con
todos los accesorios requeridos para dejar en
funcionamiento el equipo.
En la Figura 3.16, se muestra la ruta seguida por
la comisión con destino a la zona de Quisoquipina,
para lo cual es necesario pasar por los pueblos de
Urcos y Cusipata; donde se toma un desvió que
corta la parte norte de la cordillera del Vilcanota
(se pasa muy cerca del nevado Ausangate – Foto
3.10), hasta llegar al pueblo de Phinaya, que se
encuentra cerca de la laguna Sibinacocha.
Figura 3-16 Ruta de acceso desde Cusco hasta el glaciar Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
54
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Después de continuar el camino a través de una
ruta carrozable, que rodea íntegramente la ladera
de la cadena montañosa que permite el acceso
a la laguna de Sibinacocha y de la región del
Ausangate, se arribó al campamento, donde se
realizó la descarga de los equipos y armado de
las carpas para el descanso del personal. En la
Foto 3.11, se observa el punto final del acceso
en vehículo; así como la descarga de la estación
automática.
Foto 3-10 Vista del glaciar Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
Foto 3-11 Camino al glaciar Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
En la Foto 3.12, se muestra el campamento
que se levantó cerca al río Puru Puru, para
el proceso de instalación de la estación
meteorológica y pluviométrica. Una vez que
el personal descanso, de su largo viaje, al
día siguiente se realizó las coordinaciones y
distribución del material a ser transportado al
glaciar, asignándole a cada persona un peso
promedio de 25 kilos; así como también, se
le asignó los implementos de seguridad para
caminar en montaña excepto los crampones de
los zapatos.
Proyecto PRAA
55
Foto 3-12 Campamento levantado para la instalación de la estaciones. Fuente: Elaboración propia
La caminata comenzó según lo programado,
iniciándose el ascenso por una morrena de 40
metros para luego bajar unos 150 metros y luego
atacar el nevado por su parte derecha hasta llegar
a los 5 180 metros, de donde se procedió a colocar
los crampones a las botas para acceder al nevado.
En el proceso, se descansó unos 15 minutos mientras
los guías buscan el acceso más fácil y menos peligroso
al nevado, es preciso indicar que la caminata fue muy
dura por el peso y la altitud a la cual se trabajó.
En la Foto 3.13, se observa el equipo preparándose
para salir en dirección del nevado y sobre la Foto
3.14, apreciamos al equipo técnico desplazándose
sobre el nevado en dirección del punto de
instalación.
Después de 5 horas, se llegó al punto de
instalación de la estación sobre el nevado siendo
sus coordenadas: Latitud: -13° 47.6591’ S;
Longitud: -70° 53.1125’ O y una Altitud de 5 180
metros.
Foto 3-12 Preparación para el traslado de los materiales, equipos y componentes de la estaciones al glaciar.
Fuente: Elaboración propia
56
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Foto 3-14 Equipo técnico, en pleno proceso de desplazamiento al lugar de instalación. Fuente: Elaboración propia
El personal del SENAMHI, inicio el proceso del
armado de la estación bajo la supervisión de
especialista Frank Villarroel de Enviroequip,
el proceso de armado duro aproximadamente
3 horas siendo los sensores instalados:
•
•
•
•
Piranómetro
Sensor de temperatura y humedad
Sensor de presión atmosférica
Sensor de lectura de velocidad y dirección
del viento
• Batería con panel solar
• Captor de datos
• Caja de protección del captor de datos
No se instaló el pluviómetro, ya que la
precipitación básicamente es de tipo nival y
no líquida; además que el sistema de fusión
de nieve (uso de anticongelante) presenta
errores cuando se tienen fuertes corrientes
de aire arrojando errores importantes.
En la Foto 3.15, se muestra al equipo técnico
en pleno proceso de instalación de la estación
meteorológica, y en la Foto 3.16, se muestra
la estación finalmente instalada y operativa,
entrando en la etapa de prueba y validación.
El regreso al campamento, tuvo una duración
promedio de 1:30 hora, donde se logró
recuperar las fuerzas pérdidas y preparar las
actividades para el día siguiente.
Al día siguiente, se programó el regreso a la
estación instalada, para realizar las pruebas
de comprobación y calibración de los sensores
(ajustes finales) y descargar los datos para
realizar los análisis de validación.
Durante el regreso al campamento, se tomó
un camino por el frente glaciar bajo la
dirección de los guías (camino riesgoso) para
ver el grado de derretimiento y el acceso a la
estación (tema de seguridad), además había
riesgo de nevada (nubes cubriendo el nevado)
de donde se verificó que el frente tienen una
pared de más de 60 metros de espesor, y
la tasa de derretimiento es aparentemente
elevada, además se verificó lo difícil y casi
imposible de acceder a la estación por este
punto.
En las Fotos 3.17 y 3.18, se muestran dos
tomas del frente del glaciar Quisoquipina.
En las Figuras 3.17 y 3.18, se muestran las
salidas de la información registrada por la
estación automática.
Proyecto PRAA
57
Foto 3-15 Proceso de instalación de la estación meteorológica automática en el glaciar de Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
Foto 3-16 PEstación meteorológica automática, instalada y operando, en el glaciar de Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
58
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Foto 3-17 Frente del glaciar Quisoquipina, que muestra una sección abrupta de difícil acceso. Fuente: Elaboración propia
Foto 3-18 Característica del frente glaciar de Quisoquipina y su deglaciación. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
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60
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 3-17 Tabla de salida de información dela estación meteorológica automática. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
61
Figura 3-18 Tabla de salida de información dela estación meteorológica automática. Fuente: Elaboración propia
3.5.4 Instalación de la estación
hidrológica
De los reconocimientos de campo, realizados a la
subcuenca del río Santa Teresa, se identificaron
dos secciones hidráulicas para la instalación de
sensores de presión de agua (La Playa y Salkantay),
que permitirán registrar la variabilidad del nivel de
agua, producto del aporte del glaciar Salkantay y
los efectos del aporte de precipitación.
Hasta la fecha, se ha logrado realizar la instalación
de la estación hidrológica de La Playa, proceso
que se ha llevado a cabo desde el 18 al 26 de
setiembre del presente año. Durante dicho período,
se presentaron algunos inconvenientes naturales,
originados por las actividades antrópicas que se
desarrollan en la zona, como es la construcción de
la carretera y deslizamiento de material rocoso por
la falta de estabilidad en las laderas, tal como se
observa en la Foto 3.19.
Foto 3-19 Ceslizamiento de origen natural y antrópico - subcuenca de Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
Para el proceso de la instalación de la estación
hidrológica, se realizaron las coordinaciones
técnicas administrativas con el gobierno
local de Santa Teresa, a fin de contar con las
facilidades mínimas necesarias para realizar
las labores planificadas, entre las cuales se ha
tenido:
•
•
Facilidad de acceso a la zona, a través de una
movilidad equipada para la zona
Personal técnico calificado, para la preparación
de los insumos de metal mecánica, que son
parte de la estación hidrológica.
Gracias a este apoyo de la Municipalidad de Santa
Teresa, es que se logrón en primer lugar, armar
la estructura metálica que albergara los sensores
de presión, para la medición de la variabilidad del
nivel de agua en el río Santa Teresa, tal como se
muestra en la Foto 3.20, donde se está realizando
la presentación de la estructura hacer instalada
en el pilar del puente La playa, en su margen
derecha.
En dicha foto, se aprecia al personal profesional
y técnico que tuvo a cargo la instalación de la
estación hidrológica de La Playa:
62
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Dr. Wilson Suarez Alayza (SENAMHI - Lima)
Ing. Fernando Arboleda Orozco (SENAMHI - Lima)
Ing. Sandro Arias (SENAMHI - Cuzco)
Tec. Percy (Municipalidad de Santa Teresa)
En la Figura 3.19, se observa el esquema funcional
de cómo estaría instalada la estación hidrológica
y cada una de sus componentes, entre las cuales
tenemos:
•
•
•
Estructura metálica
Regla limnimétrica
Sensores de presión atmosférico e hidrostático
En la Foto 3.20, se muestran los trabajos realizados
en el pilar del puente, ubicado en la margen
derecha para la instalación de la infraestructura
metálica que albergará a los sensores automáticos
y la regla limnimétrica a instalarse.
Para dicha labor, se contó con el apoyo de un
técnico que realizó la labor de perforación de
hoyos en la zapata de uno de los pilares del
puente, a fin de asegurar los soportes metálicos
que mantendrían la verticalidad de la regla
limnimétrica así como la seguridad y protección
de los sensores de presión.
En la misma foto, se puede apreciar el estado final
de la estación instalada, observándose la regla
limnimétrica con un nivel de agua de 0,59 metros.
En el proceso de la calibración de los sensores de
presión, se realizó un trabajo de programación de
ambos sensores marca Solinst.
El primero corresponde al “Levelogger” número
1055653 para control de la cota o nivel de agua respecto
a una referencia, este sensor tiene una distancia de 19
centímetros respecto al fondo del río (offset).
Foto 3-20 Presentación de la estructura metálica, de la estación hidrológica automática de Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
63
Figura 3-19 Esquema de instalación de la estación hidrológica automática. Fuente: Wilson Suárez, 2011
Figura 3-20 Instalación de la estación hidrológica de La Playa – Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
64
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
El segundo correspondió al sensor “Barologger”
número 1053732, que registra la presión
atmosférica y cuyo valor permite ajustar del sensor
levelogger.
Dicho sensores permiten calcular la altura de
agua por diferencia de presiones y posteriormente
compararlos con la lectura de mira, el tiempo de
lectura fue fijado cada 15 minutos.
3.5.5 Campaña de aforo en el río
Santa Teresa
Dentro delos trabajos de campo desarrollados en
la subcuenca del río Santa Teresa, se realizaron
labores de aforos por vadeo, a cargo del Ingeniero
Fernando Arboleda y se contó con el apoyo técnico
de la Municipalidad de Santa Teresa, tal como se
observa en la Foto 3.21.
Foto 3-21 Aforo en el río Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
En la Tabla 3.6, se muestran los datos del aforo
realizado en el río de Santa Teresa, apreciando que
la sección transversal presenta un perfil hidráulico
estable con valores que fluctúan entre 0,50 a 1,25
metros, alcanzado en promedio un valor de 0,99
metros.
3.5.6 Recepción de datos de la
estación meteorológica de Quisoquipina
Otras de las actividades desarrolladas durante la
ejecución del proyecto, fue la visita a la estación
meteorológica automática de Quisoquipina, a fin
de inspeccionar su funcionamiento y operatividad,
en la recopilación de la información meteorológica.
El acceso a la estación, se vio complicada por
las condiciones reinantes en la zona, a raíz de la
presencia de precipitación sólida y líquida que se
venía registrando, tal como se aprecia en la Foto
3.22.
Una vez llegada a la estación meteorológica de
Quisoquipina, se pudo observar lo siguiente:
•
•
•
•
•
Accesibilidad al glaciar Quisoquipina, el glaciar
muestra una geodinámica interna en su frente,
observándose presencia de grietas cubiertas
por nieve fresca; así mismo, se mostró zonas
de deslizamiento.
La estación muestra un deslizamiento de los
brazos del trípode, que se corroboró por la
medición del ángulo que hay entre ellos.
El soporte de los instrumentos se encuentra
a nivel; es decir, que el giroscopio está
trabajando bien.
La base de los brazos del trípode están
cubiertas por una capa de nieve fresca de
0,30 m. En la base se observa hielo sucio, esto
debido a que la estación retiene el aire que
contiene partículas en suspensión.
Se observa una acumulación de nieve de
unos 0,50 x 0,50 m, de altura y diámetro
respectivamente, al costado del contrapeso;
Proyecto PRAA
65
66
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Tabla 3-6 Se muestran los datos del aforo realizado en el río de Santa Teresa, apreciando que la sección transversal presenta un perfil hidráulico estable con valores que fluctúan entre 0,50 a 1,25 metros, alcanzado
en promedio un valor de 0,99 metros.
•
aparentemente el contrapeso hace que el
flujo de viento pierda intensidad, originando
que se acumule nieve.
También se observa una acumulación de
nieve de unos 0,50 metros de altura x
1,0 metro de diámetro, el cual se produce
debajo de los sensores de radiación.
al 100% el funcionamiento de la estación
meteorológica, entre los cuales tenemos:
•
Las condiciones iníciales de la NEMA son:
•
•
•
Se instaló el dispositivo RS232 (pad de
observación de datos) y no se visualiza datos,
muestra que no están en funcionamiento
los sensores, esto posiblemente a que la
nieve (fuerte caída de esta) evita que la
batería se cargue de manera correcta.
El indicador de humedad de la NEMA está
saturado de humedad.
Los sensores y panel solar están libres de
cúmulos de nieve.
Después de estas observaciones, se procedió
a realizar los trabajos programados y aquellos
que fueran necesarios para dejar operativa
•
•
•
•
Se hizo el cambio de batería (capacidad
de durar de 12 a 15 días sin carga bajo
condiciones de altura y configurada para
los sensores de la estación climática) y
regulador de voltaje, también se realizó la
comprobación de continuidad de corriente
eléctrica y que todos los sensores funcionan
correctamente, dato verificado con el
RS232.
Se descargó los pocos datos almacenados
en la memoria interna.
Se removió la nieve que se venía acumulando
en la parte posterior del contrapeso,
permitiendo de esta manera que el flujo de
viento siga su camino.
No se removió la nieve situada por debajo
de los sensores de radiación, para evitar
sesgo de medición de esta variable.
Se ha comprobado el funcionamiento
correcto de los sistemas de alimentación;
es decir, alternando batería con panel solar.
Foto 3-22 Condición de la red vial de acceso al glaciar Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
67
En la Foto 3.23, se observa al Ingeniero Arias, de
la dirección Regional de Cuzco, al momento de
realizar los trabajos de inspección, evaluación y
recepción de la data registradas por cada uno de los
sensores que conforman la estación meteorológica
de Quisoquipina.
Dicho trabajo, ha permitido que la estación
quede operativa y registrando la variación del
comportamiento de cada variable seleccionada.
Foto 3-23 Supervisión y recepción de la data registrada en la estación meteorológica de Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia.
Además de estos trabajos realizados, se desarrollaron
campañas de aforo en la zona, con el fin de evaluar
el aporte de escurrimiento superficial del río Puru
Puru y de sus principales tributarios. Dicho aportes
está asociado directamente al aporte del retroceso del
glaciar de Quisoquipina (Ausangate).
Se realizaron 6 aforos (hojas técnicas en anexos)
en total, siendo la distribución de los mismos de la
manera siguiente:
Los dos primeros se realizaron a menos de 5 metros
de la lengua del glaciar Quisoquipina, obteniéndose:
•
•
•
68
El primero, en la misma lengua mostraba un
caudal de 0,061 m3/s.
El segundo, a 4 metros más abajo, el cual recibe
los aportes de un tributario lateral, obteniéndose
un caudal total de 0,037 m3/s. En la Foto 3.24,
se muestra al Ing. Arboleda realizando dicho
trabajo.
El tercer punto de aforo (300 metros aproximado
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
•
desde la lengua glaciar), acumula los pequeños
escurrimientos
provenientes
del
nevado
Quisoquipina; además, serviría como punto
de control para la instalación de una regla
limnimétrica y de sensores de nivel de agua. En
este punto, el caudal determinado fue de 0,043
m3/s, sobre la Foto 3.25 se muestra dicha sección
(punto de aforo 3).
Los puntos de aforo 4 (0,055 m3/s) y 5 (0,101
m3/s), fueron seleccionados de tal manera que se
logrará registrar la acumulación del escurrimientos
superficial originado por los glaciares de la zona,
y determinar su contribución al río Quisoquipina.
El aforo 6, integra el aporte de todos los
tributarios que tiene origen glaciar, al río principal
de Quisoquipina. El caudal aforado en este punto
fue de 0,136 m3/s.
En la Figura 3.20, se observa la distribución espacial
de los puntos de control hidrométricos seleccionados,
entre los cuales se tiene identificados los puntos de
aforo 4, 5 y 6.
Foto 3-24 Aforo cerca al glaciar. Fuente: Elaboración propia
Foto 3-24 Aforo a 300 metros del de Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
69
Figura 3-20 Ubicación de los puntos de control hidrométrico. Fuente: elaboración propia
3.6 Métodos y técnicas de estudios en glaciares
En esta parte de las actividades técnicas, se logró
articular la selección de los métodos y técnicas para el
desarrollo de un estudio de glaciares. Dentro de esta
selección tenemos los siguientes:
Practica de métodos y técnicas para el estudio de
retroceso de Glaciares.
En dicha práctica se estudió de retroceso de glaciar,
mediante el Balance de Masa (BM), por lo cual se
desarrollaron 3 métodos para estimar el BM.
• Método directo topográfico
Consta de un levantamiento topográfico del frente
del glaciar, con la utilización de un equipo topográfico
denominado estación total. El trabajo de campo, implica
realizar un reconocimiento de la zona y la ubicación de
puntos de control, que servirán de referencia para el
levantamiento topográfico. Estos puntos servirán para
monitorear el avance/retroceso del glaciar, en términos
de longitud.
70
de variabilidad de la masa glaciar, especialmente de las
zonas de sublimación y fusión (Foto 3.26). Esto de cierta
manera permite explicar la tasa de pérdida en el glaciar,
entendiendo que la energía requerida para pasar de hielo
a agua es 8 veces mayor que de hielo a vapor de agua.
• Método glaciológico
Esta técnica, consiste en instalar una batería de balizas,
para nuestro caso 11 balizas, para lo cual se utiliza un
perforador térmico, que permite realizar las calicatas en
el glaciar y de esta manera lograr sembrar en la zona las
balizas.
En la Foto 3.27, se muestra el proceso de la medición de
la densidad del hielo, para el período comprendido entre
el 2009 al 2011.
En la Figura 3.21, se muestra la ubicación final de las
estaciones a instalarse en el nevado de Quisoquipina,
para la recolección de información de variables
meteorológicas e hidrológicas, entre las cuales tenemos:
• Método indirecto del balance hidrológico
Precipitación, temperatura, velocidad de viento,
humedad relativa, radiación solar y nivel de la
nieve.
Permite realizar un análisis in situ de las condiciones
La instalación de los sensores hidrológico (Foto 3.28),
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
se realizará durante Septiembre, para lo cual se han
realizado las coordinaciones con el gobierno local de
Santa Teresa, trabajo que se llevará e dos fases:
En ambas comisiones, se tiene planeado desarrollar
campañas de aforo a lo largo del río Santa Teresa;
así como también, sobre el río Quisoquipina.
• Fase 1:
3.7 Equipamiento
Está centrada en la instalación del sensor hidrológico en
el punto denominada La Playa.
Los equipos hidrológicos, utilizados en las
diferentes campañas de aforo, están constituidos
por:
En esta misma fase se ha programado visitar la estación
meteorológica de Quisoquipina, con el fin de evaluar
la operatividad de la misma y bajar la información
almacenada, para su validación.
Esta fase ya ha sido desarrollada, por lo que el informe
contempla su inclusión.
• Fase 2:
Se ha programado la instalación de la estación hidrológica
en la parte alta de la subcuenca del río Santa Teresa,
cerca al glaciar, para lo cual el trabajo de campo se
llevará a cabo desde la zona de Mollepata. Durante esta
comisión, se realizará una vista a la estación automática
de Incashiriasqui, con el fin de ver su operatividad y
funcionamiento.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Correntómetro AOTT y accesorios.
Micro correntómetro AOTT y accesorios, para
aforo por suspensión y vadeo.
Contómetro digital.
GPS GARMIN.
Altímetro.
Cámara fotográfica digital.
Unidad móvil equipada para la zona.
Celular con salida RPM.
Distanciómetro.
En la Foto 3.29, se muestran los equipos digitales
utilizados para medir cada uno de los parámetros
hidrológicos e hidráulicos de los ríos seleccionados,
durante los trabajos de campo que se han
desarrollado en diferentes periodos de tiempo.
Foto 3-26 Práctica de medición de la sublimación en la zona acumulación. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
71
Foto 3-27 Medición de la densidad de hielo, ciclo hidrológico 2009-2011. Fuente: Elaboración propia
Figura 3-21 Ubicación de las estaciones hidroglaciar en Quisoquipina. Fuente: Elaboración propia
72
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Foto 3-28 Sensores de presión (barologger y levelogger) Fuente: Enviroequip, 2011
Foto 3-29 Equipos hidrológicos utilizados en la evaluación de campos. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
73
3.8 Conclusiones
al cambio de equipos eléctricos reinicio de
manera correcta, guardando datos cada 15
minutos.
Subcuenca del río Santa Teresa
•
En el río Santa Teresa el periodo de lluvia se
ha adelantado, lo cual permitió realizar un
aforo que dio un caudal de 9,1 m3/s.
•
Se instaló una regla limnimétrica en el puente
Sahuayaco además de sensores de nivel, los
cuales se encuentran operando de manera
correcta y se encuentran bajo custodia de la
municipalidad de Santa Teresa.
•
Se realizaron coordinaciones para la instalación
de los sensores faltantes.
•
Subcuenca del río Quisoquipina
•
Se realizó el cambio de la batería en la estación
climática ubicada en el glaciar, la nueva batería
permitirá trabajar 15 días aproximados sin
carga del panel partiendo del supuesto que
la nieve lo cubra, además del regulador de
corriente para descartar posibles errores de
carga en el futuro.
•
74
La estación se encontraba paralizada, posterior
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
La campaña de aforos constó de 7 puntos, el
primero sobre el río Phinaya (al costado del
puente próximo al pueblo) donde el caudal es
de 0,72 m3/s, el último punto se tomó en la
naciente del nevado Quisoquipina (acumula
aportes de nevados vecinos) donde el caudal
es de 0,136 m3/s.
•
La ruta de acceso esta operativa pero
deteriorada por la lluvias que se adelantaron,
pero se puede realizar trabajos sobre el
nevado.
•
El glaciar presenta una dinámica muy fuerte, lo
cual se ve reflejado en la aparición de nuevas
grietas.
•
La estación se climática se encuentra operativa
y en buen estado.
•
En base a los aforos se observa que la
infiltración de agua del nevado es importante,
esto se refleja en los aforos más cercanos al
nevado (primeros 3 puntos de aforo).
Capítulo 4.
DISPONIBILIDAD HÍDRICA SUPERFICIAL
Para la determinación de la disponibilidad
hídrica superficial, de la zona de estudio, la cual
está comprendida entre las subcuencas de los
ríos Aobamba Santa Teresa y Sacsara, se ha
considerado dos fases dentro de los procesos
metodológicos a seguir.
4.1 Metodología
El desarrollo del estudio, está estructurado en una
fase de gabinete y una fase de campo, las que
se interrelacionan entre sí; de tal manera que nos
permita esquematizar el sistema hidrológico de la
zona de estudio, comprendiendo su funcionamiento
a nivel espacial y temporal.
4.1.1 Fase de campo
•
•
•
•
•
Tiene como función principal, generar información
hidrológica de la zona de estudio, a través de las
campañas de aforo planificadas y recopilación
de información agregada que permita ampliar
los criterios de análisis y ajuste de los resultados
obtenidos en el área de gabinete.
Para ello, se consideró importante ejecutar el
programa siguiente:
•
•
•
•
•
Selección de los puntos de control hidrométrico,
en las subcuencas con aporte glaciar, en la
parte más alta.
Permitirá, seleccionar los puntos de control,
más adecuado para evaluar el escurrimiento
superficial, que generan los glaciares al
experimentar los impactos del cambio
climático.
Campaña de aforo por vadeo, en cada
uno de los puntos identificado para control
hidrométrico.
Es el eje principal de esta fase de campo, pues
tendrá la misión de realizar las actividades
de hidrometría, generando mediciones tanto
las variables hidrológicas, hidráulicas y
meteorológicas.
Reconocimiento integral de la hidrogeomorfología
de las cuencas en estudio.
Nos dará una idea general, de las características
físicas de las cuencas y su relación con el ciclo
hidrológico; así como, permitir realizar con
pleno conocimiento de la cuenca, los ajustes
a los resultados preliminares en la fase de
gabinete.
Esquematizar el sistema hidro-glaciar de las
cuencas.
Tener una idea clara de sistema hidrológico que
se está evaluando, identificación de cada uno
de loa variables, parámetros y componentes
que están estrechamente relacionados con el
recurso hídrico así como la parte social.
Visita y recopilación de información
hidrometeorológica.
Debido a que en la zona, existen estaciones
de propósitos específicos, se realizaron
coordinaciones a fin de ver la posibilidad de
contar con dicha información, así como también
lograr acceder a la data de las estaciones que
se encuentren muy alejadas y que demoran
en ser remitidas al a sede central. Además,
de corroborar la correcta toma de la data y
la operatividad de los instrumentos utilizados
4.1.2 Fase de gabinete
Comprende básicamente, la fase de recopilación
de la información hidrológica y meteorológica,
tanto de la red de estaciones convencionales y
automáticas con que cuenta el SENAMHI, así como
de las registradas en la fase de campo.
Para poder explicar el comportamiento hidrológico,
es necesario disponer de datos confiables. Hasta
el momento los errores del banco de datos
dificultaban la ejecución de estos estudios. Es
necesario entonces, en primer momento, criticar y
homogeneizar las series pluviométricas anuales y
completarlas a nivel mensual.
Con el fin de evaluar el volumen de la información,
conservando una buena imagen de la variabilidad
de la lluvia, delimitaremos zonas pluviométricas
homogéneas al interior de las cuales las series
pluviométricas
son
pseudo-proporcionales.
Proyecto PRAA
75
Buscaremos luego, un índice representativo de
la variabilidad de la lluvia de esas zonas. Estos
índices podrán ser utilizados para el estudio de la
distribución espacial de las precipitaciones lÍquidas.
Un paso importante para el proceso de crítica y
regionalización pluviométrica es la determinación
del método a utilizar; Rossell (1997) realizó dentro
del estudio “Régionalisation de l’influence du Niño
sur les précipitations de l’Equateur” una importante
comparación entre diferentes métodos, la cual es
transcrita parcialmente para la elaboración de un
marco teórico que permita la comprensión de esta
parte.
Homogeneización de las precipitaciones
anuales
Una serie de valores observados es de carácter
aleatorio simple si todos sus valores son
independientes y provienen de un tiraje de sorteo
aleatorio entre una misma población estadística.
El carácter aleatorio puede modificarse, según
Brunet-Moret (1979):
•
•
•
•
•
Efecto de persistencia: los valores dependen de
los antecedentes, pero la serie es estacionaria
y sus parámetros de distribución no varían en
el tiempo;
Efecto de tendencia: la esperanza matemática
de los valores observados varía en el tiempo;
Efectos cíclicos o pseudo-cíclicos: la esperanza
matemática de un valor varía en el tiempo, pero
el valor medio de las series suficientemente
largas puede considerarse como estacionario;
Errores de observación y de medida: éstos
afectan a uno o a varios valores de la serie.
Una serie de totales anuales puede contener al
mismo tiempo varios de estos tipos de efectos.
Los tres primeros caracterizan la pluviometría
del sitio y constituyen la organización interna
de la serie Solo los errores de observación
y medida o errores sistemáticos afectan la
homogeneidad de la serie. La homogeneización
consiste en detectar e identificar estos errores.
Las fuentes de
consecuencias
heterogeneidad
y
Modificación del medio circundante o del sitio
de medida
Por desplazamiento del instrumento: este es
un caso frecuente y a menudo la estación conservará
76
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Por modificación del medio circundante:
que puede ser brusco (construcción cercana)
o progresivo (crecimiento de árboles cerca del
instrumento).
Por cambio de la altura del instrumento: la
cantidad de agua recibida por el pluviómetro varía
sensiblemente, sobre todo cuando el sitio está
expuesto al viento.
Errores debidos al aparato
•
•
Modificación de la superficie receptora por
construcción, cambio o deformación: si los
pluviómetros comercializados tienen una
superficie receptora constante y conocida,
no es lo mismo para los totalizadores de
fabricación artesanal.
Errores de calibración: un defecto de
construcción o un error de calibración pueden
producirse en el caso de los pluviógrafos.
Errores de medida
•
sus
Los problemas que se presentan en una red de
observación pluviométrica son muy variados.
Recordemos solamente los más frecuentes:
•
su nombre siguiendo los desplazamientos de su
observador. Generalmente, estos desplazamientos
son pequeños (del orden del kilómetro) pero en un
país con tanto relieve, un desplazamiento de 500
m. puede modificar sensiblemente la exposición
del instrumento o su altitud y provocar así grandes
diferencias en la serie de observaciones.
•
A nivel de la probeta o de la regleta: la
confusión de probeta es un caso típico.
Como ejemplo se puede citar un caso típico,
anteriormente se acostumbraba la utilización
de pluviómetros de 100 cm² con la probeta
en vidrio correspondiente. Una vez rota ésta,
el observador podía recibir una nueva en
plástico, pero calibrada por un pluviómetro
de 200 cm². En este caso, las medidas
posteriores al cambio sobrestimaron en
50% la altura real de la lluvias. Este error,
generalmente es detectado fácilmente,
pero puede ser también confundido con un
cambio de sitio, especialmente en las regiones
montañosas donde existen fuertes gradientes
de precipitaciones. Otro caso difícil de detectar
se presenta cuando el observador dispone, por
“seguridad”, de dos probetas (evidentemente
diferentes) y las utiliza alternadamente.
A nivel de registro: por falta de tinta, errores
de datos, anotación errónea de las alturas
medidas, errores de transcripción, etc.
Errores de transmisión
•
Pérdida del correo o mal funcionamiento de
los sistemas de transmisión (radio, teléfono
etc.).
Errores durante el archivo y la publicación
Durante la recopilación y la transcripción de los
datos brutos, pueden producirse errores de copia
o de digitación y por tanto los anuarios publicados
pueden contener estos errores (olvido de datos,
errores de estaciones, etc.).
Según su naturaleza, los errores sistemáticos
tienen consecuencias diferentes.
Una inversión de probeta es un caso muy
frecuente y necesita generalmente pocos años
para ser detectado si no hay utilización simultánea
de varias probetas. Cuando se conoce la fecha del
cambio, es posible reconstituir los totales anuales,
mensuales y hasta diarios.
Un cambio en el medio circundante del
pluviómetro se detecta si se dispone de largas
series homogéneas antes y después del cambio.
Mientras el cambio es más marcado, menos años
serán necesarios para detectarlo. La experiencia
indica que, en este caso, se puede corregir los
totales anuales y mensuales para homogeneizar la
serie pero es imposible corregir los datos diarios.
En el caso de desplazamientos frecuentes del
instrumento o de otras causas producen el
mismo efecto, las heterogeneidades no podrán
ser detectadas y ninguna corrección podrá ser
realizada.
Selección del método de crítica de datos
Estas numerosas fuentes de heterogeneidad
indican la necesidad de un control riguroso
de los datos pluviométricos. En general, un
desplazamiento del pluviómetro coincide con
un cambio de observador y la confusión de
probetas se produce luego de una interrupción
de las medidas. Un buen seguimiento histórico
indicando los cambios de sitio, de observadores,
de aparatos de medida y del medio circundante,
y una verificación frecuente de dimensiones del
pluviómetro y de las probetas, permitiría resolver
la mayoría de los problemas.
Desgraciadamente, si los inspectores conocen los
detalles de la vida de una estación, éstos Figuran
raramente por escrito y la desaparición de las
“personas que conocen”, hace igual desaparecer
la información. Una parte del historial puede ser
reconstruida a partir de documentos originales
enviados por los observadores o a partir de
algunos informes de las misiones realizadas
por los inspectores. Pero esto generalmente
es insuficiente, de ahí la necesidad de efectuar
pruebas de homogeneidad de los datos anuales
y mensuales complementada por una verificación
en el terreno.
Existen numerosas pruebas estadísticas: pruebas
de signos, de correlación serial de Wald, de
Wolfowitz y Anderson, de puntos de fase, de
correlación de rango de Mann y Sperman, de
Fisher-Yates, etc. Estas pruebas solamente pueden
demostrar el carácter aleatorio de una serie de
variables independientes, lo que implica la hipótesis
de la inexistencia de una organización interna
de la muestra observada. Desgraciadamente, la
mayoría de las series pluviométricas anuales no
tienen una organización interna.
Estas pruebas se concibieron para comparar una
parte de la muestra con el resto, es necesario
entonces, determinar con anterioridad el corte
entre las series homogéneas. Variando las series
de valores se podría encontrar la fecha más
probable de la ruptura a condición de que ésta sea
única. Pero en casos complejos de varias rupturas,
estas pruebas no pueden hacer la diferencia entre
los errores sistemáticos y una organización interna
de la serie, pues no han sido elaborados para ello.
Prueba de simple acumulación
El principio es bastante simple. Consiste en colocar
en la abscisa el número de años omitiendo los
valores faltantes, y en las ordenadas la suma de
Xi/Xm, donde Xi representa las precipitaciones
anuales y Xm la pluviometría media de todos los
años utilizados.
En el caso de una serie cronológica de carácter
aleatorio simple, el gráfico de simple acumulación
oscilará alrededor de una recta pasando por el
origen. Si la serie es afectada por uno o varios
efectos enumerados anteriormente, el gráfico
presentará uno o varios cambios de pendiente. El
gráfico de simple acumulación permite encontrar
todos los períodos durante los cuales la media ha
sido perturbada.
Si las pruebas de simple acumulación son más
eficaces que las otras pruebas estadísticas para
la búsqueda de errores, éstas no aportan criterios
verdaderamente objetivos en lo que concierne a
la homogeneización de datos pluviométricos. A
menudo es imposible distinguir con certeza a partir
de una sola serie de datos los errores sistemáticos
de un cambio de tendencia climática bien marcada.
Felizmente, en el estudio de las precipitaciones,
se dispone generalmente de varias estaciones
Proyecto PRAA
77
situadas en una misma región.
•
Pruebas de doble acumulación
Suponemos la existencia de zonas climáticas
en el interior de las cuales se dispone de varias
estaciones cuyas series están vinculadas por
coeficientes de correlación lineal significativamente
positivos. Situadas en una misma zona climática,
las estaciones son sometidas a los mismos efectos
de persistencia, de tendencia, o pseudo-ciclos. Los
coeficientes de variación son entonces, similares
y los totales pluviométricos anuales son pseudoproporcionales. Para un año i, las precipitaciones
anuales Xi y Yi de dos estaciones X y Y de la misma
zona están unidas por la siguiente relación:
Xi/Xm = Yi/Ym + ei. (I)
Xm y Ym corresponden a las medias interanuales
de dos estaciones. ei es un término aleatorio
independiente de Xi y de Yi, cuya esperanza
matemática es igual a cero y varianza es tanto
más pequeña que el coeficiente de correlación
lineal entre las dos estaciones es más fuerte.
El principio consiste en llevar en abscisa la suma
de Xi/Xm, y en ordenada la suma de Yi/Ym.
Cuando las estaciones están suficientemente
próximas para pertenecer a una misma tendencia
climática, la relación lineal existente entre las
dos sumas acumuladas será independiente de
eventuales fluctuaciones climáticas, y únicamente
alterada por factores aleatorios cuando los datos
son homogéneos. En este caso, toda modificación
de la pendiente del gráfico corresponderá a
errores sistemáticos, y el cambio de pendiente
corresponderá a la variación de la media.
Para utilizar este método, es necesario primero,
determinar de manera empírica los grupos de
estaciones que pertenecen a una misma zona
climática. Para esto se necesita tomar en cuenta las
distancias entre las estaciones, efectos del relieve,
tipo de régimen de las lluvias, etc. El tamaño de
una zona climática se restringe si se disminuye
el intervalo de tiempo, o si se exige una pseudoproporcionalidad más fuerte. Luego, al interior de
los grupos se compara cada una de las estaciones
con las otras, lo que significa que para un grupo
de m estaciones, el número de doble acumulación
alcanza m (m-1)/2, sea 45 doble acumulación para
un grupo de diez estaciones (190 para 20, etc.)
La mejor manera de utilizar la doble acumulación
es la de seleccionar, en una zona climática
determinada, algunas estaciones que tengan
largas series, donde se asegura la homogeneidad
78
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
(que se la llama estación de base). Comparando
las estaciones vecinas a estas estaciones de base
efectuando las correcciones necesarias para cada
cambio de pendiente, es posible determinar otras
estaciones de base y avanzar así, verificando
lentamente cada diagnóstico por comparación
con todas las estaciones de base. Operando
minuciosamente de esta manera, se puede lograr
diagnósticos justos y generalmente confirmados
en el terreno o por la historia de la estación. Esta
metodología fue utilizada en numerosos países y
numerosos hidrólogos han probado su eficacia.
Sin embargo, no siempre es posible encontrar
desde el principio estaciones de base y en
ese caso, la interferencia entre los errores
provenientes de estaciones diferentes puede
ocasionar dificultad en la selección de criterios
de corrección realmente objetivos. Es también
frecuente disponer de estaciones de base que
tienen períodos de observación incompletas. Será,
entonces interesante disponer de una variable de
referencia o vector regional sin años incompletos,
construido a partir de estaciones situadas en una
misma zona climática. La simple comparación de
una estación a este vector de referencia elaborado
en condiciones óptimas, permitirá concluir, sin
tener que pasar por toda una serie de deducciones
que llevan rápidamente a confusiones cuando
aumenta el número de estaciones a tratar.
El vector regional
Condiciones de elaboración
La elaboración del vector deberá ajustarse a
la hipótesis de pseudo-proporcionalidad de los
totales anuales en un espacio dado y tomar en
cuenta algunas consideraciones complementarias:
•
•
•
•
Su construcción no debe exigir hipótesis
preliminares en la distribución de totales
pluviométricos anuales.
Para un año determinado, el total anual de
una sola estación no puede servir, a priori, de
valor de referencia,
Se supone que en el conjunto de datos, existe
un valor estimativo de la tendencia climática
regional, más representativa que la información
parcial de cada una de las estaciones.
La construcción del vector debe ser concebida
de manera de que toda la información
disponible sea utilizada sin que los datos
erróneos tengan una influencia sensible en el
resultado. Las estaciones con las duraciones
de registros muy cortos (menos de 5 años)
no serán eliminadas, pues sus datos pueden
contribuir a la construcción de un componente
anual del vector.
Análisis de la matriz de datos
El conjunto de los totales anuales constituye
una matriz A donde las columnas representan
las estaciones y las filas los años. Los m datos
obtenidos durante un año i representan las
coordenadas de un vector (lluvia) anual en
el espacio de las estaciones. Si la pseudoproporcionalidad era estricta, los n vectores
constituían un conjunto de vectores colineales y
la matriz podía ser reemplazada por una matriz
degenerada. En realidad, los datos reales no
siguen este modelo teórico ya que cada estación
tiene fluctuaciones aleatorias, la matriz de datos
A puede ser considerada igual a la suma de dos
matrices: A = B + E, B representa la información
teórica buscada y E las perturbaciones aleatorias.
Construcción de un vector por la media
aritmética
Una de las posibilidades es calcular para cada
año un elemento del vector utilizando la media
aritmética de todos los totales observados en el
transcurso de este año. En caso de homogeneidad
previa de todos los datos y de distribución normal,
esta media corresponde efectivamente a un
parámetro de tendencia central. Pero, las variables
se alejan a menudo de una distribución normal sea
a causa del número reducido de datos, lo que da
lugar a las distribuciones asimétricas; sea por la
existencia de series cronológicas heterogéneas
regidas por distribuciones plurimodales; sea por
la presencia de valores extremos que alteran el
cálculo de la media (contaminación de la media
por los valores extremos).
El vector Hiez
Una buena estimación del valor central es el valor
modal, pero no existe método simple para su
cálculo. En el caso de numerosos datos, podríamos
agruparlos por clases y tomar como valor modal el
punto central de la clase de más grande frecuencia.
Si esto no es el caso, será difícil encontrar los
valores modales. Hiez (1977) elaboró un método
original de tratamiento filas-columnas de la matriz
de datos. La rapidez de convergencia del algoritmo
depende de la calidad de los datos. La ausencia
de valores no influye en el tratamiento a condición
de tener por lo menos tres valores por fila y por
columna, pero la estimación del vector será mejor
si los datos son numerosos.
Una vez construido el vector, las estaciones son
comparadas con el vector por doble acumulación,
esta comparación no está hecha en los valores
medios, pero si en los valores más frecuentes.
El vector de índices anuales de precipitación
Brunet-Moret (1979) consideró que una zona
climática puede estar representada por un vector
cuya esperanza matemática es igual a 1. La
ecuación A = B + E se puede escribir:
Xij/Xmj = Zi + eij (II)
Donde:
Xij Xmj Zi eij total anual de la estación j para el año i
es la media de las Xij
es el componente del vector del año i
es la fluctuación aleatoria del año i de
la estación j, la esperanza matemática
de ej es igual a 0.
La matriz A (n, m) se compone de las precipitaciones
de m estaciones durante n años, es en la mayoría
de los casos incompleta. Con el fin de determinar
cada Xmj y Zi, el algoritmo de cálculo consiste en
minimizar la ecuación:
(III)
Si existe p estaciones observadas en el año i,
derivando por Zi se obtiene n ecuaciones:
(IV)
Reemplazando en la fórmula los valores de Zi así
calculados y derivando por 1/Xmj, se obtiene un
sistema de m ecuaciones con m incógnitas en 1/
Xmj. La solución del sistema permite encontrar
Xmj y los diferentes componentes de Zj. Este
método (Brunet-Moret, 1979), del cual acabamos
de mencionar el principio, permite dar el mismo
peso a los diferentes valores observados. Se
supone que para cada año y en cada estación
los valores falsos son minoritarios. Una primera
iteración con los elementos originales de A, da una
primera serie de valores. Si un elemento Xij/Xmj
está fuera de un intervalo dado, Xij es reemplazado
por Xmj. Zi. Las iteraciones sucesivas permiten
rápidamente eliminar estos valores absurdos.
Los límites del intervalo dependen de la varianza
de e. Después de varios ensayos en el corredor
interandino y en la costa del Ecuador, Le Goulven y
al (1988) decidieron tomar 0,7 y 1,5 como valores
Proyecto PRAA
79
delimitando el intervalo de comparación. Estas
cantidades son similares a 2/π y a π/2, valores
debido a los errores más frecuentes entre las
probetas y los pluviómetros.
Para un grupo homogéneo, podemos considerar
que el valor Zi que toma el vector cada año es
igual a la media de las anomalías del conjunto de
las estaciones del grupo de aquel año. El vector
tiene por definición una media igual a uno para
todo el período. Un valor anual del vector de 1,2
significará que se lo ha observado en media de
las precipitaciones excedentarias del 20% en el
conjunto de los pluviómetros de aquel año.
Estimación de la precipitación media areal
Para evaluar la precipitación caída en una zona de
la superficie terrestre, es indispensable basarse en
valores puntuales.
Para determinar la precipitación media de la
cuenca se puede realizar por los métodos:
•
•
•
Promedio aritmético
Polígono de Thiessen
Isoyetas
Goméz 1987, el método más preciso de evaluar la
precipitación espacial es el de Isoyetas; obtenidos
los valores puntuales de precipitación en todas
las estaciones seleccionadas de la cuenca, se
procedió a plotear en un mapa las estaciones y
sus cantidades de lluvia, luego se interpola para
obtener isolíneas de igual valor pluviométrico en la
cuenca y subcuencas respectivas.
Este método nos permite estimar la variación
paulatina de las precipitaciones en el espacio, aún
en zonas montañosas.
Análisis de temperatura
Aquí se realizará un estudio integral de las
temperaturas a nivel anual y mensual, considerando
los valores medios.
La información seleccionada para tal fin,
corresponde a las estaciones Climatológicas
Ordinarias, principales y sinópticas ubicadas en
todo el territorio nacional. Tal como se muestra
en la Tabla A.2. Con dicha información, es
analizada con el fin de determinar su confiabilidad
y representatividad, este proceso es desarrollado
en las tres vertientes hidrográficas, con el fin de
conocer el comportamiento y distribución espacial
y temporal.
En cada uno de los grupos se realiza un análisis
primario, a fin de detectar errores sistemáticos
y de observación, para luego proceder al
consistenciado, completación y extensión de la
serie de datos, que nos permita homogenizar el
período de estudio (1969 – 2006).
El análisis de la variabilidad térmica con la
altitud, se desarrolla con el fin de patrón de
comportamiento que experimenta esta variable en
función de la altitud y, de esta manera generar
valores de temperatura en puntos donde no se
registra esta variable.
Finalmente se determinará los valores medios
mensuales de la temperatura, en cada uno de los
puntos seleccionados, permitiendo representar
esta variable a nivel espacial.
•
Determinación de la temperatura a nivel
mensual
La precipitación promedio sobre el área de la
cuenca se evalúa ponderando la precipitación
entre isoyetas sucesivas por el área total de la
cenca, relación que se expresa por la siguiente
expresión:
Analizada la información a nivel mensual y anual,
se pasó a completar la serie de datos mensuales,
para lo cual se procedió de la misma forma que
en el análisis de la precipitación, determinándose
los diferentes factores de corrección, mediante
los cuales se determinarán los valores de las
temperaturas medias mensuales.
Estimación de la evapotranspiración
(V)
Donde:
Pm AP AT =
=
=
Precipitación media de la cuenca
área parcial entre isoyetas
área total de la cuenca
Para la interpolación de los valores puntuales se
80
utilizó la ayuda del software Surfer 7.0.
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
El compendio de la evaporación desde el suelo
y la transpiración de las plantas se denomina
EVAPOTRANSPIRACION, y está gobernada por:
•
•
•
Factores meteorológicos
Factor suelo
Factor planta
Evapotranspiración potencial (ETP): es la máxima
evapotranspiración posible bajos las condiciones
existentes, cuando el suelo está abundantemente
provisto de agua (colmada su capacidad de campo)
y cubierto con una cobertura vegetal completa.
Este parámetro se calcula.
Evapotranspiración
real
(ETR):
es
la
evapotranspiración que ocurre en condiciones
reales, teniendo en cuenta que no siempre la
cobertura vegetal es completa ni el suelo se
encuentra en estado de saturación. Este valor se
mide, si bien hay fórmulas que permiten evaluarlo.
Procedimientos para estimar la ETP:
La pérdida de agua desde la tierra hacia la
atmósfera, por medio de la transpiración de la
vegetación y de la evaporación directa, constituye
una parte importante del problema del balance de
agua. Sin embargo, la medición directa de esos
factores resulta ser extremadamente dificultosa, y
es precisamente esta dificultad la que ha llevado
a desarrollar un número de fórmulas tendientes
a estimar la pérdida de agua, directamente
de los datos meteorológicos. Así, numerosos
científicos de todo el mundo, han trabajado
sobre este tema aportando un sinnúmero de
fórmulas matemáticas: Penman-Inglaterra-1948,
Thornthwaite-EEUU-1948,
Turk-Francia-1954,
Sharov-Rusia-1959, Blankey y Criddle-1950,
Papadakis-Argentina-1961, etc.
Todas estas fórmulas pueden ser agrupadas en 3
categorías principales:
1. Aquellas que involucran el flujo de vapor de
agua.
2. Aquellas que utilizan el balance de calor de la
superficie evapotranspirante.
3. Aquellas que usan una relación empírica
determinada entre la ET y uno o más parámetros
meteorológicos.
Ninguno de estos métodos provee una solución
completamente adecuada a los problemas de
evapometría dado que ninguno está libre de
suposiciones, constantes arbitrarias o dificultades
técnicas de observación y medición. A pesar de
las deficiencias, un número de trabajadores
ha sostenido que estos métodos permiten al
climatólogo estimar la ET total con una mayor
exactitud que lo que pueden lograr los especialistas
en suelos, midiéndola.
La variable evapotranspiración ha sido analizada
mediante el modelo de Hargreaves-Samani
(1985), modelo que ha sido evaluado en el trabajo
de Waldo Lavado, 2008 sobre Comparación de
diferentes modelos de Evapotranspiración con el
modelo estándar de la FAO Penman Monteith, en
la cuenca amazónica peruana. El referido estudio
concluye que el Modelo de Hargreaves-Samani es
el que mejor se aproxima al método de Penman
Monteith. Por otro lado se justifica el uso de este
método en la medida que no existe información
climática suficiente para aplicar el método de
Penman Monteith.
El modelo de Evapotranspiración de HargreavesSamani es:
ETP = 0,0023*(Tm+17,8)(Tmáx-Tmín)0,5*Ra
(VI)
Donde:
ETP (mm/día)
Tm : Temperatura media (ºC)
Tmáx : Temperatura máxima (ºC)
Tmín : Temperatura mínima (ºC)
Ra : Radiación extraterrestre (mm/día)
De manera análoga al tratamiento de las variables
de temperatura y precipitación se ha procesado la
Evapotranspiración en grillas regulares de 0,5*0,5
km de resolución, para lo cual se ha diseñado en
Excel una hoja de cálculo que permite automatizar
este proceso para la estimación de esta variable en
un número ilimitado de puntos en las subcuencas
de estudio. El proceso se simplifica al tener ya la
información espacializada de Tmáx, Tmín y Tmed
de las subcuencas
Para la estimación de esta variable ETR, conocida
también como déficit de escurrimiento (D), se ha
aplicado el método de Turc, el cual utiliza como
variables de entrada la temperatura media anual y
la precipitación acumulada anual, en la estimación
de la evapotranspiración real acumulada anual.
La ecuación de Turc para la estimación del déficit
de escurrimiento anual, es de la forma:
(VII)
Proyecto PRAA
81
Donde:
de curvas, establecida a partir de observaciones
hechas en 254 cuencas situadas en todos los
climas de la tierra.
P = Precipitación anual
L = Coeficiente de Temperatura
T = Temperatura media anual (°C)
D = déficit de escurrimiento anual (mm)
Esta ecuación estima la evaporación real con base
en un balance de masas, en función de elementos
meteorológicos simples como valores promedio
de largo plazo de temperatura y de precipitación
en una cuenca. Turc en 1954, adopta una familia
Para la desagregación mensual de este Déficit
de escurrimiento anual se utiliza 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 la ETP anual
y se multiplica por el Déficit de escurrimiento
anual (D), estimado con método de Turc (Figura
4.1).
Figura 4-1 Modelo gráfico para el mapeo de la Evapotranspiración. Fuente: Elaboración propia
De manera similar al tratamiento de la variable
temperatura se genera información de ETR en
puntos grid de 0,5*0,5 km de resolución. Este
proceso se ha realizado con la opción del Algebra
de Mapas de ArcGis.
Estimación de la disponibilidad hídrica
La disponibilidad hídrica se determinará con
la ecuación simplificada del Balance Hídrico
Superficial, empleándose la expresión simplificada
siguiente:
(VIII)
que relaciona a las variables siguientes:
P
Precipitación en mm.,
ET
Evapotranspiración en mm.,
Esc
Representa la salida superficial
de la cuenca o aportaciones de la Red Fluvial,
en mm.,
ΔS
Cambio de almacenamiento en mm.
82
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Debido a que el estudio tiene una escala temporal,
a nivel multianual, el terminó correspondiente al
cambio de almacenamiento (ΔS) se considera que
toma el valor de 0, debido a que la variabilidad
del almacenamiento no experimenta cambios
significativos a dicha escala, lo que no ocurre
cuando se trabaja a escalas inferiores como son
meses, semanas o días, donde esta variable si
toma mayor importancia.
Finalmente nuestra expresión algebraica quedo
expresada por:
(IX)
cuya aplicación permitirá conocer la disponibilidad
del recurso agua en la superficie integral de una
región, cuenca o subcuencas, así como también
su distribución espacial y temporal.
Para los análisis a nivel espacial, de cada una de las
variables que gobiernan el ciclo hidrológico; se ha
utilizado la aplicación de modelamiento cartográfico,
permitiendo caracterizar espacialmente el relieve,
en entorno SIG. Dicha caracterización busca evaluar
y establecer asociaciones entre los parámetros
físicos y las variables hidroclimáticas, para lo cual se
ha utilizado la herramienta Model Builder de ArcGis,
que es una aplicación de programación gráfica.
4.2 Resultados
El desarrollo de cada una de las aplicaciones
metodológicas descritas en los ítems anteriores, ha
permitido ir depurando la información y convertirla
en data confiable; la cual desde un análisis
regional, ha permitido caracterizar las cuencas en
estudios a nivel espacial y temporal.
4.2.1 Homogenización con Hydraccess
Hydraccess a través de la función “Vector Regional”
tiene implementado la metodología propuesta
por Brunet-Moret y Hiez, En nuestro caso vistas
la explicaciones y el limitado número de datos y
estaciones se decidió utilizar el propuesto por
Brunet-Moret. Esto permite realizar una crítica de
datos y homogenización de estos, para lo cual se
definen ciertas características especiales para la
formación del Vector Regional:
•
•
•
•
•
Se definen periodos de trabajos recomendables,
visto el informe 1 se define como periodo el
comprendido entre 1964 hasta el 2008.
Se define un número mínimo de 3 valores por
año para la formación del vector regional.
Se define un número mínimo de 3 años en una
estación para que sea tomada en cuenta para
el cálculo del vector regional.
Se define un valor de 0,80 de desviación como
límite inferior para la formación del vector.
Se define un valor de 1,25 de desviación como
límite superior para la formación del vector.
Para poder determinar si la estación pertenece
a una región homogénea se utiliza como primer
parámetro de evaluación la correlación existente
entre el índice del vector regional y el de la
estación a analizar y mediante el grafico temporal
de comparación entre la estación y vector regional
se puede determinar los años donde la estación es
perturbada en su serie por un factor de error de
observación o medida.
Como segundo parámetro de evaluación se tomara
el sistema propio de evaluación de Hydraccess
(vector regional) donde toma en cuenta varios
parámetros de los índices de las estaciones como
la media, desviación estándar, correlación, datos
disponibles; comparados con el vector regional y
asigna un valor entre 10 y 1, siendo 10 para las
estaciones perfectas y 1 para las peores.
Como un parámetro de refuerzo de esta etapa de
verificación se hará una revisión de las mejores
estaciones mediante el análisis de doble masa,
tomando como referencia el índice del vector
regional.
Resultados de Homogenización
A fin de poder escoger las estaciones en función
de su calidad, se planteó una clasificación con
cinco niveles de calidad, la cual está en función a
comparaciones hechas con el vector regional de la
zona geográfica donde se encuentran y el propio
método de control de Hydraccess:
•
Muy Buena Calidad, mantiene una muy buena
correlación (r²>0,75) con el vector con series largas
y/o la calidad de la estación es superior a 7,5 según
Hydraccess.
• Buena Calidad, estaciones que tienen una buena
correlación (0,75<r²<0,6) con el vector pudiendo
tener series cortas o largas y/o la calidad de la estación
está en el rango de 7,5 - 6 según Hydraccess.
• Aceptable calidad, las estaciones tienen
una aceptable correlación (0,6<r²<0,5)
con el vector pudiendo tener series cortas
o largas, algunas puedas ser consideradas
como de buena calidad pero presentan series
demasiado cortas (solo útiles para formar el
vector) y/o la calidad de la estación está en el
rango de 6 - 5 según Hydraccess.
• Mala calidad, las estaciones tienen una
baja correlación (0,5<r²<0,4) con el vector
pudiendo tener series cortas o largas y/o la
calidad de la estación está en el rango de 5 - 4
según Hydraccess.
• Pésima Calidad, las estaciones tienen una
muy baja correlación (r²<0,4) con el vector
donde se ubican pudiendo tener series cortas
o largas y/o la calidad de la estación esta
inferior a 4 según Hydraccess.
•
Debido al poco número de estaciones
existentes en la zona no se puede juzgar
la estación en función al número de datos,
diferentes estudios toman en cuenta la
longitud de la serie para calificar la calidad
(ejemplo: Espinoza, 2008; Rossell 1993; etc.).
4.2.2 Homogenización pluviométrica
La homogenización a nivel anual es el punto de
Proyecto PRAA
83
partida de la crítica de datos, este método toma
en cuenta el valor total anual de toda la seria para
generar el índice del vector.
Regionalización para la zona de Santa Teresa
Se determinaron 6 regiones pluviométricas
circundantes a la región de estudio:
• Región 1ST, ubicada en la parte alta de la
cuenca del río Urubamba en un margen de
altitud que va por encima de los 2 700 metros
hasta su punto más alto.
• Región 2ST, Ubicada en la parte media alta
de la cuenca del río Apurímac margen de
altitud que va por encima de los 2700 metros
hasta su punto más alto.
•
• Región 3ST, Considera la parte media alta
de la cuenca del río Pampas margen de
altitud que va por encima de los 1 600 metros
aproximadamente.
• Región 4ST, considera la parte baja de la
cuenca del río Pampas que va desde los 1 000
metros aproximadamente hasta casi 5 000
metros.
• Región 5ST, Considera la parte baja de la
cuenca del río Apurímac hasta el punto de
unión con el río Mantaro. va desde los 1 000
metros aproximadamente hasta casi 5 000
metros (algunas cumbres no más).
• Región 6ST, Considera la parte baja de la
cuenca del río Urubamba, va desde los 750
metros aproximadamente hasta algunas
cumbres próximas a los 4 000 metros.
En la Figura 4.2, se observa las seis regiones
pluviométricas en las cuales se ha dividido la
cuenca del río Apurímac, Pampas y Urubamba,
en función a las estaciones seleccionadas en el
estudio.
En dicha figura se aprecia que la cantidad de
estaciones es muy limitada; sin embargo, se
ha podido de acuerdo a las consideraciones
contempladas lograr zonificar la región y dentro
de ella la subcuenca del río santa Teresa, la cual
esta pertenece a la Región 6.
Los análisis desarrollados, para la obtención de cada
una de las regiones pluviométricas son las siguientes:
Región 1ST
84
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
De acuerdo al análisis anual la primera región está
compuesta de 9 estaciones, en general el vector es
bueno y se apoya en series relativamente largas,
la precipitación anual fluctúa entre 442 a 843 mm
anuales, en la Figura 4.3 se aprecia este vector
y en la Figura 4.4 el análisis de doble masa. En la
Tabla 4.1 se muestran las estaciones conservando
el código de la base de datos creada.
Región 2ST
Esta región está conformada por 11 estaciones con
series que van entre los 7 a 28 años, ocupa la parte
alta del rio Apurímac), la precipitación se encuentra
dentro de un rango de 733 a 1 074 mm. La Figura 4.5,
muestra este vector y en la Figura 4.6 el análisis de
doble masa. En la Tabla 4.2 se muestran las estaciones
conservando el código de la base de datos creada.
Región 3ST
Esta región está conformada por 10 estaciones
con series que van entre los 10 a 31 años, ocupa
la parte alta del rio Apurímac, la precipitación se
encuentra dentro de un rango de 484 mm a 949
mm. Las Figuras 4.7 y 4.8, muestran los análisis
del vector regional y doble masa, realizados para
las estaciones seleccionadas cuyos resultados se
muestran en la Tabla 4.3. La ubicación de esta
zona considera la parte alta del rio Pampas.
Región 4ST
Esta región está conformada por 4 estaciones con
series no muy largas para formar el vector; esto
no significa que las estaciones tengan periodos
cortos, estas ocupan la zona donde el rio Pampas
confluye con el Apurímac. La precipitación se
encuentra dentro de un rango de 453 mm a 1
054 mm. Las Figuras 4.9 y 4.10, muestras el
vector regional y doble masa, de las estaciones
seleccionadas, cuyos resultados se presentan en
la Tabla 4.4.
Región 5ST
Esta región está conformada por 5 estaciones
con series aceptables (relativamente largas)
que permiten formar el vector regional (Figura
4.11), su zona abarca la parte baja del rio
Apurímac. La precipitación se encuentra dentro
de un rango de 595 mm a 2 389 mm, este grupo
presenta el mayor rango de dispersión respecto
a la precipitación promedio anual. La Figura
4.12, muestra el análisis de doble masa de las
estaciones seleccionadas, cuyos resultados se
presentan en la Tabla 4.5.
Región 6ST
Esta región es la que presenta los mayores
problemas, cubre desde la parte media hasta la
parte baja del rio Urubamba. La parte baja no
cuenta ninguna estación de referencia y todas
se encuentran aglutinadas en la parte alta, el
vector regional (Figura 4.13) ha sido formado con
una serie no muy larga pero tiene correlaciones
aceptables (Tabla 4.6). La precipitación se
encuentra dentro de un rango de 981 mm a 2 007
mm. La Figura 4.14, muestra el análisis de doble
masa, de las estaciones seleccionadas.
Dentro de esta zona, se encuentra ubicada la
subcuenca del río Santa Teresa, observándose
que el grueso de las estaciones se encuentra en la
margen derecha del río Urubamba.
Figura 4-2 Regiones pluviométricas de la zona de Santa teresa determinado por el método del vector Regional a nivel
anual. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
85
Figura 4-3 Vector regional anual para la zona 1ST. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-4 Análisis de doble masa de índices para la zona 1ST. Fuente: Elaboración propia
86
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Tabla 4-1 Relación de estaciones de la zona 1ST.
Figura 4-5 Vector regional anual para la zona 2ST. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
87
Figura 4-5 Análisis de doble masa de índices para la zona 2ST. Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-2 Relación de estaciones de la zona 2ST.
Tabla 4-3 Relación de estaciones de la zona 3ST.
88
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 4-7 Vector regional anual para la zona 3ST. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-8 Análisis de doble masa de índices para la zona 3ST. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
89
Figura 4-9 Vector regional anual para la zona 4. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-10 Análisis de doble masa de índices para la zona 4ST. Fuente: Elaboración propia
90
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Tabla 4-4 Relación de estaciones de la zona 4ST.
Figura 4-11 Vector regional anual para la zona 5ST. Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-5 Relación de estaciones de la zona 5ST.
Proyecto PRAA
91
Figura 4-12 Análisis de doble masa de índices para la zona 5ST.Fuente: Elaboración propia
Figura 4-13 Vector regional anual para la zona 6ST. Fuente: Elaboración propia
92
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 4-14 Análisis de doble masa de índices para la zona 6ST. Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-6 Relación de estaciones de la zona 6ST.
En la Figura 4.15, se muestra la representación
del comportamiento pluviométrico para la zona de
estudio así como la regionalización de esta variable
a nivel espacial.
Con la información de precipitaciones analizadas
y homogenizada, para la zona de estudio, se
procedió a regionalizar esta variable; para lo cual
se ha considerado el ámbito de las cuencas de los
ríos Apurímac y Urubamba, para lo cual se hace uso
de un modelo de regresión múltiple. Se utilizaron 26
estaciones de precipitación con datos consistenciados,
completados y extendidos para el periodo de referencia
1970 – 2007. El modelo adoptado ha sido tomado
de los estudios de Naoum, Tsanis. (2004), quienes
desarrollaron una metodología para correlacionar la
precipitación con la topografía mediante técnicas de
regresión lineal múltiple.
El modelo matemático formulado por S. Naoum y
K. Tsanis (2004), es de la forma:
PP mes (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x2 + β5y2
+ β6z2 + β7xy + β8xz + β9yz + β10 (X)
Siendo:
β1, β2………. Β9: coeficientes de las variables,
β10 : término independiente
x = lon (Km); y = lat (Km);
z = altitud (msnm) de las estaciones pluviométricas.
Los resultados de este análisis estadístico
indican una alta significancia en el coeficiente de
correlación, para los modelos mensuales, tal como
se presenta en la Tabla 4.7.
Proyecto PRAA
93
Figura 4-15 Regiones pluviométricas. Fuente: Elaboración propia
94
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Tabla 4-7 Coeficiente de correlación y error medio cuadrático para modelo Pp mensuales.
En la Tabla 4.8, se presentan los valores de los
coeficientes mensuales de los modelos de regresión
múltiple formulados. En base a estos modelos, se
tiene la capacidad para generar información de PP en
Tabla 4-8 Coeficientes del modelo de correlación múltiple para Pp mensual.
Proyecto PRAA
95
Grilla climática de Precipitación en Subcuenca
Santa Teresa
La información de precipitación ha sido organizada
en celdas o grid regulares de 1*1 km (Figura 4.16
y 4.17), de tal forma que se pueda visualizar en
un sistema SIG la información, a nivel mensual de
la Precipitación que fue generada con modelos
regionales Este valor puntual de la precipitación
está referido al centroide de cada celda.
Figura 4-16 Grilla de precipitación en celdas de 1*1 km de resolución. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-17 Mapas de precipitación en grillas
96
a) Marzo
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
b) Anual
Fuente: Elaboración propia
Caracterización de la precipitación en la microcuenca Sacsara-Santa Teresa y Aobamba
En base a la representación espacializada regional de la precipitación en la subcuencas, se ha estimado
el comportamiento mensual de esta variable por rangos de altitud, tal como se presenta en la Tabla 4.9.
Cabe señalar que las zonas altitudinales en estas subcuencas, presentan las características altimétricas
siguientes:
Zona Baja
Zona Media
Zona Alta
: Comprendida entre los 1 450,0 y 3 500,0 msnm
: Comprendida entre los 3 500,0 y 4 000,0 msnm
: Comprendida entre los 4 000,0 y 5 950,0 msnm
Tabla 4-9 Comportamiento mensual de la Precipitación según zonas altitudinales.
La precipitación media multianual, en la región
de estudio, es de 1 477,0 mm; siendo el
mayor aporte pluviométrico, en la subcuenca
baja, con un módulo de 1 633,0 mm/año. En
la zona alta, la precipitación alcanza los 1 403
mm/año.
Figura 4-18 Precipitación promedio por zonas altitudinales. Fuente: Elaboración propia
El periodo seco, está comprendido entre MayoAgosto; según el diagrama ombrotérmico de la
Figura 4.19, donde se cumple que la precipitación
es menor al doble de la temperatura media
mensual, Pp < 2Tm. (zona achurada).
En base a esta ecuación se ha formulado el
modelo regional de precipitación para las cuencas
del Apurímac y Urubamba para luego generar
información local de la microcuenca de Santa
Teresa en puntos de grilla de 0,5*0,5 km. En el
caso del Mantaro, el modelo regional no ha sido
satisfactorio por la baja significancia estadística
encontrada, por lo que se ha tenido que hacer
la interpolación directa, probando en ArcGis
diferentes métodos como Inverso de la distancia
Proyecto PRAA
97
Figura 4-19 Diagrama ombrotérmico de la subcuenca del río Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
(IDW), krigging, Cokrigging.
Para realizar la representación espacial de esta
variable, se ha utilizado la herramienta MODEL
BUILDER de ArcGis, el cual permite ejecutar los
procesos de manera automática, para el Mapeo
de la Precipitación, a través de la aplicación del
moldeo gráfico que se muestra en la Figura 4.20,
que permite la interpolación de los datos; los
cuales han sido generados en grillas de 0,5*0,5
km, con las ecuaciones mensuales obtenidas con
el modelo de correlación múltiple.
Figura 4-20 Modelo gráfico para mapeo de la variable precipitación media. Fuente: Elaboración propia
98
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
La lógica que sigue el modelo gráfico es la
siguiente:
•
•
En las Figuras 4.21, 4.22 y 4.23, se muestran los
mapas de la distribución de la precipitación anual,
a nivel medio, máximo y mínimo, obtenida para
las subcuencas de los ríos Santa Teresa, Sacsara y
Aobamba, observándose:
•
•
•
•
•
Pmedia, contiene la serie temporal de los datos
climáticos mensuales de Enero a Diciembre,
incluyendo el promedio anual,
IDW, es el método de interpolación
seleccionado. En este caso se eligió el método
de Inverso de la Distancia al Cuadrado.
Cualquier otro método seleccionado arroja
resultados similares al estar los datos
distanciados en cuadrìculas regulares,
Interpola : Contiene los resultados de los
mapas interpolados.
Cuenca : Contiene el lìmite de la cuenca de
estudio (Sacsara-Santa Teresa, Aobamba),
Extract by MasK : Extrae los datos interpolados
para el límite de la cuenca de estudio,
•
•
Mapas : Contiene la serie de mapas climáticos
generados.
La precipitación media anual, fluctúa entre 1
208 mm y 2 268 mm
La precipitación media trimestral, fluctúa
entre:
Diciembre – Enero – Febrero: 623 mm y 1153 mm,
Marzo – Abril – Mayo: 302 mm y 503 mm,
Junio – Julio – Agosto: 40 mm y 299 mm,
Setiembre – Octubre – Noviembre: 140 mm y 457 mm.
Figura 4-21 Mapa de precipitaciones medias – subcuencas Santa Teresa, Sacsara y Aobamba. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
99
Figura 4-22 Mapa de precipitaciones trimestre (DEF)- subcuencas Santa Teresa, Sacsara y Aobamba. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-23 Mapa de precipitaciones trimestre (JJA)- subcuencas Santa Teresa, Sacsara y Aobamba. Fuente: Elaboración propia
100
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
4.2.3 Análisis de la Temperatura
El análisis de consistencia de la información de
temperatura no fue necesario realizarlo en vista que
la variabilidad espacial y temporal es casi uniforme
y homogéneo. Dichas variables climáticas, por lo
general no presentan variaciones considerables a
través del tiempo, sin embargo con el fin de poder
uniformizar la serie de datos de cada una de las
estaciones, se realizó la extensión de los datos de
temperatura a nivel máximo y mínimo.
Para la generación de la temperatura media, se
utilizó la expresión siguiente:
(XI)
Temperatura máxima
Se seleccionaron 26 estaciones con información de
temperatura máxima, observándose en la Figura
4.24, el comportamiento temporal de cada una
de ellas, las cuales muestran un patrón uniforme
de variación registrándose en la estación de
Quillabamba las mayores temperaturas; mientras
que en Caylloma se obtienen las menores.
Figura 4-24 Comportamiento de la temperatura máxima. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
101
Temperatura mínima
Se seleccionaron 26 estaciones con información de
temperatura mínima, observándose en la Figuras
4.25, el comportamiento temporal de cada una
de ellas, las cuales muestran un patrón uniforme
de variación registrándose en la estación de
Quillabamba las mayores temperaturas; mientras
que en la estación de Angostura las menores.
En dicha figura, apreciamos que las temperatura
mínima registra un descenso a partir de Marzo, proceso
que se mantiene hasta Julio, para luego experimentar
un incremento paulatinos hasta Octubre.
Figura 4-25 Comportamiento de la temperatura mínima. Fuente: Elaboración propia
102
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
En la Figura 4.26, apreciamos el comportamiento
de los gradientes térmicos mínimos y máximos,
para la zona de estudio regional, proceso que
nos permite de cierta manera caracterizar las
temperaturas por diferentes pisos altitudinales.
La distribución de los puntos ploteados, se ajusta
a una distribución lineal; obteniéndose para
cada uno de los casos analizados, coeficiente de
correlación superior a 0,8.
En la figura se observa que las estaciones de Angostura,
Caylloma y Yauri, registran valores por debajo de cero
grados centígrados, siendo su ubicación geográfica
sobre los 4 000 metros sobre el nivel del mar.
Figura 4-26 Gradiente termino mínimo y máximo. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
103
Temperatura regional
Con la información de la temperatura máxima
y mínima, se realizó los análisis espaciales para
caracterizar la zona de estudio en función al
comportamiento térmico de cada una de las
variables analizadas, para lo cual se ha utilizado
modelos de regresión múltiples en función a la
topografía de la cuenca.
La aplicación del modelo de correlación múltiple,
que permite formular ecuaciones matemáticas que
representan su variación espacial en función a la
ubicación geográfica (latitud, longitud), la altitud y
el aspecto de la cuenca. En base a la información
climática regional de temperatura se ha formulado
el siguiente modelo matemático:
T = A + Bx + Cy + Dz + Ecos(W) + Fsen(W)
(XII)
Donde:
T : temperatura promedio, máx y mín mensual (ºC)
x : longitud (km)
y : latitud (km)
z : altitud (km)
W : aspecto de la cuenca (grad).
A, B, C, D, E, F : coeficientes del modelo lineal
Esta forma de representar las variables climáticas
ya han sido documentadas en diferentes trabajos
del SENAMHI, (DGH, DGM) y las correlaciones
encontradas tienen una alta significancia
estadística.
La generación de la información climática a nivel de
las microcuencas es realizada en puntos de grilla
regulares de 0,5*0,5 km, según la representación
de la Figura 4.27; donde se representa en forma
espacial los puntos definidos para el análisis. El
total de puntos asciende a 2 920 para el área
de estudio de las subcuencas de Sacsara, Santa
Teresa y Aobamba.
Figura 4-27 Mallado de puntos de 0,5* 0,5 km para generar información climática. Fuente: Elaboración propia.
104
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Todo este análisis se realiza en Excel con la opción
de análisis de correlación múltiple, determinando
los coeficientes de los modelos mensuales de
temperatura máx y mín. En ArcGis se procesa
los datos del relieve derivados de la cartografía
temática y resampleados a 0,5*0,5 km de
resolución espacial.
En base a los resultados del ítem anterior, se ha
procesado información temática de Temperatura
máxima, mínima y media por mes y por año, lo
cual da en total la suma de 39 mapas temáticos.
Se ha utilizado la herramienta Model Builder para el
mapeo de estas variables, elaborando un Toolbox
(programa) que permite la ejecución automática
de estos procesos.
Los resultados del análisis estadístico mensual
se presentan en las Tablas 4.10 y 4.11, donde
se observa que los valores del coeficiente de
correlación arrojan valores bastante significativos,
que nos indican que los análisis realizados
representan muy bien el comportamiento espacial
de las variables analizadas.
Tabla 4-10 Coeficiente de correlación y error medio cuadrático para modelo Tmáx mensuales.
Tabla 4-11 Coeficiente de correlación y error medio cuadrático de modelo de Tmin mensual.
Proyecto PRAA
105
En las Tablas 4.12 y 4.13, se presentan los
resultados de los coeficientes de los modelos de
correlación múltiple por mes, observándose rango
de valores muy variables entre los 06 coeficientes
seleccionados de acuerdo el modelo de ajuste
elegido.
Tabla 4-12 Coeficientes del modelo de correlación múltiple para Tmáx mensuales.
Tabla 4-13 Coeficientes del modelo de correlación múltiple para Tmín mensuales.
En el caso de la Temperatura máxima, el
coeficiente de correlación múltiple es casi parejo
en todos los meses de año, siendo en el período
de Octubre, Noviembre y Diciembre, que el factor
de correlación es menor (R2=0.92), registrándose
en Noviembre el más alto error medio cuadrático
106
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
(RMSE = 1,36).
En la Figura 4.28, apreciamos los grados de
dispersión obtenidos para las variables de
temperatura máxima y mínima, entre los valores
observados y modelado,
Figura 4-28 Dispersión de Temperatura máxima y mínima observada y modelada. Fuente: Elaboración propia
En el caso de la Temperatura mínima, el coeficiente
de correlación múltiple tiene mayor variabilidad en
los meses del año. En Junio y Julio este coeficiente
alcanza sus más bajos valores (R2=0,87), variando
en los meses restantes entre 0,89 en agosto hasta
0,95 en Enero. En Junio se da el más alto error
medio cuadrático (RMSE = 3,10).
encontrado un gradiente de temperatura de
-0,52 ºC/100m.
El comportamiento de la Temperatura es
decreciente con la altitud (Figura 4.29),
siendo esta relación de tipo lineal, habiendo
La relación individual entre la temperatura y la
longitud o la temperatura con el aspecto, no es
está bien definida.
El comportamiento de la temperatura es creciente
con la latitud, siendo esta relación de tipo lineal,
habiendo encontrado un gradiente de 0,67ºC por
cada grado de incremento de latitud.
Proyecto PRAA
107
Figura 4-29 Dispersión de temperatura media anual vs parámetros del relieve y ubicación geográfica. Fuente: Elaboración propia
Los resultados de la aplicación de estos procesos,
han permitido caracterizar la zona de estudios de
la siguiente forma:
Zona Baja: Comprendida entre los 1 450 msnm
y 3 500 msnm. Según la clasificación de Pulgar
Vidal esta zona correspondería a la región Yunga y
Quechua. Representa el 32% de la superficie total
de la cuenca de Santa Teresa. En esta zona se
tiene pendientes comprendidas entre 0% y 194%
(Figura 4.30).
Zona Media: Comprendida entre los 3 500 msnm
y 4 000 msnm. Según la clasificación de Pulgar
108
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Vidal esta zona correspondería a la región Suni.
Representa el 22% de la superficie total de la
cuenca de Santa Teresa (Figura 4.30).
En esta zona se tiene pendientes comprendidas
entre 2% y 196%.
Zona Alta: Comprendida entre los 4 000 a 5
950 msnm. Según la clasificación de Pulgar Vidal
esta zona correspondería a las regiones de Puna
y Janca. Esta zona es la de mayor superficie en
la cuenca del río Santa Teresa, representando el
46% de la superficie total de la cuenca. En esta
zona se tiene pendientes comprendidas entre 0%
y 293% (Figura 4.30).
Figura 4-30 Zonas altitudinales - Sacsara y Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
En las Tablas 4.14 al 4.17, se presenta la información de temperatura (máxima, mínima y media)
mensual generada para las subcuencas de Sacsara y Santa Teresa.
Tabla 4-14 Temperatura máxima generada en subcuenca Sacsara-Santa Teresa.
Tabla 4-15 Temperatura mínima generada en subcuenca Sacsara-Santa Teresa
Proyecto PRAA
109
Tabla 4-16 Temperatura media generada en subcuenca Sacsara-Santa Teresa.
Tabla 4-17 Precipitación media generada en subcuenca Sacsara-Santa Teresa.
Para realizar la representación espacial de esta
variable, se ha utilizado la herramienta MODEL
BUILDER de ArcGis, el cual permite ejecutar los
procesos de manera automática, para el Mapeo
de la Temperatura, a través de la aplicación del
moldeo gráfico que se muestra en la Figura 4.31,
que permite la interpolación de los datos; los
cuales han sido generados en grillas de 0,5*0,5
km, con las ecuaciones mensuales obtenidas con
el modelo de correlación múltiple.
Figura 4-31 Modelo gráfico para mapeo de la variable temperatura media. Fuente: Elaboración propia
La lógica que sigue el modelo gráfico es la siguiente:
•
•
•
•
110
Tmedia, contiene la serie temporal de los datos
climáticos mensuales de enero a diciembre,
incluyendo el promedio anual,
IDW, es el método de interpolaciòn seleccionado.
En este caso se eligió el método de Inverso de
la Distancia al Cuadrado. Cualquier otro método
seleccionado arroja resultados similares al estar los
datos distanciados en cuadrículas regulares,
Interpola, contiene los resultados de los mapas
interpolados.
Cuenca, contiene el límite de la cuenca de estudio
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
•
(Sacsara-Santa Teresa, Aobamba),
Extract by MasK, extrae los datos interpolados para
el límite de la cuenca de estudio,
Mapas, contiene la serie de mapas climáticos
generados.
En las Figuras 4.32, 4.33 y 4.34, se muestran los mapas
de la distribución de la temperatura anual, a nivel medio,
máximo y mínimo, obtenida para las subcuencas de los
ríos Santa Teresa, Sacsara y Aobamba, observándose:
• La temperatura media, fluctúa entre 0 ºC y 24 ºC
• La temperatura máxima, fluctúa entre 8 ºC y 30 º C
• La temperatura mínima, fluctúa entre -8 ºC y 10 ºC
Figura 4-32 Temperatura media anual. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-33 Temperatura media máxima.Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
111
Figura 4-34 Temperatura media mínima. Fuente: Elaboración propi
4.2.4 Análisis de la Evapotranspiración
El comportamiento de esta variable se presenta
diferenciado en las zonas altitudinales, tal como
se puede observar en la Tabla 4.18; así tenemos
que existe una mayor demanda evapotranspirativa
anual en la zona baja (1 446,0 mm/año), mientras
que en la zona alta la evapotranspiración anual
decrece a (1 104,0 mm/año). En la zona media,
la ETP alcanza los 1 256,0 mm/año.
Tabla 4-18 Evapotranspiración Potencial en la subcuenca Sacsara-Santa Teresa.
Los valores extremos (mínima y máxima) del
ciclo anual de la ETP, se presentan entre Junio y
Noviembre, respectivamente y en las tres zonas
altitudinales evaluadas (Figura 4.35).
En la Tabla 4.19, se presenta un análisis de las
estadísticas espaciales de la ETP areal mensual,
derivado de los mapas temáticos. Se observa una
baja variabilidad (Cv) en el comportamiento espacial,
incluso de un mes a otro exhiben el mismo Cv.
Evapotranspiración Real (ETR)
Se observa en la Tabla 4.20, un comportamiento
112
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
diferenciado de la ETR según las zonas altitudinales.
En la zona baja existe un mayor demanda
evapotranspirativa real que alcanza los 1 615,0
mm/año. Este requerimiento decrece con la altitud,
siendo el acumulado anual de 766,0 mm/año en la
zona alta.
En la zona media, este requerimiento es de 1 188,0
mm/año. A diferencia de la subcuenca Shullcas se
observa en Santa Teresa una mayor ETR por ser esta
región más lluviosa y cálida.
Los valores extremos (máximo y mínimo) del
ciclo anual de la ETR se presenta durante Junio y
Noviembre, respectivamente en cada una de las
zonas altitudinales analizadas (Figura 4.36).
Figura 4-35 Evapotranspiración Potencial en Sacsara-Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-19 Parámetros espaciales de la ETP areal en la subcuenca Sacsara Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-20 Evapotranspiración Real en la subcuenca Sacsara-Santa Teresa.
Proyecto PRAA
113
Figura 4-36 Evapotranspiración Real mensual en Sacsara-Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
En las Figuras 4.37 y 4.38, se muestra la distribución
espacial de la evapotranspiración potencial y real,
para las subcuencas de los ríos Santa Teresa,
Sacsara y Aobamba.
Figura 4-37 Evapotranspiración Real - Sacsara-Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
114
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 4-38 Evapotranspiración Potencial - Sacsara-Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
4.2.5 Determinación de la disponibilidad
hídrica
El escurrimiento superficial es determinado por la
ecuación general de Balance Hídrico simplificado
de largo plazo, mediante la diferencia algebraica
entre la Precipitación y la Evapotranspiración Real.
Las variables o componentes del balance hídrico
superficial son determinados en estaciones
virtuales o mallas cuadradas de 1km2 de
resolución espacial. Según la Guía Metodológica
para el Balance Hídrico de América del Sur (1982),
el esquema del Balance hídrico de Malla Cuadrada
se basa en que toda la cuenca o región está
constituida por un conjunto de cuencas “i”.
A su vez, toda la cuenca está constituida por un
conjunto de elementos en los cuales se realiza
individualmente el Balance Hídrico.
Para su aplicación se subdivide la cuenca “i” en
cuadrados (Figura 4.39), limitados generalmente
por paralelos y meridianos y se efectúa en cada
uno de ellos el balance hídrico, ósea en cada
cuadrado “j” se verificará que:
Rj = Pj - ETRj
(mm)
(XIII)
y a la salida de la subcuenca “i”, la escorrentía
valdrá:
(XIV)
O también:
(XV)
Donde:
Pi
Ri
ETRi
Pj
Rj
ETRj
:
:
:
:
:
:
Precipitación sobre la cuenca i
Escorrentía de la cuenca i
Evapotranspiración real de la cuenca i
Precipitación del cuadrado j de la malla
Escorrentía del cuadrado j de la malla
Evapotranspiración real del cuadrado j
de la malla
Ai = ∑Aj = Area de la cuenca i
Aj = Area del cuadrado j de la malla
Para el caso de la subcuenca en estudio, el
Balance Hídrico se aplica en el punto de desfogue,
permitiendo de esta manera determinar la
disponibilidad hídrica superficial.
Para la obtención de la lámina de escurrimiento
Proyecto PRAA
115
superficial se ha utilizada la metodología del
Balance Hídrico, considerando los valores medios
areales de las variables Precipitación, ETR. Estos
resultados se presentan en la Tabla 4.21. El análisis
del escurrimiento se realiza en el punto de desfogue
de la cuenca en todo el área (600,8 km2).
Figura 4-39 Representación de los Componentes del Balance Hídrico en mallas.
Fuente: Guía Metodológica para el balance hídrico de América del Sur
De los resultados obtenidos y traducidos en la
Tabla 4.21, se observa que entre el período de
Mayo a Octubre, se presentan deficiencia hídrica
en la subcuenca; siendo más intenso este déficit
en Agosto (Figura 4.40), que es el mes de menor
precipitación en el año. De Noviembre a Abril,
116
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
existe un excedente hídrico, por un mayor aporte
pluviométrico en la parte media y alta de la zona
de estudio. Considerando una lámina anual de
escorrentía de 344,0 mm, esto representaría para
la subcuenca de Sacsara - Santa Teresa un caudal
promedio anual de 7,0 m3/s
Figura 4-40 Balance Hídrico mensual en Sacsara-Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
El escurrimiento glaciar que aporta el nevado
Salkantay al río Santa Teresa no está cuantificado
en este Balance Hídrico, pero la evaluación de
campo realizado en Junio-2009 y Julio-2010 por
personal de la DGH-SENAMHI indica la existencia
de un flujo base de caudal permanente que es
regulado por la escorrentía proveniente de la
desglaciación del nevado.
En Octubre de 2009, el caudal aforado en el río
Santa Teresa fue de 5,0 m3/s; mientras que en
el río Sacsara el caudal aforado fue de 7,5 m3/s.
La suma de estos valores da un volumen de agua
por unidad de tiempo de 12,5 m3/s, que escurre
hacia el río Vilcanota, que expresados en lámina
de escorrentía da 1,8 mm/día (Fotos 4.1, 4.2 y
4.3).
Foto 4-1 Aforo por vadeo en río Santa Teresa (08/07/2010), Q = 9,6 m3/s. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
117
Foto 4-1 Aforo por vadeo en río Aobamba (08/07/2010), Q = 3,9 m3/s. Fuente: Elaboración propia
Foto 4-1 Aforo por vadeo en río Sacsara (08/07/2010), Q = 9,6 m3/s. Fuente: Elaboración propia
118
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
En Julio de 2010, el caudal aforado en el río
Santa Teresa fue de 9,6 m3/s; mientras que en
el río Sacsara se aforó un caudal de 8,0 m3/s.
La suma de estos valores, da un volumen de
agua por unidad de tiempo de 17,6 m3/s, que
representa una lámina de escorrentía de 2,5 mm/
día. Para esta misma fecha se aforó el río Chalán
en las nacientes del río Santa Teresa, que dio un
caudal de 2,4 m3/s, que puede considerarse en su
integridad como de origen glaciar.
En la Figura 4.41, se muestra el mapa de
escurrimiento generado para las subcuencas de
los ríos Santa Teresa, Sacsara y Aobamba, en
el cual se muestra, la parte baja de la zona de
estudio registra una deficiencia en la disponibilidad
hídrica; mientras que en la parte media y alta,
se aprecia una mayor disponibilidad de recurso
hídrico, el cual está asociado a un aporte glaciar,
producto del impacto del cambio climáticos en el
nevado Salkantay.
Figura 4-41 Mapa de escurrimiento superficial para las subcuencas de los ríos Santa Teresa, Sacsara y Aobamba. Fuente: Elaboración propia
4.2.6 Caracterización hidrológica y
estimación de la oferta hídrica superficial
Aquí se presentan los resultados de la
caracterización de los caudales medios mensuales
para las subcuencas de los ríos Sacsara, Santa
Teresa, Aobamba y Chaupimayo. Para estimar los
caudales se ha utilizado información hidroclimática
regional de las grandes cuencas de Apurímac y
Urubamba, ya que en la zona de estudio no se
dispone de información climática, ni hidrológica,
por tanto estas estimaciones de caudal mediante
modelos hidrológicos son aproximaciones con un
nivel de incertidumbre, en función a los métodos
utilizados.
Para la generación de caudales se ha utilizado la
información de caudales del río Vilcanota en la
estación Km-105. En este punto de control los
estudios hidrológicos ejecutados en el marco del
PACC, se ha modelizado la cuenca del río Vilcanota
con los modelos de paso de tiempo mensual GR2m
y Lutz-Scholtz, con buenas estimaciones. En el
proceso de la calibración el modelo de Lutz, este
resulto más eficiente, pero en la validación el
modelo GR2m es más confiable.
A fin de comparar las salidas del caudal anual,
simulados por los dos modelos, se ha determinado
la lámina de escorrentía superficial, a partir de
los mapas de coeficiente de escorrentía anual
generados en la cuenca del Urubamba. Esta
lámina anual está muy bien representada tanto en
calibración como validación y está más próxima al
modelo GR2m, tal como se presenta en la Tabla
4.22.
Proyecto PRAA
119
Tabla 4-22 Caudales observados y simulados a nivel anual en el río Vilcanota. Fuente: elaboración propia
En las Figuras 4.42 y 4.43, se ilustran las salidas
mensuales de los caudales observados y simulados
por los modelos de Lutz-Scholtz y GR2m, en la
etapa de calibración y validación, observándose:
•
•
En la calibración, se aprecia que los modelos
reflejan bien el comportamiento durante el
período de estiaje, sin embargo a nivel de
caudales máximos, se observa una cierta
discrepancia para el período 1986/87.
En la validación, se observa que el modelo
Lutz, no se ajusta al comportamiento de los
caudales en el período de avenidas.
Para la generación de los caudales en las
subcuencas de estudio, se ha utilizado el modelo
GR2m, asumiendo los mismos parámetros de
calibración de la cuenca del Vilcanota.
Una primera aproximación al caudal anual de las
subcuencas se presenta en la Tabla 4.23, donde
también se presenta los resultados obtenidos
utilizando el coeficiente de escorrentía anual.
Según los resultados de la Tabla 4.23, se ha optado
por usar el modelo GR2m; para la generación de
las series mensuales de caudal de las subcuencas
seleccionadas en el estudio, tales como:
Sacsara, Santa Teresa, Aobamba y Chaupimayo,
obteniéndose los siguientes:
Subcuenca del río Sacsara
Se ha determinado la oferta de agua superficial para
un área de drenaje de 229,7 km2, en una estación
ficticia ubicada en el río Sacsara, aguas arriba de su
confluencia con el río Santa Teresa. Se ha estimado
un módulo anual de caudal promedio de 7,6 m3/s,
lo cual representa una masa de agua anual de 21,0
MMC, tal como se observa en la Tabla 4.24.
Figura 4-42 Caudales observados y simulados - río Vilcanota (calibración). Fuente: Elaboración propia
120
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 4-43 Caudales observados y simulados - río Vilcanota (validación). Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-23 Lámina de escorrentía generada en las subcuencas.
Tabla 4-24 Caudales característicos del río Sacsara en años normales, húmedos y Secos.
En años húmedos el caudal promedio anual alcanza
los 12,0 m3/s, mientras que en años secos éste es
de 1,9 m3/s tal como se aprecia en la Tabla 4.25 y
Figuras 4.44 y 4.45.
Proyecto PRAA
121
Tabla 4-25 Características del caudal promedio anual del río Sacsara.
Figura 4-44 Hidrograma de caudal promedio mensual del río Sacsara. Fuente: Elaboración propia
Subcuenca del río Santa Teresa
Se ha determinado la oferta de agua superficial
para un área de drenaje de 371,2 km2, en una
estación ficticia ubicada en el río Santa Teresa,
122
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
aguas arriba de su confluencia con el río Sacsara.
Se ha estimado un módulo anual de caudal
promedio de 10,4 m3/s, lo cual representa una
masa de agua anual de 28,0 MMC, tal como se
observa en la Tabla 4.26.
Figura 4-45 Caudales probabilísticos del río Sacsara a diferente persistencia. Fuente: Elaboración propia
Tabla 4-26 Caudales característicos del río Santa Teresa en años normales, húmedos y secos.
En años húmedos el caudal promedio anual
alcanza los 16,4 m3/s, mientras que en años secos
éste es de 2,9 m3/s, valores que están reflejados
en la Tabla 4.27 y Figuras 4.46 y 4.47.
Tabla 4-27 Características del caudal promedio anual del río Santa Teresa.
Proyecto PRAA
123
Figura 4-46 Hidrograma de caudal promedio mensual del río Santa Teresa. Fuente: Elaboración propia
Figura 4-47 Caudales probabilísticos - río Santa Teresa (diferente persistencia).Fuente: Elaboración propia
Subcuenca del río Aobamba
Se ha determinado la oferta de agua superficial
para un área de drenaje de 129,5 km2, en una
estación ficticia ubicada en el río Aobamba, aguas
124
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
arriba de su desembocadura en el río Urubamba. Se
ha estimado un módulo anual de caudal promedio
de 5,2 m3/s, lo cual representa una masa de agua
anual de 15,0 MMC, el cual se muestra en la Tabla
4.28.
Tabla 4-28 Caudales característicos del río Aobamba en años normales, húmedos y secos.
En años húmedos el caudal promedio anual alcanza
los 8,4 m3/s, mientras que en años secos éste es
de 1,1 m3/s, tal como se aprecia en la Tabla 4.29
y Figuras 4.48 y 4.49.
Tabla 4-29 Características del caudal promedio anual del río Aobamba.
Figura 4-48 Hidrograma de caudal promedio mensual del río Aobamba.Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
125
Figura 4-49 Caudales probabilísticos del río Aobamba a diferente persistencia. Fuente: Elaboración propia
Subcuenca del río Chaupimayo
Se ha determinado la oferta de agua superficial para
un área de drenaje de 84,0 km2, en una estación
ficticia ubicada en el río Chaupimayo, aguas arriba
de su confluencia con el río Vilcabamba.
Se ha estimado un módulo anual de caudal
promedio de 2,3 m3/s, lo cual representa una
masa de agua anual de 6,0 MMC, valores que se
muestra en la Tabla 4.30.
Tabla 4-30 Caudales característicos del río Chaupimayo en años normales, húmedos y secos.
En años húmedos el caudal promedio anual alcanza
los 3,7 m3/s, mientras que en años secos éste es
de 0,7 m3/s; valores que aprecian en la Tabla
4.31 y que han sido representados gráficamente
126
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
en las Figuras 4.50 y 4.51, donde se muestran la
variabilidad temporal durante el año hidrológico,
tanto para los años característicos como para lo
datos a nivel de persistencia.
Tabla 4-31 Características del caudal promedio anual del río Chaupimayo.
Figura 4-50 Hidrograma de caudal promedio mensual del río Chaupimayo. Fuente: Elaboración propia
Proyecto PRAA
127
Figura 4-51 Caudales probabilísticos del río Chaupimayo a persistencia. Fuente: Elaboración propia
4.3 Conclusiones y Recomendaciones
•
•
•
•
128
4.3.1 Conclusiones
Se ha realizado la caracterización del
escurrimiento superficial de las subcuencas
de los ríos Aobamba, Santa Teresa, Sacsara y,
mediante la metodología del Balance Hídrico
Superficial, con un enfoque semiespacializado,
lo cual ha permitido tener una representación a
detalle de las principales variables del Balance
Hídrico: Precipitación, evapotranspiración y
escurrimiento.
La metodología utilizada permite obtener de
manera automática los valores medios areales
de las variables climáticas en las unidades
hidrológicas de interés.
La información hidroclimática a nivel de las
subcuencas han sido generada a partir de
la información climática regional (grandes
cuencas de los ríos Pampas, Apurímac
y Urubamba), para lo cual se generaron
modelos de regresión lineal múltiple que
permiten representar las variables del clima
en función a las características topográficas de
las cuencas, con alta significancia estadística,
tal como ha sido documentado en los informes
2 y 3 elaborados por la consultora.
Los resultados de la evaluación de las
características de la variables que gobierna
el ciclo hidrológico de las subcuencas
seleccionadas en el estudios, se indican a
continuación:
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Precipitación
• El modelo de regresión múltiple de
precipitación alcanza una alta significancia
estadística para cada mes. Se han obtenido
coeficientes de correlación (R2) superior a
0,80. Por otro lado la distribución espacial
de la precipitación refleja las diferencias
de un relieve bastante complejo.
• La información de precipitación generada,
promediada según rangos altitudinales,
indica un comportamiento pluviométrico
muy diferenciado según zonas.
• En la zona baja de la microcuenca, entre
los 1 450 msnm y 3 500 msnm, la
precipitación media es de 1 633,0 mm/
año.
• En la zona media, entre los 3 500 msnm y 4
000 msnm, la precipitación media alcanza
los 1395,0 mm/año.
• En la zona alta (>4 000 msnm), la
precipitación media alcanza los 1 403
mm/año.
• Enero registra la mayor pluviometría en las
Zonas baja y media, con el 24% y 20%
de la concentración anual. En la Zona alta
la mayor concentración de la precipitación
se da en Febrero con el 20% de la
concentración anual.
• Según el diagrama ombrotérmico de la
subcuenca, el periodo seco se presenta
durarte el período Mayo a Agosto.
Temperatura
•
•
•
•
•
Del análisis regional de la temperatura, se ha
determinado un gradiente altitudinal de -0,69
ºC /100m.
Se ha caracterizado la temperatura por zonas
altitudinales, habiéndose determinado para la
zona baja de la subcuenca, una temperatura
media anual de 12,4 ºC, para la zona media
9,1 ºC y para la zona alta 4,2 ºC.
En la zona Baja (3 150 msnm – 3 500 msnm)
de la subcuenca Shullcas; Noviembre es el más
cálido, con una temperatura media de 13,6ºC
y una Temperatura máxima de 20,8 ºC. El más
frio corresponde a Julio con una Temperatura
media de 10,5 ºC y una Temperatura mínima
de 1,2 ºC.
En la zona media (3 150 msnm – 4 0000)
msnm; Noviembre es el más cálido, con
una temperatura media de 10,0 ºC y una
Temperatura máxima de 17,3 ºC. El más frio
corresponde a Julio con una Temperatura
media de 7,3 ºC y una Temperatura mínima
de -1,9 ºC.
En la zona alta (>4 000 msnm); Noviembre
es el más cálido, con una temperatura media
de 4,7 ºC y una Temperatura máxima de
12,1 ºC. El más frio corresponde a Julio con
una Temperatura media de 2,5 ºC y una
Temperatura mínima de -6,6 ºC.
Evapotranspiración
•
•
•
El comportamiento de la Evapotranspiración
Potencial (ETP) determinada por HargreavesSamani, se presenta diferenciado en las zonas
altitudinales; así tenemos que existe una
mayor demanda evapotranspirativa anual en
la zona baja (1 446 mm/año), en la zona
media la ETR promedio alcanza los 1 256 mm/
año y en la zona alta la ETR anual promedio
decrece a 1104,0 mm.
Los valores extremos (mínimo y máximo) del
ciclo anual de la ETP se presenta en el período
Junio y Noviembre, respectivamente y en las
tres zonas altitudinales evaluadas.
Con respecto a la variable Evapotranspiración
Real (ETR) se observa un comportamiento
diferenciado de la ETR según las zonas
altitudinales. En la zona baja existe un mayor
demanda evapotranspirativa real que alcanza
los 1 615,0 mm/año. Este requerimiento
decrece con la altitud, en la zona media la ETR
anual promedio alcanza los 1 188,0 mm/año y
en la zona alta la ETR promedio es 766,0 mm/
año. A diferencia de la microcuenca Shullcas
se observa en Santa Teresa una mayor ETR
por ser esta región más lluviosa y cálida.
•
Los valores extremos (máximo y mínimo) del
ciclo anual de la ETR se presenta en el período
Junio y Noviembre, respectivamente en cada
una de las zonas altitudinales analizadas.
Escurrimiento superficial
•
•
•
•
•
•
•
•
•
El escurrimiento superficial determinado en las
subcuencas de los ríos Aobamba, Santa Teresa
y Sacsara, mediante Balance Hídrico indica que
durante el período Mayo a Octubre se presenta
deficiencia hídrica, siendo más intenso este
déficit en Agosto, que es el mes de menor
precipitación en el año. De Noviembre a Abril,
existe un excedente hídrico, por un mayor
aporte pluviométrico en la zona de estudio.
La lámina anual de escorrentía generada
alcanza los 344,0 mm, esto representaría para
las subcuencas de los ríos Aobamba, Santa
Teresa y Sacsara un caudal promedio anual
de 7,0 m3/s, sin incluir el aporte glaciar del
nevado Salkantay.
Los aportes del escurrimiento superficial, para
cada una de las subcuencas seleccionadas,
fueron determinadas en función al análisis
regional realizado obteniéndose lo siguiente:
Para la subcuenca del río Aobamaba, el caudal
fluctúa entre 0,5 m3/s y 20,0 m3/s, alcanzando
en promedio un módulo de 5,7 m3/s.
Para la subcuenca del río Santa Teresa, el
caudal fluctúa entre 1,3 m3/s y 40,3 m3/s,
alcanzando en promedio un módulo de 10,9
m3/s.
Para la subcuenca del río Sacsara, el caudal
fluctúa entre 0,8 m3/s y 29,6 m3/s, alcanzando
en promedio un módulo de 8,0 m3/s.
Para la subcuenca del río Chaupimayo, el
caudal fluctúa entre 0,3 m3/s y 9,6 m3/s,
alcanzando en promedio un módulo de 2,4
m3/s.
El escurrimiento glaciar que aporta el
nevado Salkantay al río Santa Teresa no
está cuantificado en este Balance Hídrico
por falta de información de caudales, pero
aforos realizados en Junio-2009 y Julio-2010
por personal de la DGH-SENAMHI; indica
la existencia de un flujo base de caudal
permanente que es regulado por la escorrentía
proveniente de la desglaciación del nevado
Salkantay.
4.3.2 Recomendaciones
La cuantificación sistemática del escurrimiento
superficial en las microcuencas de estudio,
permitirá validar los mapas de escorrentía
Proyecto PRAA
129
superficial generados. Por otro lado esta
información de caudales permitirá conocer la
contribución glaciar al escurrimiento total de
las microcuencas, porque la metodología del
Balance Hídrico no permite tener este tipo de
discretización del escurrimiento.
130
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
•
Se sugiere extender esta misma metodología
de análisis, a las sub cuencas anexas a
Santa Teresa, como son las subcuencas
del río Vilcabamba, que son áreas piloto
que viene trabajando el PRAA con otras
instituciones.
Capítulo 5.
ESCENARIOS DE DISPONIBILIDAD HÍDRICA
SUPERFICIAL
La cordillera de los Andes es la columna vertebral
del territorio de los países andinos, la verticalidad
del espacio, su posición en el trópico y su
proximidad al Océano Pacífico, configuran una de
las más extraordinarias y complejas geografías de
la tierra, donde se da origen al agua de la Amazonía
y de las cuencas del Pacífico. Pero estos orígenes
y el mundo en general debido al cambio climático
están sometidos a profundas transformaciones
que afectan las características biofísicas de los
ecosistemas y la calidad de vida de la población
mundial.
El Perú, en los últimos años ha experimentado
el impacto de eventos climáticos recurrentes
y con mayor intensidad, como El Niño, olas de
frío, sequías e inundaciones que afectan y ponen
en riesgo la demanda hídrica de los diferentes
sectores (agrícola, energético, poblacional, etc.),
esta alteración de la oferta y demanda hídrica
tendrá una incidencia directa en lo económico y
social.
Los gobiernos y organismos internacionales
preocupados por el impacto que pueda tener un
cambio en el clima sobre las diferentes actividades
humanas y los recursos naturales, consideren la
posibilidad de formular políticas que consideren
limitaciones en las emisiones de gases de efecto
de invernadero a la atmósfera. Con el fin de que
estas políticas no tengan una repercusión social
o económica, los tomadores de decisiones han
considerado necesario desarrollar una sólida
base de conocimiento científico que sustente
la legislación y que al mismo tiempo represente
beneficios en otros campos del ambiente y del
desarrollo sostenible.
Este estudio requiere del desarrollo de escenarios
que contemplen los posibles cambios en elementos
climáticos importantes como la temperatura y la
precipitación, y que alteren el ciclo hidrológico del
agua. En este capítulo se analiza la disponibilidad
hídrica superficial futura en base los escenarios
climáticos de precipitación y temperaturas
extremas para los años 2020 y 2030, información
que ha sido extraída del estudio de “Escenarios
de cambio climático a nivel nacional y en cuencas
priorizadas” elaborada por el Centro de Pronóstico
Numérico del SENAMHI.
La información corresponde al modelo NCAR–
CCSM del Nacional Centre for Atmospheric
Research de USA, y del cual se ha tomado el
escenario A2, el que ha simulado información del
período 2012 al 2035. En base a esta información
(Precipitación y temperaturas máximas y mínima),
se ha estimado la evapotranspiración potencial y
aplicando la ecuación del Balance hídrico se estima
la disponibilidad hídrica futura.
Asimismo
estas
proyecciones
permitirán
implementar procesos de adaptación con la
finalidad de reducir los riesgos y aprovechar las
oportunidades, realizando un
planeamiento
adecuado y anticipado de los recursos hídricos
disponibles para un desarrollo sostenible de los
recursos naturales.
Proyecto PRAA
131
A fin de entender y comprender, los aspectos
más relevantes del cambio climático y su relación
con posibles escenarios futuros asociados
básicamente a los impactos que puede provocar
su recurrencia, es que consideramos importante
iniciar este Capítulo con algunas definiciones y
conceptos, que ayudaran a centrar los resultados
obtenidos:
5.1 Cambio Climático
En estos últimos 35 años, han sucedido una serie
de eventos climáticos de carácter global, como: la
variación de la temperatura, cambio en el patrón
de comportamiento del régimen pluviométrico,
incremento de la radiación incidente, etc. En
base a ello, se vienen realizando esfuerzos a nivel
mundial, para minimizar esos impactos que ya
se viene dando y generando en muchos casos
problemas y conflictos asociados básicamente a la
falta de disponibilidad del recurso hídrico.
Una de estas grandes iniciativas, fue que la ONU,
encargo a la Organización Meteorológica Mundial
(OMM) la conformación de un grupo de expertos
para analizar los cambios y sus repercusiones.
Este grupo se ha constituido como el “Panel
Intergubernamental para el Cambio Climático”
(IPCC), que desde su creación ha producido
numerosos reportes, documentos técnicos,
metodologías, etc.; relativos a los cambios que
se han producido hasta la situación actual, y la
generación de escenarios que podrían ocurrir en
el futuro.
Estos escenarios se basan en la utilización de
“Modelos Globales Acoplados de Circulación
General Atmósfera-Océano” (AOCGM) que
permiten simular las reacciones del sistema
climático y prevenir su evolución hacia el futuro.
Una gran parte de la información que se presentará
proviene del reporte de evaluación editado por el
IPCC en el 2007.
5.2 Teoría de cambio climático
La definición clásica de “Cambio Climático”, está
centrado en todo cambio del clima en el curso de
los tiempos, inducido por la variabilidad natural
o debido a la actividad humana (IPCC, 2007).
Según las observaciones descritas por el IPCC, se
considera que durante el siglo XX el calentamiento
más extremo ocurrió entre 1910 y 1945, después
entre 1976 y el 2000. De este último período, se
destaca el 1998, año que corresponde a un fuerte
episodio de “El Niño”, que fue también el más
importante de los últimos años.
132
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
A pesar que los modelos globales, muestran un
buen nivel de confianza, estos registran ciertas
divergencias en la representación de la variable
temperatura a partir de 1979. En lo referente a la
precipitación, varios estudios muestran que éstos
han aumentado de 0,2% a 0,3% por decenio,
dentro de las regiones tropicales (10° N á 10° S); a
pesar de una mala representación de la evolución
de las nubes, los modelos entregan buenos
resultados a escalas espaciales y temporales.
Otro factor importante, aún más difícil de
demostrar, es el aumento en frecuencia e
intensidad de los fenómenos “El Niño” a partir de
1970. Normalmente, hasta la década del 70 un
fenómeno “El Niño” considerando excepcional, se
producía dos veces cada 50 años (BCOM, 1998).
Antes de continuar es necesario presentar una de
las la principales variaciones observadas dentro del
sistema climático. Con respecto a la temperatura,
podemos decir que ésta ha aumentado de 0,6
ºC ± 0,2 ºC a escala global, pero que para las
regiones tropicales esta variación es del orden de
+ 0,15 ºC ± 0,05 ºC por decenio, a partir de 1979
(IPCC, 2007).
Estudios muestran que las variaciones de
temperatura dentro de los últimos 50 años están
más ligados a las actividades humanas que a una
acción natural. Este calentamiento es producido
por la emisión de elementos contaminantes a la
atmósfera. Estos elementos contaminantes han
sido llamados gases de efecto invernadero (GEI)
siendo los más importantes: Halocarbonados,
NO, CH4, CO2, quema de combustible fósil,
ozono estratosférico y los sulfatos. Entre estos
el CO2 ha sido el más monitoreado, porque sus
medidas directas de concentración en la atmósfera
comenzaron cerca de la mitad del siglo XX (IPCC,
2001).
5.3 Los modelos climáticos (AOCGM) y
previsiones del clima a futuro
El modelo climático, es la representación numérica
del sistema climático de la Tierra. La capacidad
del modelo para simular las respuestas del
sistema climático con forzamientos depende en
una gran medida del grado de representación
de los procesos físicos, geofísicos, químicos y
biológicos que interactúan dentro del sistema.
Los modelos climáticos, principalmente los que
acoplan el sistema atmosférico y oceánico son
llamados “modelos de circulación general océanoatmósfera” (AOGCM), son capaces de simular las
regiones húmedas y muy secas observadas dentro
de la zona tropical y subtropical, y la manera cómo
éstas evolucionan (al curso de las estaciones) de
un año a otro.
Estos modelos, dentro del dominio de la
oceanografía, han obtenido un importante suceso
previniendo, mediante la simulación los eventos
de “El Niño”. El problema que presentan estos
modelos ésta en relación con la representación
de la cobertura vegetal de la superficie terrestre,
que afecta el clima mundial de varias maneras,
principalmente los incendios forestales (IPCC,
2001).
Una serie de estudios basados sobre los AOGCM
concernientes a los fenómenos no lineales y al
cambio climático rápido, muestran que existe
posibilidad que se produzcan cambios rápidos
e irreversibles dentro del sistema global: pero
existe alta incertidumbre sobre los mecanismos
que están en juego, y por consecuencia también
sobre la posibilidad o la escala temporal de
estas transiciones. Muestras de hielo extraídas
del Polo sur y Groenlandia, sugieren que los
regímenes atmosféricos podrían cambiar en
un lapso de tiempo de algunos años; y que los
cambios hemisféricos de gran escala pueden
evolucionar igualmente en algunos años. Los
modelos acoplados han evolucionado y mejorado
considerablemente, en general se puede decir que
hacen simulaciones creíbles del clima, al menos a
escala subcontinental y a escalas temporales que
van de las estaciones a las década. Los modelos
acoplados son considerados como instrumentos
apropiados para hacer las previsiones útiles
del clima a futuro. La confianza general en las
previsiones de los modelos ha aumentado, y estos
modelos producen actualmente simulaciones
estables del clima a la superficie del planeta a lo
largo de varios siglos que son considerados de
calidad suficiente para ser utilizados en prever los
cambios climáticos a venideros.
El análisis de los fenómenos extremos simulados
por los modelos climáticos se encuentra todavía
dentro de un estado embrionario, particularmente
en lo que concierne a la frecuencia y trayectoria de
las tempestades.
Respecto a las previsiones del clima a futuro el IPCC
ha elaborado un grupo de 40 escenarios, donde 35
toman en cuenta la información sobre la tasa de
gas de efecto invernadero necesarios para forzar
cambios en el clima. Todos estos escenarios toman
en cuenta las principales fuerzas demográficas,
económicas y tecnológicas que determinan las
emisiones futuras del gas a efecto invernadero.
Las políticas puestas en funcionamiento por los
gobiernos determinaron para el futuro como
factores determinantes de emisiones GES, la
demografía, el desarrollo económico, el cambio
tecnológico, etc.
Estos escenarios están presentes desde 1990
dentro del reporte de escenarios de emisión
SRES (IPCC, 2007). Estos se agrupan en 4
grandes familias, cada familia está indicada por
una sigla (A1, A2, B1, B2), que corresponden a
una evolución diferente a los planos económicos,
sociales, demográficos y ambientales. En la Figura
5.1, se muestra un resumen gráfico de estos
escenarios.
Figura 5-1 Comparación cualitativa de los diferentes escenarios SRES. Fuente: IPCC, 2007.
Proyecto PRAA
133
5.4 Concepto de escenarios
•
•
Los escenarios en su forma simple son
descripciones de cómo las cosas pueden
cambiar en el futuro.
Un escenario climático es "una estimación
internamente consistente de cambios en el
clima futuro, el cual es construido a partir de
métodos que se basan en sólidos principios
científicos, y que pueden ser usados para
proporcionar un entendimiento de la respuesta
de los sistemas ambientales y sociales al cambio
climático futuro (Viner y Hulme, 1996)".
5.5 Incertidumbres de escenarios
Aunque podemos decir que algunos cambios
climáticos son inevitables, existe mucha
incertidumbre con respecto a la predicción de
propiedades del clima mundial, tales como la
temperatura y precipitación. Todavía existe
mayor incertidumbre con predicciones climáticas
regionales. Las principales áreas de incertidumbre
científica son: las nubes, los océanos, los gases de
efecto invernadero y los bancos de hielo polares.
Para reducir la incertidumbre científica en estas
áreas se precisan investigaciones que permitan
perfeccionar la capacidad de observación,
modelización y comprensión del sistema climático.
5.6 Escenarios climáticos para la subcuenca
de Santa Teresa
Los escenarios climáticos fueron generados por
el SENAMHI, los cuales fueron obtenidos en el
centroide de cada cuenca para un periodo
comprendido entre 2015 y 2039, para el caso de
la precipitación y para la temperatura a un nivel de
500 hPa sobre el mismo punto.
Se obtuvieron 2 escenarios que se describen a
continuación:
•
Un primer escenario (escenario 1S)
desarrollado sólo para la subcuenca del río
Shullcas fue obtenido aplicando el downscalling
estadístico a los datos de precipitación del
modelo MIHR MIROC3.2 (hires), del Center
for Climate System Research (The University
of Tokyo), National Institute for Environmental
Studies, and Frontier Research Center for
Global Change (JAMSTEC) de Japón; con una
resolución de Grilla 1.1º * 1.1º, la Climatología
del modelo es de series mensuales desde
Enero 1965 hasta Diciembre 2000, basado
el escenario A1B del IPCC, de modo que
se incrementó su resolución, los datos de
temperatura corresponden al modelo MRI/
JMA descrito en el párrafo siguiente.
•
El segundo escenario utilizado (precipitación
y temperatura) en la subcuenca del río
Santa Teresa (escenario 2S), es extraído
directamente del modelo MRI/JMA elaborado
por el Instituto de Investigación Meteorológica
(MRI), La Agencia Meteorológica de Japón
y la Organización Tecnológica de Ciencias
Avanzadas de la Tierra (AESTO) de una
resolución de 20*20 kilómetros basado para un
escenario A1B; (en Santa Teresa no se realizó
el escenario 1S, al carecer de información que
ayude a calibrar el modelo).
5.7 Resultados
Para nuestro caso, subcuenca Santa Teresa, con los
escenarios utilizados se obtuvieron los siguientes
resultados:
A) Precipitación
Para esta variable, se ha considero los escenarios
2S, a través de cual se presentan los posibles
valores de precipitación que se puedan presentan
en la subcuenca del rio Santa Teres, teniéndose lo
siguiente:
Escenario 2S
Para este escenario, el régimen de la precipitación
presenta un aumento del 5,1% a nivel anual, tal
como se aprecia en la Tabla 6.1. A nivel mensual,
el mayor incremento se presenta en Abril con
39,8% (24,1mm), mientras que Agosto registra
una disminución con 70,1% (27,9%).
Tabla 5-1 Comparación entre la precipitación de referencia y el escenario 2S a nivel anual para la sub cuenca del río Santa Teresa.
134
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Figura 5-2 Análisis comparativo entre la Precipitación de referencia y la generada para el escenario 2S -Sub cuenca del río Santa Teresa.
En la Figura 5.2, se muestra el análisis comparativos
entre la distribución de la precipitaciones de
referencias con los valores obtenidos para el
escenario 2S, observándose que durante el período
Enero – Abril, se registra un incremento uniforme;
mientras que para el período Mayo – Diciembre, se
registrara una disminución variable.
En la Tabla 5.2, se muestra el análisis desarrollado
a nivel estacional, para lo cual se ha considerado
dividir la serie anual en dos períodos:
•
Húmedos, correspondiente al intervalo
mensual desde Noviembre hasta Abril, en
función al aporte de precipitación registrada
en la subcuenca del rio Santa Teresa.
•
Seco, correspondiente al intervalo mensual
desde Mayo hasta Octubre, en función al
aporte pluviométrico que registra la subcuenca
del río Santa Teresa.
Tabla 5-2 Comparación de la precipitación referencia y el generado para el escenario 2S, a nivel estacional para la sub
cuenca del río Santa Teresa.
Para ambos casos, se ha considerado las series
de precipitación referencial y la generada
para el escenario 2030-39 (2S). En dicha tabla
se aprecia que para el periodo húmedo, se
registra un incremento de 2,2%, mientras que
para el periodo seco, se tiene un descenso de
29,5%, siendo Agosto el que registra la mayor
disminución.
A nivel anual, se presentara un descenso en el
aporte de precipitación de la subcuenca del río
Santa Teresa, que en promedio alcanzaría un valor
de 5,1%.
B) Temperatura
Escenario 2S
Para el caso de la temperatura, los dos escenarios
utilizan los datos generados por el escenario
Proyecto PRAA
135
climático, proporcionados por la Dirección General
de Meteorología (Escenario 2S), cuyos valores
se muestran en la Tabla 5.3; observándose el
análisis comparativos entre las temperaturas para
el período de referencia y el generado para el
escenario correspondientes.
En dicha tabla, se aprecia que el incremento de
la temperatura, presenta un comportamiento
uniformes a lo largo del año, registrándose los
mayores aumento en el período de Julio – Octubre,
mientras que el menor aumento se presenta en
Diciembre. A nivel anual, el incremento es del
orden de 62,5%.
Tabla 5-3 Análisis comparativo entre la Temperatura de referencia y el generado para el escenario 2S - Subcuenca del
río Santa Teresa.
En la Tabla 5.4, se muestra el análisis desarrollado
a nivel estacional, para lo cual se ha considerado
dividir la serie anual en dos períodos:
Húmedos, correspondiente al intervalo mensual
desde Noviembre hasta Abril, en función al aporte
térmico registrada en la subcuenca del rio Santa
Teresa.
Seco, correspondiente al intervalo mensual desde
Mayo hasta Octubre, en función al aporte térmico
que registra la subcuenca del río Santa Teresa.
Para ambos casos, se ha considerado las series
de temperatura referencial y la generada para
el escenario 2030-39 (2S). En dicha tabla se
aprecia, que el periodo húmedo, registra un
incremento de 41,7%, mientras que el periodo
seco, registra un incremento del orden de 97,3%,
ocasionado principalmente por el incremento de
la temperatura durante el período Julio - Octubre.
Tabla 5-4 Comparación de la temperatura referencia y el generado para el escenario 2S, a nivel estacional para la sub
cuenca del río Santa Teresa.
En la Figura 5.3, se muestra el análisis comparativo
de la temperatura de referencia y la generada
para el escenarios 2S, apreciándose que los
mayores incrementos se presentan en el período
comprendido entre Julio – Octubre, mientras que
en Junio se registra el mínimo incremento.
C) Escurrimiento superficial
En funciona al escenario desarrollado para la
precipitación y temperatura, se ha obtenidos
el escenario de la disponibilidad hídrica para la
subcuenca del río Santa Teresa obteniéndose:
Escenario 2S
136
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
La lámina escurrida obtenida para este escenario,
se presenta en la Tabla 6.5, donde se muestran el
análisis comparativo entre estos valores y lo del
periodo de referencia, lo que ha permitido obtener
la variación porcentual a nivel mensual y anual.
A nivel mensual, observamos que los valores
generados para el escenario 2S, muestran un rango
de variabilidad que va desde 9,7 mm a 137,7 mm;
valores que se encuentra por debajo del período
de referencia. El mayor déficit se registra en Mayo
con 72% y el menor en Enero con 27,5%.
A nivel anual, se obtiene un déficit de 41,1%.
En la Figura 5.4, se muestra la comparación
del escenario respecto al periodo de referencia,
observándose la deficiencia uniforme en el
comportamiento de la lámina de escurrimiento
superficial, registrándose el mayor déficit en
Mayo.
Figura 5-3 Análisis comparativo entre la temperatura de referencia y generado para el escenario 2030-2039 - Sub cuenca
del río Shullcas. Fuente: Elaboración
Tabla 5-4 Comparación de la lámina escurrida entre el periodo de referencia y el escenario 2S, para la subcuenca del río Santa Teresa.
Figura 5-4 Comparación de la lámina escurrida de referencia y los escenarios 1S, 2S para la subcuenca del río Shullcas.
Proyecto PRAA
137
De esta última figura, se deduce que el escenario
2S muestra un procesos de deficiencia del recurso
hídricos superficial, comportamiento que se
mantiene a lo largo de cada uno de los meses y que
a nivel anual la deficiencia promedio es de 41,1%.
Con respecto a los periodos estacionales durante
el año, en la Tabla 5.6, se observa que para el
escenario 2S; el escurrimiento superficial registra
un déficit muy marcado obteniéndose el máximo
para el período seco con 56,5%.
Tabla 5-6 Comparación entre la lámina escurrida del escenarios 2S y el periodo de referencia - subcuenca del río Santa Teresa.
Los resultados son bastantes críticos, considerando
que la precipitación sólo disminuyó un 5,1%.
Otro punto es la cantidad de acuíferos kársticos de
la zona que influye en los escurrimientos durante
los meses secos; además estos trabajan como un
reservorio de agua.
Es importante indicar que los cálculos anteriores
no toman en cuenta el 39,4% de aporte del suelo
(partiendo de la hipótesis que esta no cambia
en porcentaje durante el paso del tiempo), al
momento que se toma en cuenta este factor la
lámina anual para el periodo 2030-2039 es de 883
mm y representa una pérdida de 21,1%, Esto se
aprecia en la Tabla 5.7 y sobre la Figura 5.5, el
escenario presentado, está considerando el aporte
del suelo.
Tabla 5-7 Comparación de la lámina escurrida entre el periodo de referencia y el escenario 2S, para la subcuenca del río Santa Teresa.
A nivel mensual, se aprecia que el déficit se
mantiene durante el año, registrando el mayor
durante Mayo; mientras que el menor se registra
en Enero. A nivel anual la deficiencia bajo a 21,1%.
Figura 5-5 Lámina escurrida de referencia y del escenario 2030-39 para la subcuenca del río Santa Teresa considerando
el aporte natural más el suelo.
138
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
Con respecto a los periodos estacionales durante
el año, en la Tabla 6.8, se observa que para el
escenario 2S con aporte de la humedad del suelo;
el escurrimiento superficial mantiene el déficit
muy marcado para el período seco con un 41,7%,
mientras que para el período húmedo se observa
un 15,7% de deficiencia. Para el período anual, la
deficiencia está en un 41,1%.
A pesar que en proceso se considera los aportes
del escurrimiento subsuperficial, no se ha logrado
superar el estado de deficiencia en el escurrimiento
superficial, lo que brinda un panorama critico a la
subcuenca del río de Santa Teresa.
Tabla 5-8 Comparación entre la lámina escurrida del escenarios 2S y el periodo de referencia subcuenca del río Santa
Teresa.
5.8 Conclusiones
•
•
•
•
•
•
•
•
La generación de la base de datos, bajo
el formato Hydraccess, está terminada de
manera correcta y tiene la ventaja de poder
incorporar información a medida que se vayan
generando nuevos datos.
La zona de estudio, tiene problemas de falta
de disponibilidad de datos para las variables
meteorológica se hidrológicas, entre las cuales
tenemos: humedad relativa, velocidad del
viento y caudales (no existen); limitando la
implementación del modelo de escorrentía.
La falta de información espacial de la variable
precipitación, obligo a trazar regiones de
apoyo para una amplia zona del estudio.
Se determinaron un total de 6 regiones
pluviométricas con un total de 43 estaciones
con un nivel de calidad por encima de
“aceptable” para la zona de Santa Teresa.
Con la aplicación del método del vector regional,
se determinó que tanto las subcuencas de los
río Santa Teresa y Shullcas, se encuentran
dentro de una misma región pluviométrica,
lo que permitió utilizar un modelo hidrológico
global.
Después
de
analizar
las
diferentes
metodologías y en función de la cantidad de
datos existentes, se decidió utilizar el modelo
propuesto por Suarez (2008), éste se justifica
por la poca cantidad de datos que necesita.
Para la
modelización hidrológica, se
considerando como series observadas a
“series generadas” por diferentes modelos
hidrológicos, esto debido a la falta de
información existente en la zona de estudio.
En la subcuenca del río Santa Teresa, se ha
observado que parte del flujo superficial
•
•
•
•
•
•
está compuesto por el aporte hídrico de
origen Kárstico, que contribuye al flujo
base de la subcuenca y no es representado
adecuadamente por el modelo hidrológico
puro, dando una aparente subestimación
de los caudales de estiaje; lo cual también
ha sido detectado en las campañas de aforo
realizados en el río Santa Teresa.
En función a los resultados obtenidos con los
escenarios, se ha determinado que:
El régimen de precipitación en la subcuenca,
presenta un aumento de 5,1% a nivel anual.
A nivel mensual, el mayor incremento se
presenta en Abril con 39,8% (24,1 mm),
mientras que en Agosto se registra una
disminución de 70,1% (27,9 mm).
A nivel estacional, se ha determinado dos
periodos característicos en función la aporte
de la precipitación los cuales son:
Húmedo, correspondiente al intervalo mensual
desde Noviembre hasta Abril, en función
al aporte de precipitación registrada en la
subcuenca del rio Santa Teresa. Se registra
un incremento de 2,2%, con respecto al valor
referencial.
Seco, correspondiente al intervalo mensual
desde Mayo hasta Octubre, en función al aporte
pluviométrico que registra la subcuenca del río
Santa Teresa. Registra un descenso de 29,5%,
siendo Agosto el de mayor disminución.
Con referencia a la temperatura, se aprecia
un incremento uniforme a los largo del año,
registrándose los mayores aumento en el
período de Julio – Octubre, mientras que el
menor aumento se presenta en Diciembre.
Proyecto PRAA
139
•
•
•
A nivel anual, el incremento es del orden de
62,5%.
En lo referente al análisis estacional, se
determinado que para ambos períodos
(húmedo y seco), se registra un incremento
de 41,7%, mientras y 97,3%, ocasionado
principalmente por
el incremento de la
temperatura durante el período Julio - Octubre.
A nivel de escurrimiento superficial, se ha
determinado que a nivel mensual, se registra
una variabilidad que va desde 9,7 mm a 137,7
mm; valores que se encuentra por debajo
del período de referencia. El mayor déficit
se registra en Mayo con 72% y el menor en
Enero con 27,5%.
Para Santa Teresa se tiene una disminución
de 41%, para el escenario 2030-2039 lo cual
es una pérdida de lámina importante (no
considera el agua del suelo), considerando
el agua del suelo esta pérdida se reduce
a 21%; un análisis más detallado de este
resultado, sería muy complejo debido a las
condiciones de los datos (todos generados)
y al sistema hidrológico de la cuenca (lluviakarts-glaciares).
5.9 Discusión general
Para la generación de cualquier estudio, es
importante contar con información registrada en
el ámbito de la zona de influencia. Esto fue una
limitación importante en el presente estudio; sin
embargo, para suplir este inconveniente se optó
140
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
por desarrollar análisis regionales que permitieron
de cierta manera suplir esta falta de data.
A pesar de todo, se ha podido generar información
hidrometeorológica a través de la implementación
de estaciones meteorológicas e hidrológicas. A
pesar que no son las más ideales en cantidad,
su información se irá incorporando a los moldeos
a fin de darle al estudio una validación más
representativa para la zona, proceso que de todas
maneras hay que recalcar que debe ser dinámico
en el tiempo.
Es importante, que los resultados que se han
generado en el presente estudio, deben ser
tomado con mucha responsabilidad, ya que su
función es básicamente mostrar escenarios de
las condiciones presentes y futuras del recurso
hídricos en la subcuenca del río Santa Teresa.
La falta de información de campo, si bien es cierto
es una limitación importante para el desarrollo
normal de las actividades planificadas, no es
una limitación significativa, porque se ha podido
ir en el transcurso de la evolución de trabajo, la
generación de la data con mediciones en campo
y la utilización de herramientas con información
satelital. También se ha podido observar, la
necesidad de realizar articulaciones estratégicas
con otros sectores que cuentan con información
hidrometeorológica, por lo cual se requiere de una
Base de Datos a nivel Nacional, para el desarrollo
sostenible del País.
Proyecto PRAA
141
142
Disponibilidad hídrica actual y futura en Santa Teresa, Cusco
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Proyecto PRAA
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El Proyecto “Adaptación al Impacto del Retroceso Acelerado de Glaciares en los Andes Tropicales
- PRAA”, es implementado con fondos del Banco Mundial (GEF y PHRD Japón) y administrado por
la Secretaría General de la Comunidad Andina en beneficio de Bolivia, Colombia, Ecuador y Perú.
El Ministerio del Ambiente lidera el PRAA en el Perú, en colaboración con diversas entidades para
su ejecución, entre las cuales se incluye: SENAMHI, AGRORURAL, IGP, Municipalidad Distrital de
Santa Teresa, Municipalidad Provincial de Huancayo, Municipalidad Distrital El Tambo, SEDAM
Huancayo, Gobiernos Regionales de Cusco, Junín y CARE Perú.