Impacto del cambio climático en la producción de agua para la agricultura y consumo humano en la subcuenca del río Guacerique, Río Choluteca, Honduras Ney Introducción Centroamérica es una de las regiones con mayor agua disponible per cápita a nivel mundial, sin embargo esta disponibilidad que se ve afectada por el desarrollo de actividades productivas intensivas vinculadas al sector agropecuario y consumo humano, variaciones interanuales y estacionales de las lluvias y sequías. Los escenarios climáticos futuros indican, en general, reducciones en la precipitación y aumentos de temperatura (Imbach et al. 2012). Conocer el impacto de escenarios futuros de cambio climático sobre el recurso hídrico es útil para identificar acciones y planificar la adaptación al cambio climático. Los efectos del cambio climático en la disponibilidad del recurso, podrían además ir acompañados por cambios en la cobertura forestal y prácticas de manejo, cuyos efectos sobre el recurso hídrico podrían agregarse. El presente estudio muestra un análisis del impacto del cambio climático y cambio de uso del suelo sobre la disponibilidad del recurso hídrico (para consumo humano y agricultura) en la cuenca del Río Guacerique, una de las cuencas importantes para la provisión de agua para consumo humano y agricultura de Honduras. 1, Rios Pablo A 2 Imbach y Jainer 3 Argeñal Resultados Escenarios evaluados: i) Escenario de Referencia: Considera registros climáticos históricos (1992 – 2012), e incorporación de agua para riego y consumo humano. Escenario de Referencia Estadístico Nash-Sutcliffe (NSE) ii) Clima futuro: Considera escenarios futuros de clima (precipitación y temperatura) provenientes de 6 Modelos de Circulación Global (MCG) y escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero alto, medio y bajo (Figura 2 y 3, Cuadro 1). iii) Cambio de cobertura del suelo: Evalúa el impacto del reemplazo de la cobertura forestal por agricultura. Escenario hipotético planteado debido al avance reciente de la frontera agrícola en la cuenca. Valor simulación Valor óptimo mínimo 0.46 0.5 Coeficiente de determinación (R2) Index of Agreement measure (IoAd) Kling-Gupta efficiency (KGE) Correlación linear (R) Figura 2. Precipitación histórica y bajo escenarios de cambio climático. 0.52 0.84 0.64 0.72 0.6 0.7 0.6 0.7 Figura 5. Comportamiento de caudales simulados y estadísticos hidrológicos de comparación Mayor tasa de escorrentía superficial entre Mayo - Octubre, la mayor producción de agua entre Junio - Octubre Mayor producción de sedimentos durante los meses de Setiembre y Octubre 64 % de la precipitación forma parte del flujo base, 23 % de la escorrentía superficial, 3 % de la recarga acuíferos y 10 % regresa a la atmósfera vía evapotranspiración. ___________________________________________________________ Coberturas forestales conservan mayor cantidad de agua en el suelo; la cual es el doble que los demás usos juntos. Figura 3. Temperatura histórica y bajo escenarios de cambio climático. Cuadro 1. Anomalía anual de la precipitación y temperatura en la subcuenca del río Guacerique. Variable Precipítacion(%) Temp (°C) B1 -9.92 0.98 ANOMALIA A1B -3.75 1.20 A2 -11.54 1.25 Procesos de irrigación intensa podrían explicar altos valores en contenido de agua en el suelo y agua subterránea en el uso agrícola. Figura 6. Balance hídrico Escenario de referencia Clima futuro Cuadro 2. Balance hídrico Escenario Clima Futuro Precipitación Escorrentía Producción de agua Evapotranspiración Metodología Escenario Base (mm) 1240 272 1083 125 Anomalia Escenarios (%) B1 A1B A2 -10 -3 -12 -45 -44 -46 -8 -5 10 11 12 10 Disminución en la escorrentía superficial en hasta un 45%, disminución de la producción de agua en hasta un 8% y un aumento en la evapotranspiración de hasta 11%. Reducción del 89 % del caudal durante la época seca y aumento de un 47 % durante la época lluviosa Escenario cambio de cobertura Km2, la Con una superficie de 191.724 subcuenca del río Guacerique forma parte alta de la cuenca del río Choluteca, se encuentra ubicada entre las coordenadas: 14°.9' y 14°4' Latitud Norte y - 87°26' y 87°14' Longitud Oeste. Cuadro 3. Balance hídrico Escenario cambio de cobertura Escenario Referecia (mm) Precipitación 1240 Escorrentía 272 Contenido de agua en suelo 1522 Producción de agua 1083 Evapotranspiración 125 Producción de sedimentos (Tn) 86 Está conformada por cinco corrientes principales: Guaralalao (12.7 Km), Quiscamote (13.7 Km), Quiebramontes (7.6 Km), GuarijeMateo (16.3 Km) y Guacerique (15.2 Km) (Figura 1). Anomalia Cambio Cobertura (%) 81 -33 8 3 43 Sin escenarios climáticos: • Incrementos en la escorrentía, producción de agua evapotranspiración (80.5, 7.7 y 2.8 % respectivamente). • Disminución del contenido de agua en el suelo hasta en un 33.4 %. • La producción de sedimentos es incrementa en un 42 % Con escenarios climáticos: • Incremento en la escorrentía y evapotranspiración • Contenido de agua en suelo y producción de agua disminuyen • Producción de sedimentos sin cambios significativos Conclusiones Figura 1. Ubicación de la subcuenca hidrográfica del río Guacerique, Honduras Clima futuro: Se proyecta reducción del 8% en lluvias y un incremento en la temperatura de 1.1 °C. Periodo seco será más marcado y se prolongará sobre la época lluviosa. Durante el periodo lluvioso las precipitaciones tendrán su mayor concentración entre junio – agosto, setiembre muestra una reducción significativa de lluvias. La cuenca presenta una distribución bimodal de la precipitación, con una época seca de Diciembre a Abril y la lluviosa de Mayo a Noviembre. La cuenca es la principal abastecedora de agua para la ciudad capital de país, Tegucigalpa . Comportamiento hidrológico: Bajo escenarios de cambio climático, durante la época seca los caudales podrían disminuir hasta un 90 % y durante la época lluviosa incrementarse hasta un 47 %. • Reemplazo de la cobertura forestal por la agrícola provocará un incremento en la escorrentía superficial, disminución del contenido de agua en el suelo y mayor pérdida de suelos por erosión. Modelado hidrológico Se utilizó el modelo hidrológico SWAT (Arnold et al, 1990) diseñado para cuantificar y predecir el impacto del clima, prácticas de manejo de tierras sobre la producción de agua, sedimentos, nutrientes y sustancias químicas producto de la actividad agrícola. (1) jrios@catie.ac.cr (2)pimbach@catie.ac.cr (3)jainerumanzor@gmail.com Figura 4. Insumos Modelo SWAT, subcuenca Guacerique. TÉRMINOS BALANCE HÍDRICO Precipitación (PREC): Cantidad total de lluvia caída en la cuenca (mm) Escorrentía superficial (SURQ ): Es la lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje (mm) Contenido de agua en el suelo (SW ): agua que se encuentra en el perfil del suelo en un tiempo determinado (mm) Producción / rendimiento de agua (WYLD): importe neto de agua que sale de la subcuenca y contribuye al caudal del río. WYLD = SURQ + LATQ (flujo lateral)+ GWQ (agua subterránea que llega a los ríos) – TLOSS (pérdidas por transmisión)abstracciones estanque) (mm) Evapotranspiración (ET): evaporación de agua del suelo y transpiración de las plantas. (mm) Producción de sedimentos (SYLD): Sedimentos generados en la cuenca y que son transportados en el cauce de los ríos (Tm/ha) Manejo de la cuenca: El actual sistema de manejo vinculado a actividades agrícolas intensivas impacta el comportamiento hídrico. Sistemas de irrigación sin programación ni control afectan considerablemente caudales de ríos, incrementa producción de sedimentos y alteran la producción de agua. y
