Post on 20-Dec-2015
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Hacia la cuantificación de servicios ambientales hidrológicos de cinco subcuencas del Paute (Ecuador)
Marcela Quintero, Natalia Uribe, Rubén Darío Estrada
Fundación Cordillera Tropical (Cuenca, Ecuador)
Antecedentes• Proyecto Integral del Paute
– Central Molino, Embalse Amaluza– Proyecto Mazar– Proyecto Sopladora
Antecedentes
• Propósito del Proyecto Mazar
– Optimizar operación de la central Molino reteniendo cerca de 2’000.000 m3 de sedimentos y regulando los caudales lo cual incrementara la producción de energía (ACOTECNIC, 2006)
• Proyecto Mazar: Área de influencia directa (ACOTECNIC,2006) están las microcuencas del río Pindilig y Mazar, y sus áreas boscosas que inciden directamente en los aportes hídricos al proyecto Mazar
Antecedentes
• Medidas de compensación forestal (Plan de Manejo Ambiental) a cargo de Hidropaute, para conservar y restaurar áreas degradas en el área de influencia directa
• Monitoreo hidrológico a carga de HIDROPAUTE
Antecedentes• Acelerada acumulación de sedimentos
en la cercanía de la presa
• El problema que aún subsiste es la pérdida parcial del volumen útil del embalse.
• Cambios en el uso de la tierra que aumentan la producción de sedimentos
• Presión sobre paramos y bosques conservados
Objetivos
1. Modelar hidrológicamente las cuencas de Pindilig, Mazar, Llavircay, Juval y Pulpito
2. Identificar las zonas criticas por su producción de sedimentos (subcuencas y URHs)
3. Identificar zonas criticas por su producción de agua
Metodología• Aplicación modelo SWAT
– Permite no solo estimar comportamiento de caudales sino cuantificar la relación de causalidad entre diferentes usos de la tierra y la producción de agua y sedimentos
– Esta cuantificación tiene en cuenta variaciones de suelo, clima y topografía
– Permite priorizar espacialmente las zonas que causan mayores externalidades negativas (restauración) o positivas (conservación)
– La producción de agua y sedimentos son externalidades ambientales que deben considerarse en un potencial fondo para conservación/restauración de servicios ambientales
Modelos de causalidad entre suelo-uso-relieve-hidrología
Modelos de cuenca
Simulación de cambios específicos y no en toda la cuenca
Comparaciones dentro de la cuenca
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129
month
m3/
seg
Caudal simulado Caudal aforado
Coeficiente de correlación = 0.72
Periodo simulado: 14 años
Aforos mensuales: 1964-1989 registrados (INECEL, 1992)
Área: 167.350 km2
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127
mes
m3/
seg
caudal simulado + Rio Paute (aforado) caudal aforado Mazar
R=0.95
Coeficiente de correlación = 0.45 -0.51
Periodo simulado: 14 años
Aforos mensuales: periodo 1964 -1989 Correlacionados; 1973-1989 registrados el 90% y rellenados según datos de Pindilig (INECEL, 1992)
Área: 165.371 km2
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127
mes
m3
/se
g
caudal simulado caudal aforado
Periodo simulado: 14 años
Aforos no disponibles
Área: 24.9 km2
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127 134 141 148 155 162
mes
m3/
seg
caudal simulado
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127
mes
caudal simulado caudal aforado
Coeficiente de correlación = 0.55
Periodo simulado: 14 años
Aforos mensuales: 1988 - 1989 Correlacionados; 1978-1987 registrados el 90% y rellenados según datos en Pindilig (INECEL, 1992)
Área: 425.070 km2
Cul
tivos
Bos
que
Pas
tos
Urb
ano
Hum
edal
es
Pár
amo
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000H
ec
táre
as
Pindilig
Mazar
Juval
Periodo simulado: 14 años
Aforos no disponibles
Área: 169.587 km2
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161
mes
m3
/se
g
caudales simulados
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115 121 127
m3/seg
me
s
caudal simulado Amaluza caudal aforado AmaluzaR=0.94
Caudales Amaluza
SedimentosCuenca Sedimentos Sedimentos
Simulados Calculados
t/año
t/año (Gessler, 1984,
INECEL,1978)
Paute A.J Dudas 3940000 3940000
Pindilig 51178 59000
Mazar 45898 47000
Collay (INECEL,1978) 250000 250000
Subtotal 4287076 4350000
Llavircay 3684
Juval 34276
Pulpito 61113
Subtotal 99074 540000
Paute D.J. Palmira 4386150 4890000
Promedio anual
mm m3/s T/Ha Area
(Km2)
Pindilig572.7
6 3.03 3.042 167.35
Mazar689.7
8 3.61 2.869 165.371
Llavircay757.9
2 0.59 1.466 24.9
Juval586.4
1 7.90 0.751 425.07
Pulpito699.8
7 3.76 3.367 169.587
0
1
2
3
4
5
6
7
8
m3/s ton/ha
Pindilig
Mazar
Llavircay
Juval
Pulpito
Priorización de Unidades de Respuesta Hidrológica
• Producción de Sedimentos
• Contribución de agua al caudal (agua de flujo lateral y subterránea relevante en épocas de escasez)
Priorizacion URHs - Pindilig
• 1817 Ha• Contribución al total
de sedimentos: 79%
• Contribución Agua, Subcuenca, 1,2 y 4. Suelos D.
Usos Área (Ha)
Pastos 906.0
Agricultura 910.7
Priorización URHs - Mazar• 982.3 Ha• Contribución al total de
sedimentos: 66%
• Contribución agua: Homogeneidad en la cuenca. Subcuenca 1 con mayor precipitación.
Usos Área (Ha)
Pastos 541
Agricultura 441
Priorización URHs - Llavircay• 46.1 Ha• Contribución al total
de sedimentos: 98%• Suelos Gb
• Agua. Homogénea en la cuenca, sobretodo suelos Dt que ocupan 98% de la cuenca
Usos Área (Ha)
Pastos 34
Agricultura 12
Priorización URHs - Juval
• 59.8 Ha en pastos• Contribución al total
de sedimentos: 4%• Suelos roca• Zonas de páramo y
bosque sensibles (1550 Ha)
• Contribución de Agua. Subcuencas 2 a 5, suelos D. En suelos ‘roca” la infiltración es menor (sub 5,3,6)
Priorización URHs - Pulpito• 273 Ha de pasturas• Contribución al
total de sedimentos: 9%
• Suelos roca (altos CNs, bajos AWC)
• Zonas de páramo y bosque sensibles (3807 Ha)(altos factores de pendiente y suelos ‘roca”)Contribución de agua. Homogénea en la cuenca, a excepción suelos “roca” donde hay mayor escorrentía
Conclusiones• Los caudales simulados totales tienen una
buena correlación siendo esta simulación una buena base para iniciar priorizaciones de áreas sensibles.
• Las URH priorizadas contribuyen con el 41% de los sedimentos que se producen en las cuencas Pindilig, Mazar, Llavircay, Juval y Pulpito
• Hay areas “sensibles”de paramo y bosques que deben conservarse debido a que sus caracteristicas de suelo y pendientes hacen que sus producciones de sedimentos y agua sean mayores que en otras coberturas similares
Conclusiones
• Desde el punto de vista de contribución de agua, las URH con suelos “D” tienen una mayor contribución. La contribución es homogénea en Pulpito y Llavircay. Los suelos “roca” tienen una menor infiltración y mayor escorrentía.
Dificultades
• Acceso a información básica (informacion de perfiles de suelos)
• Discontinuidad en registros de lluvia y caudales
• Ausencia de mediciones de caudales y de precipitacion y temperatura
Pasos a seguir1. Integrar las URH priorizadas a planes de acción2. Actualizar los datos de aforos en las estaciones y
homogeneizar las series temporales3. Medir caudales en Llavircay y Pulpito4. Corroborar características físicas de algunas
unidades de suelos y detallar levantamiento de suelos en lo posible. Entre mas detallado mayor precisión en la definición de las URHs
5. Evaluar impactos hidrológicos de escenarios de cambios potenciales de uso de la tierra 1. Impactos evitados por conservar2. Impactos esperados por restaurar
6. Evaluar impactos socioeconómicos de usos de la tierra potenciales (costos de oportunidad)