análisis de vulnerabilidad hídrica frente a escenarios de cambio climático en las cuencas de los...
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Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Análisis de Vulnerabilidad hídrica frente a escenarios de cambio climático en las cuencas de los ríos Tuluá, Guabas, Fraile y Desbaratado en el
Departamento del Valle del Cauca
SIG APLICADO AL MODELAMIENTO DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Servicios Ambientales Hidrológicos
Regulación Hídrica – Mantenimiento de Cauces en Época Seca
Control de SedimentosControl de Crecidas
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Modelación hidrológica: una opción para anticipar impactos
• Permite determinar línea base sobre el balance hídrico
• Ayuda a establecer el nivel de impacto de cambios potenciales en el uso/manejo de la tierra
• Aproximarse a impactos de cambios climáticos sobre el balance hídrico
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
SWAT (Soil and Water Assessment Tool) es una herramienta que permite modelar el impacto del manejo del suelo en la generación de sedimentos y la regulación del agua, en cuencas hidrográficas.
Posee una interface bajo ArcGIS 9.2 – 9.3, la cual hace mas sencillo su manejo.
Modelo Hidrológico - SWAT
Río Grande II - EPM
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
BALANCE HÍDRICO SWAT
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Enfoque MetodológicoAnálisis de Cuenca
Uso de la Tierra
Estaciones climáticas
Suelos
Relieve
Unidades de Respuesta Hidrológica
Zonas que hay que proteger porque abastecen servicios hidrológicas
Zonas que hay que recuperar para que se mejoren los servicios hidrológicos
Con cuanto contribuye cada zona al volumen total del caudal aguas abajo?
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Requerimiento de Información
DEM Uso / Suelo Tipos de Suelo Red Hídrica Precipitación diaria
Temperatura Max y Min
Diaria Radiación Solar
Velocidad V.
Punto de Rocío
Caudales
Sedimentos
Hidroclimática Textura Grupo Hidrológico Profundidad Densidad Aparente Agua Aprovechable Cond. Hidráulica Saturada % de Carbono % de Arena % de Limo % de Arcilla % de Roca
Cartografía
Recopilación Info. Básica
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Modelo Hidrológico - InVEST
• Este modelo calcula la producción anual de agua utilizando básicamente datos de clima, geomorfología y usos del suelo, describiendo la magnitud de los flujos de agua a través de cuencas independientes.
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Modelo Hidrológico - InVESTProducción de
Agua
Secuestro de Carbono
Polinización de CultivosManejo Forestal
Purificación de Agua (para Nutrientes)
BiodiversidadRetención de Sedimentos
InVEST
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
BALANCE HÍDRICO InVEST
El ciclo hidrológico es simplificado, incluyendo sólo los parámetros que se muestran en color e ignorando los de color gris.
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
MetodologíaINVESTINVEST
ENTRADASENTRADAS
Tabla de Coeficientes
Tabla de Coeficientes
Simulación INVESTSimulación INVEST
Producción de AguaProducción de Agua Sedimentos LiberadosSedimentos Liberados
Análisis de Impactos en caudales y sedimentos
Escenarios Cambio UsoEscenarios
Cambio UsoSelección Áreas
PriorizadasSelección Áreas
Priorizadas Caudales y SedimentosCaudales y Sedimentos
Generación GRIDS
Generación GRIDS
MEDMED Uso / SueloUso / Suelo Tipos de SueloTipos de Suelo
SubcuencaSubcuenca HRUsHRUs
Red HídricaRed Hídrica
Simulación SWATSimulación SWAT
Escenario ActualCaudal y Sedimentos
Escenario ActualCaudal y Sedimentos
SWATSWAT
Calibración y Validación
Caracterización por Uso / suelo /
pendiente
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Resultados - Producción de Agua InVEST SWAT
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Producción de Agua Simulada vs Registros Aforados
Tuluá Guabas Fraile Desbaratado
Current SWAT
799.919234 974.855724999999
545.463209999999
242.0649
Current INVEST
900.9254761 964.6550903 645.038024899998
453.8503418
100300500700900
1100
PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA - CUENCASPr
oduc
ción
de
Agua
(mm
/año
)
Estadísticos
Tuluá Guabas Fraile Desbaratado
Caudal Simulado
(m3/s)
Caudal Aforado (m3/s)
Caudal Simulado
(m3/s)
Caudal Aforado (m3/s)
Caudal Simulado
(m3/s)
Caudal Aforado (m3/s)
Caudal Simulado
(m3/s)
Caudal Aforado (m3/s)
Media 18.65 14.41 2.07 3.92 4.69 6.00 2.18 2.08
Desviación Estándar 7.28 3.77 1.03 1.83 2.26 3.02 1.02 0.92
Correlación 0.69 0.86 0.92 0.75
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
200 250 300 350 400 450 500 550 6000
100200300400
f(x) = 0.733158193257969 x − 101.967348105712R² = 0.832318849703964
Correlación Desbaratado (mm/año)
InVEST
SWAT
0
500
1000f(x) = 0.890386336597509 x − 126.038989895855R² = 0.837014954505253
Correlación Fraile (mm/año)
InVEST
SWAT
200 400 600 800 1000 1200 14000
50010001500
f(x) = 1.22885779415115 x − 262.636484500018R² = 0.985823245329769
Correlación Guabas (mm/año)
InVEST
SWAT
200 400 600 800 1000 1200 1400 16000
50010001500
f(x) = 0.927283863745153 x − 124.314501187394R² = 0.940098024138351
Correlación Tuluá (mm/año)
InVEST
SWAT
200 400 600 800 1000 1200 1400 16000
50010001500
f(x) = 0.980837775526625 x − 165.505987101184R² = 0.932488258900246
Correlación Total (mm/año)
InVEST
SWAT
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Comportamiento del Clima Actual Vs. Clima Futuro al 2020 y 2050
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
0200400600800
1000120014001600 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA TULUÁ
Modelo
Pro
ducc
ión
de A
gua
(mm
/año
)
1990-2004
0200400600800
100012001400 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA GUABAS
Modelo
Prod
ucci
ón d
e A
gua
(mm
/año
)
1990-2004
2040-2069
2040-2069
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
0200400600800
1000120014001600 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA FRAILE
Modelo
Prod
ucci
ón d
e A
gua
(mm
/año
)
1990-2004
2040-2069
0200400600800
1000120014001600 PROMEDIO DE PRODUCCIÓN DE AGUA – CUENCA DESBARATADO
Modelo
Prod
ucci
ón d
e A
gua
(mm
/año
)
1990-2004
2040-2069
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Análisis Comparativo de los GCM’s en las Cuencas
bccr_bcm
2_0
cccma_cg
cm2
miroc3
_2_hires
cccma_cg
cm3_1_t63
cnrm
_cm3
csiro_mk2
csiro_mk3
_0
gfdl_cm2_0
cccma_cg
cm3_1
giss_aom
hccpr_hadcm
3
ipsl_cm
4
gfdl_cm2_1
miroc3
_2_medres
miub_echo_g
mpi_echam5
mri_cg
cm2_3_2a
iap_fgoals1_0_g
ncar_pcm
1
nies99
400
600
800
1000
1200
1400
1600
COMPORTAMIENTO DE LOS GCMs EN LAS CUENCAS
Tuluá
Guabas
Fraile
Desbaratado
GCM
Prod
ucció
n de
Agu
a (m
m/a
ño)
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Análisis de Cambio – Promedio Modelos GCM’s
CUENCA ÁREA (Km2) MÍN. MÁX. PROMEDIO GANANCIA PÉRDIDA
Tuluá 766.767 -783.078 1145.290 246.973 595.11 Km2 (77.61 %) 171.65 Km2 (22.39 %)
Guabas 191.450 -667.615 677.692 16.774 85.81 Km2 (44.82 %) 105.64 Km2 (55.18 %)
Fraile 361.578 -140.122 1249.100 416.843 322.41 Km2 (89.17 %) 39.16 Km2 (10.83 %)
Desbaratado 192.368 152.811 1460.100 649.627 192.37 Km2 (100 %) 0 Km2 (0 %)
CAMBIO EN PRODUCCIÓN DE AGUA
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Análisis de Cambio – Promedio Modelos GCM’s
Variable Cuenca Producción de Agua Agricultura Biodiversidad
Tuluá Ganancia Ganancia Pérdida Guabas Ganancia Ganancia Pérdida Fraile Ganancia Pérdida Pérdida Desbaratado Ganancia Pérdida Pérdida
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
ConclusionesLa modelación climática muestra tanto un incremento en la humedad como en la temperatura.
En términos hidrológicos, la tendencia para las cuatro cuencas es de aumento en la producción de agua.
La cuantificación de incertidumbre por medio del uso de múltiples GCMs demuestra que hay concordancia entre casi todos , en la dirección de cambio en caudal (hacia lo positivo), pero la tasa de aumento varía entre las diferentes proyecciones climáticas
El análisis de los diferentes modelos (SWAT e INVEST) permite cuantificar la incertidumbre desde el punto de vista de la hidrología en los resultados para caudales actuales.
No fue posible incluir SWAT en el análisis de caudal futuro dado su requerimiento de datos diarios de clima.
Eco-Efficient Agriculture for the Poor
Gracias por su atención!!n.uribe@cgiar.org
j.valencia@cgiar.org
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