caso de estudio de la cuanca

Modelización del rol hidrológico de los

glaciares dentro del modelo WEAP: Caso de

estudio la Cuenca del río Santa.

Wilson Suarez (SENAMHI)

PERÚ

Ministerio del Ambiente

Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SENAMHI

Suarez, Wilson Santiago de Chile, 2015

INDICE

•Objetivos, contexto y descripción de la zona de estudio

•Elaboración del Modelo

•calibración y Validación del Modelo

•Resultados

•Conclusiones

•Perspectivas


Objetivos:

Elaboración de un modelo hidrológico capaz de representar los caudales dentro de

cuencas glaciares bajo diferentes escenarios climáticos.

-Banco Mundial y Ministerio de Energía y Minas del Perú.

-Water Evaluation and Planning – WEAP Santa

Rimac

Mantaro

-Generación E. Huampani

Santiago A. M.

Cañón del Pato

-Uso humano Lima

Huancayo

Huaraz

-Riego Chavimochic

Valle Mantaro

Valle Rímac

-Minería Antamina

Volcom

Objetivos

Zona de Estudio

Elaboración del

modelo

Calibración y validación Resultados Conclusiones Perspectivas

-79

-79

-78

-78

-77

-77

-10 -10

-9 -9

-8 -8-8

-79 -78 -77

-79 -78 -77

-8

-9 -9

-10 -10

Zona de Estudio

Superficie:11721 km²

78 310 Ha

Producción eléctrica

Agua potable

Huaraz: 50000 hab.

Chimbote: 60000 hab.

Potencia: 263 Mw.

Glaciares: 381 km²

Turismo.

Pequeña agricultura.

Objetivos

Zona de Estudio

Elaboración del

modelo



0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

° C

Humide Sèche TransitionSeca Transición Húmeda

Glaciar Artesonraju (4980 metros)

Temperatura, precipitación y evaporación

•Temperatura : Diferentes estaciones

•Evaporación y precipitación :

Método de Penman modificado por

Garcia: 1100 mm anual (Tarazona, 2005)

Cordillera Blanca

020406080

100120140160

En

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Fe

bre

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Ma

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Ab

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Se

tiem

bre

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bre

No

vie

mb

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Dic

iem

bre

mm

Evaporación (4000 metros) Precipitación (4200 metros)

Objetivos

Zona de Estudio

Elaboración del

modelo



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Hydrométriques

Disponibilidad de datos

-Temperatura, precipitación y Caudal : A partir du 2001 hasta la actualidad.

-Altitud entre 4300 – 5000 metros.

Zona glaciar: (Artesonraju, Yanamarey et Uruashraju)

Zona no glaciar: (11 sub cuencas)

-Precipitación y caudal : A partir de 1953 - 1997.

-Información de temperatura no abundante.

-Altitud > 2000 metros.

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#S#SPluviómetros

Glaciares

$T

$T

$TCaudales

Objetivos

Zona de Estudio

Elaboración del

modelo



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Hydrométriques

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#S#SPluviómetros

Glaciares

$T

$T

$TCaudales

Objetivos

Zona de Estudio

Elaboración del

modelo



Relación entre la lamina escurrida (volumen / Area total) y la cobertura glaciar

- % cobertura glaciar (área glaciar/superficie total de la cuenca) de los años 1970 (carta

nacional), 1991 (SPOT 2) et 2003 (SPOT 5).

R2 = 0,93

R2 = 0,88

R2 = 0,88

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80% Englacement

LE (

mm

)

- A nivel anual la correlación entre la LE y la

Cobertura glaciar muestra la importancia del

aporte glaciar de la Cordillera Blanca

R² = 0.48

R² = 0.41

R² = 0.33

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60

LE

(m

)

% englacement

Humidé

R² = 0.76

R² = 0.74

R² = 0.78

0.0

0.1

0.2

0.2

0.3

0.4

0.5

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60

LE

(m

)

% englacement

Transition

R² = 0.87

R² = 0.95

R² = 0.96

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60

LE

(m

)

% englacement

Sèche

- Durante la estación húmeda la lluvia tiene una

participación importante.

- Los escurrimientos de la estación de transición

muestran una dependencia de la fusión

glaciar.

- Durante la estación seca la lluvia no es

significativa y los escurrimientos son en su

totalidad de origen glaciar.

Húmeda

Seca Transicion

% cobertura glaciar

% cobertura glaciar % cobertura glaciar

Objetivos

Zona de Estudio

Elaboración del

modelo



Base semi-espacial del modelo

Cuenca semi espacializada

Area de captacion

Data:

-Precipitación

-Caudales

-Parámetro de

infiltración

-Climatología

-Población

-Generación Eléctrica

-Glaciares

-Reservorios

-Escenarios climáticos

Metodología de Manejo

De la información

PP = EV + ES + I ± ∆Rervorio (Lagos + Gl)

Objetivos Elaboración del

modelo


Imagen

Satélite

(Landsat 5)


Cuencas MNT

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Precipitación

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Hidrometría y Lagunas

PP = EV + ES + I ± ∆Reservorio (Lagos + Glaciares)

Armando un Modelo de Gestión de

Recursos Hídricos

$T$T

$T$T$T

$T

$T

$T

GENERACIÓN MENSUAL (en Gwh)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

ENE FEB M AR ABR M AY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

Real 2007 POA 2008 Real 2008

Generación Eléctrica


modelo



Simulación

Glaciar Modelo Tipo “grado- día” (Hook, 2003)

/ tsnow iceDDFM T T T M (mm): Derretimiento del hielo y la Nieve

DDF: Factor de proporcionalidad Grado- Día

T: Temperatura del aire

Modulo

Glaciar

WEAP


modelo


Spot 5 (Bandas 1,2,3) Agosto - 2003

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

1970 1987 2000 2006

507.0

417.4 383,0 343,6

Santa

Porcentaje 1970 1987 2000 2006

Santa 100.0 67.1 62.5 56.1

Cuenca Santa


modelo



Simulación

Glaciar

0.01

0.1

1

10

100

1000

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00 1,000.00

Sim

ula

ted

Are

a (km

2)

Observed Area (km2)

1,987 1,999 1:1Lineal (1:1)

Total Areas 1970* 1987 1999

(km2) 70-87 87-96 70-99

Simulated 507 417 397 18% 5% 22%

Observed 507 396 387 22% 2% 24%

* Observed data error +- 25 km2

% Change


modelo


411 391


0100200300400500600700800900

1000

Sep 1

96

6

Sep 1

96

7

Sep 1

96

8

Sep 1

96

9

Sep 1

97

0

Sep 1

97

1

Sep 1

97

2

Sep 1

97

3

Sep 1

97

4

Sep 1

97

5

Sep 1

97

6

Sep 1

97

7

Sep 1

97

8

Sep 1

97

9

Sep 1

98

0

Sep 1

98

1

Sep 1

98

2

Sep 1

98

3

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98

4

Sep 1

98

5

Sep 1

98

6

Sep 1

98

7

Sep 1

98

8

Sep 1

98

9

Sep 1

99

0

Sep 1

99

1

Sep 1

99

2

Sep 1

99

3

Sep 1

99

4

Sep 1

99

5

M3/s

eg

Observado Simulado



modelo

Calibración y validación Resultados Conclusiones Perspectivas Tabla 10. Calibración y validación del modelo WEAP para la cuenca del río Santa

Calibration Validation

Sub-watershed Period n RMSE BIAS Ef Period n RMSE BIAS Ef

1 - La Recreta 1969-1979 120 0.43 39% 0.63 1979-1989 120 0.43 44% 0.50

2 - Pachacoto 1969-1979 120 0.51 9% 0.64 1979-1989 120 0.53 13% 0.55

3 - Querococha 1969-1979 120 1.37 1% 0.72 1979-1989 120 1.50 20% 0.73

4 - Olleros 1969-1979 120 0.54 7% 0.73 1979-1989 120 0.55 -4% 0.63

5 - Quillcay 1969-1979 120 0.43 9% 0.65 1979-1989 120 0.45 -2% 0.63

6 - Chancos 1969-1979 120 0.26 20% 0.30 1979-1989 120 0.36 -4% 0.63

7 - Llanganuco 1969-1979 120 0.73 35% -0.60 1979-1989 120 0.92 -15% 0.13

8 - Paron 1969-1979 120 1.70 6% 0.25 1979-1989 120 0.74 -44% -1.60

9 - Artesoncocha * * * * * * * * * *

10 - Colcas 1969-1979 120 0.34 24% 0.34 1979-1989 120 0.38 4% 0.24

11 - Los Cedros 1969-1979 120 0.98 3% 0.34 1979-1989 120 0.79 -17% 0.20

12 - Quitaracsa 1969-1979 120 0.29 -7% 0.64 1979-1989 120 0.23 -23% 0.20

13 - La Balsa 1969-1979 120 0.03 3% 0.70 1979-1989 120 0.03 1% 0.72

14 - Corongo (Manta) 1969-1979 120 0.19 -12% 0.54 1979-1989 120 0.20 -9% 0.40

15 Chuquicara 1969-1979 120 0.01 4% 0.69 1979-1989 120 0.02 1% 0.77

16 - Tablachaca (Condorcerro) 1969-1979 120 0.05 17% 0.67 1979-1989 120 0.05 16% 0.61

17 - Puente Carretera 1969-1979 120 0.01 290% -165.00 1979-1989 120 0.01 360% -190.00



modelo


Fuente: Thomas Condom, Marisa Escobar, David

Purkey, Jean Christophe Pouget, Wilson Suarez, Cayo

Ramos, James Apaestegui, Arnaldo Tacsi & Jesus

Gomez (2012): Simulating the implications of glaciers’

retreat for water management: a case study in the Rio

Santa basin, Peru, Water International, 37:4, 442-459

Potencia: 263 Mw.



modelo



Conclusiones

-El modelo de Fusión glaciar fue puesto de manera operativo,

considerando una adaptación del modelo grado-Día (mensual) .

-Se determino la importancia de los aportes glaciares durante el

periodo de estiaje y su rol para la producción electrica.


modelo



Perspectivas

-Pues operativa del modelo WEAP para posteriores estudios a nivel

nacional.

-Se realizaron corridas de diferentes escenarios de oferta hídrica,

dentro de escenarios de cambio climático para diferentes

escenarios.

- Actualmente el equipo del SEI ha mejorado el modulo

incluyendo nuevos datos de entrada (radiación).

- Se observo una importante deficiencia en el monitoreo de zonas

de criosfera.


modelo




modelo


Modelización Cuenca río Chancay-Huaral (Fuente: Darwin santos)



modelo




modelo


Estación Instalada a 5800 metros (Convenio SENAMHI-AEDES)

Gracias

Laguna Paron, 4250 metros

www.senamhi.gob.pe

caso de estudio de la cuanca

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