I NFORME : MODELAC IN HIDROLG ICA Y DE RECURSOS HDR ICOS DE LA CUENCA DEL R O

PAUTE

Santiago,Marzo,2009

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CONTENIDO

Contenido 2

Presentacin 3

1.CuencadelRoPaute 4

2.ModeloWEAP 18

3.MetodologadedesarrollodemodeloPaute 20

Fase1:Definicindefronterasespacialesytemporalesdelestudio 20

Fase2:Desarrollodelmodelo 23

Fase3.Calibracin 45

Fase4:Creacindeescenariosfuturos 61

Fase5:Evaluacin 62

4.FuturasmejorasalmodelodelRoPaute 68

5.Conclusiones 71

Referencias 73

Anexos 75

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PRESENTACIN

El Proyecto de Adaptacin al Cambio Climtico a travs de una EfectivaGobernabilidad del Agua en Ecuador (PACC) tiene como meta incorporar los riesgosasociadosal cambioclimticodentrode lasprcticasdemanejodel recursohdricoenelEcuador.Suobjetivoes aumentar lacapacidaddeadaptacinenrespuestaa los riesgosdelcambioclimticoenlagestinderecursoshdricosanivelnacionalylocal.

Durante la fase de preparacin del proyecto, se ha gestionado y consolidado unaimportante red de actores nacionales y provinciales (Azuay, Loja, Manab y Los Ros),quieneshanmostradointersenapoyarlasactividadesquesedesarrollenenelmarcodelPACC.Estareddealiadosestratgicos incluyeaentidadesdelgobiernocentral,gobiernosprovincialesy locales,organismosdedesarrolloregional,empresasprivadas,asociacionesproductivascomunitarias,ONGs(nacionaleseinternacionales),oficinaslocalesdelgobiernocentral.

Unode los resultadosesperadosenelproyecto tienequever coneldesarrollodesistemasdemanejodelainformacinquereflejenlosimpactosdelcambioclimticoenelsectorhdricoyquesirvandebasepara la formulacindepolticasyestrategias. Enestecontexto,elproyectoprevlaaplicacindemodelosdeplanificacinquesoportenlatomade decisiones sobre la asignacin de los recursos hdricos a los diversos sectoresconsiderando la oferta y la demanda, losmodos de gestin del recurso y las necesidadeslocalesenlosplanes.

Dichosmodelosdeplanificacinsellevarnacaboenseiscuencasestratgicasdelpasquehansidoseleccionadasenetapaspreviasdelproyecto:cuencasdelosrosChone,Portoviejo,Babahoyo,Paute,JubonesyCatamayo.

Elpresenteinformetienecomoobjetivodescribirlascaractersticasbsicasdeunade estas cuencas la del Ro Paute y describir tambin la metodologa a seguir en lamodelacindeestacuencautilizandoelmodeloWEAP.Eldesarrollodeestaherramientaservirparamejorarelprocesodeplanificacinenrelacinconelmanejodelosrecursoshdricosenestacuencaestratgicaparaeldesarrollodelpas.

Elinformeconstadelassiguientessecciones:unaprimeraseccinestdestinadaauna descripcin de la cuenca del Ro Paute. Esta sigue de una seccin donde se describeelmodeloWEAPyfinalmenteseanalizanlosaspectosmetodolgicosaseguirenelprocesodemodelacindelacuencadelPauteconestaherramienta

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1. CUENCA DEL RO PAUTE

AcontinuacinsepresentaunadescripcinbsicadelacuencadelRoPautebasadaenelEstudiodeVulnerabilidadActualalRiesgoClimticoelaboradoporelProyectoGEFdeAdaptacin al Cambio Climtico (PACC). Esta descripcin incluye una caracterizacingeogrfica,biofsica,climticaysocioeconmicadelacuencaascomotambinincorporaunadescripcindecadaunodeloselementosesencialesquecomponenlacuencadesdeelpuntodevistadelmanejodadoalosRecursosHdricos.

LacuencadelRoPauteseencuentraemplazadaentresProvinciasAzuay,MoronaSantiago y Caar, est comprendida entre las coordenadas 316'37.36''S, 217'55.20''S;7921'51.19'W,7815'36.54''W.Cubreelreadeaproximadamente6.436Km(verFigura1).EspartedelacuencadelRoSantiago,lamismaquelimitaalnorteconlascuencasdelRoGuayasyPaztaza,alsurconlascuencasdelRoMayo,CatamayoChira,alesteconlascuencas del Ro CatamayoChira, Jubones, Balao, Caar y al oeste con la cuenca del RoMoronayellmiteinternacionalconelPer.

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Caracterizacinbiofsica

LacuencadelRoPauteformapartedelcallejninterandino,conpendientesqueseencuentran en el rango de 25 a 50%; el relieve escarpado es representativo de la zonamediaybaja,lesigueunrelievemontaoso.Losrangosaltitudinalesvaranentrelos500y4000m.s.n.m.La

Figura2muestralatopografadelacuencadelRoPauteysusistemahidrogrficoprimario.

Figura1.CuencadelRioPaute

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Figura2.TopografadelaCuencadelrioPaute.Fuente:CGPaute

CaractersticasClimticasGenerales

La cuenca del ro Paute contiene una gradiente altitudinal amplia (4250 550m.s.n.m.), por lo cual su rgimen de precipitaciones es muy variado en intensidad yduracin,teniendopromediosmximosanualesde25003000mmenelextremoorientalde la cuenca correspondiente al cantn Santiago y tambin la ocurrencia precipitacionesmximas de 1200 a 1500 en la lnea de cumbres de la Cordillera Occidental en la franjaoccidentaldelacuenca,sobreloscantonesCaaryCuenca.Asuvezlospromediosmnimosanuales de precipitaciones entre 600 800 mm se registran en los valles interandinoscoincidiendo con los poblados de Cuenca, Azoguez, Sigsig, Gualaceo y Guachapala. Conrespectoalatemperaturalacuencacuentaconunrangodetemperaturamediamultianualque va desde 4.4 a 18.6 C. Este amplio rango de temperatura radica en su igualmenteampliagradientealtitudinal,puestoque lacuencavadesde los4250m.s.n.m.(Ecosistemadepramo)hastalos550m.s.n.menlaconfluenciadelosrosPauteconNegro.LasZonasdemenortemperaturacorrespondenalacumbresdelacordilleraOccidentaldelosAndes

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con un promedio de temperatura media de 6C, en tanto las zonas ms clidas seencuentran en los valles interandinos antes descritos y en el oriental de la zona delsubtrpicohacialaAmazona,conpromediosde22a26C.

ElPlanMaestrodelaCuencadelroPaute,caracterizaclimatolgicamentealacuencadelroPaute,deacuerdoconelsiguientecriterio:selapuededividirenzonaalta,mediaybaja,cadaunadeestaszonaspresentaunazonaclimticaenparticulary lascualesse lasdescribeacontinuacin:

CuencaAlta

Presenta un clima fro semihmedo con altitudes entre 2600 y 4600 msnm yprecipitacionesquevarande1000a2000mm/ao;temperaturamediadealrededorde8C,humedadrelativamedia88%,vegetacinpredominante,tpicadepramoconalgunoscultivosespecialmentedecerealesyhortalizas.

CuencaMedia

Comprendeel reaentre los2200y2600msnm,declima templadosemihmedo,esta zona es lams seca de la cuenca, con precipitaciones que fluctan entre 500 y1.000mm/ao,temperaturamediaanualde15C,humedadrelativamedia84%.Enestapartedelreadeestudioselocalizanloscentrospobladosmssignificativosentreellos laciudaddeCuenca.Laactividadagrcolaestmsconcentradaydesarrollada,siendoloscultivospredominanteslospastos,caadeazcar,maz,frutalesycultivosdeexportacincomolasfloresenelsectordePaute.

Cuencabaja

Esta parte de la cuenca del ro Paute se desarrolla aproximadamente en altitudescomprendidasentre500y2200msnm;zonaenlacualseubicanlasprincipalesobrasde la Central Hidroelctrica Paute as como las obras del Proyecto HidroelctricoMazar.

El clima se clasifica como mesotrmico hmedo, con precipitacin media anualsuperiora2000mmllegandohastalos4000mmenlapartemsbaja,lacualladefinecomorealluviosadergimenoriental;latemperaturamediaesde20C,lahumedadrelativade91%.Lavegetacinquecubreestazonaesbosquenaturalquesedesarrollaenpendientesfuertes, la agricultura y los asentamientos humanos son incipientes, existiendo pequeasreascultivadas,especialmenteenlasvegasdelosros.

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DescripcinPolticaySocioeconmica

LacuencadelroPauteperteneceacuatroprovinciasChimborazo,Caar,MoronaSantiagoyAzuay;contiene15cantones,deloscuales1perteneceaChimborazo(Alaus);2aMoronaSantiago(Santiago,LimnIndanza);4aCaar(Azogues,Deleg,CaaryBiblian)y8aAzuay(SevilladeOro,Paute,Guachapala,ElPan,Gualaceo,Chordeleg,Sigsig,Cuenca).

Deacuerdoalltimocensodepoblacinyvivienda,enlacuencadelRoPauteviven573.751personas,loquelaconstituyeenlaCuencamspobladadelasseisquecomprendeelestudio,el47%delascualessonhombresyel53%mujeres,locualvisualizaelfenmenomigratorioqueafectaprincipalmentealoshombres.El35%delapoblacintienemenosde15aos, loquedacuentaquesetratadeunapoblacin joven,enelotroextremo,el11%tienemsde60aos.Ladensidadpoblacionalesde90habitantesporkm2,muysuperioralvalorpromedionacionalqueesde47,4,dehecho,eslasegundadensidadpoblacionalmsalta de las seis Cuencas en estudio. El siguiente cuadro muestra la distribucin de estapoblacinysuscaractersticasesencialesporcantn.

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Cuadro1.SuperficieypoblacindeloscantonesdelacuencadelroPauteCANTONES PoblacinTotal Superficie

TotalSuperficieCuenca

%enlaCuenca Densidad PoblacinCuenca UrbanaCuenca RuralCuenca

ALAUSI 42.823 1.636,1 583,6 36 26 13.290 0 13.290

AZOGUES 64.910 598,3 598,3 100 108 64.910 27.866 37.044

BIBLIAN 20.727 239,2 226,9 95 87 19.882 4.371 15.511

CAAR 58.185 1.819,7 73,0 4 32 1.888 0 1.888

CHORDELEG 10.859 91,5 91,5 100 119 10.859 2.374 8.485

CUENCA 417.632 3.099,3 1.799,2 58 135 358.795 277.374 81.421

DELEG 6.221 75,9 75,9 100 82 6.221 686 5.535

ELPAN 3.075 134,4 134,4 100 23 3.075 423 2.652

GUACHAPALA 3.125 45,9 45,9 100 68 3.125 817 2.308

GUALACEO 38.587 364,2 364,2 100 106 38.587 10.682 27.905

LIMONINDANZA 10.192 2.194,7 285,0 13 5 876 0 876

PAUTE 23.106 266,9 266,9 100 87 23.106 5.014 18.092

SANTIAGO 9.841 1.807,1 881,3 49 5 3.886 0 3.886

SEVILLADEORO 5.234 317,7 317,7 100 16 5.234 774 4.460

SIGSIG 24.635 657,3 609,7 93 37 23.092 3.327 19.765

TOTAL 736.077 6.353,3 90 573.751 333.285 240.466

PORCENTAJE 58 42

Fuente:SIISE,versin4.5

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Lapoblacinrural(42%)esinferioralapoblacinurbana(58%),loqueobedeceala composicin de la poblacin del cantn Cuenca, puesto que en todos los dems, lapoblacinruralessuperioralaurbana.Laciudadmsimportanteenlazonadeestudio,esla ciudad de Cuenca, capital de la provincia de Azuay, con cerca de 300 mil habitantes,seguida muy de lejos por Azogues (capital provincial de Caar), cuya poblacin es diezvecesinferioraladeCuenca;otrasciudadesimportantessonGualaceo(11milhabitantes)yPaute(cincomil).

LatasadecrecimientopoblacionalenlaprovinciadeAzuayesde1,54%,inferioralpromedionacionalqueesde2,10%.Ahorabien,considerandosolamentelapoblacinrural,latasadecrecimientopoblacionalesnegativa(0,02).

Laactividadeconmicapredominanteen la cuencadelPautees laAgricultura, encorrespondenciaconlapoblacinruralmayoritaria.Enlaszonasmediayaltapredominalaagricultura de subsistencia y lamediana produccin, teniendo almaz, el frjol y la papacomocultivostransitoriosprincipales,mientrasquelosfrutales(tomatederbol,manzana)se cuentan entre los cultivos permanentes. La poblacin de ganado vacuno, es la msimportantede lasseiscuencasenestudio, conmsde250mil cabezas, al igualque ladecuyesconunapoblacincercanaaunmillndeunidades.

DescripcindelosrecursoshdricosdelaCuencadelPaute

EnlaFigura3sepresentaunesquematopolgicodelacuencadelRoPautedonde se incorporan los aspectos particulares y relevantes, la red hidrogrfica y lainfraestructura principal, cuya observacin sintetizan y clarifican el manejo del recursohdricoalinteriordelacuenca.

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Figura3.DiagramaTopolgicodelacuencadelRoPaute.FUENTE:EstudioVulnerabilidadPACC,2008.

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A continuacin se realiza una resumida descripcin de las principales obras deinfraestructuracivilrelacionadasconelmanejo,controlousodelrecursohdricoexistentesen la cuenca del Ro Paute. Inicialmente en el Cuadro 2, se describen las obras deinfraestructura ya construidas y por ende en fase de operacin, posteriormente en elCuadro3,seidentificanunconjuntodeobrascontempladasenlosplaneshidrulicosy/odedesarrollo y que actualmente se encuentran en fase de planificacin o esperandofinanciamiento,especialmenteenelSectorHidroelctrico.

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Cuadro2.InfraestructurahdricaexistenteCuencaroPaute

InfraestructuraparaGeneracinHidroelctricaUbicacin

InfraestructuraparaDotacindeRiegoUbicacin

OtrotipodeInfraestructurarelacionadaalmanejodelRecursosHdrico

Ubicacin

CentralHidroelctricaPaute(Molino)

CentralHidroelctricaMazar

CentralHidroelctricaSaucay

CentralHidroelctricaSaymirn

SistemasdeRiego:

SidcayRoMachngara

MachngaraRoMachngara

TasqquiSigsigRoGualaceo

GualaceoRoGualaceo

PauteRoPaute

SistemadeAguaPotableparalaCiudaddeCuencayAlrededores:

SistemaTomebamba(900l/s)

SistemaMachngara(700l/s)y

SistemaYanuncay(450l/s)

PlantadeTratamientodeaguasResidualesdelaCiudaddeCuencaPTARdeUcubamba

UmbralesparalacorreccindelaPendienteLongitudinaldelRoCuencaparaevitarerosinymodificacindelcauce.

Fuente:EstudioVulnerabilidadPACC,2008.

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Cuadro3.InfraestructurahdricapropuestaCuencaroPauteResumendelosproyectoshidroelctricosidentificados

Subcuenca ProyectoPotencia PotenciaTotal Porcentaje

(MW) (MW) (%)

Paute

PauteA,ByC 1075,0

1904,0 79,7Mazar 190,0

Sopladora 312,0

Cardenillo 327,0

Machngara

SaucayI 8,0

38,4 1,6SaucayII 16,0

SaymirnIII 6,4

Saymirn IIIIV 8,0

Yanuncay

Soldados 5,5

28,2 1,2Yanuncay 16,2

Minas 6,5

MazarAlazn 6,6

17,4 0,7SanAntonio 10,8

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Subcuenca ProyectoPotencia PotenciaTotal Porcentaje

(MW) (MW) (%)

Negro

Pambil 23,2

181,8 7,6Patos 58,6

SanBartolo 100,0

JuvalSiliapungo 38,2

176,1 7,4ElChorro 137,9

TomebambaTahual 24,7

30,7 1,3Tomebamba 6,0

Collay Collay 5,8 5,8 0,2

Dudas Dudas 6,7 6,7 0,3

Total 2389,1 100

Fuente:EstudioVulnerabilidadPACC,2008.

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Finalmente se presenta en el Cuadro 4 informacin relativa al registro deconcesionesdelCNRHexistentesenlacuencadelRoPaute.DeacuerdoaestabasededatossepuedeobservarquelaprincipalfuentedeorigenprincipalparalasConcesionesdeAguaen la cuenca del Ro Paute son los ros (97.3%), los cuales son abastecidos por la zonashmedas que constituyen los pramos de las cordilleras. A su vez los usos de mayordemanda lo constituyen la generacinhidroelctrica (91.5%),debido a lapresenciade lacentral hidroelctricadePautey lademandapara riego (5.2%).La cuenca contabilizauntotal de 4.093 concesiones. Las concesiones legalmente otorgadas, derivan un caudal de181.2m/s.

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Cuadro4.ResumenGeneraldeConcesionesporSubcuencasCuencaRoPaute

l/s Domst. Industr Abreva Riego Psicult. Potable Hidroelc. Recr.

4 Canal 12 7 6 Porcentaje fuente20 Lago/Laguna 1562 12 0 30 1020 500 0%11 Pozo 33 2 20 11 0 1%

555 Quebrada 1725 192 17 11 1280 135 91 0%419 Ro 176312 949 566 34 7130 543 1890 165200 1%

91 Remanente de otras conseciones 67 15 2 2 48 97%

2993 Vertiente 1457 450 17 35 903 28 20 3 0%1%

Qtotal (l/s) 181168 1619 628 94 9396 1726 2001 165700 3 100%Porcentaje por uso 100.0% 0.9% 0.3% 0.1% 5.2% 1.0% 1.1% 91.5% 0.0%

Caudal concesin N FUENTE ORIGEN

Fuente:CNRH

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2. MODELO WEAP

WEAP1(WaterEvaluationAndPlanningSystem)esunaherramientacomputacionalpara la planificacin integrada de recursos hdricos. Proporciona unmarco comprensivo,flexibleydefcilusoparalaplanificacinyanlisisdepolticas.WEAPfuedesarrolladoporelStockholmEnvironmentInstitute2sedeenBostonyelTellusInstitute3.

WEAPapoyaunaplanificacinderecursoshdricosbalanceando laofertadeagua(generada a travs demdulos fsicos de tipo hidrolgico a escala de subcuenca) con lademandadeagua(caracterizadaporunsistemadedistribucindevariabilidadespacialytemporalcondiferenciasenlasprioridadesdedemandayoferta).WEAPempleaunapaletadediferentesobjetosyprocedimientosaccesiblesatravsdeunainterfazgraficaquepuedeser usada para analizar un amplio rango de temas e incertidumbres a las que se venenfrentadoslosplanificadoresderecursoshdricos,incluyendoaquellosrelacionadosconelclima, condiciones de la cuenca, proyecciones de demanda, condiciones regulatorias,objetivos de operacin e infraestructura disponible. WEAP es un modelo forzado porvariables climticas adiferenciademodelosde recursoshdricos tpicosque sebasanenmodelacin hidrolgica externa. Por otra parte, de manera similar a estos modelos derecursoshdricos,WEAP incluyerutinasdiseadasparadistribuirel aguaparadiferentestipos de usuarios desde una perspectiva humana y ecosistmica. Estas caractersticasconviertenaWEAPenunmodeloidealpararealizarestudiosdecambioclimticodondeesimportante estimar cambios en la oferta de agua (e.j. cambios en la precipitacinproyectados)ydemandadeagua(e.j.cambiosenlasdemandaporevaporacinencultivos)ycomoestoscambiosconvergenenunbalancedeaguadiferenteaniveldecuenca(Purkeyetal.,2007).

Unaseriedeartculos(Yatesetal2005a,2005b,y2006)describenlamaneraenqueel modelo hidrolgico est integrado en WEAP. En breve, este modelo hidrolgico esespacialmente continuo con un rea de estudio configurado como un set de subcuencascontiguas que cubren toda la extensin de la cuenca en anlisis. Una set homogneo dedatos climticos (precipitacin, temperatura, humedad relativa y velocidaddel viento) esutilizadoencadaunadeestassubcuencasqueseencuentradivididaendiferentestiposdecobertura/uso de suelo. Unmodelo cuasi fsico unidimensional, con dos receptculos debalancedeaguaparacadatipodecobertura/usodesueloreparteelaguaentreescorrenta

1http://www.weap21.org/2http://www.seius.org/3http://www.tellus.org/

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superficial,infiltracin,evaporacin,flujobaseypercolacin.Losvaloresdesdecadaunadeestasreassesumanparaobtenerlosvaloresagregadosenunasubcuenca.Encadatiempodecorridadelmodelo,WEAPcalculaprimerolosflujoshidrolgicos,quesontraspasadosalosrosyacuferosasociados.Ladistribucindeaguaserealizaparaelmismotiempodecorrida,dondelasrestriccionesrelacionadasconlascaractersticasdelosembalsesylaredde distribucin, las regulaciones ambientales y a la vez las prioridades y preferenciasasignadasadiferentespuntosdedemandasonusadascomocondicionesdeoperacindeunalgoritmodeprogramacinlinealquemaximizalasatisfaccindedemandahastaelmayorvalorposible.

LasaplicacionesdelmodeloWEAPincluyengeneralmentelossiguientespasos:

1. DefinicindelEstudio:Enestaetapaseestableceelmarcotemporal,loslmitesespaciales,loscomponentesdelsistema,ylaconfiguracindelproblema.

2. Calibracin:Aqusedesarrollaunacaracterizacindelaofertaydemandaactualdelagua,lascargasdecontaminantes,losrecursosylasfuentesparaelsistema.

3. Escenarios: Una vez teniendo un modelo calibrado se pueden explorar losimpactos que tendra, un sistema de supuestos alternativos sobre las polticasfuturas, costos, y del clima, por ejemplo, en la demanda del agua, oferta de agua,hidrologa,ycontaminacin.

4. Evaluacin: Cada uno de estos escenarios se evalan con respecto a ladisponibilidaddeagua,loscostesylosbeneficios,compatibilidadconlosobjetivosambientales,ylasensibilidadalaincertidumbreenlasvariablesdominantes.

Para el caso de aplicacin delmodeloWEAP se ha considerado unametodologa quecontemplaestospasosyquesedescribeenlaprximaseccindeesteinforme.

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3. METODOLOGA DE DESARROLLO DE MODELO PAUTE

La metodologa de implementacin de un modelo WEAP contempla las etapasmencionadas en la seccin anterior. A continuacin se describirn brevemente lascaractersticasesencialesdeestetrabajoconrespectoacadaunodeestoscomponentes.

FASE1:DEFINICINDEFRONTERASESPACIALESYTEMPORALESDELESTUDIO

Estafaseinicialdeltrabajodemodelacindefineelalcancedelamodelacinidentificandolasfronterasespacialesytemporalesdelmodeloarealizar.

Delimitacin temporal: Tomando en cuenta la informacin disponible de datosclimatolgicosehidrolgicosseconsideracomoperiododesimulacinyposteriorcalibracin el periodo transcurrido entre los aos 1975 y 1989. Durante esteperiodoseconcentraelmayortraslapedeinformacindisponiblepararealizarlassimulacionesbaseyconcuerdaademsconperiodosdesimulacinconsideradosentrabajospreviosenlacuenca(Celleri,2007).

Delimitacinespacial/esquema:LabasededelimitacindesubcuencasaconsiderarenelmodelosebasaencoberturasGISprovenientesdelProyectodeDesarrollodelaCuencadelRioPaute,desarrolladoporCGPauteenconjuntoconlaUniversidaddel Azuay (2008), la cual posee una escala de 1:50.000. En algunos casosparticularesha sidonecesario ampliar el nmerode subcuencaspara representarlassiguientessituacionesdepuntosdecierre4:

o Estacindemonitoreodecaudal

o Represa(existenteoproyectada)

o Confluencia de ros importantes (toda vez que la subcuenca que agrupaambasposeacondicionesclimatolgicasheterogneas)

LadelimitacindesubcuencasconsideradasenelmodelosemuestraenlaFigura4EstaFiguratambinmuestralaprincipalredhidrolgicadelacuencadelRoPaute.Esta red hidrolgica con las subcuencas asociadas ha sido desarrollada en unesquemaenelmodeloWEAPtalcomosemuestraenlaFigura5.Sehanincluidoenesteesquematambinlaubicacindelosprincipalescentrosurbanosenlacuenca:laciudaddeCuencaylospobladosdeAzoguesyGualaceo.

4EsteprocesodedelimitacinfuellevadoacaboporunequipoalinteriordePROMAS(ProgramadeAguaySuelodelaUniversidaddeCuenca).

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Figura4.SubcuencasyRedhidrogrficaconsideradasenelmodelo

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Figura5.EsquemamodeloWEAP

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FASE2:DESARROLLODELMODELO

Enlaetapadedesarrollodelmodeloseconsideralarepresentacinbasequehaceposibleuna simulacinde las condicioneshistricas en la cuenca.Para llevara cabo estasimulacinesnecesariorellenarelmodelocon lasdiferentescaractersticasesencialesdeofertaydemandadeagua.Acontinuacinsedescribelametodologapropuestaparacadaunadeestassubetapas.

Anlisisdeofertadeagua

LoscomponentesdelbalancehidrolgicomodeladosusandoelprogramaWEAPsonevapotranspiracin,infiltracin,escorrentasuperficial,flujohorizontalentrecapas,yflujobase. WEAP requiere entrada de datos climticos para estimar estos componentes delbalancehidrolgico.Losdatosclimticosnecesariospararealizarestamodelacinincluyenprecipitacin, temperatura, humedad, viento, punto de derretimiento, punto decongelamiento, latitud, y cantidad inicial de nieve (en caso de que esta variable searelevante). Adicionalmente, datos de caudales en estaciones de medicin son necesariosparapoder comparar los resultadosdelmodeloy realizar calibraciones. Finalmenteenelanlisis de oferta de agua es necesario incorporar la informacin relativa a lainfraestructurafsicadecontrolyaprovechamientoexistentealinteriordelacuenca.

Informacinclimatolgica:

Para la elaboracin del modelo mencionado, toda la informacin meteorolgicanecesariafueobtenida,atravsdelsoftwareHydraccess,delabasededatosgeneradacomoparte del proyecto titulado: Asistencia tcnica e hidrolgica para el desarrollo deherramientas de caracterizacin ymonitoreo hidrolgico y evaluacin de alternativas degestin de los recursos hdricos, elaborado por CGPaute (2008). Cabe sealar que lainformacindisponible conunaadecuadadistribucinespacial en la cuenca seencuentraconunaresolucintemporalmensual,tantocomoparavariablesclimatolgicas,comoparafluviomtricas.

Precipitacin:

Losdatosdeprecipitacinpara cada subcuenca seobtuvieronde losdatos de lasestacionespluviomtricasyclimatolgicasoperadasporelINAMHI,ETAPAyPROMAS

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de la Universidad de Cuenca. La Figura 6 muestra la ubicacin de las estacionesexistentes.Laextensinenaosycantidaddedatosexistentesenestasestacionessepresentan en los Cuadro 5 y Cuadro 6. Para la extrapolacin de la informacin deprecipitacin al interior de la cuenca se considera el trabajo llevado a cabo en elProyecto Plan Maestro de la Cuenca del Rio Paute (CGPaute, 2008). Uno de losproductosdeesetrabajohasido lageneracindecoberturasenGISconunmapadelasisoyetasdeprecipitacinanualenlacuenca.Lacreacindeestemapaconsideraelcambioqueposeelaprecipitacinconlaalturaalinteriordelacuenca(Celleri,2007).Para poder representar de manera adecuada este gradiente en los niveles deprecipitacinconalturaseharealizadounadivisindecadaunadelassubcuencasdelmodeloentrebandasdeelevacinseparadascada500m,(Figura7).

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Figura6.Estacionesmeteorolgicasdisponibles.Fuente:CGPaute,2008.

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Figura7.SubdivisinmicrocuencasporbandasdealturaSubcuencaRioYanuncay

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Para la creacin de las series de tiempo de precipitacin para cada una de estasbandasdeelevacinseprocedidelasiguientemanera:

1.IntersectandolacoberturaSIGdeisoyetasanualesconlacoberturadebandasdeelevacindesubcuencassecalcula la isoyetaanualponderadaporbandadeelevacinparacadasubcuenca.5

2. Para cada una de las regiones de precipitacin definidas en Celleri (2007)(Figura8)seconsideranlasestacionesqueposeanlamejorcalidaddedatosparaelperiododesimulacinconsiderado.Paracadareginseconsideran(sies posible) dos estaciones: una para las partes altas y otra para las partesmedias y bajas (la ubicacin de estas estaciones con su identificacincorrespondientesemuestraenlaFigura9).Seesperaqueladistribucindelaprecipitacinalo largodelao(i.e.modouniobimodaldeprecipitacin)sea homogneo al interior de cada subcuenca y representado de maneracorrectaporestasestacionesndices.

3. Para cada una de las bandas de elevacin dentro de cada subcuenca secomparanlaisoyetaanualconlaprecipitacinanualpromediodelaestacinndiceasignada.Estevalorseutilizaposteriormenteparamodificarlaseriedetiempodedatosdelaestacinndiceconsideradayasobtenerunaseriedetiempodenivelesdeprecipitacindelabandadeelevacin.

Este procedimiento asume que la variabilidad inter e intranual dentro de unasubcuencanovara siendoeste similar al existente en la estacin ndice. Pese a queeste puede ser un supuesto no valido se considera pertinente de utilizar en casosdonde la extensin y calidad de estaciones de precipitacin no es alta como es lasituacinenlacuencadelPaute.

5EsteprocesofuellevadoacaboporunequipoalinteriordePROMAS.

28

Figura8.Caracterizacinregmenesdeprecipitaciones.UM1=Unimodal1;UM2=Unimodal2;BM1=Bimodal1;BM2=Bimodal2.Fuente:(Celleri,2007)

29

Figura9.EstacionesMeteorolgicasndicePrecipitacin

30

Cuadro5.Registrosdeprecipitacinmensualdisponibles(estacionesdelINAMHI)

Fuente:CGPaute,2008.

31

Cuadro6.Registrosdeprecipitacinmensualdisponibles(estacionesdeETAPA,PROMAS)

Fuente:CGPaute,2008.

- Temperatura:

Debido a que la distribucin espacial y temporal de la temperatura es mshomognea que en el caso de la precipitacin, se considera que es suficiente unaextrapolacinporalturade la informacinde temperaturaprovenientedeunaodosestacionesexistentesdentrodelacuenca.Elgradientedetemperaturaconlaalturaseestimaconsiderandolosvaloresdetemperaturapromedioparaestacionesubicadasadiferenteselevaciones.

LaFigura10presentadicha relacinpara estaciones localizadas en la cuencadelRoPaute.Considerandodosestaciones ndicespara lacuenca(ubicadasadiferentesalturas) y la altura de cada una de las bandas de elevacin de cada subcuenca sederivaron seriesde tiempode temperaturaque tomancomobase la seriede tiempohistrica para las estaciones ndices y la diferencia de altura entre las bandas y laubicacindelasestaciones(Figura11).

32

Figura10.RelacinTemperaturaAltura.CuencarioPaute

33

Figura11.EstacionesMeteorolgicasndicesTemperatura

34

- Humedad,vientoylatitud:

La asignacinde las variableshumedady viento requirideuna clasificacinporalturadetodosloscatchmentsdelacuenca.As,catchmentssituadossobrelos3.000m.s.n.m. fueron considerados altos, mientras que bajo los 3.000 metros seconsideraronmediosbajos.Paracadaunade lasvariablesclimticas,seconsiderelpromedio mensual histrico de dos estaciones ndices ubicadas en zonas altas ymediasbajas, asumiendo una nula variacin interanual, as como tampoco algngradiente continuo relacionado con la altura, salvo la asignacin discreta de lasestacionesndicesparalaszonasantesmencionadas.Particularmente,paraelcasodelahumedad,seconsiderelpromediomensualhistricodelasestacionesElLabradoyUcubamba,parazonasaltasymediasbajasrespectivamente.Paraelcasodelviento,seconsideralasestacionesPalmasAzuayyElLabrado,parazonasmediasbajasyaltasrespectivamente.

El clculo de la latitud se realiz mediante un software GIS (ArcGIS 9.2),obteniendolalatituddelcentroidequedefinecadamicrocuenca.

Condicioneshidrolgicasexistentesenlacuenca:

- Ros

LaFigura14muestralaubicacindelas50estacioneshidromtricaslocalizadasalinteriordelacuenca.Seidentificaronaquellascuencasconsideradasaportantesdelascuencasintermediasybajas.Paracadaunadeestasseincluyeronenelmodeloserieshistricas de caudales que fueron posteriormente utilizadas en la calibracin delmodelo.

35

Figura13. Estacionesmeteorolgicasindices humedad Figura12.estacionesmeteorolgicasindices viento

36

Figura14.Estacioneshidrolgicasdisponiblesenlacuencadelriopaute

37

Infraestructurafsicadecontrolyaprovechamientoderecursoshdricos:

- Embalses:

En el modelo desarrollado se han ingresado los datos fsicos y de operacinasociados al embalse Amaluza operado por Hidropaute. En etapas posteriores sepodrnincorporarenelmodelootrasobrasdeinfraestructura(ej.centralesdepasadaen el Ro Machngara, central Mazar, embalses Chanlud y Labrado) cuyascaractersticas no fueron proporcionadas para el desarrollo del modelo en estaoportunidad.Sepuedenincluirenelfuturotambinobrasdeinfraestructuraqueestnenetapadeplanificacin.

- Sistemasderegado:

Nosehapudocontarconinformacinrelacionadaconlainfraestructuraasociadoalos sistemas de regado. La representacin de la demanda de agua asociada a estossistemassedescribeenlaprximaseccin.

- SistemadedistribucindeaguapotableparalaciudaddeCuenca:

Debidoafaltadeinformacinrelacionadaconestesistemanohasidoposibleincluirestos elementos en el modelo. Sin perjuicio de lo anterior el modelo puedeperfeccionarseincluyendomayordetalleconrespectoaestoselementos.

Anlisisdedemandadeagua

Para complementar el balance hidrolgico realizado por el modelo en suscomponentes naturales e intervenidas es importante realizar un anlisis de lademandadeagua.Esteanlisisconsideraunaseriedesubetapasquesedescribenacontinuacin:

- Definicinusosdesuelo:

De acuerdo a la informacin obtenida de las coberturas de suelo en SIGdesarrolladas en el proyecto Aplicaciones de la informacin temtica digital de laCuencadelRioPaute,desarrolladoporCGPauteenconjuntoconlaUniversidaddelAzuay(2008),hasidoposiblerealizarunanlisisdeusodesueloparacadaunadelasbandasdeelevacinpor subcuenca. La informacindisponible existeparadosaos:

38

1991y2000.Paraeldesarrollodelestudioencuestinsehaconsideradolacoberturacorrespondientealao1991.LaFigura15ladistribucindecoberturadesueloparaeseao.

Elnmerodecategorasdelacoberturaoriginalhasidoreducidoparadisminuirelesfuerzoeneldesarrolloycalibracindelmodelo.LaequivalenciaentrelascategorasoriginalyfinalesusadasenelmodelosemuestraenelCuadro7.Lacoberturadelao1991fueintersectadaconlacoberturaSIGdelasbandasdeelevacinporsubcuencapara finalmente obtener la distribucin espacial de coberturas en la cuenca6. Lacategoradecultivosfuedesagregadanuevamenteconsiderandolostiposprincipalesexistentesen la cuenca.Elpatrndedesagregacinde cultivospara cadaunade lasbandasdeelevacinysubcuencas fuedesarrolladoconsiderando la informacinqueCGPautehapreparadoparalasubcuencadelRoSantaBrbara(InventariohdricodelaSubcuencadelRioSantaBrbara,CGPaute,2008).Seraidealenfuturasmejorasdelmodelo considerar una distribucin de cultivos que refleje de mejor manera lascaractersticasparticularesdecadaunadelassubcuencas.

6EsteprocesofuellevadoacaboporunequipoalinteriordePROMAS

39

Figura15.Usodesueloenlacuencadelriopaute

40

Cuadro7.Usodesuelooriginalyagrupacinutilizadaenelmodelo

Usodesuelooriginal(1991) Usodesueloutilizadoenelmodelo

Paramodepajonal Paramo

Paramointervenido ParamoIntervenido

Bosque(vegetacinleosa) Bosque

LagunasLagunasLechuguin

Lechuguin

Pasto Pasto

Rocas Rocas

Tierrasdegradadas

AreasUrbanasDegradadasCarreterasvas

reasresidencialesotierrasdegradas

Tierrasabandonadasotierrasinfrtilesparacultivar TierrasInfrtiles

reasdecultivo,mezcladepequeasparcelasdecultivo(maz,frejol)conpastos

CultivosMazPasto

HortalizasPlantacin

PapaFrutales

41

- Cultivosbajoriego:

Debidoalafaltadeinformacinconrespectoalaubicacinespacialdelosdiferentessistemas de riego existentes en la cuenca se ha procedido a incluir la demandaasociadaacultivosbajoriegoenlacuencadelasiguientemanera:

1. Primero se seleccionan aquellas unidades (bandas de elevacin porsubcuenca) en las que la existencia de cultivos resulta relevante comoutilizacin del espacio. Los criterios considerados para mostrar estarelevanciahansidoseleccionadosdemaneradeobtenerunnmerolimitadode unidades que cubran aquellas zonas que a priori se consideran tienenacceso a riego (zonas bajas de la cuenca). El criterio utilizado seleccionaaquellas bandas de elevacin que posean un porcentaje de cobertura encultivosmayoral45%y/oquecorrespondanalaszonasbajasenlosrosquedesembocanenelRoPautey/olasunidadesaledaasaesteRo.LaFigura16muestralaubicacindelasunidadeselegidasenbaseaestoscriterios.

2.PosteriormentesecreanalinteriordelesquemaWEAPlasunidadesasociadasa riego en cada banda de elevacin y subcuenca. (Figura 17). Estas nuevasunidades comparten todas las caractersticas fsicas y climatolgicas de lasunidadesdeorigen excepto ladistribucinde coberturas como se explica acontinuacin.

3. Utilizando informacin proveniente del ltimo Censo Agropecuario (PACC,2008)ycoberturasenSIGdelaubicacindecantonesyunidadesdeanlisisseobtuvieronporcentajesponderadosdecultivosbajoriegoparacadaunadelasunidadesdeanlisis.

4. Considerando este porcentaje de cultivos bajo riego recin determinado sedisminuyeron lasreasbajocultivode lasunidadesdeanlisisoriginariasysetraspasaronalasnuevasunidadesbajoriego.

42

Figura16.Zonasderiegoycatchmentsasignadosariego.

43

Figura17.EsquemadecreacindeunidadesderiegoenmodeloWeap

44

- Parmetrosagronmicos/hidrolgicos:

DemanerapreliminarseincorporanvaloresparalosparmetroscrticosautilizarporelmodulohidrolgicodeWEAP.Estosparmetrosseobtienendemanera inicialde modelo que ha sido desarrollado previamente para condicioneshidrolgicos/climatolgicas similares. Estos valores iniciales se modificanposteriormenteenelprocesodecalibracindelmodeloqueseexplicamsadelante.

- DemandaUrbana:

Para establecer la demanda urbana se considera la informacin proveniente delltimoCensodepoblacin (estudio vulnerabilidad). Sehadecidido considerar comopoblacinefectivaenloscentrosurbanosincluidosenelmodelolapoblacinurbanade los cantones representativosde estos centrosurbanos. Se considera tambinunatasa de consumo de 150 l/hab/da, valor utilizado previamente en estudios pararegiones similares. Se estima que un 85%de esta agua requeridas retornan al ro atravsdeflujosderetornoimplementadoenelmodelo.

45

FASE3.CALIBRACIN

Elprocesodecalibracindelmodelodesarrolladodeacuerdoalanlisisdeofertaydemandadeaguadescritoconanterioridadserealizaen3etapasconsecutivas.

Calibracincuencasaportantes:

Una primera etapa consiste en una calibracin hidrolgica de las subcuencasaportantes. Se espera que la influencia humana en estas subcuencas sea baja(subcuencasenrgimennatural).Desuma importanciaenestaetapadelprocesodecalibracin es el analizar las caractersticas hidrolgicas particulares asociadas a losecosistemas de paramos. Igualmente importante ser la revisin de la literaturaexistente (e.j. Buytaert, 2004; Buytaert et al. 2003; Celleri et al. 2001; Celleri et al.,2006;Celleri,2007).

Lassubcuencasconsideradasenestaprimeraetapacorrespondenalassubcuencasdel Yanuncay, Tomebamba y Tarqui. En una primera aproximacin se establecieronfactoresdecalibracingeneralesparatodaelreamencionada,loscualesmodificaronlosparmetrosdeconductividadenlazonaderaces(Ks)yelFactordeResistenciaalEscurrimiento (RRF). Los factores antes mencionados fueron establecidos segn laclasificacindealturasdecadacatchment,loquefinalmenteconllevolaexistenciadeuna proporcin entre zonas altas y mediasbajas en cuanto a los valores deconductividad y resistencia al escurrimiento. Luego se ajustaron los factores decalibracin mediante la comparacin de los caudales modelados con los registroshistricosdeestacionesdeaforodecaudalesdelazona,lascualescorrespondenalasestaciones de Matadero en Sayaus, Surocucho AJ Lluclluchas, Yanuncay DJ ChicoSoldados,YanuncayAJTarqui,TarquiDJShucayyTomebambaenMonay(Figura18).Paraestablecerelgradodecorrespondenciaentrelosvaloresobservadosylosvaloresmodeladosseutilizarondosndices/mtricasutilizadasnormalmenteenlacalibracinde modelos hidrolgicos.: el ndice de Nash Sutclif y el sesgo (o Bias o desviacinrelativadeloscaudales)(Weglarczyk1988).

Al no obtener una relacin general y uniforme para cada subcuenca, esto es, noobteniendo la reactividad necesaria o flujos de caudales base inconsistentes con losregistroshistricosdelasestaciones(RRFyKs,respectivamente)seprocediluegoarealizarcalibracionesparticularesporgruposdemicrocuencas,lascualestenanefectosobreestacionesdeaforoindividuales,pudiendocalibrarindividualmentecadacaudalmodeladoconsucorrespondienteestacindereferencia.

Luego de obtener un buen ajuste entre los caudalesmodelados y los observadosparalasestacionesconsideradasseobtuvolosresultadospresentadosenelCuadro8.

46

Figura18.estacionesdeaforoparacalibracinzonaalta

47

Cuadro8.Resultadoscalibracinpartealta

NashSutcliff BIAS

SurocuchoAJLluclluchas 0,35 7%

TomebambaenMonay 0,62 12%

MataderoenSayaus 0,48 4%

YanuncayDJChicoSoldados 0,47 19%

YanuncayAJTarqui 0,47 5%

TurquiDJShucay 0,56 19%

LosvaloresdelosndicesdecalibracinpresentadosenelCuadro8correspondenanivelesadecuadosdecalibracinconsiderandolaslimitacionesdedatosexistentesenesta cuenca. Estos valores estn en concordancia con valores alcanzados en lacalibracindecuencasencondicionesdemodelacinsimilares(Escobaretal.,2008).Junto a los ndices presentados anteriormente, se obtuvo la distribucin mensualcalibrada para todas las estaciones, as como tambin la relacin entre los caudalesmodelados y observados para cada una de las estaciones consideradas para todo elperiododemodelacin.En las figurasmostradasmsadelante,sepresentanalgunosejemplosde loantesmencionadodemostrandoqueen trminosgeneraleselmodeloesta representandodemanera adecuada lospatrones temporalesde caudales en losros de esta seccin de la cuenca. Figuras para el listado completo de estaciones deaforoconsideradasenestaseccinsepresentaenelAnexo1.

Figura19.DistribucinmensualdecaudalesEstacionMataderoenSayaus

48

Figura20.CaudalessimuladosyobservadosparatodoelperiodomodeladoEstacinMataderoenSayaus.

Figura21.DistribucinmensualdecaudalesEstacionTomebambaenMonay

49

Figura22.caudalessimuladosyobservadosparatodoelperiodomodeladoEstacinTomebambaenMonay

Unavezconcluidalacalibracindeestaseccindesubcuencasaportantesseprocedia cerrar estas subcuencas reemplazando la modelacin hidrolgica por el caudalobservadolaestacindeTomebambaenMonay.Paraaquellosmesescondatosfaltantesseutilizelvalordelcaudalsimulado.Alhacerestereemplazoocierredelassubcuencasseevitaarrastrarerroresodesviacionesdelprocesodecalibracinquedesvirtenelprocesodecalibracindelassubcuencasqueseencuentranaguasabajo.Seprocediacontinuacinelprocesodecalibracindelassubcuencasintermedias.

Calibracincuencasintermedias

LazonaintermediaconsideradaparalacuencadelRioPauteincluyelassubcuencasde los ros Machangara, Sidcay, Deleg, Burgay, Jadan, Gualaceo, Magdalena y Paute(primera seccin). En esta zona se encuentran disponibles las estaciones de aforo:PauteDJ Jadan,MachngaraAJChulco7,GualaceoAJPauteyPauteenPaute2(Figura23).

La metodologa de calibracin considerada tanto en la zona media y baja de lacuenca del Paute corresponde a una calibracin subcuenca por subcuenca. Estametodologa resulta obligatoria en la medida que se ha cerrado una parte de lacuenca. Unametodologa considerando cambios de parmetros por banda de alturamodificaralosvaloresdelassubcuencasyacalibradas.

Una situacin particular se desarrollo en la calibracin de la Subcuenca del RioGualaceo, la cual influencia los caudales en la estacin de Paute en Paute2. En estasubcuenca,apesardeestablecerunaseriedemodificacionespara losvaloresde los

7LaestacinMachngaraAJChulconohasidoconsideradaenelprocesodecalibracinyaquelaexistenciadelembalseLabrado(noincluidoenestaetapadedesarrollodelmodelo)desnaturalizaloscaudales.

50

parmetros de calibracin, los caudales modelados no siguen la estacionalidadobservada en la estacin de aforo Gualaceo AJ Paute. Frente a esta situacin seprocediarevisar larelacin lluviaescorrentayseverificoque laestacionalidaddeloscaudalesnocorrespondealaestacionalidaddelasprecipitacionesenlasubcuenca.Debido a esta razn se reasigno la estacin de precipitaciones original (Paute) a laestacin de Arenales. Esta estacin presenta una distribucin temporal deprecipitaciones similar a los caudales, pero con montos mucho mayores a la de laestacin original, por lo cual se cre un factor de ajuste de precipitaciones paradisminuirlosmontosyhacerlaconsistenteconlosmontosoriginales.

Luego de ajuste precedente, se procedi a calibrar el modelo con la estacin dereferenciaPauteenPaute2,siguiendolamismametodologautilizadaenlapartealtade la cuenca para los parmetros Factor de Resistencia a la Escorrenta (RunoffResistance FactorRRF) y ConductividadHidrulica en la zona de las races (Ks), enbsqueda de mayor reactividad de los catchments para representar de maneraadecuada los caudales mximos, as como tambin modificar los caudales basemodelados.Alnoobtenerbuenos resultadosenunprimermomento, se adicionaronfactores de calibracin para los parmetros de Conductividad en el perfil profundo(Kd),aumentandolaconductividad,yportantoladescargadelosperfilesprofundos,con el consecuente aumento de los caudales base. Por otro lado, se aument lacapacidad hdrica del perfil superior (Sw), a fin de permitir un mayor flujo subsuperficial, y por tanto un aumento de los caudales mximos. Finalmente para elparmetro de capacidad de retencin de humedad en el perfil profundo (Dw),regulandolatransmisindelosflujosaloscaudalesbase.

Todo lo anterior responde a que como comportamiento general, los caudalesobtenidos por la modelacin subestimaban de manera importante los montosobservados en la estacin de Paute Paute2, situacin corregida en parte con la reasignacindelasprecipitacionesenlacuencadelRioGualaceo.

Luegodetodoelprocesoanteriormenteexpuesto,seobtuvieron losresultadosdecalibracinmostrados en el Cuadro 9 para las estaciones de aforo consideradas. Aligualqueen lazonaalta, juntoa los ndicespresentadosanteriormente,seobtuvoladistribucinmensualcalibradaparatodaslasestaciones,ascomotambinlarelacinentre los caudales modelados y observados para cada una de las estacionesconsideradas para todo el periodo de modelacin. En las figuras mostradas msadelante,semuestranalgunosejemplos.FigurasparatodaslasestacionessepresentanenelAnexo1.

Losresultadosmostradosdemuestranunprocesodecalibracinsatisfactorioparaestaseccindelacuenca.UnavezfinalizadalacalibracindelacuencaintermediaseprocediacerrarelmodeloenlaestacindePauteenPaute2,procedimientoigualalrealizadoconloscaudalesenlaestacinTomebambaenMonay,pretendiendoas,noarrastrar las desviaciones aceptadas en la seccin media hacia la calibracin de lapartebajaprocesoqueseinicioacontinuacin.

51

Figura23.estacionesdeaforoparacalibracinzonamedia

52

Cuadro9.ResultadosCalibracinParteMedia

NashSutcliff BIAS

PauteDJJadan 0,76 14%

PauteenPaute2 0,60 5%

GualaceoAJPaute 0,34 2%

Figura24.distribucinmensualdecaudalesEstacinGualaceoAJPaute

Figura25.caudalessimuladosyobservadosparatodoelperiodomodeladoestacinGualaceoAJPaute

53

Figura26.mensualdecaudalesEstacinPauteenPaute2

Figura27.caudalessimuladosyobservadosparatodoelperiodomodeladoEstacinPauteenPaute2

Calibracincuencasbajas

La zonabajade la cuencadelRo Paute incluye las subcuencas de los rosCollay,Pindilig, Mazar, Juval y Pulpito, adems de las zonas bajas del ro Paute (Paute enCollay,PauteenPindilig,PauteenMazaryPauteen Juval), las cualesconsideran lasestaciones de aforo: Dudas AJ Paute, Mazar AJ Paute, Paute AJ Dudas y Paute enPalmira,estaltimaestacinfinaldelacalibracinparalacuencadelroPaute(Figura28)

Enestesector, luegodecalibrarcadaunadelassubcuencasaportantesdemaneraindividual, se logr obtener los ndices de calibracin presentados en el Cuadro 10paraelsectorbajode lacuenca(aguasdebajodePauteenPaute2).Enestepuntosedebe sealar que en los registros histricos de la estacin Paute en Palmira existen

54

valores en el periodo de Sep87 a Mar89, que no son congruentes con elcomportamientodeloscaudalesenelperiodoinicialdecalibracin, locualaltera losndices al incorporarun comportamiento completamente anmalo,por lo cualno seconsideraronalmomentodelclculodelosmencionadosndices.

ParaelcasoparticulardelacalibracindelaSubcuencadelroMazar,elregistrodecaudalessimuladospresentconcordanciacon losmontosregistradosen laestacindePauteenMazar.Noobstanteloanterior,ladistribucinmensualdelosmismosnopresentan la misma estacionalidad que la de los registros histricos, por lo cual sepresumi de una pequea variacin en cuanto a la distribucin estacional de lasprecipitaciones. Debido a lo anterior, se incorpor un factor de correccin de lasprecipitaciones,alcualmodificaenpromedioun20%elmontodelasprecipitacionesenlosmesescondiferenciasnegativasentreelcaudalhistricoyelcaudalsimulado.

Cuadro10.ResultadosCalibracinParteBaja

NashSutcliff BIASDudasAJPaute 0,54 2%

PauteenPalmira 0,89 0%

MazarAJPaute 0,28 4%

PauteAJDudas 0,78 3%

Al igual que en la zona media de la cuenca, junto a los ndices presentadosanteriormente,seobtuvoladistribucinmensualcalibradaparatodaslasestaciones,ascomotambinlarelacinentreloscaudalesmodeladosyobservadosparacadaunade las estaciones consideradas para todo el periodo de modelacin. En las figurasmostradasmsadelante,semuestranalgunosejemplos.EllistadocompletodefigurasparalassubcuencasdeestaseccinsepresentaenelAnexo1.

55

Figura28.estacionesdeaforoparacalibracinzonabaja

56

Figura29.DistribucinmensualdecaudalesEstacinDudasAJPaute

Figura30.caudalessimuladosyobservadosparatodoelperiodomodeladoEstacinDudasAJPaute

Unavezterminadalacalibracinhidrolgicaydemanejoderecursoshdricosenlastres secciones de la cuenca del Ro Paute se puede concluir que el proceso essatisfactorio llegando a valores razonables de ndices de calibracin tomando encuentalaslimitacionesdeinformacinexistentesenlacuenca.

57

CalibracinoperacinembalseAmaluza

Completada laetapadecalibracinhidrolgicaseprocediacalibrar laoperacindelEmbalseAmaluzaubicadoenel puntode cierrede la cuencadelRoPaute.EsteembalseesoperadoporlaempresaHidropauteenlageneracindehidroelectricidadcontribuyendo a un porcentaje relevante de la electricidad generada en el pas(alrededorde50%) con losmsde1,000MWde capacidad instalados en la centralMolinoubicadaenlabasedelembalse.

Para calibrar la operacin de este embalse es necesario considerar dos factoresrelevantes.Primerohayque considerar cuales elobjetivodeoperacindel embalseque incide en la descarga de agua por las turbinas y segundo hay que considerar siexiste alguna regla de operacin asociado a la mantencin de niveles de aguaembalsados en para operara en periodos de dficit hdrico. Sin la consideracin delprimerfactorelembalsesemantendrasiempreconaguacopandosucapacidad.Enelsegundo caso, sino se consideraun factorde conservacindeaguasalmacenadaselembalse operaria demaneramuy recurrente con niveles de almacenaje sumamentebajos.ElmodeloWEAPpermiterepresentarunmecanismodeconservacindeaguaalincorporardosparmetrosnuevosenlaoperacindelembalse.Unprimerparmetrodefine un volumen de amortiguamiento de agua bajo el cual el modelo asignasolamenteunafraccindeaguaparademandasaguaabajo.Elsegundoparmetroserefierejustamentealvalorasignadoaestafraccin.

Lacalibracindelaoperacindelembalseserealizaparaelperiodo942004.Paraesteperiodosecuentaconlosnivelesdeaguaembalsada,generacinhidroelctricayentrada y salida de agua hacia y desde el embalse8. Sin embargo, la base de datosclimatolgicaconsideradaeneldesarrollodelmodelonocontemplaesteperiodoporloquenoesposiblehacerunasimulacindeloscaudalesdeentradaalembalse.Esporestaraznquesedecidellevaracabounacalibracindelaoperacindelembalseparaelperiodo942004.Lacuencafuecerradaensutotalidadparaesteefectoysucaudalequivalenteesconsideradoatravsdelcaudalobservadoalaentradadelembalse.

Lasprximasfiguras muestranlosresultadosparcialesdelprocesodecalibracindelaoperacindelembalse.Seconsiderandosvariablesenelprocesodecalibracin:el volumen almacenado y el total de energa generada. Como valor objetivo dedescarga se ha utilizado el promedio de agua descargado desde las turbinas. Estorepresenta una visin simplificada de los objetivos de operacin del embalse. Sinembargo,noseposeeinformacinmsdetalladaconrespectoaestosobjetivos.Enunaetapaposteriordedesarrollodelmodelosehapropuestocomplementarelmodeloderecursoshdricoconunmodelodeplanificacinenergtica(enplataformaLEAP).Conesta unin es posible obtener de manera dinmica objetivos de operacin paradeterminardescargaddeaguadesdeelembalse.

8TodaestainfrmacionhasidoentregadaporHidroaute.

58

Las primeras de las Figuras presentan la situacin sin considerar parmetros deconservacindeaguaenelembalse.Sepuedeapreciarenestecasocomoelembalsequedasinaguaalmacenadaengranpartedelosmesesdesimulacin.LaFigura33ylaFigura 34 muestra la situacin calibrada donde se ha considerado un volumen deamortiguamientoequivalentea60millonesdem3(un60%delacapacidadmximadealmacenamiento). El modelo opera considerando solamente un 10% del aguadisponible cada vez que el volumen de agua en Amaluza baja de este nivel. En elCuadro 11 se presenta una comparacin de los resultados de la calibracin de laoperacin del embalse considerando como ndice de calibracin el coeficiente decorrelacinentrelaseriedetiempodelavariableobservadaylasimulada.

Es importante considerar que en el desarrollo de las caractersticas bsicas delembalse Amaluza en el modelo no ha incluido cambios en la capacidad dealmacenamiento debido a la carga de sedimentos histrica. Incluir este factor sepresumemejoraraconsiderablemente la simulacindelniveldeaguaembalsado.Sepuede ver por ejemplo que el mximo volumen considerado en el modelo (100millonesdem3)correspondientealdiseooriginalnoselograenningunodelosmesesenlasimulacin.

Cuadro11.ResultadosCalibracin(coeficientedecorrelacin)OperacinEmbalse

Variable EscenarioBase EscenarioCalibradoVolumenAlmacenado 0,69 0,87

EnergaGenerada 0,93 0,93

0

20

40

60

80

100

120

Jan-

94

Jan-

95

Jan-

96

Jan-

97

Jan-

98

Jan-

99

Jan-

00

Jan-

01

Jan-

02

Jan-

03

Jan-

04

Mes

Vol

umen

Em

balse

(mill

m3 )

Simulado Observado

Figura31.ComparacindevolumendeaguaalmacenadoenembalseAmaluzadeacuerdoasimulacinyobservacinEscenarioBase

59

0100200300400500600700800

Jan-

94

Jan-

95

Jan-

96

Jan-

97

Jan-

98

Jan-

99

Jan-

00

Jan-

01

Jan-

02

Jan-

03

Jan-

04

Mes

Ene

rga

Gen

erad

a (G

Wh)

Simulado Observado

Figura32.ComparacindeenergageneradaencentralMolinodeacuerdoasimulacinyobservacinEscenarioBase

0

20

40

60

80

100

120

Jan-

94

Jan-

95

Jan-

96

Jan-

97

Jan-

98

Jan-

99

Jan-

00

Jan-

01

Jan-

02

Jan-

03

Jan-

04

Mes

Vol

umen

Em

bals

e (m

ill m

3 )

Simulado Observado

Figura33.ComparacindevolumendeaguaalmacenadoenembalseAmaluzadeacuerdoasimulacinyobservacinEscenarioCalibrado

60

0100200300400500600700800

Jan-

94

Jan-

95

Jan-

96

Jan-

97

Jan-

98

Jan-

99

Jan-

00

Jan-

01

Jan-

02

Jan-

03

Jan-

04

Mes

Ener

ga

Gen

erad

a (G

Wh)

Simulado Observado

Figura34.ComparacindeenergageneradaencentralMolinodeacuerdoasimulacinyobservacinEscenarioCalibrado

61

FASE4:CREACINDEESCENARIOSFUTUROS

Una vez que se cuente con elmodelo para la cuenca completamente calibrado sepuedenrealizarunaseriedeestudiosespecficos.Unaclasedeestosestudioscorrespondealaevaluacindediferentesescenariospotencialesfuturos.Eneldesarrollodeestemodelosehandesarrolladoescenariosfuturosquecontemplanlassiguientescaractersticas:

Variables climatolgicas: se han creado escenarios futuros de acuerdo a lasproyecciones del modelo HadCM y ECHAM (escaladas dinmicamente alEcuador utilizando la herramienta PRECIS) para el periodo 20702100 enamboscasos.

Seconsideranescenariosqueincluyenlascentraleshidroelctricasactualmenteenprocesodeconstrucciny/oplanificacin:MazarySopladora.

Para considerar los escenarios climatolgicos futuros sedebe seguirunametodologadeajustededatosquecontemplalossiguientespasos:

1. Unaprimeraetapaconsisteenrelocalizarlasproyeccionesclimatolgicashistricas(de control) provenientes delmodelo de cambio climtico regional (PRECIS) a laubicacindelasestacionesndicetantodetemperaturacomodeprecipitacin.

2. Unavezrelocalizadasestasproyeccionesserealizaunacomparacinmensualdelosvaloresdeacuerdoalasimulacinyobservacinhistrica.Deestacomparacinsederivan factoresdeajustemensualespara temperaturayprecipitacin.Enel casodelatemperatura,estefactordeajusteconsisteenladiferenciaentrelospromediosmensuales de temperatura simulado y observado para el periodo histrico. En elcaso de la precipitacin, este factor de ajuste considera la divisin entre lospromediosmensualesdeprecipitacinsimuladoyobservado.

3. Posteriormenteesnecesariorelocalizarlasproyeccionesclimatolgicasfuturasalaubicacindelasestacionesndice.

4. Finalmente estas proyecciones son modificadas tomando en cuenta el factor deajustemensualobtenidoparacadaestacin.

Siguiendoesteprocedimientoseobtienenseriesdetiempodecondicionesfuturasbajodiferentesescenariosdecambioglobal.Enlasiguienteseccindeldocumentoserealizaunaevaluacindeestosescenariosalcompararlosconelescenariobasehistrico.

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FASE5:EVALUACIN

SehanconsideradocuatroescenariosfuturosdecambioclimticoparalacuencadelRo Paute. Estos escenarios corresponden a las proyecciones asociadas a dosmodelos declima global (HadCM3 y ECHAM) corridos bajo dos escenarios de emisin de gases deinvernadero (A2 y B2). Las condiciones climatolgicas asociadas a estos escenarios sepresentanenelCuadro12.Estosvaloressepresentanparatresvariables:temperaturaenla estacin Cuenca en Aeropuerto y precipitacin en las estaciones Piscicola Chirimicha(representativadelassubcuencasaportantes)yArenales(ubicadaenlamitadorientaldelacuenca). Para todas estas variables se presenta primero el valor para las condicioneshistricas observadas y despus el cambio proyecto para cada uno de los escenarios decambio climtico. En el casodel cambiode temperatura sepresenta el cambio en gradosCelsius con respecto al promedio de temperatura anual. En el caso de precipitacin elcambiosepresentacomocambioporcentualsobreelescenariohistrico.

Delosresultadospresentadossepuedeapreciarqueexisteunaumentoenelnivelde temperatura en toda la cuencadel ordende34,5 C (no semuestran resultadosparaotrasestacionesperoesteeselcaso). LasproyeccionesdetemperaturasonmselevadasparalosescenariosA2quelosB2paraambosmodelosdeclimaglobal.Conrespectoalasproyeccionesdeprecipitacinlasituacinesmsdiversa.Existendiferenciasnotablesentrelos dos modelos: en general el modelo ECHAM proyecta aumentos considerables en laprecipitacin mientras que el modelo HadCM3 proyecta aumentos ms discretos y enalgunoscasosdisminucindelosnivelesdeprecipitacin.EnamboscasoslasproyeccionesdeprecipitacinindicanaumentosmsconsiderablesparalaestacinArenales.FinalmentelasproyeccionesdeprecipitacinsonmayoresparaelescenarioA2queelescenarioB2.

Las proyecciones climatolgicas recin descritas semuestran grficamente en lasFigurasFigura35,Figura36yFigura37.Sepuedeapreciarenestasfigurasqueenelcasode lasproyeccionesbasadasenelmodeloHadCM3secuentacondatossolamenteparaelperiodo20702100sincontarconinformacinparaperiodosdetiempomscercanos.

Cuadro12.Escenariosclimatolgicosfuturos20702100(cambioconrespectoaescenariobase)

Escenario TemperaturaCuenca(C)

PrecipitacinPisccolaChirimicha(mm%)

PrecipitacinArenales(mm%)

Histrico 14.9 1330 3310

HadCM3A2 4,0 43 12

HadCM3B2 3,0 22 5

ECHAMA2 4,5 32 49

ECHAMB2 3,3 17 32

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12

14

16

18

20

22

1975

1985

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Ao

Tem

pera

tura

pro

med

io

annu

al (C

)

Cuenca ECHAM_B2 ECHAM_A2

12

14

16

18

20

22

1975

1985

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Ao

Tem

pera

tura

pro

med

io

annu

al (C

)

Cuenca HADCM_B2 HADCM_A2

Figura35.ProyeccindetemperaturaenestacinCuencaparamodeloECHAMyHadCM3

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0500

10001500200025003000

1975

1985

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Ao

Prec

ipita

cin

(mm

/ao

)

Piscicola ECHAM_B2 ECHAM_A2

0500

100015002000250030003500

1975

1985

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Ao

Prec

ipita

cin

(mm

/ao

)

Piscicola HADCM_B2 HADCM_A2

Figura36.ProyeccindeprecipitacinenestacinPiscicolaChirimichaparamodeloECHAMyHadCM3

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0100020003000400050006000

1975

1985

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Ao

Prec

ipita

cin

(mm

/ao

)

Arenales ECHAM_B2 ECHAM_A2

0

1000

2000

3000

4000

5000

1975

1985

1995

2005

2015

2025

2035

2045

2055

2065

2075

2085

2095

Ao

Prec

ipita

cin

(mm

/ao

)

Arenales HADCM_B2 HADCM_A2

Figura37.ProyeccindeprecipitacinenestacinArenalesparamodeloECHAMyHadCM3

Utilizando estas nuevas series de tiempo de variables climatolgicas se realizaronsimulacionesconelmodeloWEAPdelacuencadelRoPautequeyaestabacalibradodesdeel punto de vista hidrolgico y operacional. En estas corridas se comparan una serie devariables con respecto al escenario histrico base. Las variables consideradas en estapresentacinderesultadoscorrespondena:

Caudalpromedioanualymximomensualen lospuntosdecontrolTomebambaenMonayyPauteenPalmira.Elprimerpuntorepresentaelcaudalde laseccinaportantedelacuencayelsegundocorrespondealadesembocaduradelacuencajustoaguasarribadelembalseAmaluza.

Con respecto al uso del agua en la cuenca se considera la cobertura promedioanualdelasatisfaccindedemandadeaguaparariegoenlamicrocuencadelRo

66

SanFrancisco(enlasubcuencadelRiGualaceo)ylageneracindeenergaenlacentralMolinodelEmbalseAmaluza.

Para cada una de estas variables y de manera similar a la que se presentaron losnuevos escenarios climatolgicos se presenta primero el valor correspondiente al valorbase histrico y despus el cambio asociado a cada uno de los escenarios en trminosporcentuales.LosresultadosparacadaunadeestasvariablessepresentanenelCuadro13.Se puede apreciar en este cuadro que se cumple el supuesto de que los cambios enprecipitacin son los que determinan los cambios en caudales promedios. En el caso delcaudalpromedioenTomebambaenMonaylamagnituddelcambioesdeunvalorsimilaralcambioproyectadodelaprecipitacinenPisccolaChirmicha.Algosimilarsucedeenelcasodel caudal en Paute en Palmira y la precipitacin en la seccin oriental de la cuenca(estacinArenales).Sinembargo,existenalgunaspequeasdiferencias.Sepuedeapreciarpor ejemplo que en el caso del caudal en Tomebamba enMonay el cambio en caudal esmenoralcambioenprecipitacin.EncambioenelcasodePauteenPalmiraelcambioesigual o inclusomayor. La raznde estas diferencias tiene que estar asociada al gradodeestrshdricoen laqueseencuentrenlasdiferentessubcuencas.Enaquelloscasosdondeexistaundficithdricoenelcasobaseunaumentodetemperaturaaumenta lademandapotencialporevaporacinyporendedisminuyeelaportedelsubsueloa loscaudales.Enaquellos cases dondeno exista undficit hdrico el aumento endemanda evaporativanoimplicacambiosimportantesenelbalancehdricodelsubsuelo.

Conrespectoalcambioesperadoenloscaudalesmximoslasconclusionessonmenosobviasque en el caso anterior. Se venquehay escenariosque al parecer tienenunabajaostensibleenlaocurrenciadeeventosextremos(escenariosB2)peroenotros(granpartedelosescenariosA2)elcambioenelcaudalmximoesdemagnitudmayoralcambioenloscaudalespromedio.

Entodosloscasosestudiadosexisteunaumentoenlacoberturadedemandaparalossectoresderiego.Enelcasode losescenariosECHAMlosaumentos implican llegaraunacobertura del 100%. Con respecto a la generacin hidroelctrica se puede apreciar unaumento para todos los escenarios. Sin embargo, este aumento esmenor al aumento delcaudaldeaguadisponiblealaentradadelembalse(ej.ECHAMA2).Estosedebeaqueengeneralnosepuedecapturarelexcesodeaguadisponibleenel rodebidoa limitacionesfsicasenlaoperacindelacentralocapacidaddeembalse.

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Cuadro13.Comparacinvariablesescogidasparalosescenariosclimatolgicosevaluado

Escenario

CaudalenTomebambaenMonay

Coberturademanda

riegoRoSanFrancisco(%)

CaudalenPauteenPalmira Generacin

hidroelctrica(GWh%)

Promedio(m3/s%)

Mximo(m3/s%)

Promedio(m3/s%)

Mximo(m3/s%)

Base 18,6 79,7 89 113,7 245,5 4627HadCM3

A2 36 46 8 12 40 11HadCM3

B2 20 16 8 5 8 5ECHAMA2 28 12 12 50 64 43

ECHAMB2 14 14 12 33 36 31

68

4. FUTURAS MEJORAS AL MODELO DEL RO PAUTE ElmodelodesarrolladoparalacuencadelRoPautehasidocalibradotantoensus

caractersticashidrolgicascomooperacionales.Comotalesunmodeloquepuedeempezara ser utilizado para una serie de estudios, entre ellos el impacto que tendra el cambioclimticoenlacuencatalcomofuerapresentadoenlapartefinaldelaseccinanterior.

Sinperjuiciodeloanterioresimportantedestacarqueelmodeloesaunperfectible.Existenunaseriedecomponentesquepuedensermejoradossustancialmenteoagregadospara poder dar unamayor versatilidad y capacidad de anlisis al modelo. Dentro de lasreasprincipalesdemejoresquesepueden introducirestn lasquesepresentanenestaseccin.

Mejorasriego

Larepresentacindelasuperficieregadaenlacuencafuerepresentadademaneramuysimplificadaenelmodelo.Estodebidoafaltadeinformacinquepermitieratenerunavisin general de este tema para toda la cuenca. Se sugiere en etapas posteriores dedesarrollodelmodelomejorarestasituacin,representandoexplcitamentelosprincipalessistemasderiego(ej.sistemasSidcay,Machngara,Tarqui,Sigsig,Gualaceo).Estossistemasdeben ser representados con catchments independientes asegurndose que el reacorrespondienteaellosseareducidadeloscatchmentoriginales.Enestarepresentacinesimportante considerar condiciones fsicas tales como la capacidad de los canales dedistribucin. Tambin se tienen que considerar caractersticas operacionales como lacantidaddeaguaasociadoalasconcesionesdeestossistemas.

MejorasrepresentacinMachngaraTomebamba

El subsistemadelRoMachngaraTomebambaposeeuna seriede elementosqueen esta primera etapa de desarrollo del modelo no han sido incorporados. Ejemplos deestoselementossonlascentraleshidroelctricasSaucayySaymirinambaslocalizadasenelRo Machngara. La incorporacin de estas centrales implica incorporar en el modelo laoperacindelosembalsesChanludyLabradoademsdeloscanalesdeabastecimientoconsusrespectivosrestricciones(fsicasyoperacionestipocaudalesmnimos).Unejemplodelaconfiguracinasociadaaestoselementos(enestecasoasociadoalaCentralSaymirnsemuestra en la Figura 38. Adicionalmente a estas centrales hidroelctricas es importantetambinconsiderarlossistemasderiegoquesenutrendelasaguasdelRoMachngara(ej.Sidcay y Machngara) y finalmente los acueductos de agua potable ubicados en el RoMachngarayTomebambaqueutilizalaempresadeaguapotableETAPAparaabastecerdeaguaalaciudaddeCuenca.

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Figura38.RepresentacindelaconfiguracindelsistemaasociadoacentralhidroelctricadeSaymirinenRoMachngara

Sedimentos

Unodelosprincipalesproblemasenlagestindelosrecursoshdricosdelacuencadel Ro Paute esta asociado a las diferentes dimensiones del impacto que tiene la lluviasobre los fenmenos de erosin, deslizamiento y aluviones. Todos estos impactos tienencomocausacomnlascaractersticasdelacoberturanaturaldelsuelo(amayorcoberturamenoreslaerosin)yelpotencialdeerosividaddelalluvia(amayorintensidaddelluviamayor erosin). Estos impactos finalmente se traducen en daos materiales y prdidashumanasytambinencostoseconmicosenlaoperacindelainfraestructuradelacuenca.Por ejemplo las altas tasas de sedimentacin implican una reduccin en la vida til (ocapacidadtil)delembalseAmaluzayaumentanloscostosdeoperacindebidoaldragadodesedimentos.

Enestesentidouncomplementomuyimportanteeneldesarrollodelmodeloserialaintroduccindeecuacionessimplificadas(tipoMUSLE)quepermitanrelacionartasasdesedimentacinenlacuencaconparmetrosbsicoscomoprecipitacinytipodecobertura.Utilizando estas ecuaciones ser posible simular de manera dinmica la capacidad dealmacenajedeaguaenelembalseAmaluzaycostosasociadosaactividadesdedrenajeencasodequesequieraincluiresetipodeadaptacinalosimpactosprevistosparaelfuturo.ExistenunaseriedetrabajosdeacadmicosdelPROMASdelaUniversidaddeCuencaquepodranindicarlamaneradeincluirestetipoderelacionesenelmodelo(ej.Pachecoetal.,2008).

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Operacinembalses

Finalmenteunamejora importantepara incluir en futurosdesarrollosdelmodelodicerelacinconlamaneraenquesemodelanlaoperacindelosembalsesenlacuenca.EnprincipioAmaluzaperoenun futuro cercanahabraque incluir la operacindel embalseMazar tambin. Para mejorar la representacin de la operacin de estos embalses esimportanteentenderlosobjetivosyrestriccionesdeoperacin.Unamaneradelograrestarepresentacinesconsiderardemaneraexplicitalademandadeelectricidadalaqueseveafecto el sistema Paute. Como actividad complementaria al trabajo presentado ac sepropone llevar a cabo este trabajo incluyendo demanera complementaria unmodelo deplanificacinenergticaparaelEcuadorbasadoenlaplataformaLEAP.

71

5. CONCLUSIONES El Proyecto de Adaptacin al Cambio Climtico a travs de una Efectiva

Gobernabilidad del Agua en Ecuador (PACC) tiene como meta incorporar los riesgosasociadosal cambioclimticodentrode lasprcticasdemanejodel recursohdricoenelEcuador.Suobjetivoes aumentar lacapacidaddeadaptacinenrespuestaa los riesgosdelcambioclimticoenlagestinderecursoshdricosanivelnacionalylocal.

Unode los resultadosesperadosenelproyecto tienequever coneldesarrollodesistemasdemanejodelainformacinquereflejenlosimpactosdelcambioclimticoenelsectorhdricoyquesirvandebasepara laformulacindepolticasyestrategias. Enestecontexto,elproyectoprevlaaplicacindemodelosdeplanificacinquesoportenlatomade decisiones sobre la asignacin de los recursos hdricos a los diversos sectoresconsiderando la oferta y la demanda, losmodos de gestin del recurso y las necesidadeslocalesenlosplanes.

Siguiendo con los objetivos impuestos en el proyecto PACC se ha desarrollado demanera polito unmodelo hidrolgico y de recursos hdricos en la cuenca del Ro Paute,cuenca de gran relevancia para el Ecuador debido a su alto potencial de generacinhidroelctrico. El informe presentado tiene como objetivo describir las caractersticasbsicasdeestacuencaydescribirtambinlametodologaaseguirenlamodelacindeestacuencautilizandoelmodeloWEAP.Eldesarrollodeestaherramientaservirparamejorarelprocesodeplanificacinenrelacinconelmanejodelosrecursoshdricosenestacuencaestratgicaparaeldesarrollodelpas.

Elmodelo del ro Paute fue desarrollado considerando una cobertura espacial degranpartedelacuencadelPautehastaelpuntodelocalizacindelembalseAmaluza.Lasunidadesbsicasdedesagregacinfuerondesarrolladasenunniveldesubcuenca.Dentrode estas unidades un conjunto nico de condiciones climatolgicas fue desarrolladoasociando la variabilidad espacial de estas variables a estaciones meteorolgicas claves.Parte de las limitaciones del desarrollo del modelo se debe a faltas en la distribucinespacialdeestacionesclimatolgicasquesirvanpararepresentarlatotalidaddelacuenca.

Despus de que la configuracin bsica del modelo se comenz un proceso decalibracin.Esteprocesodecalibracincomenzconsiderandolassubcuencasdecabecerasituadas en la seccin suroeste de la cuenca. Dentro de estas subcuencas existe pocaintervencin humana as que la primera fase correspondi a una pura calibracinhidrolgica.Unasegundaetapadelprocesodecalibracinfuerealizadaparalassubcuencasintermediasybajasdondeserequirilainclusindeunarepresentacindelasnecesidadesdelaguaparariego.EstofuehechoasumiendosimplesformulacionesbasadasenlosdatosdisponiblesanivelcantndelCensoAgropecuario.Lafaltadeinformacinconrespectoalusodeaguaenlacuencaespecialmenteconrespectoalaguaparariegoseconsideracrticaydebesermejoradaparalograrundesarrollomsacabadodelmodelo.Laetapafinaldela

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calibracindelmodeloconsiderolarepresentacindelasoperacionesdelainfraestructuraprincipalincluidaenelmodelo,elembalsedeAmaluza.

Considerando las limitaciones ya descritas en cuanto a falta de informacinmeteorolgicaydeusodelaguaenlacuencaseconsideraqueelprocesodecalibracinesrazonable alcanzndose una buena correspondencia entre las condiciones hidrolgicas yoperacionales simuladas y observadas. El nivel alcanzado en el proceso de calibracinpermite que se empiece a utilizar estemodelo en evaluaciones de infraestructura futura,polticas de manejo de los recursos y de evaluacin de impactos de condicionesclimatolgicasproyectadasa futuro.Conrespectoaesteltimopuntoseentreganenesteinforme los resultados de simulaciones climatolgicas futuras considerando cuatroescenarios basadas en salidas de modelos de circulacin general (GCM). Las series detiempodeestascondicionesclimatolgicasfuturassugierenqueenlacuencadelRoPauteexistiraunaumentogeneralizadoenloscaudalespromedioqueserialevementeinferioralaumento proyectado en las precipitaciones. Esto ltimo se debe en parte al aumento enevapotranspiracinasociadoal aumentoen temperatura.Asociadoal cambiomencionadoengeneralhayunaumentoen la coberturade lademandaagrcolayde lageneracindehidroelectricidad estos escenarios de cambio climtico. No fue incluido en el anlisis loscambiospotenciales de las tasas de sedimentacin quepodran ocurrir asociados a estosnuevosescenarios.

Peseaqueelmodeloseencuentraencapacidaddeserutilizadonoporestodebeconcluirse errneamente que es unmodelo terminado. Existen una serie demejoras quepueden ser introducidas en el desarrollo del modelo y que son descritas en el presenteinforme.Paralograralgunasdeestasmejorasesnecesario,sinembargo,mejorarlacalidadydisponibilidadde informacinnecesariopararepresentardemaneraadecuadacomosehamencionadoanteriormentelavariabilidadespacialdelascondicionesclimatolgicasenlacuencaytambinlosusosdeagua,demaneraespecialelusodeaguaparariego.

73

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75

ANEXOS

ANEXO1.RESULTADOSCALIBRACINHIDROLGICA

Resultadosdecalibracincuencasaportantes:

EstacinMataderoenSayaus:

76

EstacinSurocuchoAJLluclluchas:

77

EstacinYanuncayDJChicoSoldados:

78

EstacinYanuncayAJTarqui:

79

EstacinTarquiDJShucay:

80

EstacinTomebambaenMonay:

81

Resultadosdecalibracinzonamedia:

EstacinPauteDJJadn:

82

EstacinGualaceoAJPaute:

83

EstacinPauteenPaute2:

84

Resultadosdecalibracinzonabajapromedioscaudalesmediosycaudalesparatodoelperiododecalibracin(19751989)

EstacinDudasAJPaute:

85

EstacinMazarAJPaute:

86

EstacinPauteAJDudas:

87

EstacinPauteenPalmira: