oferta de agua huacrahuacho

MINISTRO DEL AMBIENTE

Dr. ANTONIO BRACK EGG

PRESIDENTE EJECUTIVO - SENAMHI Mayor General FAP ( r) WILAR GAMARRA MOLINA

RESPONSABLE DE LA DIRECCIÓN CIENTÍFICA - SENAMHI PhD. ELIZABETH SILVESTRE ESPINOZA

DIRECTOR GENERAL DE HIDROLOGÍA Y

RECURSOS HÍDRICOS

Dr. JUAN JULIO ORDOÑEZ GALVEZ

DIRECTOR DE HIDROLOGÍA APLICADA

Ing. OSCAR GUSTAVO FELIPE OBANDO

Servicio Nacional de Meteorología e

Hidrología

Dirección General de Hidrología y

Recursos Hídricos

y Recursos Hídricos

COORDINADORA NACIONAL DEL PROYECTO PACC Arq. LENKIZA ÁNGULO VILLAREAL

COORDINADORA DEL PROYECTO PACC - SENAMHI Dr. ELIZABETH SILVESTRE ESPINOZA

RESPONSABLE COMPONENTE HIDROLÓGICA

Ing. OSCAR GUSTAVO FELIPE OBANDO

EQUIPO TÉCNICO

Dr. Juan Julio Ordoñez Gálvez

Ing. Oscar Gustavo Felipe Obando

Ing. Héctor Alberto Vera Arévalo

Ing. Zenón Huamán Gutierrez.

Bach. Miriam Rocío Casaverde Riveros

Bach. Tannia Minnela Sánchez Bernardo

Téc. Luis Monge

REVISIÓN Y EDICIÓN DEL ESTUDIO

Dr. Juan Julio Ordoñez Gálvez

Ing. Oscar Gustavo Felipe Obando

Bach. Miriam Rocío Casaverde Riveros

PERSONAL DE APOYO Sra. Doris Maribel Nuñez Dávila

ESTUDIO HIDROLOGICO MICROCUENCA DEL RÍO HUACRAHUACHO

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CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO I. INTRODUCCIÓN

1.1 Hipótesis 1.2 Objetivos

1.2.1 General 1.2.2 Específicos

II. ANTECEDENTES

III. METODOLOGÍA

3.1 Marco Teórico 3.2. Información utilizada

3.2.1 Información cartográfica 3.2.2 Información hidrometeorológica.

3.3 Desarrollo metodológico 3.3.1 Delimitación de cuencas 3.3.2 Determinación de los parámetros morfométricos de cuencas A) Área B) Perímetro C) Parámetros de Forma

a) Coeficiente de Gravelius o Índice de Compacidad (Kc) b) Factor de Forma (Ff)

D) Parámetros relativos al Sistema de Drenaje a) Grado de Ramificación b) Extensión media del escurrimiento superficial c) Frecuencia de Ríos

E) Parámetro relativo a las variaciones altitudinales a) Altitud media de la Microcuenca (msnm) b) Curva Hipsométrica E) Rectángulo Equivalente

F) Parámetros relacionados con la declividad a) Pendiente Media del río Principal de la sub cuenca (%)

3.4 Modelamiento cartográfico del relieve de la cuenca 3.5 Análisis de las variables hidroclimáticas

3.5.1 Análisis de la Temperatura A) Modelos de regresión lineal múltiple 3.5.2 Análisis de la Evapotranspiración Potencial 3.5.3 Análisis de la Evapotranspiración Real (ETR) 3.5.4 Análisis de la Precipitación 3.5.5 Análisis del escurrimiento


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3.5.6 Análisis de sequías y caudales máximos de avenidas 3.5.7 Determinación de escenarios de disponibilidad hídrica

IV. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO

4.1 Ubicación política y geográfica 4.2 Acceso 4.3 Aspectos físicos ambientales

4.3.1 Topografía 4.3.2 Clima y Zonas de Vida 4.3.3 Recursos hídricos 4.3.4 Geología

4.4 Aspectos socio – económicos V. RESULTADOS 5.1 Delimitación de las unidades de análisis hidrológico 5.2 Descripción de los parámetros morfométricos

5.2.1 Microcuenca Huacrahuacho 5.3 Caracterización de la climatología de la cuenca

5.3.1 Análisis regional de la precipitación 5.3.2 Análisis de la precipitación local A) Microcuenca Huacrahuacho B) Microcuencas 5.3.3 Análisis de la variabilidad del régimen de lluvias

5.3.4 Análisis de la Temperatura A) Análisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Baja b) Zona Media c) Zona Alta

B) Análisis por cuencas a) Microcuenca Huacrahuacho b) Microcuenca Jahuatapica c) Microcuenca Descanso d) Microcuenca Huacrahuacho Bajo

5.3.5 Análisis de la Evapotranspiración Potencial (ETP) A) Análisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Baja b) Zona media c) Zona Alta

B) Análisis por Cuenca a) Microcuenca Huacrahuacho b) Microcuenca Jahuatapica c) Microcuenca Descanso


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d) Microcuenca Huacrahuacho Bajo 5.3.6 Déficit de Escurrimiento (D)

5.4 Balance Hídrico superficial 5.4.1 Microcuenca Huacrahuacho 5.4.2 Microcuenca Descanso 5.4.3 Microcuenca Jahuatapica 5.4.4 Microcuenca Huacrahuacho Bajo 5.4.5 Estimación de los caudales

5.5 Estimación de caudales 5.5.1 Caudal promedio histórico A) Microcuenca Huacrahuacho

a) Microcuenca Jahuatapica b) Microcuenca Descanso c) Microcuenca Huacrahuacho Bajo d) Quebradas y ríos de menor orden de corriente

5.5.2 Caudales extendidos a) Microcuenca Huacrahuacho

5.6 Análisis de Sequías 5.7 Análisis de máximas avenidas

5.7.1 Curvas IDF 5.7.2 Tiempo de concentración de la cuenca 5.7.3 Caudales máximos de avenidas con HecHMS

5.8 Escenarios futuros del clima y escurrimiento en Huacrahuacho 5.8.1 Escenarios de Precipitación 5.8.2 Escenarios de Temperatura 5.8.3 Escenarios de disponibilidad hídrica

VI. CALIDAD DE AGUA VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 Conclusiones 7.2 Recomendaciones

VIII. BIBLIOGRAFÍA

IX. ANEXO MAPAS TEMÁTICOS X. ANEXOS FOTOS


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LISTA DE FIGURAS Figura 1. Mapas de Precipitación y Evapotranspiración multianual.Periodo 1970-

2007. Figura 2. Regionalización hidrológica cuencas Mantaro, Pampas, Apurímac y

Urubamba. Figura 3. Comparación de Isoyetas observadas y del satélite TRMM aspecto. Figura 4. Estaciones pluviométricas identificadas por regiones en la cuenca

Amazónica. Figura 5. Serie temporal de valores medios areales observados y del Satélite

TRMM en cuencas Tambo y Urubamba. Figura 6. Mapa de ubicación de estaciones meteorológicas utilizadas Figura 7. Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitación de

Cuencas Figura 8. Modelo gráfico para la obtención de parámetros del relieve en Model

Builder. Figura 9. Flujograma metodológico para el análisis de Temperatura. En verde

procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel Figura 10. Modelo gráfico para la generación de mapas de temperatura con Model

Builder Figura 11. Flujograma metodológico para el análisis de Precipitación con

modelo de Naoum. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel.

Figura 12. Representación de los Componentes del Balance Hídrico en mallas. Figura 13. Mapa de Ubicación de la microcuenca Huacrahuacho. Figura 14. a) Tipos climáticos. b ) Zonas de Vida. Figura 15. Diagrama Fluvial del río Huacrahuacho. Figura 16. Lagunas por comunidades de Huacrahuacho. Figura 17. Unidades de análisis hidrológico delimitados, con HEC-GeoHms sobre la

base de Modelo Numérico del Terreno construido con cartas del IGN. Figura 18. Curva hypsométrica microcuenca Huacrahuacho. Figura 19. Zonas altitudinales en Huacrahuacho. En naranja la curva 3800,0

msnm límite superior de la Zona Baja, en azul la curva 4000,0 msnm límite inferior de la Zona Alta.

Figura 20. Perfil longitudinal del río Huacrahuacho. Figura 21. Representación 3D de la microcuenca Huacrahuacho. Figura 22. Pp anual observada y estimada por modelo. Figura 23. Precipitación media Anual - cuencas Pampas-Apurímac. Figura 24. Comportamiento estacional de la precipitación media en las cuencas

Pampas y Apurímac. Figura 25. Climatología mensual de precipitación observada y del modelo. En azul

valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo valores generados por modelo regional. Estaciones Yauri (cuenca Apurímac) y Sicuani (cuenca Vilcanota).

Figura 26. Hidroclimatología de la precipitación – microcuenca Huacrahuacho.


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Figura 27. Mapa de distribución de la Precipitación anual en Huacrahuacho. Esta forma de presentación de la precipitación es resultado de la discretización espacial en celdas de 1 * 1 km.

Figura 28. Mapa de distribución de la Precipitación anual en Huacrahuacho con datos de WORDCLIM a 1 * 1 km de resolución.

Figura 29. Relación entre Altitud (msnm) y Precipitación anual (mm) del satélite TRMM en 203 estaciones virtuales de las cuencas Apurímac y Vilcanota. En líneas rojas los límites altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho (3800 a 4700 msnm).

Figura 30. Relación entre Altitud (msnm) y Precipitación anual en 391 estaciones de los países andinos de la cuenca amazónica (Bolivia, Perú, Ecuador y Colombia).

Figura 31. Comportamiento de la Precipitación mensual en Huacrahuacho, en formato grid.

Figura 32. Precipitación media areal por microcuenca. Figura 33. Diagrama de Cajas de la precipitación por trimestre decadal. 1, 2,

3 y 4 representan la primera, segunda, tercera y cuarta década del período de análisis.

Figura 34. Funciones de densidad acumulada de la precipitación por trimestre y por década.

Figura 35. Prueba de tendencia de Mann-Kendall para la precipitación por trimestre a) SON b) DEF c) MAM d) JJA.

Figura 36. Mapa de Temperatura media anual, en representación grid. Figura 37. Comportamiento espacial de la temperatura media mensual, en formato

grid. Figura 38. Mapa de Evapotranspiración anual mediante método Hargreaves-Samani. Figura 39. Evapotranspiración Potencial por cuenca y Microcuencas de

Huacrahuacho. Figura 40. Comportamiento espacial de laevapotrnaspiración potencial mensual, en

formato grid. Figura 41. Mapa de escorrentía anual microcuenca de Huacrahuacho, en formato

grid. Figura 42. Comportamiento espacial del escurrimiento mensual en formato grid Figura 43. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho. Figura 44. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Descanso. Figura 45. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Jahuatapica. Figura 46. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho Bajo. Figura 47. Puntos de evaluación en campaña de aforos del SENAMHI/DGH

setiembre 2009. El punto R3 corresponde al punto integrador del escurrimiento superficial en microcuenca Huacrahuacho.

Figura 48. Caudal promedio diario del río Huacrahuacho generado para Setiembre de 2009.

Figura 49. Diagrama Fluvial del río Huacrahuacho. Figura 50. Curvas de Persistencia de Caudal río Huacrahuacho Figura 51. Precipitación y caudal en años normales, secos y húmedos.

Microcuenca de Huacrahuacho. Figura 52. Serie histórica de Precipitación caracterizada mediante deciles En línea

roja los umbrales correspondiente al rango normal de precipitación


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Figura 53. Ajuste probabilístico de Pmáx en Huacrahuacho. Figura 54. Curva IDF al centroide de la microcuenca Huacrahuacho. Figura 55. Ubicación de los puntos de control para la determinación de

caudales máximos en la microcuenca de Huacrahuacho. Figura 56. Esquema del modelamiento hidrológico con Hec-Hms. Figura 57. Climatología de la Precipitación mensual según diferentes modelos

(1970-2000). En violeta se tiene la precipitación observada. Figura 58. Diagramas de cajas de la climatología del aporte de precipitación

estacional para diferentes modelos Figura 59. Curvas de densidad acumulada de la precipitación estacional para

diferentes modelos Figura 60. Anomalía mensual de la precipitación según diferentes modelos

para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50 Escenarios A1B Figura 61. Anomalía mensual de la precipitación según diferentes modelos

para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50 escenarios B1 Figura 62. Anomalía década 2031-40 Figura 63. Anomalía década 2021-30 Figura 64. Gráfico de Anomalía mensual de caudal según diferentes

modelos para las décadas 2021-30, 2031- 40 y 2041-50, escenario A1B.

Figura 65. Puntos de monitoreo del agua en cantidad y calidad, en microcuenca Huacrahuacho, durante campaña de setiembre-2009


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LISTA DE TABLAS Tabla 1. Red de estaciones meteorológicas utilizada. Tabla 2. Resumen de los Recursos Hídricos en Huacrahuacho. Tabla 3. Principales parámetros morfométricos de la microcuena de Huacrahuacho. Tabla 4. Distribución porcentual del área de la microcuenca, según rangos de

altitud. Tabla 5. Zonas altitudinales en la microcuenca Huacrahuacho. Tabla 6. Parámetros estadísticos del modelo y valores de los coeficientes. Tabla 7. Distribución de la precipitación media mensual - microcuenca

Huacrahuacho. Tabla 8. Hidroclimatología de la precipitación promedio mensual - microcuenca de

Huacrahuacho - Zonas Baja, Media y Alta. Tabla 9. Precipitación media areal por microcuencas. Tabla 10. Parámetros estadísticos de la precipitación por décadas. Tabla 11. Coeficiente de variación por década. Tabla 12. Concentración de la precipitación por década. Tabla 13. Clasificación del Índice Modificado de Fournier. Tabla 14. Indice Modificado de Fournier por década. Tabla 15. Análisis de Tendencia de Precipitación mediante test de Mann-Kendal. Tabla 16. Climatología de la Temperatura media mensual por Zonas. Tabla 17. Climatología de la Temperatura máxima mensual por Zonas. Tabla 18. Climatología de la Temperatura mínima mensual por Zonas. Tabla 19. Climatología de la Temperatura media mensual en microcuencas. Tabla 20. Climatología de la Temperatura máxima mensual en Huacrahuacho. Tabla 21. Climatología de la Temperatura mínima mensual en Huacrahuacho. Tabla 22. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Zonas. Tabla 23. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Microcuencas. Tabla 24. Déficit de escurrimiento por cuencas. Tabla 25. Balance Hídrico – microcuenca de Huacrahuacho. Tabla 26. Balance Hídrico Microcuenca Descanso. Tabla 27. Balance Hídrico Microcuenca Jahuatapica. Tabla 28. Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho Bajo. Tabla 29. Caudal promedio histórico del río Huacrahuacho. Tabla 30. Caudal promedio histórico del río Jahuatapica. Tabla 31. Caudal promedio histórico del río Descanso. Tabla 32. Caudal promedio histórico del río Huacrahuacho Bajo. Tabla 33. Oferta hídrica superficial generada en microcuenca Huacrahuacho. Tabla 34. Parámetros estadísticos de la Precipitación y Caudal Microcuenca

Huacrahuacho. Tabla 35. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos en

microcuenca Huacrahuacho. Tabla 36. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos

en Microcuenca Huacrahuacho. Tabla 37. Caudales del río Huacrahuacho a diferentes niveles de Persistencia. Tabla 38. Categorías de deciles. Tabla 39. Caracterización del Año Hidrológico en la microcuenca Huacrahuacho. Tabla 40. Frecuencia decadal de Eventos secos, normales y húmedos.


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Tabla 41. Pmáx para diferentes tiempos de retorno. Tabla 42. Tormentas en Huacrahuacho para diferentes duraciones y tiempo de

retorno. Tabla 43. Intensidades máx de precipitación (mm/h) para diferentes duraciones y

tiempos de retorno. Tabla 44. Tiempo de concentración de la microcuenca de Huacrahuacho. Tabla 45. Caudales probabilísticos en (m3/s) para diferentes tiempos de retorno. Tabla 46. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos

para el escenario A1B. Tabla 47. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos

para el escenario B1. Tabla 48. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario

A1B. Tabla 49. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario

B1. Tabla 50. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el

escenario A1B. Tabla 51. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el

escenario B1. Tabla 52. Parámetros de calidad de agua evaluados en diferentes puntos de

muestreo. Tabla 53. Parámetros hidráulicos y caudales medidos en puntos de muestreo de

agua.

LISTA DE FOTOS Foto 1. Aforo por vadeo en el punto Q1. Foto 2. Medición de la calidad del agua en Q2. Foto 3. Punto de medición de Q3. Foto 4. Labores de aforo y calidad del agua en Manante M1. Foto 5. Sección de aforo en el río Huacrahuacho – R2. Foto 6. Labores de aforo y calidad del agua en el punto C1. Foto 7. Labores de calidad del agua en C2. Foto 8. Aforo en el canal Sausalla - C3. Foto 9. Canal Ticuyo Sebaduyo, con agua estancada. Foto 10. Aforo en río Huacrahuacho, punto R3. Foto 11. Manante Ccolpa 3 (M16), Encofrado para su explotación. Foto 12. Manante de la quebrada Chullchunwaq´d. Foto 13. Vista de la Quebrada Chalhuantira. Foto 14. Vista del bofedal Parinacochas.

ESTUDIO HIDROLÓGICO MICROCUENCA DEL RÍO HUACRAHUACHO

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RESUMEN EJECUTIVO

Se ha realizado el estudio hidrológico de la microcuenca del río Huacrahuacho, a fin de caracterizar la oferta hídrica superficial en las principales quebradas del sistema hídrico; así como desarrollar las proyecciones de la disponibilidad hídrica futura, en función a los escenarios de Cambio Climático para período 2021 y 2050 El estudio ha sido desarrollado, teniendo en consideración todos los aspectos técnicos y metodológicos; tales como los referidos a la hidrografía, el relieve, la morfometría, el clima y la disponibilidad hídrica en cantidad y calidad. En relación a la hidrografía del río Huacrahuacho; éste es un tributario menor del río Apurímac, por su margen derecha. Los niveles altitudinales de la microcuenca, están comprendidos entre los 3800 y 4700 msnm; cuenta con una superficie de drenaje, hasta la desembocadura con el río Apurímac de 257,68 km2, siendo la longitud del río principal de 40 km y se caracteriza por presentar en su recorrido una dirección Este - Oeste. Los principales tributarios del río Huacrahuacho son dos, el río Descanso por la margen derecha y el río Jahuatapica por la margen izquierda. Se han delimitado 03 unidades de análisis hidrológico que corresponden a las microcuencas de los ríos Descanso, Jahuatapica y Huacrahuacho Bajo. La microcuenca del río Huacrahuacho, ha sido dividida en 03 zonas altitudinales a fin de caracterizar el clima local, habiéndose determinado que el 67% de la superficie de estudio está por encima de los 4000 msnm, el 7% del área de estudio se encuentra comprendida entre 3800 y 3900 msnm, que corresponde a la parte baja; mientras que el 26% de la superficie de la microcuenca está comprendida entre los 3900 y 4000 msnm, que corresponde a su cuenca media. En relación al clima, se ha realizado el análisis hidroclimático regional, que permitirán caracterizar las principales variables hidroclimáticas, a nivel de las grandes cuencas de los ríos Pampas, Apurímac y Urubamba. Dicha información, permitirá generar las características medias del clima local a nivel de la microcuenca del río Huacrahuacho, a través de métodos estadísticos multivariados. En la microcuenca del río Huacrahuacho, se ha determinado una precipitación media anual de 833,0 mm (periodo 1970-2009), donde el 85% se concentra estacionalmente en el período Diciembre a Mayo del año hidrológico. El régimen de lluvias en la zona de estudio, está caracterizada por una marcada



variabilidad interanual con una alternancia de años secos y húmedos que se presentan en intervalos de 3 y 2 años consecutivos en promedio. Espacialmente la precipitación se distribuye cuasi uniforme en toda la microcuenca del río Huacrahuacho, con diferencias de hasta 65,0 mm/año entre la zona baja y alta. Otra manifestación de la variabilidad pluviométrica, en estas 4 últimas décadas, se puede apreciar en el comportamiento de los parámetros estadísticos de las series históricas, como el coeficiente de variación (Cv) que en la década del 2000-2009 se ha incrementado en los trimestres DEF y MAM; igualmente este incremento del Cv, se percibe en la precipitación acumulada anual que cambia de 0,12, década anterior a 0,20 en la presente década, lo cual es un indicador que las lluvias en la microcuenca del río Huacrahuacho se han vuelto más irregulares en el tiempo. Las pruebas de tendencia de largo plazo (1970-2009) en la precipitación estacional y anual, indican la existencia de una tendencia positiva en la precipitación estacional, del trimestre SON; sin embargo, en la precipitación anual y en los tres trimestres del año hidrológico no se ha detectado tendencias significativas. En el quinquenio 2005-09, se ha identificado un comportamiento decreciente de la precipitación, tanto regional como localmente. Este patrón de precipitaciones es coherente con lo que la población de Huacrahuacho está percibiendo, como la disminución en su aporte y el impacto que éstas tienen en la oferta hídrica en las quebradas y manantes, los cuales se vienen agotando por una menor recarga hídrica. La temperatura media anual, alcanza en la parte baja los 10,7 ºC; 10,2 ºC en la zona media y 8,5 ºC en la zona alta. Los valores extremos de la Temperatura, se caracterizan por lo siguiente: las máximas absolutas llegan hasta 19,8 ºC (Octubre) en la zona baja, mientras que las mínimas absolutas llegan hasta -9 ºC (Junio), en la zona alta. La Evapotranspiración Potencial (ETP), determinada por el método de Hargreaves- Samani, alcanza en promedio los 1319,0 mm/año en la parte baja, mientras que en la parte alta, ésta llega a 1229,0 mm/año. La Evapotranspiración Real (ETR), determinada por el Método de Turc, alcanza los 476,0 mm/año a nivel de la microcuenca del río Huacrahuacho. La escorrentía media anual en la microcuenca, se ha estimado en 357,0 mm/año, siendo el período crítico con déficit hídrico Mayo a Octubre. De Noviembre a Abril, en el año hidrológico, las precipitaciones estacionales superan la demanda evapotranspirativa en la microcuenca. La oferta hídrica multianual en la microcuenca del río Huacrahuacho, ha sido estimada en 3,5 m3/s, con caudales máximos de 12,2 m3/s durante el periodo



de avenidas y caudales mínimos de 0,5 m3/s, en estiaje. Se ha estimado un flujo base de 0,25 m3/s en promedio. Las quebradas tributarias más importantes en oferta hídrica son: Descanso, Jahuatapica y Huacrahuacho Bajo, que tienen un caudal promedio multianual de 0,65 m3/s; 1,17 m3/s y 1,67 m3/s respectivamente. Se ha estimado que los caudales probabilísticos del río Mollebamba al 50%, 75%, 80% y 90% de persistencia anual son 3,7 m3/s; 2,6 m3/s; 2,3 m3/s y 1,6 m3/s, respectivamente. En relación a los extremos hidroclimáticos, a través del análisis de sequía se ha determinado que:

El año hidrológico 1982-83, fue el más seco de la serie anual de precipitación. La precipitación acumulada de este año, alcanzó 256,0 mm, período en el cual se presentó el Niño 1982-83.

El año hidrológico 1972-73, fue el más húmedo, con una precipitación acumulada anual de 1583,0 mm. Durante este año se presentó el evento “El Niño 1972-73”, catalogado como Niño Moderado.

El periodo más seco, tuvo una duración de 06 años, se inicia en 1979 y termina en el 1985. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 575,0 mm.

El periodo más húmedo, tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre 1989 y 1992; siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 986,0 mm.

Hay una mayor frecuencia de años secos, asociados a Eventos El Niño.

Hay una mayor frecuencia de años normales, asociados a Eventos La Niña.

Durante la década 1980-89, se presenta el mayor número de años secos.

Durante la década 1970-79, se presenta el mayor número de años húmedos.

En el río Huacrahuacho, se ha determinado que los caudales extremos fluctúan entre 7,5 m3/s y 0,6 m3/s, los cuales corresponden al período 1973-74; caracterizado por la ocurrencia de un Evento “La Niña 1973-74” y 1982-83 “Evento El Niño”, respectivamente.

Los trabajos de campo realizados en la microcuenca del río Huacrahuacho, en Setiembre de 2009, ha permitido hacer mediciones de los caudales durante el período de estiaje, para las principales quebradas tributarias y manantes. En



total se realizaron 40 aforos, distribuidos en diferentes puntos del sistema hídrico. La suma parcial de los caudales de los afluentes del río Huacrahuacho, totaliza una oferta hídrica natural de 0,31 m3/s. Cerca de la confluencia del río Huacrahuacho con el río Apurímac, se aforó un caudal de 0,054 m3/s que es el escurrimiento superficial que queda como excedente en el río, descontando las captaciones que se hacen en las comunidades para fines de riego. Estas mediciones han permitido ajustar el modelo hidrológico para la generación de los caudales. Con respecto a los indicadores de calidad del agua, los resultados de los análisis indican que el agua de la microcuenca del río Huacrahuacho, es de buena calidad, no habiendo encontrado indicios de la presencia de elementos contaminantes. Las proyecciones de los 03 modelos climáticos utilizados y bajados a nivel de la microcuenca del río Huacrahuacho, en relación a las variables temperatura indican un incremento de esta, a nivel medio anual entre 1,8 ºC, 2,3 ºC y 2,9 ºC para las décadas 2021-2030; 2031-2040 y 20441-50 en el escenario A1B (escenario moderado de emisiones de CO2); mientras que para el escenario B1(escenario de bajas emisiones de CO2), para este mismo periodo, el incremento de la temperatura media anual sería de 1,7 ºC y 2,0 ºC y 2,4ºC, respectivamente. En relación a las proyecciones de la precipitación, para la décadas 2021-30 2031- 40 y 2041-50, la condición más crítica para esta variable, a nivel anual para el escenario A1B, sería de una disminución en su aporte de -3% (según modelo BCM2), -5% (según modelo CSMK3) y -1% (según modelo BCM2), con respecto a la precipitación histórica de Huacrahuacho. Sin embargo, en el comportamiento estacional de las precipitaciones durante el periodo lluvioso, estas deficiencias pluviométricas serían más intensas entre 15% y 20%, respectivamente, en el escenario A1B. La simulación de la oferta hídrica futura, para las décadas 2021-2030, 2031-2040 y 2041-2050, indican una disminución en la disponibilidad hídrica para la microcuenca del río Huacrahuacho, que alcanzaría deficiencias en su caudal anual del orden de -14%, -7% y -17% para las décadas analizadas, en el escenario A1B. En todos los casos se esperaría una disminución de los caudales de estiaje, lo cual tendría un mayor impacto en el Balance Hídrico Superficial de la microcuenca.



I. INTRODUCCIÓN

El Programa de Adaptación al Cambio Climático-PACC es un programa apoyado por la Cooperación Suiza de Desarrollo – COSUDE, y que se está ejecutando en coordinación con el Ministerio del Ambiente, Intercooperation, SENAMHI, instituciones técnico regionales y la asesoría de entidades científicas Suizas. Actualmente se viene ejecutando diversos estudios temáticos (Agua, Clima, Seguridad Alimentaria, Riesgos, entre otros) como línea base en las regiones de Cusco y Apurímac. A nivel local, se han priorizado los estudios en dos áreas pilo: En Apurímac, la Subcuenca del río Mollebamba, ubicado en el distrito de Juan Espinoza Medrano, de la provincia de Antabamba, y en Cusco, la microcuenca Huacrahuacho, ubicado en los distritos de Kunturkanki y Checca, de la provincia de Canas. El SENAMHI, a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos, en el marco del PACC; está elaborando los estudios de caracterización de la oferta hídrica superficial, en las cuencas de los ríos Pampas, Apurímac y Urubamba; habiendo priorizado y concluido en una primera fase, los estudios hidrológicos locales de las áreas piloto. El presente documento técnico denominado: “Estudio hidrológico de la microcuenca del río Huacrahuacho”, constituye una primera aproximación al conocimiento de los aspectos climáticos e hidrológicos de la sub cuenca Huacrahuacho, desde una perspectiva de análisis espacio-temporal de las variables hidroclimáticas, en el contexto de la variabilidad y el Cambio Climático. El estudio base de la microcuenca, aporta información relevante del clima y la hidrología del áreas de estudio en las últimas 04 décadas (1970-2009); período en el cual se analizado la evolución del comportamiento hidroclimático en el tiempo y espacio, identificando los cambios y tendencias más significativos en la precipitación, temperatura y el escurrimiento superficial a escala estacional e interanual. Por otro lado, utilizando información de modelos climáticos globales, se han realizado proyecciones de la disponibilidad hídrica futura del río Huacrahuacho, hacia el 2030 y 2050. Esta información servirá de insumo para otros estudios temáticos, conexos en el marco del PACC y para la implementación de las medidas de adaptación. Los resultados obtenidos son presentados en tablas, figuras y mapas temáticos que sintetizan todo el análisis realizado en la microcuenca.



1.1 HIPÓTESIS A escala regional de las grandes cuencas del Apurímac y Urubamba, se está observando cambios significativos en los patrones de comportamiento espacial y temporal de las variables de precipitación y temperatura, con el consiguiente impacto en los recursos hídricos. Por lo tanto, la disponibilidad hídrica a escala local, a nivel de la microcuenca del río Huacrahuacho; también está experimentando cambios con mayor intensidad en su dinámica temporal y espacial, por efecto de la variabilidad del clima en las últimas 4 décadas, siendo más críticos los periodos de deficiencia y excesos hídricos. Se espera que a mediados y finales de siglo, los impactos en la disponibilidad hídrica sean críticos por el Cambio Climático. 1.2 OBJETIVOS

1.2.1 General Caracterizar la oferta hídrica superficial de la microcuenca del río Huacrahuacho; que sirva de base para la realización de estudios integrados de oferta/demanda, y hacer proyecciones de la disponibilidad hídrica futura bajo escenarios de Cambio Climático.

1.2.2 Específicos Delimitar las unidades de análisis hidrológico en la microcuenca del

río Huacrahuacho.

Caracterizar la morfometría de la microcuenca, en función a las unidades de análisis hidrológico delimitadas.

Caracterizar la hidroclimatología regional de la cuencas Pampas y

Apurímac, y extrapolar los resultados a la microcuenca del río Huacrahuacho.

Realizar el Balance Hídrico Superficial y caracterizar los caudales medios mensuales en las unidades hidrológicas delimitadas.

Caracterizar los caudales asociados a sequías y máximas avenidas.

Hacer proyecciones de la disponibilidad hídrica futura en la cuenca,

bajo escenarios de cambio climático, para las décadas del 2021-2030, 2031-40 y 2041-2050.

Determinar parámetros de calidad de agua en la microcuenca del río

Huacrahuacho.



II. ANTECEDENTES

En la región Apurímac, se han realizado diversos estudios hidrológicos a nivel de microcuencas, para fines de aprovechamiento hídrico en el sector agrícola, hidroenergético, minero, entre otros. En el común de estos estudios la información climática es muy limitada y la hidrológica es casi nula, por lo que se ha tenido que recurrir al uso de diferentes metodologías para la generación de caudales, según los objetivos específicos y alcances de los estudios. La técnica de regionalización de las variables climáticas ha estado orientada principalmente a la determinación de un gradiente en función a la altitud utilizando información climática de grupos de estaciones representativas del área de estudio. Los gradientes así determinados son utilizados para generar la información climática hacia la microcuenca de interés estimando la información climática en la cota que representa la altitud media de la cuenca. La información climática así generada es utilizada como insumo para la generación de caudales mediante el modelo hidrológico Lutz Sholtz, formulado por la Cooperación Técnica Alemana en 1980, muy utilizado en la sierra sur del Perú. En el 2005, el SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos, realizó un estudio de Modelización hidrológica de la cuenca del río Pampas para la extensión de caudales mensuales utilizando el modelo hidrológico de lluvia escorrentía SEAMOD, que fue desarrollado por José Salas de la Universidad de Colorado. Las series de caudal disponibles correspondieron a un periodo corto que va de 1966 a1979. En el marco de la Segunda Comunicación Nacional del Perú (2008), sub producto “Determinación de la relación entre el Cambio Climático, el retroceso de los Glaciares y los Impactos en la disponibilidad de agua en el Perú, el SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos – DGH, actualizó la información de precipitación evapotranspiración y escurrimiento multianual generando mapas a nivel de Perú para el periodo de referencia 1970-20007 (Figura 1). SENAMHI-DGH.2008, realizó el estudio de caracterización hidrológica de las cuencas del Mantaro, Pampas, Apurímac y Urubamba. En este estudio se formula una regionalización pluviométrica utilizando la metodología del Vector Regional de Índices Pluviométricos y técnicas estadísticas multivariadas como análisis Cluster y Componentes Principales, determinado 8 regiones pluviométricas (Figura 2). Así mismo en este estudio se analiza la información del satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) a fin de comparar los módulos pluviométricos mensuales y patrones espaciales de la información satelital con los mapas generados con datos observados en las cuencas de estudio. El análisis realizado muestra buena correspondencia espacial y



temporal entre los datos observados y del satélite (Figura 3). Se utiliza el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) y deciles para caracterizar los periodos húmedos y secos en las regiones, caracterizando las series de precipitación regional.

Figura 1. Mapas de Precipitación y Evapotranspiración multianual en mm. Periodo 1970-2007

Fuente: SENAMHI /DGH. 2008

Figura 2. Regionalización hidrológica cuencas Mantaro, Pampas, Apurímac y Urubamba Fuente: SENAMHI /DGH. 2008



ISOYETAS CON DATOS OBSERVADOS ISOYETAS CON DATOS SATELITE TRMM (1969 – 2005) (1998-2007)

Figura 3. Comparación de Isoyetas observadas y del satélite TRMM (mm) Fuente: SENAMHI /DGH, 2008

Espinoza, J. (2009) realiza una regionalización pluviométrica de toda la cuenca amazónica, utilizando una amplia información del proyecto HYBAM del Instituto de Investigación para el desarrollo de Francia (IRD). Mediante el Método del Vector Regional de Índices Pluviométricos hace una crítica exhaustiva de los datos pluviométricos y obtiene los grupos homogéneos de precipitación que se ilustran en el Mapa de la Figura 4. Lavado, W .2009, realiza la modelización hidrológica de las cuencas de los ríos Tambo y Urubamba utilizando información del satélite TRMM a paso de tiempo mensual. Lavado logra corregir los datos del TRMM a nivel mensual para la calibración de un modelo hidrológico de paso de tiempo mensual (Figura 5).

SENAMHI-DGH. 2009, utiliza información del satélite TRMM para completar y extender las series pluviométricas mensuales en estaciones del Santa a partir de relaciones de proporcionalidad mensual encontrados entre valores observados y del satélite. En este mismo se utiliza modelos de regresión múltiple para analizar la variabilidad espacial de la precipitación en la cuenca del río Santa incluyendo la topografía de la cuenca. Los modelos formulados permiten estimar la precipitación en estaciones virtuales del Santa, a una resolución de 1 * 1 km, tomando como base los trabajos S. Naoum y K. Tsanis (2004) y Huade Guan (2008), que utilizan modelos de regresión múltiple en entorno GIS para el análisis de la precipitación incorporando la altitud y el aspecto.



Figura 4. Estaciones pluviométricas identificadas por regiones en la cuenca Amazónica

Fuente: Espinoza, J, 2009

Figura 5. Serie temporal de valores medios areales observados y del Satélite TRMM en cuencas Tambo y Urubamba. Fuente: Lavado, W. 2009



Lavado, W, realiza un estudio de Evapotranspiración Potencial en la cuenca amazónica comparando diferentes modelos con el método estándar de Penman de la FAO. El estudio concluye que el método de Hargreaves-Samani (2005) reproduce de manera bastante aceptable las estimaciones mensuales de la ETP del método de Penman-Montheith y por ello es que se recomienda cuando este último no es aplicable por falta de datos meteorológicos. En síntesis estos estudios de referencia realizados en la zona de estudio y particularmente en la cuenca amazónica, aportan al conocimiento de la hidroclimatología regional y proporcionan bases teóricas sobre metodologías y modelos matemáticos que han sido probados y validados.



III. METODOLOGÍA

3.1 Marco Teórico Con la introducción de técnicas de geoprocesamiento y análisis hidrológico en entorno SIG, se ha mejorado la representación espacial de las variables climáticas e hidrológicas. La tendencia actual en la elaboración de las cartas climáticas es incorporar un Modelo Numérico del Terreno, que represente adecuadamente la variabilidad espacial de las variables hidroclimáticas, las cuales son representadas en celdas o grillas de distinta resolución espacial, que sirven como dato de entrada para la modelización de la respuesta hidrológica de la cuenca. Por otro lado estas grillas climáticas permiten hacer comparaciones y/o validar información procedente de fuentes de datos climáticos globales existentes como WORLDCLIM, GPCC (Centro de la Climatología de la Precipitación Global), Reanálisis de la NOAA, el satélite TRMM, que están disponibles en un formato de grid. En el caso del satélite TRMM, existen series temporales de precipitación disponibles desde 1998 hasta la fecha, siendo el tamaño de la grilla de 0,25º*0,25º. Estudios realizados por SENAMHI en el 2008 y 2009, han reportado la utilidad de la información mensual del TRMM para suplir la carencia de datos pluviométricos. Una técnica muy utilizada para la generación de caudales en la región sur ha sido el modelo hidrológico Lutz Sholtz, desarrollado por el experto Lutz Scholz para cuencas de la sierra peruana, entre los años 1979-1980, en el marco de Cooperación Técnica de la República de Alemania a través del Plan Meris II. Este modelo hidrológico, es hìbrido por que cuenta con una estructura determínistica para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - Modelo determinístico); y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - Modelo Estocástico). El modelo se desarrolló tomando en consideración parámetros físicos y meteo-rológicos de las cuencas, que puedan ser obtenidos a través de mediciones cartográficas y de campo. Los parámetros más importantes del modelo son los coeficientes para la determinación de la Precipitación Efectiva, déficit de escurrimiento, retención y agotamiento de las cuencas. Los procedimientos que se han seguido en la implementación del modelo son:

Cálculo de los parámetros necesarios para la descripción de los fenómenos de escorrentía promedio.

Establecimiento de un conjunto de modelos parciales de los parámetros para el cálculo de caudales en cuencas sin información hidrométrica. En base a lo anterior se realiza el cálculo de los caudales necesarios.



Calibración del modelo y generación de caudales extendidos por un proceso markoviano (Modelo Thomas Fiering) combinado de precipitación efectiva del mes con el caudal del mes anterior.

Este modelo fué implementado con fines de pronostico de caudales a escala mensual, teniendo una utilización inicial en estudios de proyectos de riego y posteriormente extendiéndose el uso del mismo, a estudios hidrológicos de amplia aplicación (abastecimiento de agua, hidroelectricidad y otros). Los resultados de la aplicación del modelo a las cuencas de la sierra peruana, han producido una correspondencia satisfactoria respecto a los valores medidos, según documentos técnicos de la ex-intendencia de Recursos Hídricos de Inrena.

3.2. Información utilizada

3.2.1 Información cartográfica Carta Nacional 1:100000 del Instituto Geográfico Nacional (IGN) Modelo de Elevación del Terreno de la Nasa SRTM de 90 m de

resolución y ASTER GDEM de 30 m. Mapas temáticos digitales de la provincia de Antabamba y de la

microcuenca de Huacrahuacho, aportado por el estudio “Inventario y Planeamiento de los Recursos Hídricos Microcuenca Huacrahuacho”, realizado por el PRONAMACHS en el 2008.

Mapas temáticos digitales aportados por el equipo técnico PACC-Cusco, de la ZEE Cusco y Apurímac.

3.2.2 Información hidrometeorológica.

Series mensuales de Precipitación, Temperatura máxima, mínima

y media para el periodo 1970 – 2008. Se han utilizado 44 estaciones meteorológicas entre pluviométricas y climatológicas. Según el detalle de la Tabla 1.

Series mensuales de precipitación y temperatura media del aire de modelos climáticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 para el periodo 1965-2000.

Series mensuales de precipitación y temperatura media del aire de modelos climáticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 desde 2021 al 2050.

En la Figura 6, se ilustra la distribución de estaciones utilizadas en este estudio. El objetivo de utilizar esta distribución de estaciones, es tener modelos matemáticos regionales que permita caracterizar la hidroclimatología de las cuencas de Pampas, Apurímac y Urubamba.



Tabla 1. Red de estaciones meteorológicas utilizada

Estacion Categoría Altitud(msnm) Lat(grad) Lon(grad)

ACOMAYO CO 3280 -13,92 -71,68

ANDAHUAYLAS CO 2990 -13,66 -73,37

ANTA-ANTACHURO CO 3325 -13,47 -72,22

ANTABAMBA CO 3900 -14,37 -72,88

AUCARA PLU 3150 -14,28 -73,97

CARHUANCA PLU 3300 -13,73 -73,78

CAYCAY PLU 3150 -13,6 -71,70

CCATCCA CO 3880 -13,61 -71,56

CHALHUANCA CO 3500 -14,39 -73,18

CHILCAYOC PLU 3440 -13,87 -73,72

CHIPAO PLU 3350 -14,37 -73,88

CHUNGUI PLU 3599 -13,22 -73,62

CHUQUIBAMBILLA PLU 3950 -14,79 -70,73

CHUSCHI PLU 3141 -13,58 -74,35

CIRIALO CO 1120 -12,72 -73,18

CURAHUASI CO 2775 -13,55 -72,74

GRANJA KAYRA MAP 3225 -13,57 -71,87

HUACAÑA PLU 3100 -14,17 -73,88

HUANCARAY PLU 3000 -13,75 -73,53

JANACANCHA PLU 4320 -15,18 -71,77

LA ANGOSTURA CO 4150 -15,18 -71,65

LIVITACA CO 3800 -14,32 -71,68

LLALLY CO 4190 -14,95 -70,89

LOS LIBERTADORES PLU 4166 -13,33 -74,97

OCOBAMBA CO 1380 -12,83 -72,43

PAICO CO 3750 -14,03 -73,67

PAMPACHIRI CO 3350 -14,18 -73,55

PAMPAMARCA PLU 4200 -14,23 -74,20

PARAS PLU 3130 -13,55 -74,63

PARURO CO 3120 -13,77 -71,84

PAUCARTAMBO CO 3100 -13,32 -71,59

PECOPE PLU 4150 -14,07 -73,45

PISAC PLU 3100 -13,43 -71,83

PUTACCASA PLU 4100 -14,12 -74,20

QUEROBAMBA CO 3502 -14,02 -73,83

QUILLABAMBA CO 1600 -12,69 -72,69

SANTA ROSA PLU 3940 -14,63 -70,79

SANTO TOMAS PLU 3350 -14,40 -72,09

SICUANI CO 3650 -14,25 -71,24

TUNEL CERO CO 4500 -13,25 -75,08

URCOS CO 3600 -13,7 -71,63

URUBAMBA CP 3183 -13.,1 -72,12

VILCASHUAMAN PLU 4150 -13,5 -73,93

YAURI CO 3925 -14,82 -71,42

Fuente: Elaboración propia



Figura 6. Mapa de ubicación de estaciones meteorológicas utilizadas


3.3 Desarrollo metodológico

3.3.1 Delimitación de cuencas

Se ha utilizado la extensión Archydro para ArcGis que es una herramienta de análisis hidrológico desarrollado por Centro de Investigaciones en Recursos de Agua (CRWR) de la Universidad de Texas, de los EE.UU. Su distribución es gratuita. http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html

Archydro utiliza un Modelo Numérico del Terreno para delimitación automática de cuencas hidrográficas y red de drenaje. Además esta herramienta posee la capacidad de administrar una base de datos geográfica (Geodatabase) que permite integrar los diferentes elementos del sistema hidrológico de la cuenca, que lo diferencia de otros modelos que realizan similares tareas como Hec GeoHms o Taudem muy utilizados en el análisis hidrológico en entorno SIG. En la Figura 7, se ilustra el proceso metodológico para esta delimitación de cuencas.

http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html



Figura 7. Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitación de

La micrcuencas Fuente: Elaboración propia

3.3.2 Determinación de los parámetros morfométricos de cuencas Se determinaron los principales parámetros físicos y de relieve para la caracterización morfométrica de la microcuenca. Se ha elaborado una geodatabase asociada a la cartografía de la microcuenca, lo cual permite desplegar en forma tabular elementos, atributos del sistema hidrológico. A) Área Es la superficie de la microcuenca comprendida dentro de la curva cerrada de divortio aquarum, define las características del escurrimiento ligado a la magnitud y frecuencia de la precipitación. Dependiendo de la ubicación de la cuenca, su tamaño influye en mayor o menor grado en el aporte de escorrentía, tanto directa como de flujo de base o flujo sostenido.

Stream Definition Flow Accumulation Direction Flow

Stream segmentation Catchment Delineation Catchment Poligon

Drainage line



B) Perímetro Es la longitud de los contornos de la microcuenca y está ligada a la irregularidad de la cuenca. C) Parámetros de Forma

a) Coeficiente de Gravelius o Índice de Compacidad (Kc)

Parámetro adimensional que relaciona el perímetro de la microcuenca y la circunferencia de un círculo de igual área que el de la cuenca. Cuánto más cercano esté el índice a la unidad, la microcuenca será más circular y por tanto más compacta, y en la media que aumenta, la cuenca adquiere una forma más oval. Las cuencas redondeadas tienen tiempos de concentración cortos con gastos picos muy fuertes y recesiones rápidas, mientras que las alargadas tienen gastos picos más atenuados y recesiones más prolongadas. Para su cálculo se usa la siguiente expresión:

Donde: P : Perímetro (km)

A : Área (km2)

b) Factor de Forma (Ff) Es la relación entre el ancho medio de la microcuenca y la longitud del curso de agua más largo de la cuenca misma. En este sentido, valores inferiores a la unidad indican cuencas alargadas y aquellos cercanos a uno, son redondeados. La forma de la microcuenca hidrográfica afecta el hidrograma de escorrentía y las tasas de flujo máximo, la fórmula utilizada en su cálculo es la siguiente:

2L

AFf

Donde:

A : Área de la microcuenca (km2) L : Longitud del río más largo (km.)

A

PKc *28.0 (I)

(II)



D) Parámetros relativos al Sistema de Drenaje

a) Grado de Ramificación Determina el orden, la longitud y la frecuencia de los cauces que conforman el sistema hidrográfico, una forma muy utilizada para establecer el orden de las corrientes es teniendo en cuenta su grado de bifurcación. De esta manera se puede considerar como corriente de orden 1 a aquella que no tiene ninguna corriente tributaria; de orden 2 a la que tiene solo tributarios de orden 1; de orden 3 a la corriente con 2 o más tributarios de orden 2. b) Densidad de Drenaje (Km/Km2)

La densidad de drenaje que la relaciona la longitud total de los cursos de agua, sobre el área de la microcuenca en km, Su valor se obtiene de la siguiente relación:

A

LiDd

Donde:

Dd : Densidad de Drenaje Li : Suma de la longitud de los ríos de 1er, 2do y 3er Orden (km)

A : Área de la microcuenca (km2) Dd > 0,5 la Pp influye rápidamente en las descargas de la microcuenca Dd < 0,5 la Pp influye lentamente en las descargas

de la microcuenca

c) Extensión media del escurrimiento superficial

Es la distancia media en línea recta que el agua precipitada tendrá que recurrir para llegar al lecho de un curso de agua. Se obtiene de la siguiente relación:

Li

AEs

*4

Donde: Es : Extensión Media de escurrimiento Superficial Li : Suma de la longitud de los ríos de 1er, 2do y

3er Orden (km). A : Área de la microcuenca (km2).

(III)

(IV)



d) Frecuencia de Ríos

Es el parámetro que relaciona el total de los cursos de agua con el total de la microcuenca. Se obtiene de la siguiente relación:

)(AF Area

Nq

Donde:

F(A) : Frecuencia de quebradas Nq : Número de quebradas (número total de cursos de agua) A : Área de la microcuenca (km)

E) Parámetro relativo a las variaciones altitudinales

a) Altitud media de la Microcuenca (msnm)

Representa la altura media de la microcuenca, es el parámetro ponderado de las altitudes del área de estudio obtenida en el estudio carta o mapa topográfico y es un valor muy importante para los estudios de análisis hídricos.

b) Curva Hipsométrica La curva hipsométrica determina la distribución altimétrica de las áreas de la microcuenca, e indica el porcentaje del área de drenaje que se encuentra por encima o por debajo de cada altitud considerada, caracterizando en cierta medida su relieve. c) Rectángulo Equivalente

Es un rectángulo que tiene la misma superficie de la microcuenca de lado mayor y menor “L” y l respectivamente con curvas de nivel paralelas al lado menor, respetándose la hipsometría natural de la cuenca. Lado Mayor:

APP

L

2

44;

54.2294

17.76

4

17.762

L

(VI)

(V)



Lado Menor:

APP

l

2

44¸

54.2294

17.76

4

17.762

l

F) Parámetros relacionados con la declividad

a) Pendiente Media del río Principal de la sub cuenca (%): Este parámetro indica la declividad de un curso de agua entre dos puntos. El valor de la pendiente media se obtiene de la relación:

L

HHI mM

*1000;

Donde:

I : Pendiente HM : Altura Máxima (msnm) Hm : Altura Mínima (msnm) L : Longitud Principal del Río (km)

b) Perfil Longitudinal del Curso Principal

Este parámetro permite observar como varia la pendiente a lo largo de todo el recorrido del curso principal.

3.4 Modelamiento cartográfico del relieve de la cuenca Sobre la base cartográfica de curvas de nivel se ha determinado en ArcGis los Modelos Numéricos del Terreno de las cuencas de estudio, y a partir de los cuales se ha derivado las características del relieve de las cuencas como el aspecto, sombra y pendiente. Este proceso de mapeo ha sido automatizado en Arcgis mediante la utilización de la herramienta de programación gráfica Model Builder, tal como se observa en la Figura 8.

La determinación de estos parámetros físicos del relieve, permite entre otras aplicaciones, modelizar las variables del clima en función a parámetros del relieve mediante modelos de regresión múltiple, que ha sido la metodología utilizada en este estudio.

(VII)

(VIII)



Figura 8. Modelo gráfico para la obtención de parámetros del relieve en Model Builder.

Fuente: Elaboración propia 3.5 Análisis de las variables hidroclimáticas Se utiliza información climática regional de las grandes cuencas de Pampas, Apurímac y Urubamba, para formular modelos matemáticos que representen el clima regional y luego llevarlo a nivel de unidades hidrológicas menores. Para obtener los mapas de escurrimiento superficial se ha realizado en primer lugar un análisis regional de las variables Precipitación, Evapotranspiración Potencial y Evapotranspiración Real a paso de tiempo mensual. Todas estas variables han sido procesadas a nivel semidistribuido mediante la aplicación de modelos de regresión múltiple utilizando la información del clima y del relieve de las cuencas. Esta forma de analizar las variables del clima permite tener una mejor representación espacial en función a las características topográficas de una región altamente compleja como Cusco y Apurímac. Otras fuentes de datos secundarias utilizadas, para comparar patrones espaciales y temporales de las series observadas, han sido la información climática del Worldclim, que es una base de datos global de alta resolución (1 km), elaborado por la Universidad de california de los EEUU. La Base de datos está disponible libre en http://www.worldclim.org/tiles.php. Las variables seleccionadas a nivel de las microcuencas de estudio son Pp (mensual) y Temperatura (máx., mín). Los datos corresponden a la climatología del periodo de referencia 1950-2000.

http://www.worldclim.org/tiles.php



Base de datos del satélite TRMM (producto mensual 3B43), que corresponde a la Precipitación estimada por satélite a una resolución de 0,25º (27 km). La Base de datos está disponible libre desde 1998 hasta la fecha en el siguiente link http://trmm.gsfc.nasa.gov/data_dir/data.html La información de las variables del clima, han sido generados en puntos grid de 1k * 1km de resolución espacial, mediante modelos matemáticos. El procesamiento estadístico de las variables hidroclimáticas se ha sido procesado en Excel y el mapeo en Arcgis mediante Model Builder.

3.5.1 Análisis de la Temperatura A) Modelos de regresión lineal múltiple La información mensual de temperatura, ha sido analizada mediante la construcción de modelos de regresión múltiple; que incluyen parámetros del relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto. Esta forma de representar las variables climáticas permite mejorar su representatividad espacial y estimación en cualquier punto del espacio. Diferentes estudios del SENAMHI y otros han probado la alta significancia estadística que se obtiene con este tipo de análisis, frente a métodos tradicionales de interpolación como Inverso de la Distancia (IDW), Spline, Krigging, Cokrigging, entre otros (Figura 9). Para formular estos modelos, se utiliza como variables de entrada la ubicación geográfica de las estaciones seleccionadas, la altitud y su aspecto, el cual se deriva del DEM de la cuenca. Para cada mes se obtienen ecuaciones regionales de temperatura, según el siguiente modelo de regresión múltiple. T = A + Bx + Cy + Dz + Ecos(W) + Fsen(W) Donde:

T : temperatura promedio, máx y mín mensual (ºC) x : longitud (km) y : latitud (km) z : altitud (km) W: aspecto de la cuenca (grad). A, B, C, D, E, F : coeficientes del modelo lineal Todo este procesamiento se realiza en SIG, una vez obtenidos los coeficientes del modelo lineal en hoja de cálculo (Figura 10). Para nuestro análisis se ha generado información climática de Tmáx, Tmín y Tmedia en puntos equidistantes a 0,5 km para la microcuenca.

(IX)

http://trmm.gsfc.nasa.gov/data_dir/data.html



Figura 9. Flujograma metodológico para el análisis de Temperatura. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel


Figura 10. Modelo gráfico para la generación de mapas de temperatura con Model Builder




3.5.2 Análisis de la Evapotranspiración Potencial

La variable evapotranspiración, ha sido analizada mediante el modelo de Hargreaves-Samani (1985), modelo documentado en el trabajo de Lavado (2008); sobre comparación de diferentes modelos de Evapotranspiración con el modelo estándar de la FAO Penman Monteith, en la cuenca Amazónica Peruana. El referido estudio, concluye que el Modelo de Hargreaves es que mejor se aproxima al método de Penman Monteith.

El modelo de Evapotranspiración de Hargreaves-Samani, se expresa mediante la expresión matemática siguiente:

ETP = 0,0023*(Tm+17,8)(Tmàx-Tmìn)0.5*Ra Donde:

ETP (mm/día) Tm : Temperatura media (ºC) Tmáx : Temperatura máxima(ºC) Tmín : Temperatura mínima (ºC) Ra : Radiación extraterrestre (mm/día)

De manera análoga al tratamiento de la variable temperatura se ha procesado la Evapotranspiración en grilla de 0,5*0,5 km de resolución, para lo cual se ha diseñado en Excel una hoja de cálculo que permite automatizar este proceso para la estimación de esta variable en un número ilimitado de puntos en las cuencas de estudio. 3.5.3 Análisis de la Evapotranspiración Real (ETR) Para la estimación de esta variable ETR, conocida también como déficit de escurrimiento, se ha aplicado el método de Turc, el cual utiliza como variables de entrada la temperatura media anual y la precipitación acumulada anual, en la estimación de la evapotranspiración real acumulada anual. La ecuación de Turc, para la estimación del déficit de escurrimiento anual, es de la forma:

4

9.0

1

2

1

2

2

L

P

PD

aTTL 4)(05.025300 3

(X)

(XI)



Donde: P = Precipitación anual

L = Coeficiente de Temperatura T = Temperatura media anual (°C) D = déficit de escurrimiento anual (mm)

Esta ecuación estima la evaporación real con base en un balance de masas, en función de elementos meteorológicos simples como valores promedio de largo plazo de temperatura y de precipitación en una cuenca. Turc en 1954, adopta una familia de curvas, establecida a partir de observaciones hechas en 254 cuencas situadas en todos los climas de la tierra. Para la desagregación mensual de este Déficit de escurrimiento anual, se utiliza un factor mensual a partir de la ETP estimada por Hargreaves-Samani. Este factor se obtiene por el cociente entre la ETP del mes y la ETP anual, y se multiplica por el Déficit de escurrimiento anual (D), estimado con método de Turc. De manera similar al tratamiento de la variable temperatura se genera información de ETR en puntos grid de 0,5*0,5 km de resolución. Este proceso se ha realizado con la opción del Algebra de Mapas de ArcGis. 3.5.4 Análisis de la Precipitación La estimación de esta variable es la que mayor complejidad ha presentado para su estimación. Se han probado diferentes modelos de regresión múltiple a fin de representar adecuadamente el comportamiento espacial de esta variable. Se ha utilizado varias formas de modelos de regresión múltiple de la forma: Un modelo de precipitación ha sido tomado de los estudios de Naoum, Tsanis (2004), quienes desarrollaron una metodología para correlacionar la precipitación con la topografía en zonas de montaña mediante técnicas de regresión lineal múltiple. Estos investigadores han demostrado una mejor eficiencia de este método frente a los métodos tradicionales de interpolación como IDW, Krigging, Cokriggin. El modelo matemático formulado por S. Naoum y K. Tsanis (2004) es de la forma (Figura 11):

PP mes (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x2 + β5y2 + β6z2 +

β7xy + β8xz + β9yz + β10

(XII)



Siendo:

β1, β2………. β9 : coeficientes de las variables, β10 : término independiente x = lon (Km); y = lat (Km); z = altitud (msnm)

de las estaciones pluviométricas.

Otro modelo alternativo ha sido el Asoadek (Auto-Searched Orographic and Atmospheric Effects de-trended kriging), desarrollado por Huan, G (2005) para el análisis espacial de la precipitación en cuencas de topografía compleja, que incorpora para el análisis parámetros del relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto, los cuales conjugados con el gradiente de humedad atmosférica y la dirección de flujo de humedad, permite la construcción de modelos de regresión múltiple para el mapeamiento de la precipitación mensual. El modelo propuesto por Huan es de la forma:

Donde:

P : precipitación mensual Bo:Término independiente X : longitud (km) Y : latitud (Km) Z : altitud en msnm Α : Aspecto de la cuenca

Este modelo se ejecuta en lenguaje de programación Matlab y necesita información del Modelo Numérico del Terreno a 1km de resolución.

3.5.5 Análisis del escurrimiento El escurrimiento superficial es determinado por la ecuación general de Balance Hídrico, mediante la diferencia algebraica entre la Precipitación y la Evapotranspiración Real. Las variables o componentes del balance hídrico superficial son determinados en estaciones virtuales o mallas cuadradas de 1km2 de resolución espacial. Según la Guía Metodológica para el Balance Hídrico de América del Sur (1982), el esquema del Balance hídrico de Malla Cuadrada se basa en que toda la cuenca o región está constituida por un conjunto de cuencas “i”. A su vez, toda la cuenca está constituida por un conjunto de elementos en los cuales se realiza individualmente el Balance Hídrico (Figura 12).

sincos 653210 bbZbYbXbbP (XIII)



Figura 11. Flujograma metodológico para el análisis de Precipitación con modelo de Naoum. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel


Para su aplicación se subdivide la cuenca “i” en cuadrados, limitados generalmente por paralelos y meridianos y se efectúa en cada uno de ellos el balance hídrico, ósea en cada cuadrado “j” se verificará que: y a la salida de la cuenca “i” la escorrentía valdrá :

Donde:

Pi : Precipitación sobre la cuenca i

(XIV)

(XV)



Ri : Escorrentía de la cuenca i ETRi : Evapotranspiración real de la cuenca i Pj : Precipitación del cuadrado j de la malla Rj : Escorrentía del cuadrado j de la malla ETRj : Evapotranspiración real del cuadrado j de la malla Ai = ∑Aj = Area de la cuenca i Aj = Area del cuadrado j de la malla

Figura 12. Representación de los Componentes del Balance Hídrico en mallas

Fuente: Guía Metodológica para el B.H. de América del Sur (1982)

3.5.6 Análisis de sequías y caudales máximos de avenidas

Para el análisis de sequías y excesos pluviométricos se ha utilizado el método de deciles de Gibbs y Maher, muy utilizado por los servicios hidrometeorológicos del mundo. Los caudales máximos de avenidas han sido realizados con el programa Hec-HMS V.3.4 del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los EEUU. La información climática generada ha sido mapeada a nivel de cuenca para representar el comportamiento espacial de las variables climáticas y del escurrimiento. Se ha realizado dos campañas de aforo a la cuenca Mollebamba en agosto y octubre de 2009, a fin de caracterizar los caudales de estiaje en los ríos más importantes del sistema hídrico. Esta información ha sido valiosa porque ha permitido ajustar los resultados de las salidas del modelo Lutz-Sholtz. Por otro lado la evaluación de campo aporta información relevante de oferta hídrica en términos de calidad y cantidad.



3.5.7 Determinación de escenarios de disponibilidad hídrica Se ha utilizado información de 03 modelos globales del IPCC, BCM2, CSMK3 y MIHR, los cuales tienen una resolución espacial de de 1,9º * 1,9º, 1,9º * 1,9º y 1,1ºC * 1,1ºC, respectivamente. Los datos disponibles corresponden a información climática de los modelos para el periodo 1965-2000 y proyecciones de precipitación y temperatura desde el 2011 hasta el 2100 a paso de tiempo mensual, para los escenarios A1B y B1. Se interpola la información mensual de las precipitaciones, para determinar los valores medios areales de la zona de estudio mediante el método de krigging. En esta etapa solo interesa el valor areal de la precipitación para la cuenca y esta se determina con el programa Hydracces que tiene la capacidad de procesar las series temporales. En un primer momento se procesa los datos climáticos de los modelos para el periodo 1965-2000, luego se compara con la información histórica de la precipitación media areal generada en Mollebamba. Esta comparación se basa en criterios estadísticos para probar la correspondencia entre valores observados y del modelo. Luego se procesa de manera análoga la información generada desde el 2011 al 2100. Para fines del presente estudio se ha utilizado las series que corresponden a las décadas del 2021-30, 2031- 40 y 2041- 50, considerando para cada caso los valores medios representativos de cada década. Obtenidos los valores areales de la precipitación y temperatura en cada una de las décadas analizadas, se determinan las variaciones porcentuales (anomalías) de los modelos con respecto a la climatología del periodo de referencia (1970-2000). Habida cuenta que esta anomalía está referida a valores areales, este porcentaje de cambio es aplicado a las series observada y que sirve como dato de entrada al modelo hidrológico de Lutz Sholtz, para la generación de caudales.



IV. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO

4.1 Ubicación política y geográfica La zona de estudio se ubica políticamente en los distritos de Checca y Kunturkanki, de la provincia de Canas, en la región de Cusco. Hidrográficamente el río Huacrahuacho es un afluente del río Apurímac en la vertiente del Atlántico. Ubicación geográfica:

Latitud Sur : 14º 26’ 56,4” – 14º 37’ 26,4” Longitud Oeste : 71º 27’ 43,2” – 71º 10’ 26,4” Altitud media : 4081,6 msnm

Los límites de la cuenca Huacrahuacho son:

Por el Norte: CC. Chancarani y CC. Ccoccayro Por el Sur: CC. Tinoco, CC Pullapulla y CC Mirador Por el Este: Hacienda Limbani y CC. Puca astana Por el Oeste: CC. Rumichaca y CC Ccayhua orccocca

4.2 Acceso La microcuenca está ubicada al Sur de la Región del Cusco. Políticamente se encuentra ubicado en la Provincia de Canas, se conecta por medio de las carreteras afirmadas. A su vez existen trochas carrozables que conectan a cada una de las Comunidades pertenecientes a la microcuenca Huacrahuacho. El tiempo de viaje desde la Ciudad del Cusco hasta el Distrito de Kunturkanki es de 3,5 horas, existiendo permanentemente servicio Provincial. En la Figura 13, se ilustra el Mapa general de ubicación de la microcuenca.

4.3 Aspectos físicos ambientales

4.3.1 Topografía La topografía por encima de los 4000 se caracteriza por presentar relieve agreste con pendientes inclinadas y zonas con afloramientos rocosos. La zona baja de la cuenca se caracteriza por tener un topografía ligeramente llana. Lo niveles altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho está comprendido entre 3800 hasta los 4700 msnm. La pendiente media de la cuenca está en el orden de 11%.



Figura 13. Mapa de Ubicación de la microcuenca Huacrahuacho. Fuente: PACC-2009.

4.3.2 Clima y Zonas de Vida La clasificación climática de la microcuenca, se ha realizado en base, al mapa de clasificación climática del Perú elaborado por el SENAMHI (1988) desarrollado según el método de Thornthwaite (Figura 14a), donde se observa que la mayor parte de la microcuenca se encuentra con las características de C(O,I) c`H2 , lo que se clasifica como una zona de clima semiseco, frío, con deficiencia de lluvias en otoño e invierno seco, con humedad relativa clasificada como seca; y solo una pequeña parte de la microcuenca se clasifica como B(o,i)D’H3, que es la zona lluviosa, semifrígida con deficiencia de lluvias en otoño e invierno, donde se localizan las comunidades de Hanansaya Ccollana y Kjana Anansaya ubicadas en la margen derecha del río Huacrahuacho y la comunidad de Chuquira localizada en la margen izquierda y sur oeste del distrito de Kunturkanki. La temperatura media anual varía entre 4°C y 10°C, cuyos valores mínimos se presentan en el período Junio – Julio y los mayores valores entre Noviembre y Diciembre. La temperatura mínima alcanza valores de -8,0°C, la que se presenta entre Junio y Julio de cada año y los mayores valores de esta variable se presentan entre Diciembre y Febrero.



El período lluvioso ocurre entre Noviembre y Abril de cada año, siendo Enero el mes con mayor precipitación, superando los 200 mm/mes.). El equipo técnico de PACC ha identificado en la microcuenca de Huacrahuacho 3 Zonas de Vida de acuerdo a la Clasificación de Holdridge (Figura 14b):

Figura 14. a) Tipos climáticos b ) Zonas de Vida Fuente: SENAMHI Fuente: PACC

Bosque húmedo Montano Subtropical (3800 – 4000 msnm) Páramo muy húmedo Subalpino Subtropical (3900 - 4500

msnm) Tundra Pluvial Alpino Subtropical (4500 - 4700 msnm)

4.3.3 Recursos hídricos La principal fuente de recursos hídricos es el río Huacrahuacho, que en promedio tiene una oferta hídrica anual de 3,5 m3/s, que equivale a una masa anual de 110,38 MMC. La red hídrica de la microcuenca del río Huacrahucho, se ilustra en la Figura 15. Existen en la zona, numerosos manantes que son aprovechados por las comunidades, para uso poblacional. Según el Inventario de los Recursos Hídricos realizado por PRONAMACHCS en el 2008, la distribución de los manantes por comunidad en la microcuenca de Huacrahuacho es la que se presenta en el Tabla 2. Cabe señalar que esta información de los caudales en los manantes inventariados, corresponden a mediciones instantáneas durante el periodo de estiaje de 2008, más no representan las condiciones medias observadas durante varios años de registros.



Figura 15. Diagrama Fluvial del río Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

Tabla 2. Resumen de los Recursos Hídricos en Huacrahuacho

Fuente: PRONAMACHCS - 2008

TOTAL Q (L/S) TOTAL Q (L/S) TOTAL Q (L/S) TOTAL VOLUMEN (m3)Alto Sausaya 13 2.57 1 4.28 3 9526.73Cebaduyo Ccollana 22 0.74 1 5.12Chuquira 63 2.83 1 0.84Hanansaya Ccollana 62 6.92 3 20.99Huarcachapi 43 18.49 1 17.63Kcasillo Phatanga 51 61.56 2 43.67 4 4667.47Kjana Janansaya 61 23.94 3 37.95Pucacancha 50 10.46 2 10.08Pumathalla 17 1.48 4 4.59 2 6452.09Quillihuara 9 0.51 2 1.92Sausaya Central 7 0.49 0 0.00Soromisa 20 0.55 1 6.25Tacomayo 2 0.03 0 0.00Tjusa 41 5.1 1 2.05Vilcamarca 24 1.01 1 4.85

TOTAL 485 136.68 143.86 160.22 9 20646.29

VASOS INUNDABLESMANANTES RIOS QUEBRADASCOMUNIDAD



En el estudio de PRONAMACHCS, se han inventariado 07 lagunas, 03 en la comunidad de Sausaya y 04 en la comunidad de Kcasillo Phatanga, tal como se observa en la Figura 16.

Figura 16. Lagunas por comunidades de Huacrahuacho Fuente: PRONAMACHCS - 2008

4.3.4 Geología El área de la microcuenca Huacrahuacho, se ubica dentro de la mega unidad Geomorfológica de la cordillera Occidental determinada por INGEMMET. Dicha unidad se encuentra constituida por un núcleo paleozoico cubierto por rocas del mesozoico y cenozoico, las cuales se encuentran deformadas por intensos plegamientos, fallas inversas y sobre escurrimientos. En el área, afloran unidades litoestatrigráficas sedimentarias y volcánicas que tienen edades desde el Jurásico Superior hasta los depósitos Cuaternarios recientes.

4.4 Aspectos socio – económicos Existen 15 comunidades campesinas en el ámbito de la microcuenca de Huacrahuacho, que se concentran en diferentes niveles altitudinales en la zona, siendo la población total de 6406,0 habitantes. La agricultura de la microcuenca, se ha desarrollado bajo control de un piso ecológico situado fundamentalmente entre los 3850 a 4100 msnm (Región Suni). Este constituido por tierras altas.



La agricultura, se desarrolla en pequeñas parcelas menores de una hectárea, a esto se suma las condiciones técnicas tradicionales de manejo de cultivos, el uso de semilla no seleccionada y carente de calidad adecuada. Esto ocasiona bajos niveles de productividad que para los cultivos más importantes como Papa, habas y trigo, presentan rendimientos menores que zonas cercanas. Mientras esta el caso de la caso de la cebada cuya producción supera el promedio provincial (802 Kg/ha) puesto que las condiciones de suelo favorecen su producción, esto amerita un mayor grado de atención. Otro producto que puede tener significativa incidencia nutricional y comercial es la quinua, las condiciones ecológicas y climáticas son favorables para su cultivo. La actividad pecuaria en la microcuenca, se desarrolla de manera extensiva, teniendo como sustento fundamental los pastos naturales; sin embargo, en la zona se desarrolla la ganadería semi-intensiva e intensiva con pastos mejorados, realizados por los propietarios particulares. La actividad pecuaria tiene gran importancia, especialmente en las comunidades altas y bajas como; como actividad complementaria a la agricultura, generando ingresos económicos adicionales a los pobladores de las comunidades. El desarrollo de la actividad pecuaria, pasa por los problemas de disponibilidad y calidad de pastos, falta de infraestructuras necesaria, sobre pastoreo e infestación de pastos y bofedales; así como el estado crítico de las vías de comunicación, que dificulta la comunicación y accesibilidad entre las zonas o comunidades productoras principales.



V. RESULTADOS 5.1 Delimitación de las unidades de análisis hidrológico La microcuenca del río Huacrahuacho, se forma por la confluencia de los ríos principales: el río Descanso por la margen derecha y el río Jahuatapica por la margen izquierda, los cuales en su confluencia dan origen al río Huacrahuacho, tal como se observa en la Figura 17.

Figura 17. Unidades de análisis hidrológico delimitados, con HEC-GeoHms sobre la base de Modelo Numérico del Terreno construido con cartas del IGN.


El área de drenaje de estas dos microcuencas, en conjunto representa el 68% del área de drenaje total de la zona de estudio. Aguas abajo de esta confluencia, existen quebradas tributarias menores que en conjunto aportan volúmenes de agua que vienen a complementar el escurrimiento superficial que se genera en la zona de estudio

A partir de esta delimitación hidrográfica, se realizará el análisis morfométrico e hidroclimático para finalmente llegar a la caracterización de la oferta hídrica en el punto de cierre de estas unidades hidrológicas.



5.2 Descripción de los parámetros morfométricos

5.2.1 Microcuenca Huacrahuacho

El sistema hidrográfico del río Huacrahuacho, está formado por dos ríos principales: el río Jahuatapica por la margen izquierda y el río Descanso por la margen derecha. La confluencia de estos dos ríos a la altura del pueblo de El Descanso forma el río Huacrahuacho. Utilizando la cartografía digital del IGN, y aplicando los conceptos y métodos descritos en el Capítulo III, se han determinado los principales parámetros morfométricos, entre los cuales tenemos: la longitud total del río Huacrahuacho hasta su desembocadura en el río Apurímac, es de 40,00 km, siendo su área de drenaje de 257,68 km2. Los niveles altitudinales de la microcuenca fluctúan entre 3800 msnm y 4700 msnm. Los demás parámetros se observan en la Tabla 3.

Tabla 3. Principales parámetros morfométricos de la microcuena de Huacrahuacho

Parámetros morfométricos Huacrahuacho

Parámetro unidad valor

Area km2 257,68 Perímetro km 106,28 Altitud máxima msnm 4700,00 Altitud mínima msnm 3800,00 Altitud media msnm 4081,60 Coeficiente de compacidad adimencional 1,85 Coeficiente de forma adimencional 0,16 Coeficiente de masividad adimencional 15,72 Longitud del cauce principal km 40,00 Pendiente media de la cuenca % 11 Pendiente del río : - Promedio m/m 0,0230 - Máx m/m 0,0091 - Mín m/m 0,0075 Densidad de drenaje 1/km 0,8000


La altitud media de la microcuenca es de 4081,60 msnm y la altitud de su centroide es de 4000 msnm. El centroide o centro de masa de la microcuenca, es un punto teórico donde se concentra la precipitación media de la zona de estudio y su ubicación en la superficie esta referenciada por las coordinadas geográficas siguientes.

898111,64 W y 8389579,63 S



Del análisis hipsométrico realizado y presentado en la Tabla 4 y Figura 18, se ha determinado que el 7% de la microcuenca se encuentra comprendida entre los 3800 msnm y 3900 msnm, que correspondería a la parte baja. El 26% de la superficie del área de estudio se distribuye entre 3900 msnm y 4000 msnm que correspondería a la parte media. El 67% de la superficie de la microcuenca se distribuye entre los 4000 y 4700 msnm, que correspondería a la parte alta.

Tabla 4. Distribución porcentual del área de la microcuenca

Según rangos de altitud


Figura 18. Curva hypsométrica microcuenca Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

Cabe señalar que no existe un método universal para delimitar una cuenca en alta, media y baja; sin embargo, para este estudio se ha adoptado un criterio que tiene en cuenta la clasificación de las 8

Rangos de altitud (msnm)

Altitud Promedio %

Area %

Acumulado (msnm)

3800 - 3900 3850,0 12,31 12,3 3900 - 4000 3950,0 32,01 44,3 4000 - 4100 4050,0 19,11 63,4 4100 - 4200 4150,0 12,63 76,1 4200 - 4300 4250,0 9,42 85,5 4300 - 4400 4350,0 6,24 91,7 4400 - 4500 4450,0 4,00 95,7 4500 - 4600 4550,0 3,59 99,3 4600 - 4700 4650,0 0,68 100

3500.0

3700.0

3900.0

4100.0

4300.0

4500.0

4700.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Altit

ud (m

snm

)

% area

Curva hipsométrica del río Huacrahuacho



regiones naturales del Perú, delimitando las zonas que se propone en la Tabla 5 y Figura 19. Tabla 5. Zonas altitudinales en la microcuenca Huacrahuacho


Figura 19. Zonas altitudinales en Huacrahuacho. En naranja la curva 3800,0 msnm límite superior de la Zona Baja, en azul la curva 4000,0 msnm límite inferior de la Zona Alta.


Según este criterio propuesto, la zona altoandina es dominante en la superficie de la microcuenca y es en ese nivel altitudinal donde se ubican las comunidades campesinas como: Pucacancha, Huarcachapi, Kcasillo, Kcana Janansalla. La zona baja representa el 7% de la superficie total de la microcuenca, mientras que las zonas media y alta representan el 26% y 67%, respectivamente.

La pendiente media de la microcuenca es de 11%, lo que revela condiciones de un relieve poco accidentado con un flujo superficial lento, y mayor capacidad de retención de humedad. En la zona altoandina, se observan zonas de pendiente suave que favorecen la retención e infiltración de las precipitaciones estacionales, propiciando el desarrollo de pastos naturales del tipo “Bodedales”.

Zonas Rango altitudinal

(msnm) Area (km2)

Baja 3800,00 - 3900,00 18,2

Media 3900,00 - 4000,00 67,5

Alta 4000,00 - 4700,00 171,9



La pendiente promedio del cauce principal del río Huacrahuacho, se ha determinado por tramos, cada tramo guarda correspondencia con delimitación de Zona Alta, Media y Baja propuesto. En la Figura 20, se ilustra el perfil longitudinal del río y los tramos delimitados.

Figura 20. Perfil longitudinal del río Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

El curso superior del río, tiene una pendiente promedio de 4,3 %, lo que confiere una gran capacidad de transporte. En su curso medio del río, la pendiente se hace menos pronunciada, en promedio baja a 0,91%, para finalmente hacerse más suave en el curso inferior hasta la desembocadura con el río Apurímac, donde la pendiente alcanza el 0,75%.

En la Figura 21, se ha representado una imagen 3D de la microcuenca Huacrahuacho, donde se observa con más nitidez la topografía dominante en el relieve topográfico, según las zonas altitudinales.

Figura 21. Representación 3D de la microcuenca

Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

3200.00

3400.00

3600.00

3800.00

4000.00

4200.00

4400.00

4600.00

40

.0

36

.4

34

.2

33

.1

30

.9

28

.7

28

.7

26

.5

25

.4

24

.3

22

.1

21

.0

18

.7

17

.6

14

.3

13

.2

12

.1

9.9

8.8

6.6

5.5

4.4

3.3

2.2

0.0

Alt

itu

d (

msn

m)

Perfil Longitudinal

4.3%

0.91%0.75%



5.3 Caracterización de la climatología de la cuenca 5.3.1 Análisis regional de la precipitación En base a la metodología descrita, se ha realizado el análisis regional de las variables hidroclimáticas para determinar los modelos matemáticos, que permiten hacer las estimaciones de la precipitación en cualquier punto de la cuenca. El modelo matemático regional formulado es de la forma:

PP anual (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x2 + β5y2 + β6z2 + β7xy + β8xz + β9yz + β10

Donde:

β1, β2………. β 9 : coeficientes de las variables, β10 : término independiente x = longitud (m); y = latitud (m); z = altitud (msnm) de las estaciones pluviométricas.

El modelo obtenido explica con una correlación (0,84) la variabilidad de lluvias en las cuencas de estudio; siendo los parámetros estadísticos y los coeficientes de las variables, los que se presenta en la Tabla 6. Tabla 6. Parámetros estadísticos del modelo y valores de los

coeficientes Fuente: Elaboración propia

Estadísticas de la regresión

Coeficiente de correlación múltiple 0,847116295

Coeficiente de determinación R^2 0,717606018

R^2 ajustado 0,688392847

Error típico 204,3766658

Observaciones 44

Variables Coeficientes

β1 0,118734327

β2 0,081506332

β3 13,21690079

β4 -5,8534E-09

β5 -4,00301E-09

β6 6,69143E-05

β7 -1,25123E-08

β8 -1,19788E-06

β9 -1,51624E-06

β10 -407636,3621

(XVI)



La Figura 22, refleja la alta correspondencia entre los valores de las precipitaciones observadas y los estimados por el modelo regional.

Figura 22. Pp anual observada y estimada por modelo Fuente: Elaboración propia

La precipitación media anual en toda esta región alcanza los 832,0 mm, con una distribución mensual máxima y mínima en Enero y Julio, respectivamente, tal como se observa en la Figura 23. El 85% de la precipitación anual se concentra entre Diciembre y Mayo del año hidrológico, siendo el comportamiento estacional el que se representa en el diagrama de barras de la Figura 24.

Figura 23. Precipitación media

Anual - cuencas Pampas-Apurímac

Fuente : Elaboración propia



Figura 24. Comportamiento estacional de la precipitación media en las cuencas Pampas y Apurímac


Con fines comparativos, se ha seleccionado un conjunto de estaciones cercanas a la microcuenca del río Huacrahuacho; a fin de ilustrar la alta correspondencia entre la hidroclimatología de los datos observados y los generados por el modelo de precipitación regional. Estos resultados se presentan en la Figura 25.

Figura 25. Climatología mensual de precipitación observada y del modelo. En azul valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo valores

generados por modelo regional. Estaciones Yauri (cuenca Apurímac) y Sicuani (cuenca Vilcanota)


Si bien, las precipitaciones tienen una tendencia creciente con la altitud, la orografía del área juega un papel determinante para definir sectores más o menos lluviosos. En general las precipitaciones son más abundantes en las altiplanicies, como sucede en Yauri, a 3915 msnm, donde el promedio anual es de 774,4 mm Se considera una pluviometría anual ligeramente mayor para los sectores de cumbres más elevadas,



entre 4500 y 5000 msnm, donde se estima que precipitan unos 800 a 900 mm (este sector de mayor altitud no cuenta con estaciones meteorológicas).

En las zonas bajas de los valles interandinos, la precipitación muestra valores significativamente variables, por ejemplo Cusco a 3399 msnm, presenta 709,3 mm, Urcos a 3 149 msnm, tiene 627,9 mm en promedio. En Sicuani a 3550 msnm, precipitan 644,8 mm de promedio y en Ccatcca a 3700 msnm precipitan 595,1 mm.

Estas diferencias se deben posiblemente a la circulación de los vientos, que arrastran humedad o vapor de agua, atravesando las cumbres y altiplanicies, para luego descender por la topografía, originando que el aire se caliente y por ende se reduce la humedad relativa, disminuyen los valores pluviométricos. Esto se aprecia por ejemplo en Ccatcca, donde la ubicación del valle a sotavento, hace que los vientos descendentes generen menores valores de lluvia que en otros valles. El aspecto u orientación del terreno, también juega un rol fundamental en las diferencias pluviométricas, que se presentan en la región andina y por consiguiente en su distribución altitudinal, siendo evidente la existencia de gradientes pluviométricos positivos o negativos.

5.3.2 Análisis de la precipitación local A) Microcuenca Huacrahuacho

La caracterización pluviométrica de la microcuenca Huacrahuacho, ha sido derivada del modelo regional de precipitación, descrito anteriormente. La precipitación media anual en esta microcuenca, ha sido estimada en de 833,0 mm, siendo sus valores extremos en el año hidrológico de 206,0 mm y 3,6 mm durante Enero y Julio, respectivamente. El 85% de la precipitación anual, se concentra durante Diciembre a Mayo, tal como se aprecia en la Tabla 7.

Tabla 7. Distribución de la precipitación media mensual - microcuenca Huacrahuacho

Cuenca SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO ANUAL

Total (mm) 21 36 50 114 206 187 130 60 7 6 4 12 833

Aporte (%) 3 4 6 14 25 23 16 7 1 1 0 2 100


Esta distribución de la precipitación media areal durante el año hidrológico, correspondería a una estación ficticia ubicada en el centroide de la cuenca a una altitud de 4000 msnm.



En la Figura 26, se ilustra la hidroclimatología estacional de la precipitación, durante el año hidrológico, y su ubicación dentro de área de la microcuenca se aprecia en el mapa adjunto.

Figura 26. Hidroclimatología de la precipitación – microcuenca Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

Para una mejor descripción del comportamiento pluviométrico en la microcuenca del río Huacrahuacho, se ha elaborado el mapa de distribución espacial de la precipitación, a nivel anual y mensual. Esta representación de la Precipitación en celdas de 1 km * 1km, es el resultado del modelo de precipitación regional formulado para fines del presente estudio. Según este mapa se observa un comportamiento pluviométrico decreciente con la altitud.

En las Figura 27, se ilustra el comportamiento espacial de la precipitación anual en la microcuenca.

La Precipitación anual, se distribuye de manera cuasi uniforme en toda la microcuenca, no existiendo diferencias abruptas entre la parte baja y alta en un área tan pequeña. Los módulos pluviométricos anuales en la microcuenca, está comprendida entre 794,0 mm/año como mínimo en la parte alta y 865,0 mm/año en la parte baja. Respecto a estos resultados, obtenidos mediante un proceso de interpolación, es necesario profundizar en el análisis; a fin de encontrar más evidencias y describir las causas físicas de esta relación inversa entre la precipitación y la altitud en esta región, porque se han encontrado similar patrón pluviométrico en cuencas de mayor superficie y variabilidad espacial.

Una primera señal nos las da la Base de Datos Climática Global del WORDCLIM, que utiliza un modelo numérico del terreno para interpolar la precipitación en celdas de 1 km. Los datos están libres en el sitio web http://www.worldclim.org/tiles.php. Los datos de Pp de WORDCLIM

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO

Pp

(m

m)

PRECIPITACION MEDIA AREAL

http://www.worldclim.org/tiles.php



sobrepuestos a la zona de estudio, se presenta en la Figura 28, en el cual se observa una gran similitud con los resultados obtenidos en el presente estudio.

Figura 27. Mapa de distribución de la Precipitación anual en

Huacrahuacho. Esta forma de presentación de la precipitación es resultado de la discretización espacial en celdas de 1*1 km.


Figura 28. Mapa de distribución de la Precipitación anual en Huacrahuacho con datos de WORDCLIM a 1*1 km de

resolución Fuente : Elaboración propia en base a datos de WORDCLIM



Los datos del satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), disponibles libres en internet en el sitio http://trmm.gsfc.nasa.gov/ aporta también información confiable sobre el comportamiento espacial de la precipitación. Los datos del satélite están en formato binario y pueden ser descargados con software especializado como GRADs, y códigos de Matlab. Los datos del TRMM están en grillas de 0,25º * 0,25º de resolución. Para efectos del análisis se ha interceptado los datos del TRMM con el DEM de las cuencas Apurímac y Vilcanota; obteniéndose la relación entre la Ppanual y la altitud (msnm) (Figura 29).

Figura 29. Relación entre Altitud (msnm) y Precipitación anual (mm) del satélite TRMM en 203 estaciones virtuales de las cuencas Apurímac y Vilcanota. En líneas rojas los límites altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho (3800 a 4700 msnm).

Fuente: Elaboración propia en base a datos del satélite TRMM

En esta figura se observa que entre los 3800 y 4700 msnm, que son los límites altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho, la precipitación puede crecer o disminuir con la altitud. Esta relación también ha sido documentada por Espinoza (2009) utilizando información observada de 391 estaciones de precipitación, de los países andinos de la cuenca amazónica, tal como se presenta en la Figura 30.

La precipitación muestra regímenes de variabilidad bastante acentuados en la sierra, principalmente en función de la orografía y la altitud. A un nivel regional para toda la sierra, la precipitación aumenta de manera bastante clara con la altitud; sin embargo, las variaciones orográficas hacen cambiar con frecuencia este esquema, sobre todo en un nivel de mayor detalle, cuando se aprecian las diferencias que hay entre valles, sectores encañonados, altiplanicies, etc.

0.0

1000.0

2000.0

3000.0

4000.0

5000.0

6000.0

0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0

Alt

itu

d (m

snm

)

Pp_anual (mm)

Relación Pp anual satélite TRMM (mm) - Altitud

http://trmm.gsfc.nasa.gov/



Figura 30. Relación entre Altitud (msnm) y Precipitación anual en 391 estaciones de los países andinos de la cuenca amazónica

(Bolivia, Perú, Ecuador y Colombia). Fuente: Espinoza, J (2009)

En la Figura 31, se ilustra los mapas del comportamiento espacial de la precipitación para cada mes del año. A través de esta representación se observa las variaciones espaciales que experimenta la precipitación en la microcuenca.

A nivel de la microcuenca de Huacrahuacho, se observa un comportamiento diferenciado de la precipitación anual y mensual; según las zonas altitudinales propuesta en la Tabla 5, tal como se observa en la Tabla 8 (Cuenca Baja (3800 – 3900 msnm); Cuenca media (3900 – 4000), Cuenca Alta (4000 – 4700 msnm)), observándose que los mayores aportes se registran durante el período Diciembre a Marzo, obteniéndose los mayores valores durante Enero y los mínimos en Julio.

Tabla 8. Hidroclimatología de la precipitación promedio mensual - microcuenca de

Huacrahuacho - Zonas Baja, Media y Alta

Fuente: Elaboración propia.

Zona PRECIPITACION MEDIA MENSUAL (mm) ANUAL


Cuenca Baja 22 37 51 116 211 191 133 61 8 6 4 12 850

Cuenca Media 21 36 50 115 209 190 132 61 8 6 4 12 845

Cuenca Alta 21 36 49 113 205 187 130 59 7 6 4 12 829



Figura 31. Comportamiento de la Precipitación mensual en Huacrahuacho, en grid


B) Microcuencas

Se ha realizado el análisis de los valores areales de la precipitación mensual para el año hidrológico promedio, caracterizando la pluviometría anual en las 03 microcuencas delimitadas Jahuatapica y Descanso. Los resultados de este análisis se presenta en la Tabla 9 y Figura 32.

ENE FEB MAR

ABR MAY JUN

JUL AGO SET

OCT NOV DIC



Tabla 9. Precipitación media areal por microcuencas en mm Microcuencas SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO ANUAL

Jahuatapica 21 36 49 113 205 186 129 59 7 6 4 12 826

Descanso 21 35 48 111 202 184 128 59 7 6 4 12 815

Huacrahuacho Bajo 22 36 50 115 210 191 132 61 8 6 4 12 846


Figura 32. Precipitación media areal por microcuenca Fuente: Elaboración propia

El comportamiento pluviométrico en las microcuencas de Jahuatapica y Descanso es homogéneo, con similitud en sus módulos pluviométricos. La microcuenca Huacrahuacho Bajo recibe un mayor aporte pluviométrico. En todos los casos analizados, el mayor aporte pluviométrico se registra durante Enero, mientras que el mínimo aporte se presenta en Julio.

5.3.3 Análisis de la variabilidad del régimen de lluvias Se ha analizado el régimen de lluvias de la precipitación media de la microcuenca Huacrahuacho, a partir de la segmentación de la serie en períodos de 10 años (décadas), para detectar cambios en los parámetros estadísticos de las series. En la Tabla 10, se presenta los resultados de los parámetros estadísticos de las series mensuales agrupados por décadas. En la última década (2000-2009) se observa un incremento en la variabilidad (Cv) mensual y anual de las lluvias. Por otro lado, se observa que la última década ha estado caracterizada por una disminución de la precipitación anual; con respecto a la década 1990-99, que es la década más húmeda del periodo analizado. Este comportamiento del régimen de lluvias de los últimos años es coherente

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0


Pp

(mm

)

PRECIPITACION MEDIA AREAL

Jahuatapica

Descanso

Huacrahuacho_Bajo



con lo que la población local está percibiendo como de una disminución de las precipitaciones en Huacrahuacho, lo cual se ha traducido en una menor oferta de agua en quebradas y manantes.

Tabla 10. Parámetros estadísticos de la precipitación por décadas

DECADA PROMEDIO (mm)

SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO anual 1970-79 30 19 40 107 216 223 133 70 8 8 3 20 877 1980-89 17 27 32 88 176 136 97 48 6 6 5 10 647 1990-99 19 45 75 112 221 200 155 79 9 7 1 14 936

2000-09 24 48 50 139 197 196 157 52 9 3 4 7 887

1970-2009 22 35 49 111 203 189 135 63 8 6 3 13 835

DECADA DESVIACION ESTANDARD

1970-79 34.29 20.79 23.23 41.96 83.96 90.43 70.1 58.28 11.29 12.95 5.506 37.95 335.1 1980-89 7.463 9.838 16.01 32.72 76.06 67.22 43.26 19.8 3.123 2.744 6.182 4.932 215.3 1990-99 19.59 25.1 42.56 39.42 45.25 45.86 39.99 36.94 6.789 15.57 1.42 15.8 116.5 2000-09 17.15 21.96 16.81 33.74 69.61 64.75 61.29 28.06 12.21 2.838 6.39 6.608 180.9

1970-2009 21.68 22.96 30.73 40.04 69.78 74.07 58.09 39.36 8.746 10.18 5.304 20.96 246.5

DECADA COEFICIENTE DE VARIACION (Cv)

1970-79 1.15 1.07 0.58 0.39 0.39 0.40 0.53 0.83 1.43 1.65 1.74 1.94 0.38 1980-89 0.44 0.37 0.50 0.37 0.43 0.49 0.45 0.41 0.52 0.50 1.27 0.52 0.33 1990-99 1.01 0.56 0.57 0.35 0.21 0.23 0.26 0.47 0.76 2.23 2.65 1.13 0.12 2000/09 0.72 0.45 0.33 0.24 0.35 0.33 0.39 0.53 1.31 0.89 1.53 1.01 0.20

1970-2009 0.97 0.67 0.62 0.36 0.34 0.39 0.43 0.63 1.09 1.71 1.68 1.67 0.30

Se ha realizado un análisis decadal de los coeficientes de variación (Cv) de la precipitación por trimestre a fin de detectar cambios en la estacionalidad de las lluvias. En la Tabla 11, se presentan los resultados de este análisis realizado para la precipitación media de la microcuenca Huacrahuacho.

Tabla 11. Coeficiente de variación por década


De acuerdo a estos resultados se observa que en la década que se inicia el 2000, el coeficiente de variación se incrementa en los trimestres DEF y MAM, lo cual implica una mayor inestabilidad en las lluvias; por otro lado se observa una caída del Cv en los trimestres SON y JJA que debe interpretarse como una menor variabilidad pluviométrica.

DECADA Coeficiente de variación por década (Cv)

SON DEF MAM JJA

1970-79 0,56 0,34 0,59 1,48

1980-89 0,40 0,35 0,44 0,57

1990-99 0,42 0,14 0,26 0,94

2000-08 0,24 0,18 0,42 0,63



En la Figura 33, se ilustra el diagrama de cajas del comportamiento de la precipitación por trimestre en las últimas 4 décadas. El mayor tamaño de la caja está asociado a una mayor inestabilidad pluviométrica.

Figura 33. Diagrama de Cajas de la precipitación por trimestre decadal. 1, 2, 3 y 4 representan la primera,

segunda, tercera y cuarta década del período de análisis.


Según este análisis se observa una mayor precipitación acumulada en el trimestre DEF. Así mismo en este trimestre se percibe una menor variabilidad pluviométrica en la tercera y cuarta década, lo cual corrobora los resultados encontrados en el Cv.

En la misma lógica del análisis anterior, la distribución de la precipitación anual por trimestre que se presenta en la Tabla 12, indica un leve incremento de la concentración de las lluvias en el trimestre DEF, de la última década con respecto a la tercera; mientras que para el trimestre SON la concentración de las lluvias decrece. La concentración de la precipitación en los trimestres MAM y JJA no presenta cambios significativos entre la tercera y cuarta décadas.

Tabla 12. Concentración de la precipitación por década

DECADA Concentración de la Precipitación decadal (%)

SON DEF MAM JJA

1970-79 11 62 24 3

1980-89 11 62 24 3

1990-99 16 56 26 2

2000-08 13 60 25 2




En la Figura 34, se ha construido gráficos de funciones de densidad de precipitación acumulada a la serie de datos por trimestre y por década. Según este análisis gráfico, se observa que los cambios más significativos se presentan en el trimestre DEF con diferencias muy marcadas en las 04 décadas analizadas.

Figura 34. Funciones de densidad acumulada de la precipitación por trimestre y por década


El desplazamiento de las curvas entre la primera (1) y segunda década (2) está asociado a la transición de una década húmeda hacia una seca. Entre la tercera y cuarta década no se percibe cambios significativos.

Para analizar la agresividad pluviométrica se ha utilizado el Índice de Fournier modificado por Arnoldus (1985), el cual tiene la siguiente formulación:

Donde:

IFM : índice de Fournier modificado en mm pi : precipitación del mes i en mm. P : precipitación total anual, en mm.

Las categorías de este Índice se indican en la Tabla 13.

(XVII)



Tabla 13. Clasificación del Índice Modificado de Fournier


Este IFM se ha calculado para la precipitación media de Huacrahuacho, por década, para detectar los cambios observados en este indicador. En la Tabla 14, se presentan los resultados de este análisis.

Tabla 14. Índice Modificado de Fournier

por década Década IFM Clasificación

1970-79 167 Muy Alto

1980-89 118 Moderado

1990-99 159 Alto

2000/08 157 Alto


Según estos resultados la agresividad de las lluvias pasa de moderada a alta, entre la segunda y tercera década y se mantiene casi estable en la cuarta década. Esto tiene como implicancia un mayor potencial erosivo de los suelos por precipitaciones intensas.

Se ha aplicado el test de Mann-Kendall para testar la existencia de tendencias en las series estacional y anual, habiendo encontrado tendencia significativas positiva al 95% de significancia estadística; en el comportamiento pluviométrico, para el trimestre SON y MAM, considerando el periodo 1970-2008 (Tabla 15 y Figura 35). Sin embargo, si se considera los últimos 5 años del periodo de análisis, se observa un comportamiento decreciente de la precipitación anual, situación que es coherente con las percepciones de la población local; que guarda en su memoria los últimos eventos secos ocurridos entre el 2006 y 2008.

La expresión algebraica que interpreta el comportamiento del análisis desarrollado es de tipo lineal y tiene la estructura siguiente:

P(año i) = Q*(Pañoi – Paño1) + B

(XVIII)



Tabla 15. Análisis de Tendencia de Precipitación mediante test de Mann-Kendal

Trimestre Test Z Signific. Q Qmin Qmax Qmin Qmax

B Bmin Bmax Bmin Bmax

99% 99% 95% 95% 99% 99% 95% 95%

SON 2,53 Sig 1,64 -0,01 2,91 0,28 2,49 61,7 108,3 40,1 101,5 46,4

DEF 0,38 No sig 0,96 -3,59 5,67 -2,40 4,18 514,1 597,3 391,8 577,0 436,3

MAM 1,73 sig 2,20 -1,52 5,39 -0,21 4,53 156,6 241,4 98,6 204,9 108,2

JJA -0,21 No sig -0,05 -0,61 0,47 -0,47 0,34 18,0 28,3 5,5 25,6 8,8

ANUAL 1,50 No sig 4,37 -4,09 13,32 -1,75 10,21 784,3 953,2 578,5 899,4 665,3


Figura 35. Prueba de tendencia de Mann-Kendall para la precipitación por

trimestre a) SON b) DEF c) MAM d) JJA Fuente: Elaboración propia

Al particionar la serie anual de precipitación para el periodo 1994-2008 se observa una acelerada caída de la precipitación a razón de -12,0 mm/año, situación que está fuertemente influenciada por la ocurrencia de años extremadamente húmedos que precedieron años secos consecutivos, durante este periodo. Sin embargo, esta tendencia del periodo (1994-2008) no debe ser considerada como una tendencia de largo plazo; representativa de la precipitación para Huacrahuacho, por ser de corta longitud, sensible a la alternancia de eventos extremos.

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

DEF

Year

DataSen's estimate99 % conf. min99 % conf. max95 % conf. min95 % conf. maxResidual

-200

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1960 1970 1980 1990 2000 2010S

ON

Year


-200

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1960 1970 1980 1990 2000 2010

JJA

Year


-200

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0

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200

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400

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1960 1970 1980 1990 2000 2010

MA

M

Year


-200

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0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

ANU

AL

Year




5.3.4 Análisis de la Temperatura La temperatura ha sido analizada según la zona baja, media y alta en que ha sido dividida la cuenca: El análisis regional de la temperatura, por gradiente térmico mensual, ha permitido obtener un gradiente de -0,6 ºC por 100 m de altitud. Este patrón es dominante en Cusco y Apurímac. En la Figura 36, se ilustra el comportamiento espacial de la Temperatura media anual en la cuenca, la cual varía entre 5,0 y 11,2 ºC.

Figura 36. Mapa de Temperatura media anual, en representación grid Fuente: Elaboración propia

A) Análisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Baja La temperatura media anual alcanza los 10,7 ºC, siendo el más cálido Noviembre, con una temperatura media de 14,1ºC y una máxima de 19,2 ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 6,4, y una mínima de -5,6 ºC. En las Tablas 16, 17 y 18, se ilustra este comportamiento. b) Zona Media La temperatura media anual alcanza los 10,2 ºC, siendo el más cálido Noviembre, con una temperatura media de 13,6 ºC y una máxima de 19,2 ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 5,8 y una mínima de -6,4 ºC. En las Tablas 16, 17 y 18, se ilustra este comportamiento.



c) Zona Alta La temperatura media anual alcanza los 8,5 ºC, siendo el más cálido Noviembre, con una temperatura media de 12,1 ºC y una máxima de 17,6 ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 3,8 y una mínima de –9,0 ºC. En las Tablas 16, 17 y 18, se ilustra este comportamiento.

Tabla 16. Climatología de la Temperatura media mensual por Zonas

ZONAS TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Anual

Baja 11,4 11,7 11,5 9,2 10,2 6,4 9,6 10,5 10,6 11,1 14,1 12,6 10,7

Media 11,0 11,2 11,0 8,6 9,7 5,8 9,0 10,0 10,1 10,6 13,6 12,2 10,2

Alta 9,4 9,7 9,5 6,8 7,9 3,8 7,3 8,2 8,3 8,8 12,1 10,6 8,5


Tabla 17. Climatología de la Temperatura máxima mensual por Zonas

ZONAS TEMPERATURA MAXIMA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Baja 16,8 17,4 16,9 18,6 19,4 18,5 18,7 19,6 19,5 19,8 19,6 18,0

Media 16,3 16,9 16,4 18,1 18,9 18,0 18,3 19,1 19,1 19,4 19,2 17,6

Alta 14,8 15,4 14,9 16,6 17,4 16,5 16,8 17,6 17,5 17,8 17,6 16,0


Tabla 18. Climatología de la Temperatura mínima mensual por Zonas


B) Análisis por cuencas a) Microcuenca Huacrahuacho La temperatura media anual alcanza los 9,1 ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 10,6 ºC, y una máxima de 16,1ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 1,8ºC, con una mínima de -11,4ºC. En las Tablas 19, 20 y 21, se ilustra este comportamiento. b) Microcuenca Jahuatapica La temperatura media anual alcanza los 8,1ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 11,7ºC, y una máxima de 17,3ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 3,3

ZONAS TEMPERATURA MINIMA MENSUAL (ºC)


Baja 6,1 6,0 6,0 -0,3 1,0 -5,6 0,4 1,5 1,7 2,5 8,5 7,2

Media 5,6 5,5 5,6 -0,9 0,4 -6,4 -0,2 0,8 1,1 1,8 8,1 6,8

Alta 4,1 4,0 4,1 -2,9 -1,6 -9,0 -2,3 -1,2 -0,9 -0,2 6,5 5,2



ºC, con una mínima de -9,6ºC. En las Tablas 19, 20 y 21, se ilustra este comportamiento. c) Microcuenca Descanso La temperatura media anual alcanza los 8,8 ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 12,3ºC, y una máxima de 18,9ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 4,0ºC, con una mínima de -8,6ºC. En las Tablas 19, 20 y 21, se ilustra este comportamiento. d) Microcuenca Huacrahuacho Bajo La temperatura media anual alcanza los 9,9 ºC. El más cálido es Noviembre, que alcanza una Tmedia de 13,4ºC, y una máxima de 18,9ºC. El más frio es Junio, con una temperatura media de 5,4ºC, con una mínima de -6,9ºC. En las Tablas 19, 20 y 21, se ilustra este comportamiento.

Tabla 19. Climatología de la Temperatura media mensual en microcuencas

ZONAS TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC ANUAL

Huacrahuacho 10,0 10,2 10,0 7,4 8,5 4,4 7,8 8,8 8,9 9,4 12,6 11,1 9,1

Jahuatapica 9,1 9,3 9,1 6,4 7,4 3,3 6,8 7,8 7,9 8,4 11,7 10,3 8,1

Descanso 9,7 9,9 9,7 7,1 8,1 4,0 7,5 8,5 8,5 9,1 12,3 10,9 8,8

Huacrahuacho Bajo 10,7 11,0 10,7 8,3 9,4 5,4 8,7 9,7 9,8 10,3 13,4 11,9 9,9


Tabla 20. Climatología de la Temperatura máxima mensual en Huacrahuacho

ZONAS TEMPERATURA MAXIMA MENSUAL (ºC)


Huacrahuacho 15,3 15,9 15,4 17,1 17,9 17,0 17,3 18,1 18,0 18,3 18,1 16,5

Jahuatapica 14,4 15,0 14,5 16,2 17,0 16,1 16,4 17,2 17,2 17,5 17,3 15,7

Descanso 15,0 15,6 15,1 16,8 17,6 16,7 17,0 17,8 17,7 18,1 17,8 16,2

Huacrahuacho Bajo 16,1 16,7 16,1 17,9 18,7 17,8 18,0 18,9 18,8 19,1 18,9 17,3


Tabla 21. Climatología de la Temperatura mínima mensual en Huacrahuacho

ZONAS TEMPERATURA MINIMA MENSUAL (ºC)


Huacrahuacho 4,6 4,5 4,6 -2,3 -1,0 -8,1 -1,6 -0,5 -0,3 0,5 7,0 5,7

Jahuatapica 3,7 3,6 3,7 -3,4 -2,1 -9,6 -2,8 -1,7 -1,4 -0,7 6,2 4,9

Descanso 4,3 4,2 4,3 -2,7 -1,4 -8,6 -2,0 -0,9 -0,7 0,1 6,8 5,5

Huacrahuacho Bajo 5,3 5,3 5,3 -1,2 0,0 -6,9 -0,6 0,5 0,8 1,5 7,8 6,5




En la Figura 37, se ilustra el comportamiento mensual de la temperatura media, a través de los cuales se puede ver como evoluciona mes a mes y en el espacio las condiciones térmicas en toda la microcuenca.

Figura 37. Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual, en grid


5.3.5 Análisis de la Evapotranspiración Potencial (ETP)

Se ha utilizado el método de Hargreaves-Samani, para la estimación de la Evapotranspiración Potencial, que utiliza como datos de entrada las temperaturas media, máxima y mínima. Se optó por este método tomando como base el estudio de la Evapotranspiración desarrollado por Lavado, W (2009), que concluye que las estimaciones de la ETP por

ENE FEB MAR

ABR MAY JUN

JUL AGO SET

OCT NOV DIC



este método son muy similares a las de Penman-Montheit, considerado el método estándar por la FAO. En la Figura 38, se ilustra el comportamiento espacial de la ETP anual, representado en formato grid.

Figura 38. Mapa de Evapotranspiración anual mediante método Hargreaves-Samani

Fuente: Elaboración propia A) Análisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Baja En esta Zona se registran la mayor evapotranspiración anual de la cuenca, que alcanza 1319,0 mm. El valor máximo se presenta en Octubre con 135,0 mm y el valor mínimo se presenta en Junio con 90,1 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP es de 4,4 mm y 3,0 mm, respectivamente (Tabla 22). b) Zona media En esta Zona la evapotranspiración anual alcanza 1298,2 mm, con valores máximos en Octubre de 133,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 88,3 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP es de 4,3 mm y 2,9 mm, respectivamente (Tabla 22).



c) Zona Alta En esta zona se tiene una menor evapotranspiración anual con 1229,4 mm. La máxima ETP se presenta en Octubre con 126,0 mm acumulados, lo cual representa una tasa de 4,1 mm/día. La mínima Eto se presenta en Junio con 82,2 mm acumulados en el mes y a una tasa de 2,7 mm/día (Tabla 22).

Tabla 22. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Zonas

Zona EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (mm) – Método Hargreaves-Samani

ANUAL ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Baja 114 104 105 110 102 90,1 94,2 108 118 135 120 119 1319,0

Media 112 103 103 108 100 88,3 92,7 107 117 133 118 117 1298,2

Alta 106 97,3 97,6 102 95,1 82,2 87,6 101 111 126 113 111 1229,4


B) Análisis por Cuenca

El análisis de la ETP, se ha realizado de manera similar al presentado por Zonas, considerando como valor medio el equivalente a una estación ficticia ubicada en el centroide de la microcuenca. En la Figura 39, se ilustra el comportamiento de la ETP mensual.

Figura 39. Evapotranspiración Potencial por cuenca y Microcuencas de Huacrahuacho


a) Microcuenca Huacrahuacho La evapotranspiración anual alcanza los 1252,0 mm con valores máximos en Octubre de 128,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 84,0 mm. A



nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP es de 4,1 mm y 2,8 mm, respectivamente (Tabla 23).

Tabla 23. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Microcuencas

Microcuenca EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (mm) . Método Hargreaves-Samani ANUAL ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Huacrahuacho 108 99 99 104 97 84 89 103 113 128 115 113 1252 Jahuatapica 105 96 96 100 94 81 86 100 109 125 111 109 1212 Descanso 107 98 98 103 96 83 88 102 112 127 113 112 1239 Huacrahuacho 111 102 102 107 99 87 92 106 116 132 117 116 1287 Fuente: Elaboración propia

b) Microcuenca Jahuatapica La evapotranspiración anual alcanza los 1212,0 mm con valores máximos en Octubre de 125,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 81,0 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la Eto es de 4,0 mm y 2,7 mm, respectivamente (Tabla 23). c) Microcuenca Descanso La evapotranspiración anual alcanza los 1239,0 mm con valores máximos en Octubre de 127,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 83,0 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la Eto es de 4,0 mm y 2,8 mm, respectivamente (Tabla 23). d) Microcuenca Huacrahuacho Bajo La evapotranspiración anual alcanza los 1287,0 mm con valores máximos en Octubre de 132,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en Junio con un acumulado mensual de 87,0 mm. A nivel diario, la tasa máxima y mínima de la ETP es de 4,2 mm y 2,9 mm, respectivamente (Tabla 23). En la Figura 40, se ilustra el comportamiento mensual de esta variable; donde se observa la evolución del comportamiento espacial de esta variable, en cada mes del año.

5.3.6 Déficit de Escurrimiento (D) El déficit de escurrimiento, está definido como la diferencia entre la precipitación y el escurrimiento superficial. Este déficit de escurrimiento es equivalente a la demanda evapotranspirativa real de la cuenca. Se ha utilizado el método de Turc, para la estimación del déficit de escurrimiento a nivel de las microcuencas. La expresión matemática del método es de la forma:



Figura 40. Comportamiento espacial de la Evapotranspiración Potencial mensual


Siendo: L = Coeficiente de Temperatura T = Temperatura media anual (°C)

D = déficit de escurrimiento anual (mm)

4

9.0

1

2

1

2

2

L

P

PD

aTTL 4)(05.025300 3

(XIX)

ENE FEB MAR

MAR ABR MAY

JUN JUL AGO

SET OCT NOV



El método de Turc, utiliza como datos de entrada los valores de la Precipitación y temperatura media, en ambos casos a escala anual, dando como resultado el déficit anual de escurrimiento. Para la desagregación mensual del déficit de escurrimiento; se ha utilizado la información de la distribución mensual de la ETP, asumiendo la misma proporcionalidad en el reparto mensual de estas variables, con respecto al valor acumulado anual (Tabla 24).

Tabla 24. Déficit de escurrimiento por cuencas

Microcuenca DEFICIT DE ESCURRIMIENTO (mm)

ANUAL ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Huacrahuacho 41 38 38 39 37 32 34 39 43 49 44 43 476

Jahuatapica 39 36 36 38 35 30 32 37 41 47 42 41 454

Descanso 40 37 37 39 36 31 33 38 42 48 43 42 466

Huacrahuacho 43 39 40 41 39 34 36 41 45 51 45 45 498


5.4 Balance Hídrico superficial Se ha utilizado la ecuación simplificada del Balance Hídrico, para la estimación de la lámina de escurrimiento superficial en la cuenca. La información espacializada de Precipitación y Evapotranspiración ha permitido generar los mapas de escurrimiento anual y mensual, a nivel de celdas de 1 km*1 km de resolución. En el mapa de las Figuras 41 y 42, se sintetiza el comportamiento hídrico de la cuenca del río Huacrahuacho mediante la representación espacial de la escorrentía anual y mensual.

Figura 41. Mapa de escorrentía anual - microcuenca de Huacrahuacho,

en formato grid Fuente: Elaboración propia



Figura 42. Comportamiento espacial del escurrimiento mensual en grid Fuente: Elaboración propia

5.4.1 Microcuenca Huacrahuacho A nivel anual la disponibilidad hídrica, en esta microcuenca se tiene un superávit de 356,9 mm, que representa una oferta anual de 91,9 MMC, en términos medios, considerando el área de drenaje de 257,6 km2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Octubre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 25 y Figura 43, se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de la microcuenca.

ENE FEB MAR

ABR MAY JUN

JUL AGO SET

OCT NOV DIC



Tabla 25. Balance Hídrico – microcuenca de Huacrahuacho

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho

ANUAL SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO

Pp (mm) 21 36 50 114 206 187 130 60 7 6 4 12 833

ETR (mm) 43 49 44 43 41 38 38 39 37 32 34 39 476

BH (mm) -22 -13 6 71 165 150 92 20 -29 -26 -30 -27 357


Figura 43. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho


5.4.2 Microcuenca Descanso A nivel anual la disponibilidad de agua en esta microcuenca tiene un superávit de 349,0 mm, que representa una oferta anual de 17,0 MMC en términos medios, considerando el área de su cuenca de drenaje de 48,71 km2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Setiembre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 26 y Figura 44, se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico esta microcuenca. Esta microcuenca, contribuye con el 18% del volumen total del escurrimiento superficial producido en Huacrahuacho.

-50.0

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0


Pp

, ETR

, B

H (

mm

)

Balance Hídrico Huacrahuacho

BH

ETR

PP



Tabla 26. Balance Hídrico Microcuenca Descanso

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Descanso


Pp (mm) 21 35 48 111 202 184 128 59 7 6 4 12 815

ETR (mm) 42 48 43 42 40 37 37 39 36 31 33 38 466

BH (mm) -21 -13 6 69 162 147 91 20 -29 -26 -30 -27 349


Figura 44. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho


5.4.3 Microcuenca Jahuatapica A nivel anual, la disponibilidad hídrica en esta microcuenca arroja un superávit de 371,9 mm, que representa una oferta anual de 32,1 MMC en términos medios, considerando el área de drenaje de 86,43 km2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Setiembre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 27 y Figura 45, se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de esta microcuenca. Esta microcuenca, contribuye con el 33% del volumen total del escurrimiento superficial producido en Huacrahuacho.



Tabla 27. Balance Hídrico Microcuenca Jahuatapica

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Jahuatapica


Pp (mm) 21 36 49 113 205 186 129 59 7 6 4 12 826

ETR (mm) 41 47 42 41 39 36 36 38 35 30 32 37 454

BH (mm) -20 -11 7 72 165 150 93 22 -28 -24 -29 -25 372


Figura 45. Componentes del Balance Hídrico en cuenca Mollebamba Fuente: Elaboración propia 5.4.4 Microcuenca Huacrahuacho Bajo A nivel anual la disponibilidad de agua en esta microcuenca arroja un superávit de 348,6 mm, que representa una oferta anual de 42,7 MMC en términos medios, considerando el área de su cuenca de drenaje de 122,5 km2. A nivel estacional, durante el período Mayo a Setiembre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante Julio. La mayor oferta hídrica, se concentra entre Enero, Febrero y Marzo. En la Tabla 28 y Figura 46, se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de esta microcuenca. Esta microcuenca, contribuye con el 48% del volumen total del escurrimiento producido en Huacrahuacho.



Tabla 28. Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho Bajo


Figura 46. Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho Bajo


5.4.5 Estimación de los caudales

La oferta de agua estimada en la microcuenca Huacrahuacho corresponde al volumen potencial teórico de agua que se mediría en un punto del río ubicado en el cierre de la microcuenca, antes de su desembocadura en el río Apurímac. El volumen total de escorrentía que se produce en Huacrahuacho aproximadamente alcanza los 110,0 MMC/año, distribuyéndose este volumen durante el año según el régimen estacional de las lluvias. Durante el periodo de máximas avenidas el caudal del río huacrahuacho puede alcanzar los 13,0 m3/s y en estiaje el caudal es de 0,5 m3/s en promedio. Este caudal de estiaje es sostenido por los flujos

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho Bajo


Pp (mm) 22 36 50 115 210 191 132 61 8 6 4 12 846

ETR (mm) 45 51 45 45 43 39 40 41 39 34 36 41 498

BH (mm) -23 -15 5 71 167 151 93 19 -31 -28 -32 -29 349



subsuperficiales y subterráneos que almacena la cuenca durante el periodo lluvioso que contribuye a la recarga hídrica del acuífero. Hay que tomar en cuenta que al hacer estas estimaciones de caudal corresponde a condiciones de escurrimiento natural.

5.5 Estimación de caudales

5.5.1 Caudal promedio histórico

A) Microcuenca Huacrahuacho

Se ha determinado para la cuenca del río Huacrahuacho, un caudal promedio anual de 3,5 m3/s, con caudales máximos en Febrero de 12,2 m3/s y mínimos en Julio y Agosto con 0,5 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 8,6 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 1,0 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 8,6

La Precipitación efectiva en la cuenca, que contribuye al escurrimiento superficial directo está en el orden de 420,0 mm,/año valor que está en equilibrio con la lámina de escurrimiento superficial anual, según la formulación conceptual del modelo de Lutz; sin embargo, estacionalmente el comportamiento de estas variables es diferente, debido al funcionamiento del sistema de retención y el gasto de la cuenca. La retención o almacenamiento hídrico de la microcuenca, se presenta entre Noviembre a Marzo, mientras que entre Abril a Octubre se inicia el gasto o descarga del acuífero que aportan al escurrimiento base, al cesar las lluvias. Se ha estimado que este escurrimiento base en el río Huacrahuacho de 0,25 m3/s. En la Tabla 29, se presenta el comportamiento mensual de la Precipitación Efectiva (PE), la lámina de escurrimiento (LE) y el caudal promedio histórico generados para la microcuenca de Huacrahuacho.

Tabla 29. Caudal promedio histórico del río Huacrahuacho

Cuenca Caudal promedio mensual del río Huacrahuacho (m

3/s)


PE (mm) 4 7 10 59 120 123 77 15 2 1 1 3 420 LE (mm) 6 8 8 45 104 115 77 28 11 8 5 6 420 Caudal 1 1 1 4 10 12 7 3 1 1 1 1 4

Fuente: Elaboración propia PE : Precipitación efectiva en mm LE : lámina de escorrentía en mm

El caudal aforado en el río Huacrahuacho por SENAMHI, durante Setiembre del presente año, fue de 0,054 m3/s en su curso bajo (Pto R3 en Figura 47). Este caudal es el excedente de la microcuenca, que queda luego de descontar las derivaciones de 03 canales principales



(puntos C1, C2 y C3 en Figura 47). Estos 03 canales también fueron aforados contabilizando en total un caudal derivado de 0,27 m3/s. Con estos aforos se obtiene una oferta hídrica del río Huacrahuacho de 0,32 m3/s, caudal instantáneo del día 17 de Setiembre. Si tenemos en cuenta que en la formulación del modelo de Lutz-Scholz, los caudales de estiaje se comportan según la expresión:

Donde: Qt = descarga en el tiempo t Qo = descarga inicial a = Coeficiente de agotamiento t = tiempo

Figura 47. Puntos de evaluación en campaña de aforos del SENAMHI/DGH Setiembre 2009. El punto R3 corresponde al punto integrador del escurrimiento superficial en microcuenca Huacrahuacho.


Se tiene una aproximación a los caudales diarios, al inicio y final de Setiembre de 2009, por lo que el caudal medio del río Huacrahuacho para Setiembre de 2009 sería de 0,33 m3/s, caudal que representa una anomalía de -45%, con respecto a su promedio histórico generado en ese mes (Figura 48).

)11()(

0

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t eQQ (XX)



Una descripción detallada de los caudales se adjunta en anexos informe de Comisión de servicio a Microcuenca Huacrahuacho.

Figura 48. Caudal promedio diario del río Huacrahuacho generado para Setiembre de 2009.


a) Microcuenca Jahuatapica Se ha determinado para la microcuenca del río Jahuatapica, un caudal promedio anual de 1,2 m3/s, con caudales máximos en Febrero de 4,0 m3/s y mínimos en Julio con 0,15 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 2,8 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,4 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 7,3. En la Tabla 30, se ilustra el comportamiento del caudal promedio histórico generado del río Jahuatapica.

Tabla 30. Caudal promedio histórico del río Jahuatapica


El caudal aforado en el río Jahuatapica por SENAMHI, durante Setiembre del presente año, fue de 0,25 m3/s. (Punto R-2 en Figura 47). Al realizar un análisis del caudal, a nivel diario; como el presentado en el ítem a), se tiene para Setiembre de 2009 un caudal promedio mensual de 0,23 m3/s.

Cuenca Caudal promedio mensual del río Jahuatapica (m

3/s)


PE (mm) 4 7 10 58 121 123 76 14 2 1 1 3 419 LE (mm) 5 7 8 40 101 113 76 36 14 8 5 5 419 Caudal 0 0 0 1 3 4 2 1 0 0 0 0 1



b) Microcuenca Descanso Se ha determinado para la microcuenca del río Descanso, un caudal promedio anual de 0,65 m3/s, con caudales máximos en Febrero de 2,2 m3/s y mínimos en Julio y Agosto con 0,09 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 1,5 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,2 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 6,7 (Tabla 31).

Tabla 31. Caudal promedio histórico del río Descanso

Cuenca Caudal promedio mensual del río descanso (m

3/s)


PE (mm) 4 6 10 55 121 120 73 14 2 1 1 3 409 LE (mm) 5 7 7 36 99 109 73 39 15 9 5 5 409 Caudal 0 0 0 1 2 2 1 1 0 0 0 0 1


El caudal aforado en el río Descanso por SENAMHI, durante Agosto del presente año, fue de 0,048 m3/s (Tabla 33).

c) Microcuenca Huacrahuacho Bajo Se ha determinado para la microcuenca Huacrahuacho bajo, un caudal promedio anual de 1,65 m3/s, con caudales máximos en Febrero de 5,6 m3/s y mínimos en Agosto con 0,23 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 3,9 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,5 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 7,2

En la Tabla 32, se presenta el comportamiento promedio histórico de los caudales generados para esta microcuenca.

Tabla 32. Caudal promedio histórico del río Huacrahuacho Bajo

Cuenca Caudal promedio mensual en Huacrahuacho Bajo (m

3/s)


PE (mm) 4 7 11 59 116 121 78 15 2 1 1 3 415 LE (mm) 5 7 8 42 96 111 78 36 14 9 5 5 415 Caudal 0 0 0 2 5 6 4 2 1 0 0 0 2


d) Quebradas y ríos de menor orden de corriente La caracterización de la oferta hídrica superficial en la cuenca del río Huacrahuacho, se sintetiza en la Tabla 33 y en el diagrama fluvial de la Figura 49. Los caudales han sido generados en los puntos de cierre de las quebradas, mediante una relación de proporcionalidad Caudal-Área; entre el caudal promedio de toda la cuenca y el área de recepción de las quebradas. El valor promedio corresponde al promedio multianual, los máximos y



mínimos corresponden a los caudales de avenidas y de estiaje. En la microcuenca Huacrahuacho Bajo, la quebrada más importante es Patactira, que aporta un caudal promedio anual de 0,23 m3/s. En la microcuenca Jahuatapica, la quebrada más importante es Pujahuatapiza que aporta un caudal promedio anual de 0,36 m3/s . En microcuenca descanso la quebrada más importante es la quebrada del mismo nombre, con un caudal promedio anual de 0,24 m3/s.

Tabla 33. Oferta hídrica superficial generada en microcuenca Huacrahuacho

Microcuenca Huacrahuacho Bajo

Qda Qmedio Qmàx Qmìn

(lt/s) (lt/s) (lt/s)

Casablanca 102,9 358,6 14,4

Chitibamba 131,1 456,9 18,4

Huilcamarca 173,8 605,9 24,3

Chunchullhuayco 222,4 775,1 31,1

Tocrayaje 151,3 527,3 21,2

Patactira 225,2 785,1 31,5

Otros 663,3 217,4 87,3

Total 1670,00 5681,5 228,2

Microcuenca Jahuatapica

Jahuatapico 105,9 369,3 14,8

Pampachulla 187,6 653,8 26,3

Pujahuatapiza 362,0 1261,8 50,7

Sondorcolla 141,3 492,4 19,8

Jahuatapiza 220,4 768,4 30,9

Irutira 156,6 545,9 21,9

Total 1173,8 4091,6 164,3

Microcuenca Descanso

Margen derecha 197,8 689,4 27,7

Margen izquierda 220,7 769,4 30,9

Descanso 243,0 847,0 34,0

Total 661,5 2305,7 92,6

Fuente: Elaboración propia Figura 49. Diagrama fluvial del río Huacrahuacho

5.5.2 Caudales extendidos

Se han extendido las series de precipitación, a nivel de las microcuencas; en base a la información de una estación ubicada en la misma zona pluviométrica de la microcuenca Huacrahuacho, luego se sigue la metodología de Lutz-Sholtz para la generación de series aleatorias de caudal.



Se ha utilizado información de la estación de Yauri, para generar series extendidas de precipitación areal; en la microcuenca de Huacrahuacho, mediante la siguiente relación:

PHuacra (i,j) = µhuacra (i) + δhuacra (i)*Zyauri(i,j) δmoll (i)= µhuacra (i) * Cv yauri(i)

Donde:

Phuacra (i,j) = Precipitación de Huacrahuacho en el mes i del año j µhuacra (i) = precipitación promedio de Huacrahuacho en el mes i δhuacra (i) = desviación estándar de la precipitación en Huacrahuacho en el mes i Zyauri(i,j) = valores estandarizados de la precipitación en Yauri en el mes i del año j Cv chal(i) = Coeficiente de variación de la precipitación en Yauri en el mes i

Para la extensión de los caudales, se utiliza el componente estocástico del Modelo de Lutz-Sholtz, que es un esquema modificado del modelo de Thomas Fiering, de la forma:

Donde:

Qt = Caudal del mes t, Q t-1 = Caudal del mes anterior, PE t = Precipitación efectiva del mes t,

B1, B2 y B3 = coeficientes del modelo de correlación Múltiple,

Z : número aleatorio de distribución uniforme con media “0” y desvest “1” S : error típico del modelo de correlación múltiple R2 : coeficiente de correlación múltiple

Solo se presenta en este acápite la información de precipitación y caudales generados para la microcuenca integral de Huacrahuacho.

)19(1321 2

1 rSzPEBQBBQ ttt(XXII)

(XXI)



a) Microcuenca Huacrahuacho Los caudales han sido extendidos para el periodo 1970 – 2007, habiéndose determinado los parámetros estadísticos básicos de las series de Precipitación y caudal, tal como se presenta en la Tabla 34.

Tabla 34. Parámetros estadísticos de la Precipitación y Caudal Microcuenca Huacrahuacho Parámetro PARAMETROS ESTADISTICOS DE LA PRECIPITACION

SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO ANUAL

Promedio(m3/s ) 21,1 35,7 49,5 113,5 206,3 187,4 130,2 59,7 7,4 5,9 3,6 12,2 832,5 Mediana (m3/s) 16,8 34,0 49,0 116,6 214,6 199,8 133,8 53,5 5,6 2,8 0,9 6,1 844,9

DS 21,0 23,6 31,2 41,0 70,9 73,8 56,8 37,6 8,3 10,4 5,9 20,2 245,3 CV 1,0 0,7 0,6 0,4 0,3 0,4 0,4 0,6 1,1 1,7 1,7 1,7 0,3

máx (m3/s) 79,6 102,7 188,0 183,6 390,7 383,2 266,0 190,2 33,0 51,3 24,1 119,0 1582,5 Min(m3/s) 0,0 0,0 6,5 28,0 47,5 11,8 26,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 255,6

Parámetro PARAMETROS ESTADISTICOS DE CAUDAL

SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO ANUAL

Promedio(m3/s ) 0,6 0,8 0,8 4,3 10,3 12,2 7,4 2,8 1,0 0,8 0,5 0,5 3,5 Mediana (m3/s) 0,5 0,8 0,9 4,5 11,2 13,3 7,9 2,8 0,9 0,7 0,5 0,3 3,7

DS 0,6 0,6 1,5 2,2 4,3 5,2 4,0 2,3 0,4 0,2 0,1 0,7 1,3 CV 0,9 0,7 1,0 0,5 0,4 0,4 0,5 0,7 0,4 0,2 0,2 1,4 0,3

máx (m3/s) 2,2 2,7 7,8 8,3 23,1 27,0 17,3 11,4 2,2 1,5 0,8 4,5 7,8 Min(m3/s) 0,0 0,0 0,1 0,2 2,4 1,3 0,4 0,2 0,7 0,7 0,4 0,1 0,6

Fuente: Elaboración propia DS : desviación estándar CV : coeficiente de variación

La precipitación máxima de 1582,5 mm, se presentó en el año hidrológico 1972-73 que coincide con un Evento Niño Moderado.

La precipitación mínima de 252,6 mm, se presentó el año hidrológico 1982-83, que coincide con el Evento El Niño. Los caudales promedio anual máximo de 15,0 m3/s y mínimo de 4,0 m3/s, también corresponden a los años 1972-73 y 1982-83, respectivamente. Los caudales y volúmenes medios en años secos, normales y húmedos se presentan en la Tabla 35 y Tabla 36. Se ha determinado las curvas de duración de caudal, para diferentes niveles de persistencia (Tabla 37, Figura 50 y 51).



Tabla 35. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos en microcuenca Huacrahuacho

AÑO CAUDAL PROMEDIO EN AÑOS SECOS , NORMALES Y HUMEDOS (m3/s)

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. TOTAL SECO 0,60 0,78 0,83 3,37 8,00 8,07 3,80 1,74 0,84 0,73 0,50 0,31 2,46

NORMAL 0,60 0,70 1,45 4,00 10,08 13,20 8,20 3,60 1,14 0,81 0,50 0,56 3,83 HUMEDO 0,71 1,24 1,93 6,14 14,88 16,85 11,36 3,91 1,15 0,75 0,48 0,79 5,04


Tabla 36. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos en Microcuenca Huacrahuacho

AÑO VOLUMENES DE AGUA PRODUCIDOS EN AÑOS SECOS, NORMALES Y HUMEDOS (MMC)

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. ANUAL

SECO 1,54 2,1 2,139 9,025 21,42 19,52 10,18 4,498 2,258 1,885 1,337 0,819 76,72 NORMAL 1,54 1,88 3,75 10,72 27,01 31,94 21,95 9,33 3,06 2,10 1,35 1,51 116,14 HUMEDO 1,83 3,33 5,01 16,44 39,86 40,76 30,43 10,14 3,08 1,93 1,27 2,11 156,19 Fuente: Elaboración propia Tabla 37. Caudales del río Huacrahuacho a diferentes niveles de Persistencia

Persistencia CURVAS DE PERSISTENCIA DE CAUDAL PROMEDIO MENSUAL (m3/s)

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. ANUAL P - 50% 0,5 0,8 0,9 4,5 11,2 13,3 7,9 2,8 0,9 0,7 0,5 0,3 3,69 P - 75% 0,2 0,5 0,7 2,7 8,1 9,3 5,2 1,8 0,8 0,7 0,4 0,1 2,54 P - 80% 0,2 0,4 0,6 2,4 7,2 8,9 4,8 1,5 0,7 0,7 0,4 0,1 2,33 P - 90% 0,0 0,1 0,4 0,8 6,1 6,7 2,5 0,8 0,7 0,7 0,4 0,1 1,61


Figura 50. Curvas de Persistencia de Caudal río Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

SET. OCT.NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO.

Cau

dal

(m3/

s)

Curvas de Persistencia de Caudal promedio mensual

P50%

P75%

P_80%

P_90%



Figura 51. Precipitación y caudal en años normales, secos y húmedos. Microcuenca de Huacrahuacho. Fuente: Elaboración propia 5.6 Análisis de Sequías Para identificar y caracterizar los periodos de deficiencias y excesos hídricos, en las series de precipitación generadas a nivel de la microcuenca del río Huacrahuacho, se ha utilizado la metodología de Deciles propuesta por Gibbs y Maher. Según este método, se establecen las categorías en la Tabla 38. Tabla 38. Categorías de deciles

Fuente: Lapinel Braulio. (Instituto de Meteorología de Cuba)

Los resultados de la aplicación de esta metodología, a la serie de Precipitación para el periodo 1970 – 2008; ha permitido identificar 11 años secos, 11 años húmedos y 17 años normales, tal como se indica en las Tablas 39 y 40, así como en la Figura 52.

El año hidrológico 1982-83, fue el más seco de la serie anual de Precipitación. La precipitación acumulada de este año alcanzó 255,6 mm. Durante este año se presentó el Meganiño 1982-83. El año hidrológico 1972-73 fue el más húmedo, con una precipitación acumulada anual de 1582,5 mm. Durante este año se presentó El Niño Moderado 1972-73.

Clasificación en tiempo Porcentaje Rango decil Muy por encima de la norma superior al 90 10

Bastante por encima de la norma 80 - 90 9 Por encima de la norma 70 - 80 8

En la norma 30 - 70 4 - 7 Por debajo de la norma 20 - 30 3

Bastante por debajo de la norma 10 - 20 2 Muy por debajo de la norma inferior al 10 1

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

SET.OCT.NOV.DIC. ENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN. JUL.AGO.

Cau

dal

(m

3/s)

Caudal en Años Normales, Secos y Húmedos

Año_normal

Año_Seco

Año_Húmedo

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

SET.OCT.NOV.DIC.ENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.

Pp_a

ño (m

m)

Precipitación en Años Normales, Secos y Húmedos

Año_normal

Año_Seco

Año_Húmedo



Tabla 39. Caracterización del Año Hidrológico en la microcuenca Huacrahuacho

Caracterización por deciles

Año Hidrológico Categoría Año Hidrológico Categoría

1970-71 ** Normal 1989-90 muy húmedo

1971-72 Normal 1990-91 húmedo

1972-73 * extrem húmedo 1991-92 * húmedo

1973-74 ** extrem húmedo 1992-93 * normal

1974-75 ** Normal 1993-94 * extrem húmedo

1975-76 ** Normal 1994-95 * normal 1976-77 exte,seco 1995-96 normal

1977-78 * exte,seco 1996-97 normal

1978-79 humedo 1997-98 * normal

1979-80 Seco 1998-99 ** normal

1980-81 muy seco 1999-00 ** normal

1981-82 exte,seco 2000-01 ** extrem húmedo

1982-83* exte,seco 2001-02 normal

1983-84 muy seco 2002-03 * muy húmedo 1984-85 muy seco 2003-04 normal 1985-86 Normal 2004-05 * seco

1986-87 * muy seco 2005-06 muy húmedo

1987-88 * muy húmedo 2006-07 seco

1988-89 ** Normal 2007-08 muy seco Eventos El Niño (*) Eventos La Niña (**) Fuente: Elaboración propia

Nota : La cronología de Eventos El Niño y la Niña están documentados por Lavado, W, en su estudio de Impactos del ENOS en la hidrología del Perú-2009

Tabla 40. Frecuencia decadal de Eventos secos, normales y húmedos

Categoría NUMERO DE EVENTO POR DECADA HUACRAHUACHO Total

1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2006 Eventos

Años secos 3 7 0 1 11

Años normales 3 2 7 5 17

Años húmedos 4 1 3 3 11 Fuente: Elaboración propia

El periodo más seco tuvo una duración de 06 años, se inicia en 1979 y termina en 1985. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 575,0 mm.

El periodo más húmedo tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre 1989 y 1992; siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 986,0 mm.

Hay una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos El Niño. Hay una mayor frecuencia de años normales asociados a Eventos La Niña.



Figura 52. Serie histórica de Precipitación caracterizada mediante deciles

En línea roja los umbrales correspondiente al rango normal de precipitación


Durante la décadas 1980-89, se presenta el mayor número de años secos. Durante la década 1970-79, se presenta el mayor número de años húmedos.

5.7 Análisis de máximas avenidas

Para la determinación de los caudales máximos de avenidas en el río Mollebamba se ha utilizado el programa HEC-HMS, asumiendo una Tormenta hipotética de distribución uniforme en la cuenca.

5.7.1 Curvas IDF Se ha utilizado información de Pmáx 24h, de la estación de Yauri ubicada a 3925,0 msnm para la construcción de las curvas IDF en Huacrahuacho. Se ha tomado esta información asumiendo una transposición de tormentas homogénea desde Yauri hacia el centro de masa de la microcuenca de Huacrahuacho que está en 4000, msnm. Mediante el software de análisis de frecuencias hidrológicas Hyfran, se realiza el ajuste probabilístico de la Pmáx24h, determinando que el modelo de mejor ajuste es de tipo Gamma (Figura 53). Las precipitaciones máximas obtenidas con el modelo Gamma para diferentes tiempos de retorno se indican en la Tabla 41 y 42.

0

2

4

6

8

10

12

1969

-70

1970

-71

1971

-72

1972

-73

1973

-74

1974

-75

1975

-76

1976

-77

1977

-78

1978

-79

1979

-80

1980

-81

1981

-82

1982

-83

1983

-84

1984

-85

1985

-86

1986

-87

1987

-88

1988

-89

1989

-90

1990

-91

1991

-92

1992

-93

1993

-94

1994

-95

1995

-96

1996

-97

1997

-98

1998

-99

1999

-00

2000

-01

2001

-02

2002

-03

2003

-04

2004

-05

2005

-06

2006

-07

2007

-08

Decil

Rangos decílicos de la Precipitación anual - Huacrahuacho

SEQUIAS

EXCESOS



Figura 53. Ajuste probabilístico de Pmáx en Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

Tabla 41. Pmáx para diferentes tiempos de retorno


Tabla 42. Tormentas en Huacrahuacho para diferentes duraciones y tiempo de retorno Periodo P.Max24H Duración en minutos

retorno (años) (mm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 5 37,8 10,9 13,0 14,4 15,4 16,3 17,1 17,7 18,4 18,9 19,4 19,9 20,3 10 42,9 12,4 14,7 16,3 17,5 18,5 19,4 20,1 20,8 21,5 22,0 22,6 23,0 20 47,4 13,7 16,3 18,0 19,4 20,5 21,4 22,3 23,0 23,7 24,3 24,9 25,5 50 52,8 15,2 18,1 20,1 21,6 22,8 23,9 24,8 25,6 26,4 27,1 27,8 28,4

100 56,6 16,3 19,4 21,5 23,1 24,4 25,6 26,6 27,5 28,3 29,1 29,8 30,4 1000 68,2 19,7 23,4 25,9 27,8 29,4 30,8 32,0 33,1 34,1 35,0 35,9 36,6


Para la desagregación temporal de las precipitaciones máximas, se ha utilizado el método de Dick y Pescke, con la siguiente ecuación:

T (años) Pmáx (mm)

5 37,8

10 42,9

20 47,4

50 52,8

100 56,6

1000 68,2

25.0

241440

dPP hd

(XXIII)



Donde: Pd= lluvia máxima de duración 5’<d<1440’ d = duración de la lluvia en min. P24h= lluvia máxima diaria en mm.

Mediante la aplicación de la expresión XXII, se ha logrado determinar las intensidades de precipitación para diferentes duraciones, correspondientes a la mcrocuencas de Huacrahuacho, tal como se muestra en la Tabla 43.

Tabla 43. Intensidades máx de precipitación (mm/h) para diferentes duraciones y tiempos de Retorno

Periodo Duración en minutos

retorno (años) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120.0 5 65,5 38,9 28,7 23,1 19,6 17,1 15,2 13,8 12,6 11,6 10,8 10,2

10 74,3 44,2 32,6 26,3 22,2 19,4 17,3 15,6 14,3 13,2 12,3 11,5 20 82,1 48,8 36,0 29,0 24,6 21,4 19,1 17,3 15,8 14,6 13,6 12,7 50 91,5 54,4 40,1 32,3 27,4 23,9 21,3 19,2 17,6 16,3 15,1 14,2 100 98,0 58,3 43,0 34,7 29,3 25,6 22,8 20,6 18,9 17,4 16,2 15,2 1000 118,1 70,2 51,8 41,8 35,3 30,8 27,4 24,8 22,7 21,0 19,6 18,3


En la Figura 54, se muestran las curvas IDF para diferente periodo de retorno y diferentes duraciones.

Figura 54. Curva IDF al centroide de la microcuenca Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia



5.7.2 Tiempo de concentración de la microcuenca Existen diferentes ecuaciones empíricas para la determinación del tiempo de concentración de la cuenca, en función a sus parámetros morfométricos. Para nuestra modelización con Hec-Hms, hemos utilizado los modelos de Kirpich y de Temez, tomando al final un tiempo promedio. En la Tabla 44, apreciamos los valores determinados para nuestra área de estudio.

Tabla 44. Tiempo de concentración de la microcuenca de Huacrahuacho

Fuente: Elaboración propia El análisis de máximas avenidas en Huacrahuacho, se ha realizado para dos puntos de control : Un primer punto ubicado en la confluencia de los ríos Descanso y Jahuatapica y un punto final ubicado aguas abajo en la desembocadura del río Huacrahuacho en el río Apurímac, tal como se aprecia en la Figura 55.

Figura 55. Ubicación de los puntos de control para la determinación de caudales máximos en la microcuenca de Huacrahuacho


SUB_CUENCAS Area Pendiente

río Longitud río Tiempo de concentración (horas)

(Km2) (m/m) (km) Kirpich Temez Promedio Pto control 1 135,13 0,0373 18,44 2,22 2,66 2,44 Pto control 2 257,68 0,0230 40,00 4.85 5,39 5,12



5.7.3 Caudales máximos de avenidas con HecHMS En la Figura 56, se muestra el esquema hidrológico desarrollado en el software HecHMS, para el proceso de la simulación de los caudales en función a las precipitaciones que se han determinado en los párrafos anteriores.

Figura 56. Esquema del modelamiento hidrológico con Hec-Hms Fuente: Elaboración propia

En la Tabla 45, se muestran los valores de los caudales a diferentes periodos de retorno, para los dos puntos seleccionados en el esquema hidrológico de la microcuenca del Huacrahuacho.

Tabla 44. Caudales probabilísticos en (m3/s) para diferentes tiempos

de retorno

Microcuenca Tiempo de retorno (Años)

5 10 20 50 100

Pto 1 49,1 69,7 90,2 116,8 137,0

Pto 2 51,8 73,7 95,3 123,4 144,7


5.8 Escenarios futuros del clima y escurrimiento en Huacrahuacho

5.8.1 Escenarios de Precipitación Se analizaron 03 modelos climáticos globales, con la finalidad de comparar espacialmente su climatología (1970-2000) con la precipitación generada en el presente estudio, para la microcuenca de Huacrahuacho En las Figuras 57, 58 y 59, se presenta diferentes formas de comparar la climatología de los modelos; con los datos observados a escala de tiempo mensual. El modelo CSMK3, es el que mejor representa la precipitación para Huacrahuacho.



0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

ene feb mar abr may jun jul ago set oct nov dic

Pp

(mm

)Pobs y de modelos climàticos

CSMK3

BCM2

MIHR

Pobs

Figura 57. Climatología de la Precipitación mensual según diferentes modelos (1970-2000). En violeta se tiene la precipitación observada. Fuente: Elaboración propia

Figura 58. Diagramas de cajas de la climatología del aporte de precipitación estacional para diferentes modelos Fuente: Elaboración propia

Figura 59. Curvas de densidad

acumulada de la precipitación estacional para diferentes modelos


Modelos

JJA

MA

M

DEF

SO

N

Obs

MIH

R

CSM

K3

BC

M2

Obs

MIH

R

CSM

K3

BC

M2

Obs

MIH

R

CSM

K3

BC

M2

Obs

MIH

R

CSM

K3

BC

M2

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

Pp

(m

m)

Gráfica de caja de Precipitación estacional

10007505002500

100

75

50

25

0

160012008004000

100

75

50

25

0

10007505002500

100

75

50

25

0

4003002001000

100

75

50

25

0

SON

Po

rce

nta

je

DEF

MAM JJA

BCM2

CSMK3

MIHR

Obs

Modelos

Normal

CDF empírica de Precipitación por trimestre



Según estos resultados, se observa que los modelos climáticos sobreestiman la precipitación observada; sin embargo, el modelo climático CSMK3, es el que mejor se aproxima a los valores observados a nivel de la microcuenca de Huacrahuacho. Se ha analizado todas las salidas de los 03 modelos, a fin de evaluar diferentes entradas de precipitación para cuantificar la oferta hídrica futura para las décadas 2021-30; 2031-40 y 2041- 50.

Los resultados son presentados indicando las anomalías (% de cambio) de la precipitación modelada, con respecto a la climatología del periodo de referencia (1970-2000); y para dos escenarios de emisiones A1B y B1, tal como se indica en las Tablas 46 y 47.

La condición más crítica de la precipitación anual, para la década 2021-30, corresponde a las salidas del modelo BCM2 en el escenario A1B, el cual da una anomalía de -3% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -17% de deficiencia de lluvia en promedio.

Para la década 2031-2040, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida del mismo modelo CSMK3 en el escenario A1B, que da una anomalía de -5% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación, es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Para el trimestre MAM se esperaría una deficiencia de -6%.

Para la década 2041-2050, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida modelo BCM2 en el escenario A1B, que da una anomalía de -1,4% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación, es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Según este mismo modelo el trimestre DEF y presentaría una deficiencia de -6%.

Para el escenario B1, la condición más crítica en la precipitación anual corresponde a las salidas del modelo CSMK3, para la década 2041-2050, periodo durante el cual la precipitación anual alcanzaría un déficit de -4% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra básicamente en el trimestre JJA con un déficit de -16%.



Tabla 46. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario A1B

MES

ESCENARIO A1B

2021-2030 2031-2040 2041-2050

MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2

enero 0,0% 0,7% -5,7% -0,8% -3,0% 4,4% 4,0% 6,6% 0,9%

febrero 1,4% -10,0% 3,7% -3,5% 7,9% 6,0% 5,3% 9,6% 8,1%

marzo 3,6% 0,1% 11,0% -1,7% -4,2% 5,7% 1,5% 2,3% 7,0%

abril 6,8% 7,5% 7,2% 9,6% 7,1% 13,9% 18,8% 0,9% -20,6%

mayo 5,8% -45,0% -13,7% -31,2% -47,9% -16,4% 1,4% -20,1% 10,8%

junio 24,9% -5,8% -11,1% -19,7% -3,8% -11,1% -16,3% -15,9% -21,8%

julio -37,6% 5,1% -15,8% 6,9% -7,3% 1,4% -34,2% 7,2% -19,7%

ago -33,3% -11,1% -23,4% -29,2% -29,8% -22,0% -9,7% -27,2% -6,9%

set 1,8% 16,0% -12,6% -34,7% 30,1% 3,5% -13,8% 22,6% -21,8%

oct -1,6% 5,6% 4,3% -4,0% 8,7% -12,4% -23,4% -12,7% -5,2%

nov -2,4% -2,8% 6,1% 8,8% -44,2% 6,7% -2,1% -10,5% -1,0%

dic -12,1% 14,4% -15,4% 1,5% 7,1% -4,9% -0,5% -14,2% 9,5%

anual -1,5% -0,3% -2,6% 0,6% -5,4% 0,2% 0,0% 0,7% -1,4%


Tabla 47. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario B1

MES

ESCENARIO B1

2021-2030 2031-2040 2041-2050


enero 5,7% -10,9% -4,3% 11,3% 10,8% -5,0% 11,2% -1,9% -11,9%

febrero 1,2% 0,9% -6,7% -2,8% 3,0% -8,4% -1,6% -4,8% -2,3%

marzo -4,4% 3,0% 13,9% -0,7% -9,4% 12,2% -0,3% -1,6% 3,6%

abril -7,4% 23,7% -3,9% 13,1% 15,5% -4,3% -11,5% 2,0% -5,8%

mayo -15,1% -39,6% -21,2% -51,5% -7,1% -2,7% -30,0% -22,3% -16,0%

junio -15,7% -35,6% -12,1% -8,7% 23,0% 10,9% 13,9% 31,5% -23,2%

julio -12,1% -11,5% -21,2% 4,9% -23,4% -39,0% -35,3% -9,0% -30,8%

ago -33,4% -16,2% 3,0% -42,2% -12,8% -9,8% -32,3% -21,2% 3,9%

set 0,1% -7,3% -4,0% 5,3% 10,5% 9,3% -6,7% 20,9% 14,5%

oct -11,5% 5,9% -10,8% -21,8% 22,5% 5,3% -22,9% 8,3% 5,7%

nov -7,1% -3,7% 3,5% 11,2% -20,7% -3,1% 2,7% -3,5% 11,8%

dic -2,4% -5,6% -0,1% 1,7% 2,2% -4,9% -4,3% -37,4% 1,4%

anual -3,1% -2,7% -3,1% 0,5% 2,8% -1,7% -2,9% -3,5% -0,8%


En las Figuras 60 y 61, se ilustra las anomalías de la precipitación mensual expresados en porcentaje (%), para los 03 modelos climáticos, dos escenarios de emisiones y para las 03 décadas analizadas.



Figura 60. Anomalía mensual de la Figura 61. Anomalía mensual de la

precipitación según diferentes precipitación según diferentes modelos para las décadas modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50 2021-30, 2031-40 y 2041-50 Escenarios A1B escenarios B1


-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


(%)

Anomalías de Precipitación (%) 2021-30 A1B

MIHR

CSMK3

BCM2

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


(%)

Anomalías de Precipitación (%) 2021-30 B1

MIHR

CSMK3

BCM2

-60.0%

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%


(%)


MIHR

CSMK3

BCM2

-60.0%

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


(%)


MIHR

CSMK3

BCM2

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC(%)


MIHR

CSMK3

BCM2

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC(%)


MIHR

CSMK3

BCM2



5.8.2 Escenarios de Temperatura Los escenarios de temperatura han sido analizados de igual forma para los mismos modelos climáticos utilizados en Precipitación y para los escenarios A1B y B1, se obtuvieron en la temperatura que se producirían en la microcuenca de Huacrahuacho, para diferentes periodos. En las Tablas 48 y 49, se presenta los resultados de este análisis para dos escenarios de emisión A1B y B1. Las salidas de los modelos climáticos con respecto a la variable temperatura media, son expresados en anomalía (ºC) con respecto a la climatología de la temperatura media del periodo de referencia 1970-2000.

Para las décadas de interés en este estudio, las salidas del modelo MIHR para el escenario A1B indica los mayores incrementos de la temperatura anual entre 1,8ºC a 3,3ºC, en el periodo 2011-2040 y 2041-2070, respectivamente. En el escenario B1, el modelo MIHR da las condiciones más críticas de incremento en la temperatura media anual, que se incrementa entre 1,8ºC y 2,9ºC, en el periodo 2011-2040 y 2040-2070, respectivamente Tabla 48. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos

para el escenario A1B

MES

DE ANOMALIA DE TEMPERATURA (ºC) A1B

2011-40 2041-70 2071-2100

BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3

JAN 0,8 1,9 0,7 1,9 3,3 1,6 2,9 5,0 2,4

FEB 0,8 2,0 0,7 2,0 2,9 1,2 2,8 4,9 2,3

MAR 0,9 1,7 0,7 1,8 3,0 1,5 2,8 4,4 2,2

APR 0,8 1,6 0,9 1,6 2,8 1,5 2,6 4,4 2,3

MAY 0,4 1,8 0,6 1,6 3,2 1,5 2,6 4,7 2,4

JUN 0,5 1,8 0,6 1,5 3,2 1,9 2,5 5,0 3,1

JUL 0,3 1,8 0,7 1,6 3,5 1,9 2,8 5,2 3,0

AUG 0,8 1,5 0,9 2,2 3,3 1,7 3,3 5,0 3,0

SEP 0,5 1,5 0,8 2,1 3,3 1,9 3,1 5,2 3,0

OCT 0,7 2,0 0,6 1,9 3,7 1,4 3,0 5,5 2,4

NOV 0,7 2,0 0,7 1,9 3,7 1,7 2,7 5,6 2,5

DEC 0,9 2,2 0,8 2,0 3,8 1,6 2,8 5,4 2,5

ANUAL 0,7 1,8 0,7 1,8 3,3 1,6 2,8 5,0 2,6




Tabla 49. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario B1


5.8.3 Escenarios de disponibilidad hídrica La simulación de los escenarios de disponibilidad hídrica, han sido calculados considerando las diferentes entradas de proyecciones de Precipitación y Temperatura de los 3 modelos climáticos; para los dos escenarios de emisiones A1B y B1. En total se han tenido por cada modelo, 6 entradas de precipitación y temperatura para las décadas 2021-30, 231-40 y 2041-50, totalizando en total 18 entradas, lo que implica la simulación de 18 escenarios de disponibilidad hídrica para la microcuenca del río Huacrahuacho. Los resultados son expresados en anomalías (%), que representan el porcentaje de cambio del caudal con respecto al periodo de referencia 1970-2008 (Tablas 50 y 51). Estos resultados indican que para la década 2021-30, la condición más crítica de deficiencia hídrica es proyectada por el modelo MIHR en el escenario A1B, que dan una anomalía de caudal anual de -13% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente esta anomalía es más intensa en el trimestre DEF, del orden de -20%.

Para la década 2031-40, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da un déficit del caudal anual de -15%, con respecto al periodo de

MES

ANOMALIA DE TEMPERATURA (ºC) B1

2011-40 2041-70 2071-2100

BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3

JAN 0,3 1,7 0,6 0,8 2,5 1,2 1,4 3,6 1,6

FEB 0,2 1,5 0,4 0,6 2,7 1,2 1,1 3,3 1,7

MAR -0,4 1,6 0,7 0,5 2,7 1,2 1,0 3,4 1,5

APR -0,3 1,6 0,7 -0,1 2,6 1,1 0,4 3,4 1,5

MAY -0,6 1,7 0,4 0,0 2,9 1,1 0,2 3,6 1,4

JUN -0,9 1,6 0,4 -0,8 2,8 1,2 0,0 3,4 1,9

JUL -1,1 1,8 0,5 -0,8 3,0 1,2 0,0 3,7 1,8

AUG -1,1 1,6 0,4 -0,2 2,5 1,3 0,2 3,8 1,6

SEP -0,6 1,8 0,4 0,0 2,8 1,2 0,4 3,5 1,6

OCT -0,1 2,1 0,4 0,5 3,3 0,9 1,1 3,9 1,6

NOV 0,2 2,0 0,8 0,7 3,3 1,1 1,2 3,8 1,6

DEC 0,4 2,0 0,5 0,9 3,1 1,2 1,4 3,9 1,7

ANUAL -0,3 1,8 0,5 0,2 2,9 1,2 0,7 3,6 1,6



referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en el trimestre DEF, con anomalías de caudal de -19%.

Tabla 50. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario A1B

ANOMALIAS DE CAUDAL (%) - ESCENARIO A1B

2021-30 2031-40 2041-50


set -3,2% -2,8% -16,2% -20,4% 4,2% -5,5% -11,6% 2,8% -21,2%

oct -10,6% -6,7% -8,0% -13,8% -3,9% -16,5% -26,2% -17,9% -16,4%

nov -18,1% -26,1% 3,4% -3,3% -58,0% 12,6% -21,2% -33,6% -10,6%

dic -61,6% 42,7% -51,0% -29,3% 16,1% -11,3% -36,6% -37,9% 17,5%

enero -12,8% -2,0% -1,9% -15,8% -0,5% 1,9% -19,2% -3,7% -5,1%

febrero -12,6% -13,0% -4,5% -18,2% -4,1% 3,0% -15,8% -0,8% -7,2%

marzo -3,5% -2,9% 15,5% -15,4% -10,4% 15,4% -11,3% 6,4% 6,0%

abril 4,2% -3,6% -4,1% 5,1% -3,8% 7,1% 13,2% -7,5% -25,9%

mayo 0,1% -23,0% -19,4% -4,0% -23,3% -19,1% -0,7% -19,7% -17,0%

junio 1,4% -19,2% -19,9% -3,9% -18,9% -19,3% -3,6% -20,1% -21,4%

julio -6,1% -19,1% -21,5% -1,4% -20,5% -19,1% -5,8% -18,6% -22,0%

ago -12,9% -17,1% -21,2% -12,1% -23,2% -19,0% -6,4% -21,4% -16,5%

anual -12,7% -4,1% -5,7% -14,5% -5,4% 1,7% -14,3% -6,6% -5,5%


Tabla 51. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario B1


Para la década 2041-2050, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da

ANOMALIAS DE CAUDAL (%) - ESCENARIO B1

2021-30 2031-40 2041-50


set -3,1% -14,2% -11,0% 1,9% 2,0% -4,6% -6,7% -2,1% -3,2%

oct -16,3% -7,5% -17,7% -20,2% 20,4% -5,1% -24,1% -6,5% -6,2%

nov -23,0% -28,8% 1,8% 13,5% -25,2% -8,6% -9,9% -29,9% 15,4%

dic -32,7% -21,8% -3,% -10,8% 26,6% -17,1% -40,4% -96,2% -1,5%

enero -15,2% -6,3% 1,8% -20,2% -4,2% 2,4% -25,7% -4,6% -4,7%

febrero -10,6% -6,2% -7,1% -6,3% 12,0% -8,1% -13,5% -11,2% -5,4%

marzo -14,9% 0,6% 24,1% -2,0% -5,9% 22,0% -9,5% -9,3% 4,1%

abril -6,4% 12,8% -12,6% 14,7% 14,3% -12,7% -9,7% -10,1% -14,9%

mayo -1,9% -22,4% -20,0% -5,9% -17,3% -17,9% -3,7% -20,5% -19,5%

junio -3,1% -23,1% -19,8% -1,8% -14,0% -16,9% 0,2% -15,2% -21,3%

julio -3,2% -21,1% -22,0% -1,0% -21,8% -24,1% -5,8% -20,9% -23,2%

ago -12,6% -19,1% -12,0% -14,6% -13,7% -15,9% -12,5% -21,1% -12,2%

anual -10,6% -3,9% -0,9% -7,1% 3,0% -2,4% -12,7% -5,0% -4,9%



un déficit en el caudal anual de -14%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres SON y DEF con anomalías de caudal del orden de -20% en cada caso. Existe consenso en los 3 modelos en las proyecciones de una disminución de los caudales de estiaje del río Huacrahuacho, en los dos escenarios analizados. En las Figuras 62 y 63, se han graficado las anomalías mensuales de caudal utilizando las salidas de los 03 modelos utilizados

Figura 62. Anomalía década 2031-40 Figura 63. Anomalía década 2021-30

Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia

En la Figura 64, se muestra la anomalía mensual del caudal que se esperaría en la microcuenca de Huacrahuacho, para el periodo del 2021 al 2050, en base a las proyecciones de precipitación y temperatura de los modelos climáticos utilizados en nuestro análisis.

Figura 64. Gráfico de Anomalía mensual de caudal según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031- 40 y 2041-50, escenario A1B.

-70.0%

-60.0%

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%


An

om

alì

a (

%)

Anomalìa de caudal dècada 2031-40 (A1B)

MIHR

BCM2

CSMK3

-80.0%

-60.0%

-40.0%

-20.0%

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%


An

om

alì

a (

%)


MIHR

BCM2

CSMK3

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


An

om

alì

a (

%)


MIHR

BCM2

CSMK3



Fuente: Elaboración propia VI. CALIDAD DE AGUA Los trabajos de campo realizados en Setiembre de 2009, como parte del diagnóstico rápido de la microcuenca de Huacrahuacho, permitieron hacer mediciones de la calidad y cantidad de los recursos hídricos, en las principales quebradas y manantes del sistema hídrico de la microcuenca. La información que se presenta en este capítulo corresponde a mediciones puntuales que dan una idea general de los aspectos de calidad y cantidad del recurso hídrico en de la microcuenca en la época de estiaje, por lo tanto no puede tener una caracterización de la calidad de agua sino se dispone de un sistema de monitoreo que aporte mayor información. Los resultados obtenidos de la calidad del agua, se muestra en la Tabla 52. La ubicación espacial de los puntos de muestreo, se presenta en la Figura 65. En relación a la temperatura, los resultados indican diferencias térmicas en los diferentes puntos de muestreo, y esto es normal si tenemos en cuenta que esta variable se ve influenciada por diferentes factores como la hora de lectura, del clima local y de las influencias del entorno, además la temperatura afecta de manera indirecta otros parámetros de calidad como el Oxígeno Disuelto (OD), la DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno). En las quebradas los valores de temperatura obtenidos oscilaron entre 9,3°C a 20,3°C, obteniéndose la más baja en la quebrada K'asillo Kocllpa Phatanga - Q1, la misma que se realizo a 10:10 horas el valor más alto se obtuvo en la quebrada Rumichaca cuya medición se efectúo a las 12:45 Horas. En los Manantes las temperaturas oscilaron entre 9,0°C y 16,7°C, donde el valor más alto se obtuvo en el manante Huanocta (M11), cuyo valor se justificaría debido a que en este manante las aguas ya no discurren y se encuentra en proceso de extinción. En los canales y el río los valores oscilan entre 16,7 y 20,7, obteniéndose el valor más bajo en Canal 1 – Quirmachakayre (C2) y el más alto se obtuvo en el río Huacrahuacho (R3). Estas diferencas térmicas en estos puntos de muestreo se debe básicamente a la ubicación altitudinal de los mismos, por lo tanto no se puede inferir alguna perturbación térmica atribuible a agentes contaminantes. El ph, es un término para determinar la intensidad ácida o alcalina de una solución, en campo los valores obtenidos oscilan entre 5,90 y 8,39; valores por debajo de 6,5 se encontraron en las quebrada: Miskipuqio (Q4), Soclla (Q5), Coacca Punko (Q9), Patactira (Q13), a excepción de estos puntos las



quebradas restantes presentan aguas apropiadas para el riego y conservación de la biodiversidad. Tabla 52. Parámetros de calidad de agua evaluados en diferentes puntos de muestreo

PUNTO ESTE NORTE ALTITUD TEMP ph D.O. C.E.

X (m) Y (m) msnm °C Mg/l µ5/cm 1 Q1 260842 8389314 4252 9,3 7,86 7,79 966 2 Q2 260564 8389747 4236 14,7 7,35 6,23 745 3 Q3 260354 8389761 4226 18,5 8,39 9,58 528 4 Q4 258739 8389335 4217 12,0 6,03 1,68 238 5 Q5 258288 8389549 4145 15,5 7,97 2,72 648 6 Q6 252449 8389508 4254 9,8 6,08 8,21 233 7 R1 242171 8394440 3887 19,8 8,17 8,34 244 8 Q7 255197 8390858 4017 18,0 7,57 4,85 952 9 Q8 253977 8390046 3988 19,3 7,4 3,5 175,8 10 Q9 252273 8393352 3975 19,1 6,2 4,1 114,6 11 Q10 258194 8392742 4120 13,3 7,0 1,3 502 12 Q11 256583 8394876 4082 20,3 7,82 2,22 1261 13 Q12 254007 8396183 4024 18,9 8,07 1,6 501 14 Q13 249775 8396111 4076 14,8 5,9 2,22 611 15 Q14 242843 8394980 3905 16,4 8,02 2,54 185,9 16 Q15 256640 8389577 4069 13,4 7,81 2,51 576 17 Q16 248799 8391827 3926 20,4 8,15 1,3 531 18 R2 253499 8390067 3973 18,9 8,17 2,09 509 19 R3 238457 8393277 3857 20,7 8,16 5,52 540 20 C1 248575 8392208 3921 16,8 8,5 2.07 535 21 C2 250858 8391688 3946 16,7 8,39 1,59 568 22 C3 245361 8392619 3897 16,9 8,07 3,04 571 23 M1 258456 8389144 4250 9,0 7,98 4,23 88.6 24 M2 258449 8389153 4247 9,0 7,98 4,23 88.6 25 M3 258465 8389227 4226 9,1 6,03 7,53 88.5 26 M4 258452 8389273 4208 9,7 7,05 7,25 117 27 M5 257612 8389057 4174 11,5 7,42 5,93 220 28 M6 242126 8394398 3887 13,8 5,78 0,26 284 29 M7 257493 8388634 4220 10,2 4,69 6,09 112,7 30 M8 257597 8388498 4229 10,1 5,82 5,77 135,8 31 M9 257464 8388796 4188 13,5 7,9 4,42 192.4 32 M10 256973 8389484 4095 12,7 7,94 4,18 214 33 M11 256263 8389572 4090 16,7 8,86 6,26 219 34 M12 254995 8391089 4035 15,9 7,97 3,23 653 35 M13 253989 8390273 3997 17,4 5,7 3,3 138,3 36 M14 253973 8390425 4001 12,1 7,6 3,5 268 37 M15 258476 8393947 4088 12,8 5,9 2,5 511 38 M16 258952 8393736 4134 14,1 5,3 2,3 129,7 39 M17 253781 8395005 4129 12,3 6,15 2,02 512 40 M18 250834 8397992 4212 12,7 7,89 2,58 794

Fuente: Elaboración propia Q : Quebrada M : Manante R : Río C : canal

En los Manantes los valores de Ph oscilaron entre 4,69 y 7,98, siendo el Manante k'oello Ccacca (M7), donde se ha obtenido el valor más bajo y en las



aguas provenientes del Manante K'asillo Pauphe (M1 y M2) los valores más altos. El nivel de oxígeno disuelto puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal. Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir. Niveles aceptables de OD para la vida de peces y otros organismos acuáticos están entre 5,0 mg /lt y 8,0 mg/lt.

Figura 65. Puntos de monitoreo del agua en cantidad y calidad, en microcuenca Huacrahuacho, durante campaña de setiembre-2009

Fuente: Elaboración propia En la mayor cantidad de puntos de muestreo no se ha encontrado estos niveles adecuados de OD, posiblemente debido al pastoreo de llamas, vacas y otros animales domésticos que contaminan y arrojan materia orgánica a las fuentes de agua causando la degradación de la misma. En valor más bajo es de 0,26 en el Manante (M6) y el valor más alto se obtuvo en la quebrada K'asillo Phatanga Lupinaria (Q3), con un valor de 9,58 mg/l., que es el agua más limpia de la microcuenca.

La conductividad eléctrica (CE) es la capacidad de un agua para conducir electricidad y, depende de la concentración total de sustancia ionizada disuelta en el agua, Los valores obtenidos en campo oscilaron entre 88,50 y 1262



uS/cm, siendo el valor más bajo el obtenido en el manante K'asillo Pauphe (M4) y el valor más alto en la quebrada Rumichaca (Q11). En base a los valores de conductividad eléctrica obtenidos del muestreo se puede decir que el agua en huacrahuacho es de buena calidad. La CE es un indicador indirecto del grado de mineralización del agua; los resultados obtenidos indican un grado de mineralización débil (poco aporte de Ca y Mg) Tabla 53. Parámetros hidráulicos y caudales medidos en puntos de

muestreo de agua

PUNTO ESTE NORTE METODO

AFORO ALTITUD VELOCIDAD AREA CAUDAL

X Y msnm m/s m2 m3/s 1 Q1 260842 8389314 V 4252 0,1809 0,1077 0,0229 2 Q2 260564 8389747 V 4236 0,294 0,063 0,0185 3 Q3 260354 8389761 V 4226 0,2353 0,185 0,049 4 Q4 258739 8389335 V 4217 0,4425 0,0123 0,0054 5 Q5 258288 8389549 V 4145 0,5551 0,1163 0,0854 6 Q6 252449 8389508 Vol 4254 0,0004 7 R1 242171 8394440 V 3887 0,126 0,021 0,003437 8 Q7 255197 8390858 V 4017 0,275754 0,0335 0,010806 9 Q8 253977 8390046 V 3988 0,1438 0,1808 0,0276 10 Q9 252273 8393352 V 3975 0,1357 0,272 0,0482 11 Q10 258194 8392742 V 4120 0,3725 0,043 0,0172 12 Q11 256583 8394876 V 4082 0,4219 0,075 0,0335 13 Q12 254007 8396183 V 4024 0,1333 0,027 0,0041 14 Q13 249775 8396111 V 4076 0,2369 0,026 0,0065 15 Q14 242843 8394980 Vol 3905 0,00003 16 Q15 256640 8389577 Vol 4069 0,0009 17 Q16 248799 8391827 Vol 3926 0,0002 18 R2 253499 8390067 V 3973 0,4088 0,515 0,2489 19 R3 238457 8393277 V 3857 0,0732 0,695 0,0539 20 C1 248575 8392208 V 3921 0,2632 0,476 0,1245 21 C2 250858 8391688 V 3946 0,2619 0,1242 0,0371 22 C3 245361 8392619 V 3897 0,2139 0,4923 0,1088 23 M1 258456 8389144 V 4250 0,5583 0,0585 0,0342 24 M2 258449 8389153 V 4247 0,383 0,0163 0,0076 25 M3 258465 8389227 V 4226 0,2503 0,009 0,0023 26 M4 258452 8389273 V 4208 0,2678 0,0088 0,0023 27 M5 257612 8389057 V 4174 0,4809 0,0435 0,0236 28 M6 242126 8394398 Vol 3887 0,000125 29 M7 257493 8388634 Vol 4220 0,00002 30 M8 257597 8388498 Vol 4229 0,00003 31 M9 257464 8388796 Vol 4188 0,00001 32 M10 256973 8389484 Vol 4095 0,0001 33 M11 256263 8389572 S/D 4090 S/D 34 M12 254995 8391089 Vol 4035 0,0003 35 M13 253989 8390273 Vol 3997 0,0001 36 M14 253973 8390425 Vol 4001 0,0001 37 M15 258476 8393947 Vol 4088 0,0001 38 M16 258952 8393736 S/D 4134 S/D 39 M17 253781 8395005 Vol 4129 0,5059 0,01 0,0054 40 M18 250834 8397992 Vol 4212 0,425 0,007 0,003



Q: Quebrada R: Río C: Canal M: Manante V: Aforo por Vadeo Vol: Aforo Volumétrico Durante el trabajo de campo, se ha identificado que el agua que discurre por algunas quebradas es producto del escurrimiento superficial de la cuenca y en otras tienen el aporte de los manantes que viene hacer el afloramiento de agua subterránea. En la Tabla 53 se muestra el resumen de los aforos realizados en los diferentes puntos de muestreo, donde se observa la escasa oferta hídrica en estiaje. Los puntos de aforo, Q1 (manantes Pacobamba y Paccha) y Q2 son aguas provenientes de manantes y que han sido medidos en las quebradas que transportan dichas aguas y son las nacientes del río Huacrahuacho, las que se ubican en la comunidad de Kcasillo Phatanga, estos manantes en conjunto aportan 41,4 l/s. Q3 es producto del escurrimiento superficial de la quebrada K'asillo Phatanga Lupinaria y posiblemente de algunos aportes subterráneos de la zona, está quebrada aporta 49,0 l/s. Los aportes de las quebradas de la parte alta de esta microcuenca o de las nacientes y de los manantes que llegan al curso principal se han medido en el punto R2 (río Huacrahuacho), donde se ha obtenido un caudal de 248,88 l/s. El manante M1 (Kasillo Pauphe), cuyas afloran en la base del cerro, las cuales han sido represadas y luego canalizadas en un canal de concreto que recorre las comunidades de Pucancha y Kcana Janansaya, donde se utilizan en el riego de áreas agrícolas, consumo población; el aforo se realizo en el canal de concreto, donde se determino un caudal de 34,2 l/s, esta agua no llegan al río Huacrahuacho. Los Manantes M2, M3 y M4, también tienen el mismo origen que M1, sin embargo el afloramiento superficial de las aguas ocurre en otros puntos de la quebrada. Durante el trabajo de campo, se encontró cuatro canales que extraen agua del curso principal del río y cuyos puntos de aforo son: C1, C2, C3 y el canal Ticuyo Sebaduyo de los cuales los tres primeros estaban en proceso de extracción y el último se encontró con la compuerta cerrada, de los aforos realizados se determino un total de 270,3 l/s, que son aprovechados con fines de riego de las pequeñas áreas agrícolas de las comunidades de Chuquicara, Cebaduyo Ccollana y parte baja de Pumathalla, áreas mayormente dedicadas a pastos. El punto de aforo R3, corresponde a la salida del curso de agua de la microcuenca o el aporte al río Apurímac, donde la cuenca tiene muy poca



pendiente y las aguas discurren lentamente, en este punto se determino un caudal de 53,9 l/s. Al realizar el Balance encontramos que se extrae por canales 270, 3 l/s, y si sumamos los aportes de:(R2+Q16+Q9+Q6+Q13+Q14+M6+R1), hace un caudal total de 307,7 l/s, lo que hace una diferencia de 37,4 l/s, que sería el aporte al río Apurímac, pero en R3, se tiene un caudal de 53,9 l/s, lo que indicaría que existe una recarga subterránea y/ o vertimientos de las áreas agrícolas de 16,5 l/s. El punto M16, se refiere al Manante Ccolpa 3, al cual no ha sido posible cuantificar la oferta hídrica debido a que este se encuentra encofrado y no permite el ingreso de los equipos para su medición, pero si fue posible extraes una muestra para realizar la calidad de la aguas, igual situación se presenta en la quebrada Chullchunwaq'd, cuyas aguas provienen del Manante del mismo nombre y cuyas aguas han sido canalizadas para el abastecimiento de aguan potable de la localidad de Pumathalla. La zona de mayor aporte al escurrimiento superficial de la microcuenca se encuentra en las comunidades de Kcasillo Phatanga, Kcana Janansaya y Pucancha y, la de menor aporte se encuentra en las comunidades de Sausalla, Pumathalla y Cebaduyo Ccolana que se ubican en la parte baja de la zona de estudio y donde las quebradas se encontraban secas o con filtraciones que no discurren. Asimismo en la zona se ha encontrado el bofedal Parinacochas (F16), que cubre un área aproximada de una hectárea, este bofedal no tiene curso de salida, pero todas estas filtraciones se miden en la quebrada Rumichaca.



VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 Conclusiones

Las unidades de análisis hidrológica delimitados son adecuadas para caracterizar el escurrimiento superficial de Huacrahuacho. El área de drenaje de las quebradas Descanso y Jahuatapica, representan el 19,0% y 33% de la superficie total de la microcuenca Huacrahuacho, respectivamente. Estas quebradas aportan un caudal base mínimo que es utilizado en su integridad en las comunidades. Una tercera unidad hidrológica, constituye lo que se ha denominado como microcuenca de Huacrahuacho Bajo, cuya superficie representa el 48% de la superficie total de la microcuenca de Huacrahuacho y la escorrentía que se produce en ella drena directamente al curso inferior del río huacrahuacho.

De la evaluación morfométrica realizada, se ha determinado que el área de la microcuenca es de 257,68 km2, la longitud del río principal es de 40,0 km. Los rangos altitudinales de la microcuenca se encuentra entre 3800 y 4700 msnm. El 67% de la superficie de esta microcuenca se encuentra sobre los 4000 msnm, el 26%, entre 3900 y 4000 msnm y el 7% corresponde a la zona baja del área de estudio, entre los 3800 y 3900 msnm, donde se ubica el pueblo de El Descanso, capital del distrito de Kunturkanki, de la provincia de Canas, en la región Cusco.

El ciclo anual de lluvias en Huacrahuacho muestra diferencias

espaciales leves, según las zonas altitudinales definidas, así :

La precipitación media anual en la Zona Baja es de 850 mm/año. La precipitación media anual en la Zona Media es de 844 mm/año. La precipitación media anual en la Zona Alta es de 828 mm/año. La precipitación media anual en la microcuenca de Huacrahuacho,

es de 832 mm. La precipitación media anual en la microcuenca de Jahuatapica, es

de 825,7 mm/año. La precipitación media anual en la microcuenca de Descanso, es de

815,4 mm/año. La precipitación media anual en la microcuenca de Huacrahuacho

Bajo, es de 846,2 mm/año. El 61% de la precipitación anual de la microcuenca de

Huacrahuacho, se concentra en el trimestre DEF del año hidrológico.



La Precipitación máxima, se presentan en Enero con 206,0 mm y la mínima en Julio con 3,6 mm.

El comportamiento térmico por zona altitudinal es la siguiente: En la Zona Baja la temperatura media anual es de 10,7ºC, con

máxima de 19,8ºC en Octubre y una mínima de -5,6ºC en Junio. En la Zona media la temperatura media anual es de 10,2ºC, con

máxima de 19,4ºC en Octubre y una mínima de -6,4 ºC en Junio. En la Zona alta la temperatura media anual es de 8,5ºC, con máxima

de 17,8 ºC en Octubre y una mínima de -9,0 ºC en Junio. Con respecto a la Evapotranspiración se ha determinado lo siguiente:

La Evapotranspiración media anual en la Zona Baja es de 1319,0 mm, con máximos de 120,0 mm en Octubre y una mínima de 90,1 mm en Junio.

La Evapotranspiración media anual en la Zona Media es de 1298,2 mm, con máximos de 133,0 mm en Octubre y una mínima de 88,3 mm en Junio.

La Evapotranspiración media anual en la Zona Alta es de 1229,4 mm con máxima en Octubre de 126,0 y una mínima de 82,2 mm en Junio.

La Evapotranspiración media anual en la microcuenca de Huacrahuacho, es de 1252,0 mm, con máximos en Octubre de 128 mm y una mínima de 84,0 mm en Junio.

La Evapotranspiración media anual en la microcuenca de Jahuatapica, es de 1212,0 mm, con máximos de 125,0 mm en Octubre y una mínima de 81,0 mm en Junio.

La Evapotranspiración media anual en la microcuenca de Descanso, es de 1239,0 mm, con máximos de 127,0 mm en octubre y una mínima de 83,0 mm en Junio.

La Evapotranspiración media anual en la microcuenca de Huacrahuacho Bajo, es de 1287,0 mm, con máximos de 132,0 mm en Octubre y una mínima de 87,0 mm en Junio.

Con respecto al Escurrimiento superficial obtenido por el Balance Hídrico

de la microcuenca, se ha determinado lo siguiente:

La lámina de escurrimiento medio anual en la microcuenca de Huacrahuacho, es de 356,9 mm, que representa un volumen de agua anual de 91,9 MMC

La lámina de escurrimiento medio anual en la microcuenca de Jahuatapica, es de 371,9 mm, que representa un volumen de agua anual de 32,1 MMC



La lámina de escurrimiento medio en la microcuenca de Descanso, es de 349,0 mm, que representa un volumen de agua de 17,0 MMC.

La lámina de escurrimiento medio anual en la microcuenca de Huacrahuacho Bajo, es de 348,6 mm, que representa un volumen de agua de 42,7 MMC.

El balance hídrico mensual, muestra un periodo crítico de deficiencias hídricas entre el período Mayo a Octubre en toda la microcuenca. De Noviembre a Abril, existen excedentes hídricos importantes aportados por las precipitaciones estacionales.

Con respecto a la oferta de caudales, el estudio ha determinado que :

La oferta hídrica anual en la microcuenca de Huacrahuacho, ha sido

estimada en 3,5 m3/s, con máximos de 12,2 m3/s en Febrero y un mínimo de 0,5 m3/s en Agosto.

La oferta hídrica anual en la microcuenca de Jahuatapica, ha sido estimada en 1,17 m3/s, con máximos de 4,0 m3/s en Febrero y un mínimo de 0,15 m3/s en Julio. La quebrada más importante en esta microcuenca es Pujahuatapiza, que aporta un caudal promedio anual de 0,362 m3/s, con máximo de 1,26 m3/s y mínimo de 0,051 m3/s.

La oferta hídrica anual en la microcuenca de Descanso, ha sido estimada en 0,65 m3/s, con máximos de 2,20 m3/s en Febrero y mínimo de 0,09 m3/s en Agosto.

La oferta hídrica anual en la microcuenca de Huacrahuacho Bajo, ha sido estimada en 1,67 m3/s, con máximos de 5,6 m3/s en Febrero y mínimo de 0,23 m3/s en Agosto. La quebrada más importante en esta microcuenca es Patactira, que aporta un caudal promedio anual de 0,225 m3/s, con máximo de 0,785 m3/s y mínimo de 0,031 m3/s.

El año hidrológico 1982-83, fue el más seco de la serie anual de

Precipitación. La precipitación acumulada de este año alcanzó 255,6 mm. Durante este año se presentó el Meganiño 1982-83.

El año hidrológico 1972-73 fue el más húmedo, con una precipitación

acumulada anual de 1582,5 mm. Durante este año se presentó El Niño Moderado 1972-73.

El periodo más seco tuvo una duración de 06 años, se inicia en 1979 y termina en 1985. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 575,0 mm.



El periodo más húmedo tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre los años 1989 y 1992, siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 986,0 mm.

Hay una mayor frecuencia de años húmedos, asociados a Eventos El Niño.

Hay una mayor frecuencia de años normales, asociados a Eventos La Niña.

Durante la décadas 1980-89, se presenta el mayor número de años

secos.

Durante la década 1970-79, se presenta el mayor número de años húmedos.

Con respecto a la variabilidad de años húmedos y secos, se ha encontrado por el método de deciles, que se presenta una mayor frecuencia de años secos asociados a Eventos El Niño y existe una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos La Niña.

En la década que se inicia el 2000, el coeficiente de variación se

incrementa en los trimestres DEF y MAM, lo cual implica una mayor inestabilidad en las lluvias; por otro lado se observa una caída del Cv en los trimestres SON y JJA que debe interpretarse como una menor variabilidad pluviométrica.

Se ha observado un leve incremento de la concentración de las lluvias

en el trimestre DEF, de la cuarta década con respecto a la tercera; mientras que para el trimestre SON la concentración de las lluvias decrece. La concentración de la precipitación en los trimestres MAM y JJA no presenta cambios significativos entre la tercera y cuarta décadas.

Se ha detectado mediante el Índice Modificado de Fournier (IMF) que la agresividad de las lluvias pasa de moderada a alta entre la segunda y tercera década y se mantiene casi estable en la cuarta década. Esto tiene como implicancia un mayor potencial erosivo de los suelos por precipitaciones intensas.

La campaña de aforo realizada en Setiembre de 2009, ha permitido

cuantificar la oferta hídrica en los principales ríos del sistema hídrico del río Huacrahuacho, durante el estiaje, habiendo cuantificado para este periodo una oferta hídrica de 0,31 m3/s. Si consideramos las extracciones que se hacen para usos agrícolas, esta es de 0,27 m3/s.



Por otro lado se aforó el escurrimiento excedente en la microcuenca que drena al río Apurímac el cual es de 0,054 m3/s.

Los 03 modelos climáticos utilizados, y trabajados a nivel de la

microcuenca de Huacrahuacho, indican diferentes salidas del comportamiento futuro de la precipitación y temperatura, para los escenarios A1B y B1. Con respecto a la temperatura media, la condición más crítica indica un incremento de la temperatura media anual de 1,8ºC para el periodo 2011-2040 y de 3,3 ºC para el periodo 2041-2070, para el escenario A1B, según las salidas del modelo MIHR.

Para la década 2021-30 la condición más crítica de la precipitación anual, corresponde a las salidas del modelo BCM2 en el escenario A1B, el cual da una anomalía de -3% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -17% de deficiencia de lluvia en promedio.

Para la década 2031-2040, la condición más crítica de la precipitación

anual corresponde a la salida del mismo modelo CSMK3 en el escenario A1B, que da una anomalía de -5% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Para el trimestre MAM se esperaría una deficiencia de -6%.

Para la década 2041-2050, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida modelo BCM2 en el escenario A1B, que da una anomalía de -1,4% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Según este mismo modelo el trimestre DEF y presentaría una deficiencia de -6%.

Para la década 2021-30, la condición más crítica de deficiencia hídrica es proyectada por el modelo MIHR en el escenario A1B, que dan una anomalía de caudal anual de -13% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente esta anomalía es más intensa en el trimestre DEF, del orden de -20%.

Para la década 2031-40, la condición más crítica en el escurrimiento

anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da un déficit del caudal anual de -15%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor



intensidad en el trimestre DEF, con anomalías de caudal del orden de -19%.

Para la década 2041-2050, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da un déficit en el caudal anual de -14%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres SON y DEF con anomalías de caudal del orden de -20% en cada caso.

Existe concenso en los 3 modelos, para las proyecciones de una

disminución de los caudales de estiaje del río Huacrahuacho, en los dos escenarios analizados. Este escenario hídrico tendría un fuerte impacto en el Balance Hídrico de la microcuenca, puesto que en estos meses secos la relación oferta-demanda de agua es crítica por una menor disponibilidad de agua.

Con respecto a los indicadores de la calidad del agua los resultados de

los análisis indican que el agua de la microcuenca del río Huacrahuacho es de calidad aceptable.

7.2 Recomendaciones

El estudio realizado constituye una aproximación al conocimiento de la hidroclimatología regional y de la microcuenca del río Huacrahuacho. Por las características microclimáticas de la región andina, es probable que esta microcuenca tenga cierta singularidad climática que la diferencie del clima regional, por lo cual se recomienda iniciar el monitoreo sistemático del clima local y escurrimiento de la microcuenca en cantidad y calidad; mediante la instalación de estaciones hidrometeorológicas, más aún si se persigue iniciar un proceso de adaptación ante las señales detectadas en la variabilidad del clima y los posibles impactos del Cambio Climático.

Se recomienda que se instale una estación meteorológica en la localidad

de El Descanso y una estación hidrológica en el curso principal del río Huacrahuacho, aguas arriba del Descanso.

Se recomienda la realización de un estudio hidrogeológico, en el ámbito de la microcuenca de Huacrahuacho; con la finalidad de conocer la recarga del acuífero y el balance de agua subterránea.



VIII. BIBLIOGRAFÍA Aguirre, Mario. 2006. Modelos matemáticos en Hidrología - Modelo

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IX. ANEXO MAPAS TEMÁTICOS



X. ANEXOS FOTOS

Foto 1. Aforo por vadeo en el punto Q1 Foto 2. Medición de la calidad del agua

en Q2 Fuente: Elaboración propia. Fuente: Elaboración propia.

Foto 3. Punto de medición de Q3 Foto 4. Labores de aforo y calidad del agua

en Manante M1. Fuente: Elaboración propia. Fuente: Elaboración propia.



Foto 5. Sección de aforo en el río Foto 6. Labores de aforo y calidad del agua Huacrahuacho – R2 en el punto C1 Fuente: Elaboración propia. Fuente: Elaboración propia.

Foto 7. Labores de calidad del agua en C2 Foto 8. Aforo en el canal Sausalla - C3 Fuente: Elaboración propia. Fuente: Elaboración propia.



Foto 9. Canal Ticuyo Sebaduyo, con Foto 10. Aforo en río Huacrahuacho, agua estancada punto R3 Fuente: Elaboración propia. Fuente: Elaboración propia.

Foto 11. Manante Ccolpa 3 (M16), Foto 12. Manante de la quebrada Encofrado para su explotación Chullchunwaq´d Fuente: Elaboración propia. Fuente: Elaboración propia.



Foto 13. Vista de la Quebrada Chalhuantira Foto 14. Vista del bofedal Parinacochas Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia

Foto 15. Manante Huanocta en situación de Foto 16. Posible ubicación de la estación

Secarse (M11) hidrológica Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia

oferta de agua huacrahuacho

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