DE LA HIDROLOGÍA, LA GLACIOLOGÍA Y EL CAMBIO CLIMÁTICO, HACIA LA TOMA DE DECISIONES, CASO DE ESTUDIO LA PAZ Y EL ALTO, BOLIVIA

DE LA HIDROLOGÍA, LA GLACIOLOGÍA Y EL CAMBIO
CLIMÁTICO, HACIA LA TOMA DE DECISIONES, CASO DE
ESTUDIO LA PAZ Y EL ALTO, BOLIVIA
Julio 01, 2013
Carlos Olmos García Ágreda, PRAA / ULB
Consuelo Luna, PRAA
Frank Pattyn, ULB
FORO INTERNACIONAL GLACIARES
http://www.burnbarrel.org/Posters/poster7.html
PNCC
PROGRAMA NACIONAL DE CAMBIOS
CLIMÁTICOS
PRAA
Proyecto “Adaptación al
Impacto del Retroceso
Acelerado de Glaciares
en los Andes Tropicales”

Sistema Pampahasi
Sistema Achachicala
Sistema El Alto
Cordillera de los Andes
G. Chacaltaya (Sistema Achachicala)
(IRD 1991-2006) (IPCC, 2007 )
CC: Glaciar, P, T, Dinámica de la cuenca y agua
Variabilidad climática
ANTECEDENTES
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

45 % ; 70 %; 90; ??
Prensa especializada
Información imprecisa, IMAGINARIOS
Influencia en la opinión pública y
TOMADORES DE DESICIÓN
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Demanda
Demanda vs Oferta de Cuenca
(Ramirez & Olmos, 2006)
2009
Pérdida de Areas
Cuenca Condoriri
y = -1E-07x3
+ 0,0004x2
- 0,3587x
R2
= 0,9782
-0,500
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
2055
Año
Area(km2)
Pérdida de Areas
Cuenca Tuni
y = -2E-07x3
+ 0,0007x2
- 0,6464x
R2
= 0,9618
-0,200
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
1,600
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
Año
Area(km2)
2045
2025
CONDORIRI
TUNI
ANTECEDENTES
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

PREGUNTAS ADICIONALES DE LA GESTIÓN DEL AGUA
EL CAMBIO CLIMÁTICO Y EL RETROCESO GLACIAR
UNA VARIABLE ADICIONAL EN EL JUEGO DE LA GESTIÓN
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA
Gestión del agua
como mecanismo de adaptación
Conocer el rol del
glaciar en la cuenca
Oferta vs demanda
Propuesta estratégica
de resiliencia
(priorización y propuesta)

OFERTA DE RECURSOS EN AGUA
Escenarios de Cambio climático
y sus combinaciones
Escenarios de Variabilidad
climática y sus combinaciones
P= {-10% ; +5%}
T= {+0.5°C ; +2.5°C}
Años Húmedo,semihúmedo,
medio, semiseco, seco
Pérdidas en aducción y
tratamiento
{0.2% - 25%}
Capacidad de regulación de
reservorios
{85% - 100%}
NODO
DE
OFERTA
DEMANDA DE RECURSOS EN AGUA
Crecimiento de la población y la
evolución de su tasa
Crecimiento de la dotación
Modelo de crecimiento y tasa
{Constante, atenuada}
{50 - 210 l/hab/día}
ANC
{30% - 50%}
Cobertura del Servicio
{85% - 100%}
NODO
DE
DEMANDA
Oferta
Cuenca
+
Glaciar
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

MODELACIÓN PRACTICA
CASO GLACIARES Y SU INCORPORACIÓN AL
CONCEPTO DE GESTIÓN
COMO ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Superficie
Estratos
Comprender la Dinámica Hidrológica Infiltración
P
E
ESS
INF
INF
INF
INF
PROF
ESS
ESS
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Comprender la Dinámica Hidrológica
Bofedales
Ess
E
Inf Prof
Inf
ETPETP E
Inf Prof
ETP
Ess Ess
¿ Datos Q Entrada, Q Salida?
¿ Profundidad?
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Disponibilidad de datos y su representatividad Precipitación
Temperatura
Profundidad
racinaria
¿ Cuál es la precisión que necesita el Operador?
Costo inversión para mejorar (y/o incrementar) las mediciones vs Precisión necesitada
 Cada cuanto se planifica la
operación de embalses (periodo crítico)
BASES DE DATOS DE SUBVALORADAS
Escurrimiento
Despacho a la
planta
Rebalse
H vs Volumen
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Sistema El Alto Sistema Achachicala Sistema Pampahasi
Cuencas
Tuni - Condoriri y
Huayna Potosi
Cuenca
Milluni
Cuenca
Choqueyapu
Cuenca
Hampaturi
Cuenca
Incachaca
R. Tuni
R. Milluni
R.
Hampaturi
R.
Incachaca
R. Ajuankhota
R. Jankho Khota
Río
Choqueyapu
Puntos de control de balance
en cada cuenca
Estación
Alto
Achachicala
Balance y control de caudales que llegan a las
represas a través de los registros de niveles del
lago, mismos que se traducen a volúmenes
almacenados.
Configuración de las cuencas a modelar Validez o aplicabilidad de ecuaciones
¿ Cómo modelar?
Parametrizar
Adaptar el modelo
-Nociones de
forcing
- Modelos
sucesivos
Modelo Glaciar + Modelo Cuenca
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Elección de modelo (s)
Modelo que describe muy bien la dinámica hidrológica con mucha exigencia de datos
Modelo que describe bien la dinámica hidrológica sencillo, robusto con pocos datos
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Glaciares e Hidrología
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA
Visión de inclusión del glaciar
Como parte de la Gestión
Una parte de la problemática

ALOS – PRISM
Cordillera 2009
ALOS
Inventario glaciar 2D
Superficie (x,y,z)
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Modelación Glaciar
MHv
t
H



 ELASnM  *
Movimiento + Ganancia y pérdida de masa
X
Z
Y
Txx
Tzz
Tyy
Tzx
Txz
Tyx
Txy
Tyz
Tzy
El glaciar es un fluido  un material que fluye
Gana volumen con las nevadas y
pierde por fusión
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Modelación Glaciar
(Enfoque modelación física)Formulación del modelo
Modelo en MATLAB
Diferencias finitas
En cada punto se simula el
movimiento y el balance de masa
en un paso de tiempo t
Cada punto depende
de los que lo rodean
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

hi
hi
DTM Superficie del glaciar como
punto de partida
Hipótesis: La superficie del
glaciar es producto de la forma
de su base y de sus
irregularidades
Modelación Glaciar
Reconstrucción 3D (Volumen)
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Modelación Glaciar (Calibración)
19981998
PAG (1700) 1940
1963 1983
(Olmos, 2011)
Modelar el retroceso, P y T
relacionadas con el BM
Calibración modelo en
Chacaltaya
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Alos (x,y,z ; Superficie)
Modelación física I:
(x,y,z ; Volumen)
=
Glaciar en 3D
Inventario de stock
Volumen de partida modelación
Modelación física II:
Retroceso
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

3D – Volumen Glaciar
Reconstrucción y modelación de 79 glaciares
con 5 tipos de escenarios de retroceso
2da Fase Modelación 499 glaciares
Ej. Charquini
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Resultados Modelación (Glaciar)
Por Cuenca
Por
Sistema
Por Cuenca
Por
Sistema
Por Cuenca
Por
Sistema
Kullu Kachi 84.72 84.72 6.26 6.26 7.39% 7.39%
Janchallani 5.41 5.41 0.05 0.05 1.00% 1.00%
Jachawaquipiña 7.94 7.94 1.50 1.50 18.95% 18.95%
Condoriri 19.57 1.41 7.20%
Tuni 17.15 0.56 3.29%
Huayna Potosí 46.94 1.90 4.06%
Milluni 59.58 1.26 2.11%
Kaluyo 49.59 0.64 1.29%
Incachaca 33.75 0.00 0.00%
Hampaturi 58.99 0.59 1.00%
Por Cuenca
Por
Sistema
Kullu Kachi 253.78 253.78
Janchallani 1.05 1.05
Jachawaquipiña 79.49 79.49
Condoriri 61.37
Tuni 20.51
Huayna Potosí 103.99
Milluni 47.91
Kaluyo 28.03
Incachaca 0.00
Hampaturi 32.19
Pampahasi
Achachicala
El Alto 83.65
109.17
92.74
Area Cuenca [Km2
]
3.88
1.90
0.59
4.63%
1.74%
0.64%
Area Glaciar [Km2
]
Cobertura Glaciar
[%]
Sistema Cuenca
El Alto 185.87
Sistema Cuenca
Volumen Agua
[hm3
]
Pampahasi 32.19
Achachicala 75.93
Inventario glaciar
Determinación del
stock glaciar en volumen
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Glaciar en la cuenca
MILLUNI KALUYO
Aporte Min Aprox [Hm 3
] 0.2147 1.0358
Aporte Max Aprox [Hm 3
] 1.3919 1.5762
Modelación hidrológica s/ glaciar
Modelación glaciar
Aporte TOTAL de la cuenca
Achachicala (6 – 9 %)
Pampahasi (2.5 – 4 %)
HAMPATURI
] 0.3612
] 0.6877
El Alto (12 - 18 %)
(Año de acumulación 9 – 14%)
CONDORIRI TUNI
HUAYNA
POTOSI
] 1.5131 0.5170 1.2776
] 2.1673 1.0288 3.1531
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Potenciales escenarios
de retroceso
Resultados Modelación (Glaciar)
-100.00%
-90.00%
-80.00%
-70.00%
-60.00%
-50.00%
-40.00%
-30.00%
-20.00%
-10.00%
0.00%
KULLUKACHI
JANCHALLANI
JACHAWAQUIPIÑA
CONDORIRI
TUNI
HUAYNAPOTOSI
MILLUNI
KALUYO
HAMPATURI
Cuenca
PerdidaenVolumenporcuenca[%]
EscenarioELAVAR
D 2020 [%] D 2030 [%] D 2040 [%] D 2100 [%]
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

GESTIÓN
CC Y ESCENARIOS
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Escenarios de
Cambio Climático IPCC
A1B
SON DEF MAM JJA
Precipitación Max 0.4 0.5 0.25 0.25
mm / día Min -0.6 -0.4 -0.25 -0.25
Temperatura Max 3 2.3 2.5 3
°C Min 1 1 1 1
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Puesta en contexto
de los escenarios de CC
Oferta y sus escenarios
Enfoque: El Glaciar es parte de la gestión
-24.51%
-15.20%
-13.77%
-12.62%-12.26%
-7.84%
-6.41%
-4.90%
-2.94%
-1.51%
-0.49% -0.36%
0.00%
0.94%
2.09% 2.45%
7.35%
-5.27%
-30.00%
-25.00%
-20.00%
-15.00%
-10.00%
-5.00%
0.00%
5.00%
10.00%
0.90P
0.95P+3°C
0.95P+2.5°C
0.95P+2°C
0.95P
0.98P+3°C
0.98P+2.5°C
0.98P+2°C
0.98P
+3°C
+2.5°C
1.01P+3°C
+2°C
PMED
1.01P+2.5°C
1.01P+2°C
1.01P
1.03P
Escenario
Escorrentía[%]
KALUYO
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Incluyendo
variabilidad climática
y su relación con la demanda
Oferta y sus escenarios
Enfoque: El Glaciar es parte de la gestión
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
Seco
0.90P
Semiseco
0.95P+3°C
0.95P+2.5°C
0.95P+2°C
0.95P
0.98P+3°C
0.98P+2.5°C
0.98P+2°C
0.98P
+3°C
+2.5°C
1.01P+3°C
+2°C
1.01P+2.5°C
1.01P+2°C
1.01P
Medio
1.03P
Semihúmedo
Húmedo
Escenario CC y Var. Climática
PotencialHídricoCuenca[hm3
]
KALUYO
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

-20
-15
-10
-5
0
5
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
marzo
junio
septiembr
diciembre
Mes
Ebal[mm/Km2
/año]
E3 (P*0.99) E9 (T+2.5)
Análisis de la potencial
afectación
del ciclo hidrológico
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

DEMANDA
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Población y demanda
0%
2.60%
5.20%
7.80%
10.40%
13.00%
15.60%
18.20%
0.0%
5.0%
15.0%
1.00
1.05
1.10
1.15
1.20
1.25
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
Proporción de
Incremento en el
consumo
Variación de la
población
Variación de la
Dotación
1.00-1.05 1.05-1.10 1.10-1.15 1.15-1.20 1.20-1.25 1.25-1.30 1.30-1.35 1.35-1.40 1.40-1.45 1.45-1.50
Pampahasi
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

Población y demanda
El Alto
0%
3%
8%
15%
25%
75.0%
125.0%
175.0%
0.0%
5.0%
15.0%
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
55.00
60.00
65.00
70.00
75.00
80.00
85.00
Consumo
anual [hm 3
]
Variación de la
población
Variación de la
Dotación
20.00-25.00 25.00-30.00 30.00-35.00 35.00-40.00 40.00-45.00 45.00-50.00 50.00-55.00
55.00-60.00 60.00-65.00 65.00-70.00 70.00-75.00 75.00-80.00 80.00-85.00
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

GRÁFICOS PARA EL
TOMADOR DE DECISIÓN
BALANCE
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

-68.53
-41.64
-25.70
-20.94
-15.48
-14.63 -14.24 -12.82 -11.61
-5.32
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Demanda
con
Población
medio y con
dotación
máxima
Demanda
con
Población y
dotación
moderados
Demanda
con
Población
escenario 2
Disminución
media aporte
glaciar
Disminución -
5%P
Disminución -
1%P
Tendencia
actual
(Incluye
aporte 2009
Tilata)
Incremento
+1%P
Incremento
+5%P
Diminución
de Pérdidas
al 30%
G E F D B2 B1 A C1 C2 H
Escenario
Balance2025[hm3]
Influencia diferencial de escenarios
De CC de VC, de gestión y demográficos
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

CONCLUSIONES
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
(1.50)DOT
(1.20)DOT
(1.10)DOT
(1.05)DOT
(1.01)DOT
Base
(0.99)Perd.red
(0.95)Perd.Red
(0.90)Perd.Red
(0.80)Perd.Red
(0.50)Perd.Red
Sensibilidad de escenarios
Diferenciaenporcentajerespectoalanecesidad
deaguaenfuente2030
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
VolumendeAguaprecisadoenfuenteaño2030
Sensibilidad dotación
Sensibildad pérdidas en red
Influencia diferencial de escenarios
ADAPTACIÓN
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

LA METODOLOGÍA PRESENTADA SE ESTÁ APLICANDO
PARA LA PLANIFICACIÓN DE LA GESTIÓN DEL AGUA DE LAS
CIUDADES DE LA PAZ – EL ALTO Y
6 MUNICIPIOS ALEDAÑOS
EN DISEÑOS ESPECÍFICOS:
DISEÑO DE LAS REPRESAS DE KHARA KHOTA Y KULLU KACHI
ENFOQUE DE VIABILIDAD SOCIAL PARA LA EXPLOTACIÓN DE
CUENCAS “SOCIALMENTE COMPLICADAS”
Plan Maestro de Agua
Potable y Saneamiento
Básico
Región Metropolitana
de La Paz
Proyecto
Multipropósito
Para La Paz y El Alto
CATIE – PRAA
Palcoma - Hampaturi
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Dr. Ing. Carlos Olmos G.A.
colmosga@gmail.com
PNCC
CLIMÁTICOS
PRAA

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