INCIDENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO Y DE USO DEL SUELO EN LA
DISPONIBILIDAD DE AGUA EN LA CUENCA DEL RÍO NAPO
Antecedentes
Los cambios climáticos y de cobertura de la tierra se encuentran entre las mayores presiones ambientales globales resultantes de las actividades antropogénicas, que tienen un gran impacto en el ciclo hidrológico (Mango, Melesse, McClain, Gann y Setegn, 2011). Por tanto, el estudio de estos cambios en el ciclo hidrológico y la creciente escasez de agua se han convertido en un tema importante de investigación para la comunidad científica. Consecuentemente, la respuesta hidrológica de las cuencas hidrográficas al cambio climático y a los cambios de uso de suelo es un tema fundamental para la planificación y gestión de recursos hídricos.
En América del Sur la cuenca amazónica es una región que provee de
cuantiosos bienes y servicios ambientales y desempeña un papel importante en la
regulación del clima a escala global (Finer y Jenkins, 2012). Sin embargo los
cambios relacionados a precipitación y temperatura atmosférica alteran la
respuesta hidrológica de la cuenca. Hasta el momento se han realizado estudios
de modelización hidrológica basados en estos datos climáticos a escala de
cuenca amazónica pero rara vez se ha aplicado a afluentes del río Amazonas como
el río Napo (Getirana, Collischonn, Guyot,
Seyler y Mansur, 2010).
Problema
En los últimos años la cuenca del
Río Napo, que drena la parte nororiental de la cordillera de los Andes, se ha
visto afectada por la industria maderera, explotación del petróleo y la
población humana en expansión (Finer y Jenkins, 2012). Según (Mainville et al.,
2006) la tasa de deforestación en la
Amazonía ecuatoriana es de las más altas en América del Sur y más del 85% de
las tierras despejadas están dedicadas al pastoreo y la agricultura.
La explotación petrolera y el incremento de proyectos hidroeléctricos
incrementan los niveles de deforestación debido a la construcción de carreteras
en áreas previamente inaccesibles (Webb et al., 2004). Además el
incremento de la presión atmosférica parcial de CO2 provoca cambios
en la temperatura atmosférica y en los campos de precipitación que pueden
alterar la respuesta hidrológica de la cuenca del Río Napo (Getirana et al,
2010). Además
no existe información hidrológica desarrollada ni información base disponible
para los tomadores de decisiones con lo cual puedan gestionar de mejor manera
el recurso.
Justificación
Los efectos de cambios en la
cobertura vegetal y cambio climático sobre la disponibilidad de agua han
generado un interés y necesidad de investigación en esta región. es necesario
analizar escenarios alternativos de uso de suelo y cambio climático para
obtener información de posibles cambios en la disponibilidad de agua y obtener
una buena comprensión de la respuesta hidrológica real de la cuenca con base a
condiciones futuras. Toda la información obtenida es importante para generar
políticas que respondan a las afectaciones del recurso hídrico asociadas con el
cambio climático. Además, planificar a largo plazo el uso de tierras y agua y
realizar evaluaciones estratégicas para la implementación de nuevos proyectos
como la construcción de represas hidroeléctricas en la zona. Este enfoque de
gestión permite a los tomadores de decisiones considerar las múltiples
consecuencias vinculadas con sus decisiones (Tallisa y Polasky, 2009).
Los modelos hidrológicos permiten conocer variables que no han sido tomadas en campo, realizar proyecciones futuras y con mayor rapidez. El balance hídrico contempla las variables del ciclo hidrológico que pueden ser cuantificadas mediante la utilización de modelos
Objetivo general
Evaluar la incidencia del cambio
climático y de uso del suelo en la disponibilidad de agua en la cuenca del Río
Napo mediante la construcción del modelo InVEST.
Objetivos específicos
·
Determinar la disponibilidad del
agua en la cuenca del Rio Napo.
·
Pronosticar la disponibilidad
futura del agua en un contexto de cambio climático y uso del suelo
·
Analizar como el cambio climático
y de uso del suelo afecta la disponibilidad del agua en la cuenca del Rio Napo.
Pregunta de investigación
¿El cambio climático y de uso del
suelo influye en la disponibilidad del recurso hídrico en la cuenca del Río
Napo?
Metodología
Área de Estudio
El área de estudio comprende la cuenca del río Napo en la Amazonía del Ecuador que se extiende desde la cima del volcán Cotopaxi a 4000 metros de altitud hasta el inicio del río Amazonas peruano a 100 m.s.n.m
Es una zona con abundantes recursos hídricos por lo que actualmente existe una mega-represa en la Amazonía andina de Ecuador (Coca Codo Sinclair), pero existen planes para construir 17 represas adicionales.
Procedimiento
Recolección y preparación de datos
Datos de entrada
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Fuente
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Precipitación promedio anual
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a) Tropical Rainfall Measuring
Mission (TRMM)
c) Datos del proyecto SO HYBAM
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Evapotranspiración referencial
anual
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a) Derivado del Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer MODIS.
b) Calculado de evapotranspiración basado en datos de la temperatura
de la superficie terrestre usando el modelo empírico de Hargreaves (Droogers and
Allen, 2002) o Hamon (1961)
|
Temperatura de la superficie
terrestre
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a) Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS con una
resolución de 1km2
b) Base de datos climática de escala global
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Cobertura presente (año 2013) y
modelos futuros de cobertura del uso del suelo para los años 2020, 2050 y
2100
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a) WCS-Ecuador
b) Instituto
Geográfico Militar (IGM)
c) Ministerio
del Ambiente (MAE)
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Mapa de tipo de suelos
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Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP)
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Agua disponible para las plantas
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Derivado del mapa de suelos dependiendo de las características
físicas del tipo de suelo como textura y porosidad.
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Profundidad de las raíces
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Derivado de publicaciones, del tipo de suelo y del mapa de cobertura
vegetal.
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Conductividad hidráulica del suelo
|
Derivado
del mapa de tipo de suelos
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Modelo de elevación digital
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Instituto Geográfico Militar (IGM, 2015) con una resolución de 30
metros
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Subcuencas
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Se definen
subcuencas a partir del modelo digital de elevación en formato shapefile
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Datos de flujo del Río Napo
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a) Anuarios hidrológicos INAMHI
b) Proyecto SO HYBAM
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Uso consuntivo de agua
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Secretaría
Nacional del Agua (SENAGUA)
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Para la
preparación de los datos recolectados se utilizará el software ArcGIS con el
fin de disponer de imágenes en formato Raster y en formato Shapefile según
requiere el modelo InVEST (Sharp et al.,
2016).
Modelación en InVEST
Los
datos climáticos y de uso de suelo se ingresan en el software InVEST y se correrá
el modelo para determinar el rendimiento anual de agua
Calibración y validación del modelo
Se comparará
el rendimiento promedio anual de agua simulado con el promedio anual de
rendimiento de agua observado en 10 estaciones de medición (Estaciones
hidrológicas) de la cuenca del Río Napo. Los datos mensuales de descarga de
agua disponibles en las 10 estaciones de medición se calcularán como volumen
por unidad de superficie al año. Se calculará el coeficiente de determinación (R2)
en cada paso de la calibración comparando el rendimiento de agua en las estaciones
de medición con los puntos de simulación
Simulación de cambios de uso del suelo y variabilidad climática
Se
usarán los escenarios climáticos de precipitación y temperatura para el siglo
21 desarrollados por el Ministerio del Ambiente.Se realizará un análisis de
sensibilidad a factores climáticos como son la precipitación, temperatura y
evapotranspiración; para ello se alterará gradualmente estas variables para
evaluar la vulnerabilidad de la cuenca a los extremos climáticos. De la misma
manera se evaluará la sensibilidad de la escasez de agua a los cambios de uso
del suelo para analizar el impacto de las posibles opciones de manejo.
Resultados esperados:
En lo económico-social
Con la presente investigación se
espera contribuir con información que permita hacer un uso más eficiente del
suelo en la cuenca del río Napo ante escenarios de superávit o déficit hídrico.
Esto es adaptando las principales actividades económicas a la disponibilidad de
agua en la cuenca. La agricultura, la implementación de represas
hidroeléctricas, el consumo humano, demandan de agua para su desarrollo. La
provisión hídrica es un servicio ambiental que contribuye al bienestar de la
sociedad, garantizando el desarrollo de la agricultura bajo riego, industria y
consumo de la población.
En lo ambiental
Conocer y abordar la temática de
provisión hídrica, como un servicio ambiental, y los impactos que genera los
cambios en el uso del suelo y el cambio climático en la disponibilidad de agua.
Se espera aportar con información a los gobiernos locales para la
implementación de políticas ambientales que tengan como objetivo limitar y
regularizar las prácticas económicas que puedan alterar el balance hídrico en
la cuenca del río Napo.
En lo científico
Generar
información hidrológica que hasta la actualidad ha sido inexistente en la
cuenca del río Napo y en el país. Generar un artículo científico y publicarlo en
revistas indexadas que contribuyan a mejorar los índices de investigación en el
Ecuador.
Interesante tema, ahora, Los modelos hidrológicos permiten conocer variables que no han sido tomadas en campo, realizar proyecciones futuras y con mayor rapidez. En la experiencia del desarrollo de estos modelos que tan confiables pueden ser, y si sus datos podemos confiar en los proyectos hídricos?
ResponderBorrarUn tema muy interesante, y una herramienta excelente que ayudará mucho a la hora de plantear programas, planes y proyectos para el manejo de las cuencas hidrográficas.
ResponderBorrarChristian los modelos siempre deben ser calibrados y se debe realizar análisis de sensibilidad. Para áreas extensas corren muy bien
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