Balance hdrico Balance hdrico

microregional de Boliviamicroregional de Bolivia

Modelacin y avancesModelacin y avances

Division HYBAM

Jorge Molina, Philippe Vauchel, Jorge Molina, Philippe Vauchel, Daniel Daniel

Espinoza, Isabel Aguilar, Franklin SalcedoEspinoza, Isabel Aguilar, Franklin Salcedo

Reunin HYBAM Lima, Octubre 2005

Metas: oferta de aguaMetas: oferta de agua en en BoliviaBoliviaSeries mensuales de Series mensuales de precipitacin, precipitacin, temperatura, ETP y temperatura, ETP y escorrenta, periodo escorrenta, periodo 19701970--20002000Base de datos Base de datos geogrficos: mapas geogrficos: mapas topogrficos, temticos, topogrficos, temticos,

Cuencas BHBeniBermejoDesag-PoopGrandeIchilo-MamorItenezMaderaMadre de Dios-OParaguayPilcomayoSalares

N

EW

S

topogrficos, temticos, topogrficos, temticos, de cuencas y estaciones, de cuencas y estaciones, escala 1:250,000 escala 1:250,000 Modelo precipitacinModelo precipitacin--escurrimiento calibrado escurrimiento calibrado y validado, que permita y validado, que permita la extensin de las series la extensin de las series de caudal de caudal

SalaresTiticaca

Balance hdrico de la cuenca Balance hdrico de la cuenca

del ro Pilcomayodel ro Pilcomayo

Foto: W. Kenning

SANTA CRUZ

ORURO CHUQUISACAPOTOSI

CUENCA ALTA DEL RIO PILCOMAYO

-67 -66 -65 -64 -63 -62

-20 -20

-19 -19Brazil

Argentina

Peru

Bolivia

Chile Paraguay

N

EW

S

POTOSI

TARIJA

RIO PILCOMAYO

ARGENTINA

PARA

GUAY

-67 -66 -65 -64 -63 -62-23 -23

-22 -22

-21 -21

100 0 100 200 300 Kilometers

Es

q

u

e

m

a

m

e

t

o

d

o

l

g

i

c

o

d

e

l

B

H

E

s

q

u

e

m

a

m

e

t

o

d

o

l

g

i

c

o

d

e

l

B

H

Modelo "CHAC Simula"

Recopilacin de informacin y creacin base datos Hydraccess

(meteorologa e hidrologa)

Evapotranspiracin ETP

Precipitacin P Escorrenta Q (Hydraccess)

T V HR Rad

Clculo ETP (Penman)

Homogenizacin y regionalizacin

Vector Regional Hydracces

sssess Ampliacin de Series

E

s

q

u

e

m

a

m

e

t

o

d

o

l

g

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c

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l

B

H

E

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m

a

m

e

t

o

d

o

l

g

i

c

o

d

e

l

B

H

Simula"

Relleno de series

mensuales

SPSS

Trazado de Isoyetas

Precipitacin subcuencas (Hydraccess)

Resultados P: Series, mapas

Temperatura: mapas, perf.

ETP: Series, mapas

Evaluacin Escorrenta

Balance por subcuencas

Datos hidromtricos: tratamientoDatos hidromtricos: tratamiento

Hydraccess y otros (i.e. WSXPRO)Hydraccess y otros (i.e. WSXPRO)Curvas de descargaCurvas de descargaSe toma en cuenta el Se toma en cuenta el comportamiento comportamiento hidrulicohidrulico

Estacin: ViaQuemada = VINA QUEMADA (Ro Pilcomayo)Curvas de calibracion iniciales y resultados de Manning Strickler

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

C

a

u

d

a

l

(

m

3

/

s

)

Aforos del: 09/09/1981

Aforos del: 01/12/1982

Curva inicial del: 09/09/1981

Curva inicial del: 01/12/1982

Curva Manning n=0.04 del: 81

Curva Manning n=0.04 del: 82

Series multitemporales:Series multitemporales:TalulaTalula

hidrulicohidrulico

0

200

400

600

800

1000

1200

0 100 200 300 400 500 600 700 800Cota en escala (cm)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

31/05/1975 12/05/1977 24/04/1979 05/04/1981 18/03/1983 27/02/1985 09/02/1987 21/01/1989 03/01/1991 15/12/1992 27/11/1994

Completar y ampliar las series mensuales de Completar y ampliar las series mensuales de caudal caudal

Mejor comprensin del funcionamiento Mejor comprensin del funcionamiento hidrolgico de la cuencahidrolgico de la cuenca

Objetivos de modelacinObjetivos de modelacin

hidrolgico de la cuencahidrolgico de la cuenca

Modelo de Tmez (1977)Modelo de Tmez (1977)Modelo agregado, de paso mensualModelo agregado, de paso mensualImplementado en el CHACImplementado en el CHAC--Simula (2004)Simula (2004)

HmaxHmaxC

Imax

Parmetros de calibracinParmetros de calibracin

1)1) HmaxHmax = capacidad de almacenamiento de agua en la = capacidad de almacenamiento de agua en la zona no saturada (suelo), en mmzona no saturada (suelo), en mmDefine el agua disponible para la evapotranspiracin Define el agua disponible para la evapotranspiracin

2)2) CC = parmetro de excedencia (adimensional)= parmetro de excedencia (adimensional)Define el umbral de escorrenta Po (P

HmaxHmax e e ImaxImax pueden obtenerse de cartografapueden obtenerse de cartografa

Textura

CAS en mm/m

Contenido de piedra

Cdig Descripcin 0%

0-5%

5-15%

15-40%

40-80%

> 80%

Y

Arcilla

140

130

120

90

50

10

F

Franco

170

160

140

110

40

20

L

Limo

150

130

120

100

55

10

A

Arena

90

80

70

60

30

10

AF

Arena francosa

110

100

90

70

40

10

YA

Arcilla arenosa

110

100

90

70

40

10

FYA

Franco arcillo arenoso

150

140

130

100

55

10

FA

Franco arenoso

150

130

120

100

55

10

YL

Arcilla limosa

160

140

130

110

55

10

FYL

Franco Arcillo limoso

170

150

140

110

65

20

FL

Franco limoso

190

170

150

130

70

20

FY

Franco arcilloso

150

130

120

100

55

10

Mapa suelos/geologa

HmaxHmax

Ejemplo:

FY Franco arcilloso 150 130 120 100 55 10

Tipo de uso de la tierra

Profundidad mxima de races

Agricultura anual

100 cm

Agricultura perenne

150 cm

Pastos sembrados

100 cm

Pasturas naturales

100 cm

Bosques

150 cm

Mapa de uso y cobertura actual

SalidasSalidas

El modelo es agregado: valores nicos de los parmetros para cada El modelo es agregado: valores nicos de los parmetros para cada subcuenca, solamente dos tipos de almacenamiento. subcuenca, solamente dos tipos de almacenamiento.

El caudal de una cuenca es la suma aritmtica de los caudales obtenidos en El caudal de una cuenca es la suma aritmtica de los caudales obtenidos en las subcuencas que la componelas subcuencas que la compone

El modelo no contempla trnsito de flujo (flow routing) ni extraccionesEl modelo no contempla trnsito de flujo (flow routing) ni extraccionesSIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos

Limitaciones:Limitaciones:

SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos SIMPA es el modelo distribuido que usa los mismos conceptos con menos limitaciones.limitaciones.

Resultados parciales: BHPilcomayoResultados parciales: BHPilcomayo

Precipitacin Precipitacin Isoyetas Isoyetas 19701970--20002000

500

600

1500

1000

800

500

400

800

600

500

400

1

500

600

700

400

500

600

600

800

600

400

300

200

700

800

120014

00

1600

13001100

900

800 700

600

700

900500

800

400

300

0 100000 200000 300000 400000 500000

7

8

0

0

0

0

0

7800000

7

9

0

0

0

0

0

7900000

8

0

0

0

0

0

0

8000000

N

EW

S

Lmite de Cuenca

Isoyetas 1970-2000

Referencias

900

100

10001100

1200

1000

900

70050

0

300

1000

500

500

600

1300

500

100 0

800

1000

500

400

300

300

500

600

900

600

1000

20070

0

300

300

700

400

100

800

700

600

110 0

1200

200

300

400

1100

800

600

800900

600

700

400 600

1100

900

1000

00

500

0 100000 200000 300000 400000 500000

7

5

0

0

0

0

0

7500000

7

6

0

0

0

0

0

7600000

7

7

0

0

0

0

0

7700000

100 0 100 200 Kilometers

Perfiles trmicosPerfiles trmicos

Temperaturas: Temperaturas: MDE y perfil trmicoMDE y perfil trmico

MDEMDE

PERFIL TERMICO ANUAL, 1970-2000

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

a

m

e

d

i

a

(

C

)

y = -0.0069x + 35.3370R2 = 0.943

y = -0.0037x + 24.6393R2 = 0.952

Jatun Mayu

MDEMDE 4250 750 1250 1750 2250 2750 3250 3750 4250

Altitud (m)

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

Tarapaya

Potosi Sena

Tarapaya

Thola Palca

Tinquipaya

Yocalla

Pilcomayo

Alto

30 0 30 Ki l o me t e r s

N

EW

S

0 0 0 0 1 6 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0

78400007880000

Altitud (msnm)1600 - 23002300 - 28002800 - 33003300 - 38003800 - 43004300 - 47004700 - 5500No Data

Altitud (msnm)

Modelo digital deModelo digital de

elevacioneselevaciones

Temperatura media anualTemperatura media anualSubcuenca PilcomayoSubcuenca Pilcomayo--Puente SucrePuente Sucre

Isolineas de Evapotranspiracin potencial: Cuenca PilcomayoIsolineas de Evapotranspiracin potencial: Cuenca Pilcomayo

#S

#S

#S

#S

#S

#S

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#S

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#S#S

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1300

16000

1500

1600

14001500

1300

1300120

0

1300

1200

1100

150013

00

1200

100

1500

Yura

Icla

PojpoOcuriAyoma

Uyuni

Ajtara

Calcha

Chaqui

Colavi

Pucara

Pajcha

Tomave

Presto

Camargo

Chinoli

LandaraTarvita

Vitichi

Yocalla

Pocoata

Padilla

Boyuibe

ChoretiAzurduy

Killpani

Pirhuani

El Rodeo

Charagua

Sopachuy

Masicuri

Lago Toro

San Lucas

Tica Tica

Muyuquiri

Turuchipa

Ampa Ampa

El Villar

GutierrezSalinas deTinquipaya

Cumandayti

La Galeria

Taperillas

Monteagudo

Cruce Venti

Puna (Villa

Rosario del

Thola Palca

Escala (Esc El Salvador

Villa Serra

Cucho Ingen

Ro MulatosPuente Pach

Urriolagoit

Camiri (AAS

ItaguazurenSan Anto ST

ColquechacaRedencion P N

EW

S

#S

#S#S

#S

#S

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#S

#S

#S

#S

1400

1200

1100

1500

1000

900

16001700

1600

1300

1300

1300

1300

1

1400

110

1300

1500

MojoTojo

Itau

YaviCaas

ota

Atocha

Oploca

Talina

Timboy

Tupiza

Caigua

Bagual

TuscalChagua

Berety

ulaca

Rejera

Condor

Camargo

Chilcar

Culpina

Ramadas

Ibibobo

Crevaux

Carossi

Tiguipa

Padcaya

CharajaSalinas

Carapari

La Torre

acamiri

Arenales

ha K

Capirenda

Cotagaita

Esmeralda

Sachapera

Machareti

Soniquera

El Palmar

La QuiacaRinconada

Carandaity

San Anto L

Abra Pampa

Leon Cancha

Palos Blanc

Rosario del

San Ant E PYacuiba AAS

Escala (Esc Arpaja Alta

El Molino (

El Salvador

Los MistoleEl Veinticu

Palermo (Pa

aguna Colo

Quetena Chi

Kalcha de L

San Pablo d

CieneguillaSanta Catal

n Agustin

0 200 Kilometers

Balance hdrico de cuencas Balance hdrico de cuencas

montaosas hmedasmontaosas hmedas

Presentacin del problemaPresentacin del problema

Area Precip. ETR Escorr OBSERVkm2 (mm) (mm) (mm)

Rio Coroico en Santa Rita de Bs.Aires 4557 2606 1041 1549 FC=1.671560 Thiessen

CUENCA

ObjetivosObjetivos

Evaluar el componente evapotranspiracin Evaluar el componente evapotranspiracin del balance hdrico en cuencas montaosas del balance hdrico en cuencas montaosas hmedas, con zonas sometidas a niebla hmedas, con zonas sometidas a niebla orogrficaorogrfica

Analizar el rol de la orografa regional y Analizar el rol de la orografa regional y topografa local sobre la circulacin de las topografa local sobre la circulacin de las masas de aire y vapor precipitable y por masas de aire y vapor precipitable y por tanto, sobre la magnitud de la precipitacintanto, sobre la magnitud de la precipitacin

Subcuencas seleccionadasSubcuencas seleccionadas

Tuichi HondoBeni

QuiquibeyQuendeque

MapiriKaka

Alto Beni

Coroico

BoopiTamampaya

N

500000 550000 600000 650000 700000 750000 800000

Boopi

Santa Elena

Tamampaya

La Paz

Cotacajes

100 200 Kilometers500000 550000 600000 650000 700000 750000 800000

Coroico: 5353 km2

Tamampaya 2127 km2

Circulacin regional y localCirculacin regional y local

Vector viento 850 mb en SAVector viento 850 mb en SAEneroEnero

Direccin del vector de flujo de vapor Direccin del vector de flujo de vapor precipitable en Zongo. Fuente: R. Gallaire precipitable en Zongo. Fuente: R. Gallaire (2002)(2002)

Vector Regional: YungasVector Regional: YungasIndices anuales del Vector y de las Estaciones

1.7

1.9

2.1

2.3

2.5

I

n

d

i

c

e

s

P_4031602-MPm_(mm)Plataforma ZongoP_4111705-MPm_(mm)P_4111709-MPm_(mm)P_4111711-MPm_(mm)Milluni

P_4111715-MPm_(mm)P_4111716-MPm_(mm)P_4111718-MPm_(mm)P_4111725-MPm_(mm)TiquimaniP_4111730-MPm_(mm)P_4111740-MPm_(mm)

0.5

0.7

0.9

1.1

1.3

1.5

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005Ao

I

n

d

i

c

e

s

P_4111740-MPm_(mm)P_4113404-MPm_(mm)P_4114001-MPm_(mm)P_4114002-MPm_(mm)P_4114003-MPm_(mm)P_4114004-MPm_(mm)P_4131402-MPm_(mm)P_4131601-MPm_(mm)P_4131713-MPm_(mm)P_4161705-MPm_(mm)P_4161706-MPm_(mm)P_4200004-MPm_(mm)P_4200006-MPm_(mm)P_4200013-MPm_(mm)P_4200015-MPm_(mm)VectorLm. Inf.Lm. Sup.

Vector Regional: Estaciones YungasVector Regional: Estaciones Yungas

Perfil pluviometrico en fondos de Perfil pluviometrico en fondos de

valle valle

##

#

#

#

#

#

#

Ro HuarinillaRo Tiquimani

Ro Chucura

uavi

Area Indust

Chuspipata

Nogalani

Huarinilla

Sanja Pampa

Chucura

Challapampa

Choro

Rio

Zong

o

N

EW

S82000008208000

8216000

Precipitacin ladera sur HuarinillaPrecipitacin ladera sur HuarinillaPmax a 3000-3800 m (Alpert)

Rio Undua

vi Chuspipata

10 0 10 Ki l ome t e r s6 0 0 0 0 0 6 0 8 0 0 0 6 1 6 0 0 0 6 2 4 0 0 0 6 3 2 0 0 0

8192000

Altitud (msnm)1000 - 20002000 - 30003000 - 40004000 - 50005000 - 5600C. Huarinilla

1298

616

462

1500

2000

2500

3000

3500

250 500 750 1000 1250 1500ETP (mm/ao)

A

l

t

i

t

u

d

(

m

)

ETP ladera norte ETP ladera norte Huarinilla, Bach et al Huarinilla, Bach et al (2003)(2003)

Gracias!Gracias!