Division HYBAM Balance hídrico microregional de … · (meteorología e hidrología) Evapotranspiración ETP Precipitación P Escorrentía Q ... (Penman) Homogenización y regionalización

Balance hídrico Balance hídrico

microregional de Boliviamicroregional de Bolivia

Modelación y avancesModelación y avances

Division HYBAM

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

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

Reunión HYBAM Lima, Octubre 2005

Metas: oferta de aguaMetas: oferta de agua en en BoliviaBolivia

��Series mensuales de Series mensuales de precipitación, precipitación, temperatura, ETP y temperatura, ETP y escorrentía, periodo escorrentía, periodo 19701970--20002000��Base de datos Base de datos geográficos: mapas geográficos: mapas topográficos, temáticos, topográficos, temáticos,

C u e n c a s B HB e n iB e r m e j oD e s a g - P o o p óG r a n d eI c h i l o - M a m o r éI t e n e zM a d e r aM a d r e d e D i o s - OP a r a g u a yP i l c o m a y oS a l a r e s

N

EW

S

topográficos, temáticos, topográficos, temáticos, de cuencas y estaciones, de cuencas y estaciones, escala 1:250,000 escala 1:250,000 ��Modelo precipitaciónModelo precipitación--escurrimiento calibrado escurrimiento calibrado y validado, que permita y validado, que permita la extensión de las series la extensión de las series de caudal de caudal

S a l a r e sT i t i c a c a

Balance hídrico de la cuenca Balance hídrico de la cuenca

del río Pilcomayodel río 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

PA

RA

GU

AY

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

-23 -23

-22 -22

-21 -21

100 0 100 200 300 Kilometers

Esquema metodológico del BH


Modelo "CHAC Simula"

Recopilación de información y creación base datos Hydraccess

(meteorología e hidrología)

Evapotranspiración ETP

Precipitación P Escorrentía Q (Hydraccess)

T V HR Rad

Cálculo ETP (Penman)

Homogenización y regionalización

Vector Regional Hydracces

sssess Ampliación de Series



Simula"

Relleno de series

mensuales

SPSS

Trazado de Isoyetas

Precipitación subcuencas (Hydraccess)

Resultados P: Series, mapas

Temperatura: mapas, perf.

ETP: Series, mapas

Evaluación Escorrentía

Balance por subcuencas

Datos hidrométricos: tratamientoDatos hidrométricos: 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 hidráulicohidráulico

Estación: ViñaQuemada = VINA QUEMADA (Río Pilcoma yo)Curvas de calibracion iniciales y resultados de Man ning Strickler

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

Cau

dal (

m3/

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

hidráulicohidráulico

0

200

400

600

800

1000

1200

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Cota 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 comprensión del funcionamiento Mejor comprensión del funcionamiento hidrológico de la cuencahidrológico de la cuenca

Objetivos de modelaciónObjetivos de modelación

hidrológico de la cuencahidrológico de la cuenca

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

HmaxHmax

C

Imax αααααααα

Parámetros de calibraciónParámetros de calibración

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 mm

Define el agua disponible para la evapotranspiración Define el agua disponible para la evapotranspiración

2)2) CC = parámetro de excedencia (adimensional)= parámetro de excedencia (adimensional)

Define el umbral de escorrentía Po (P<Po no escorrentia)Define el umbral de escorrentía Po (P<Po no escorrentia)

3)3) ImaxImax = Capacidad de infiltración [mm/mes]= Capacidad de infiltración [mm/mes]3)3) ImaxImax = Capacidad de infiltración [mm/mes]= Capacidad de infiltración [mm/mes]

Define la parte del excedente que se convierte en recarga Define la parte del excedente que se convierte en recarga subterráneasubterránea

4)4) αααααααα = parámetro del acuífero en (1/días), equivalente a la = parámetro del acuífero en (1/días), equivalente a la inversa de la constante de recesión k (inversa de la constante de recesión k (αα=1/k)=1/k)

Rango: 0.005Rango: 0.005--0.5 (DHI)0.5 (DHI)

Define el caudal drenado por el acuífero (caudal base)Define el caudal drenado por el acuífero (caudal base)

HmaxHmax e e ImaxImax pueden obtenerse de cartografíapueden obtenerse de cartografía Textura

CAS en mm/m

Contenido de piedra

Códig Descripción 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/geología

HmaxHmax

Ejemplo:

FY Franco arcilloso 150 130 120 100 55 10

Tipo de uso de la tierra

Profundidad máxima de raíces 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 únicos de los parámetros para cada El modelo es agregado: valores únicos de los parámetros para cada subcuenca, solamente dos tipos de almacenamiento. subcuenca, solamente dos tipos de almacenamiento.

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

••El modelo no contempla tránsito de flujo (flow routing) ni extraccionesEl modelo no contempla tránsito de flujo (flow routing) ni extracciones

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:

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

Precipitación Precipitación 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

1200

1400

1600

13001100

900

800700

600

700

900

500

800

400

300

0 100000 200000 300000 400000 500000

780

000

0 78000

00

790

000

0 79000

00

800

000

0 80000

00

N

EW

S

Límite de Cuenca

Isoyetas 1970-2000

Referencias

900

100

10001100

1200

1000

900

70050

0

300

10 0

0

500

500

600

1300

500

100

0

80 0

1000

500

400

300

300

500

600

900

60 0

1000

2007

00

300

300

700

400

100

800

700

600

110

0

1200

200

300

400

1100

800

600

800900

600

700

400600

1100

90 0

1000

00

500

0 100000 200000 300000 400000 500000

750

000

0 75000

00

760

000

0 76000

00

770

000

0 77000

00

100 0 100 200 Kilometers

Perfiles térmicosPerfiles térmicos

Temperaturas: Temperaturas: MDE y perfil térmicoMDE y perfil térmico

MDEMDE

PERFIL TERMICO ANUAL, 1970-2000

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tem

pera

tura

med

ia (C

)

y = -0.0069x + 35.3370R2 = 0.943

y = -0.0037x + 24.6393R2 = 0.952

Jatun Mayu

MDEMDE 4

250 750 1250 1750 2250 2750 3250 3750 4250Altitud (m)

#S

#S

#S

#S

#S

#S

#S

Tarapaya

Potosi Sena

Tarapaya

Thola Palca

Tinquipaya

Yocalla

Pilcomayo

Alto

3 0 0 3 0 K i l o m e t e r s

N

EW

S

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

78

40

00

07

88

00

00

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 Evapotranspiración potencial: Cuenca PilcomayoIsolineas de Evapotranspiración potencial: Cuenca Pilcomayo

#S

#S

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#S#S

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1300

16000

1500

1600

14001500

13 0

0

13001200

1300

1200

1100

150013

00

1200

100

1500Yura

Icla

PojpoOcuri

Ayoma

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 (EscEl Salvador

Villa Serra

Cucho Ingen

R¡o MulatosPuente Pach

Urriolagoit

Camiri (AAS

ItaguazurenSan Anto ST

ColquechacaRedencion P

N

EW

S

#S

#S#S

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#S

#S

1400

1200

1100

1500

1000

900

16001700

1600

1300

1300

1300

1300

1

1400

110

130

0

1500

Mojo

Tojo

Itau

YaviCa¤as

ota

Atocha

Oploca

Talina

Timboy

Tupiza

Caigua

Bagual

Tuscal

Chagua

Berety

ulaca

Rejera

Condor

Camargo

Chilcar

Culpina

Ramadas

Ibibobo

Crevaux

Carossi

Tiguipa

Padcaya

Charaja

Salinas

Carapari

La Torre

¥acamiri

Arenales

ha K

Capirenda

Cotagaita

Esmeralda

Sachapera

Machareti

Soniquera

El Palmar

La Quiaca

Rinconada

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

Cieneguilla

Santa Catal

n Agustin

0 2 0 0 K i l o m e t e r s

Balance hídrico de cuencas Balance hídrico de cuencas

montañosas húmedasmontañosas húmedas

Presentación del problemaPresentación 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 evapotranspiración Evaluar el componente evapotranspiración del balance hídrico en cuencas montañosas del balance hídrico en cuencas montañosas húmedas, con zonas sometidas a niebla húmedas, con zonas sometidas a niebla orográficaorográfica

�� Analizar el rol de la orografía regional y Analizar el rol de la orografía regional y topografía local sobre la circulación de las topografía local sobre la circulación de las masas de aire y vapor precipitable y por masas de aire y vapor precipitable y por tanto, sobre la magnitud de la precipitacióntanto, sobre la magnitud de la precipitación

Subcuencas seleccionadasSubcuencas seleccionadas

Tuichi Hondo

Beni

Quiquibey

Quendeque

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

Circulación regional y localCirculación regional y local

Vector viento 850 mb en SAVector viento 850 mb en SA

EneroEnero

Dirección del vector de flujo de vapor Dirección 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

Indi

ces

P_4031602-MPm_(mm)

Plataforma Zongo

P_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)

Tiquimani

P_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 2005

Año

Indi

ces 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)

Vector

Lím. Inf.

Lím. Sup.

Vector Regional: Estaciones YungasVector Regional: Estaciones Yungas

Perfil pluviometrico en fondos de Perfil pluviometrico en fondos de

valle valle

#

#

#

#

#

#

#

#

Río HuarinillaRío Tiquimani

Río Chucura

uavi

Area Indust

Chuspipata

Nogalani

Huarinilla

Sanja Pampa

Chucura

Challapampa

Choro

Rio Z

ongo

N

EW

S

82

00

00

08

20

80

00

82

16

00

0

Precipitación ladera sur HuarinillaPrecipitación ladera sur Huarinilla

Pmax a 3000-3800 m (Alpert)

Rio Unduavi Chuspipata

1 0 0 1 0 K i l o m e 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

81

92

00

0

Altitud (msnm)1000 - 20002000 - 30003000 - 40004000 - 50005000 - 5600

C. Huarinilla

1298

616

462

1500

2000

2500

3000

3500

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

Alti

tud

(m)

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

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