Estado Plurinacional de Bolivia Construyendo Herramientas para Evaluar Vulnerabilidades y Estrategias de Adaptación al Cambio Climático en el Sector de Recursos Hídricos de Bolivia Volumen II: Aplicación de las Herramientas Diciembre 30 de 2010 Departamento de Desarrollo Ambiental y Social Sostenible Región de Latinoamérica y el Caribe Documento del Banco Mundial 71433 V. 2 Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized Public Disclosure Authorized
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Estado Plurinacional de Bolivia
Construyendo Herramientas para Evaluar Vulnerabilidades y
Estrategias de Adaptación al Cambio Climático en el Sector de
Recursos Hídricos de Bolivia
Volumen II: Aplicación de las Herramientas
Diciembre 30 de 2010
Departamento de Desarrollo Ambiental y Social Sostenible
Región de Latinoamérica y el Caribe
Documento del Banco Mundial
71433 V. 2
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TABLA DE CONTENIDO
Pesos y Medidas.............................................................................................................................. i
Siglas y Abreviaturas ..................................................................................................................... i
Presentación.................................................................................................................................. iii
I. Cuenca del Río Beni ............................................................................................................ 1
A. Características de la Cuenca ........................................................................................ 1 B. Calibración ................................................................................................................... 6 C. Cambio Climático ........................................................................................................ 8
II. Cuenca del Río Desaguadero ............................................................................................ 15
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 15
B. Calibración ................................................................................................................. 19
C. Cambio Climático ...................................................................................................... 22
III. Cuenca del Río Grande ..................................................................................................... 28
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 28 B. Calibración ................................................................................................................. 32 C. Cambio Climático ...................................................................................................... 33
IV. Cuenca del los Ríos Ichilo-Mamore ................................................................................. 38
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 38 B. Calibración ................................................................................................................. 42
C. Cambio Climático ...................................................................................................... 44
V. Cuenca del Río Itanez ....................................................................................................... 50
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 50 B. Calibración ................................................................................................................. 52
C. Cambio Climático ...................................................................................................... 53
VI. Cuenca del Río Madera .................................................................................................... 55
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 55 B. Calibración ................................................................................................................. 56
C. Cambio Climático ...................................................................................................... 57
VII. Cuenca del Río Madre de Dios ......................................................................................... 59
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 59
B. Calibración ................................................................................................................. 61 C. Cambio Climático ...................................................................................................... 62
VIII. Cuenca del Río Paraguay ................................................................................................. 66
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 66
B. Calibración ................................................................................................................. 67 C. Cambio Climático ...................................................................................................... 68
IX. Cuenca del Río Pilcomayo ................................................................................................ 70
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 70 B. Calibración ................................................................................................................. 73 C. Cambio Climático ...................................................................................................... 74
X. Cuenca del Salar de Uyuni ............................................................................................... 79
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 79 B. Calibración ................................................................................................................. 80 C. Cambio Climático ...................................................................................................... 82
XI. Cuenca del Lago Titicaca ................................................................................................. 85
A. Características de la Cuenca ...................................................................................... 85 B. Calibración ................................................................................................................. 88
C. Cambio Climático ...................................................................................................... 89
Lista de Tablas
Tabla 1. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Beni..................................................... 5
Tabla 2. Parámetros de Calibración en la Cuenca del Río Beni ..................................................... 6
Tabla 3. Indicadores de Desempeño en la Estación Santa Rita de los Buenos Aires ..................... 7
Tabla 4. Indicadores de Desempeño en la Estación de Rurrenabaque en Angosto del Bala .......... 8
Tabla 5. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Desaguadero ..................................... 18
Tabla 6. Parámetros de Calibración Cuenca del Río Desaguadero .............................................. 19
Tabla 7. Indicadores de Desempeño en Río Desaguadero en Calacoto ........................................ 20
Tabla 8. Indicadores de Desempeño Río Mauri Calacoto ............................................................ 21
Tabla 9. Indicadores de Desempeño Río Desaguadero en Oruro ................................................. 22
Tabla 10. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Grande ............................................ 31
Tabla 11. Parámetros de Calibración Cuenca del Río Grande...................................................... 32
Tabla 12. Estaciones Meteorológicas Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ............................................. 41
Tabla 13. Parámetros de Calibración Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ............................................. 43
Tabla 14. Indicadores de Desempeño en en Río Ichilo Curso Alto .............................................. 43
Tabla 15. Indicadores de Desempeño Río Mamoré en Guayamerín ............................................ 44
Tabla 16. Cultivos y Usos se Suelos en la Cuenca del Río Itenez ................................................ 51
Tabla 17. Comparación de Resultados para la Cuenca Río Itenez ............................................... 52
Tabla 18. Cultivos y Usos de Suelos de la Cuenca del Río Madera ............................................. 55
Tabla 19. Comparación de Resultados para la Cuenca del Río Madera ....................................... 56
Tabla 20. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Madre de Dios ................................ 61
Tabla 21. Parámetros de Calibración para la Cuenca del Río Madre de Dios .............................. 62
Tabla 22. Cultivos y Usos de Suelos de la Cuenca del Río Paraguay .......................................... 67
Tabla 23. Comparación de Resultados para la Cuenca del Río Paraguay .................................... 68
Tabla 24. Estaciones Meteorológica de la Cuenca del Rio Pilcomayo ......................................... 72
Tabla 25. Parámetros de Calibración. Cuenca Río Pilcomayo ..................................................... 73
Tabla 26. Indicadores de Desempeño en la Estación Villamontes en el Río Pilcomayo.............. 74
Tabla 27. Tipos de Suelos de la Cuenca del Salar de Uyuni ........................................................ 80
Tabla 28. Cultivos y Usos de Suelos de la Cuenca del Salar de Uyuni ........................................ 80
Tabla 29. Comparación de Resultados para la Cuenca del Salar de Uyumi ................................. 81
Tabla 30. Tipos de Suelos de la Macro-Cuenca del Lago Titicaca .............................................. 86
Tabla 31. Cultivos y Usos de Suelos en la Cuenca del Lago Titicaca .......................................... 86
Lista de Figuras
Figura 1. Mapa de Pendientes y Red Hidrográfica Cuenca del Río Beni ....................................... 1
Figura 2. Mapa de Tipos de Suelo en la Cuenca del Río Beni ....................................................... 2
Figura 3. Mapa de Usos de Suelos en la Cuenca del Río Beni ....................................................... 3
Figura 4. Ubicación de Estaciones Hidro-Meteorológicas en la Cuenca del Río Beni .................. 4
Figura 5. Hidrograma Estación de Santa Rita de los Buenos Aires................................................ 7
Figura 6. Hidrograma Estación de Rurrenabaque en Angosto del Bala ......................................... 7
Figura 7. Hidrograma Estación Riberalta Curso Bajo .................................................................... 8
Figura 8. Precipitacion Linea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni ............................ 9
Figura 9. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni ............................. 9
Figura 10. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni .............. 10
Figura 11. Rendimiento Hídrico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni............ 10
Figura 12. Comparando la Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni ..................... 11
Figura 13. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Estación Santa Rita de los Buenos Aires ... 13
Figura 14. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Estación Rurrenabaque ............................. 13
Figura 15. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Estación Riberalta ...................................... 14
Figura 16. Mapa de Pendientes y Red Hidrológica de la Cuenca del Río Desaguadero .............. 15
Figura 17. Mapa de Tipos de Suelos de la Cuenca del Río Desaguadero .................................... 16
Figura 18. Mapa de Usos de Suelo de la Cuenca del Río Desaguadero ....................................... 17
Figura 19. Ubicación de Estaciones Hidro-meteorológicas en la Cuenca del Río Desaguadero . 19
Figura 20. Hidrograma Río Desaguadero en Calacoto ................................................................. 20
Figura 21. Hidrograma Río Mauri en Calacoto ............................................................................ 21
Figura 22. Hidrograma Río Desaguadero en Oruro ...................................................................... 21
Figura 23. Precipitación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Desaguadero ........... 23
Figura 24. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Desaguadero ............ 23
Figura 25. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Rio Desaguadero . 24
Figura 26. Rendimiento Hídrico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Río Desaguadero .... 24
Figura 27. Comparando la Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Desaguadero ........ 25
Figura 28. Caudales Línea Base y Escenarios Futuros Río Desaguadero Calacoto ..................... 26
Figura 29. Caudales Línea Base y Escenarios Futuros Río Mauri Calacoto ................................ 27
Figura 30. Caudales Línea Base y Escenarios Futuros Río Desaguadero Oruro .......................... 27
Figura 31. Mapa de Pendientes y Red Hidrográfica de la Cuenca del Río Grande ...................... 28
Figura 32. Mapa de Tipos de Suelo Cuenca del Río Grande ........................................................ 29
Figura 33. Mapa de Usos de Suelo Cuenca del Río Grande ......................................................... 30
Figura 34. Ubicación de Estaciones Meteorológicas Cuenca del Río Grande ............................. 32
Figura 35. Precipitación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Grande .................... 33
Figura 36. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Grande ..................... 34
Figura 37. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Grande .......... 35
Figura 38. Rendimiento Hídrico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Grande ....... 35
Figura 39. Comparando Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Grande ..................... 36
Figura 40. Mapa de Pendientes y Red Hidrográfica Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ...................... 38
Figura 41. Mapa de Tipos de Suelo Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ................................................ 39
Figura 42. Mapa de Usos de Suelo Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ................................................. 40
Figura 43. Ubicación de las Estaciones Hidro-Meteorológicas Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ..... 42
Figura 44. Hidrograma Correspondiente al Río Ichilo Curso Alto ............................................... 43
Figura 45. Hidrograma del Río Mamoré en Guayamerín ............................................................. 44
Figura 46. Precipitación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ............ 45
Figura 47. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ............. 45
Figura 48. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré .. 46
Figura 49. Rendimiento Hídrico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré 46
Figura 50. Comparando Línea Base y Escenarios Futuros en Cuenca Ríos Ichilo-Mamoré ........ 47
Figura 51. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Río Ichilo ................................................... 49
Figura 52. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Río Mamoré .............................................. 49
Figura 53. Pendientes Topográficas en la Cuenca del Río Itenez ................................................. 50
Figura 54. Tipos de Suelo de la Cuenca del Río Itenez ................................................................ 51
Figura 55. Estaciones Meteorológicas en la Macro-Cuenca Río Itenez ....................................... 52
Figura 56. Comparación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Río Itenez ............................ 53
Figura 57. Pendientes Topográficas Cuenca del Río Madera ....................................................... 55
Figura 58. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Madera ........................................... 56
Figura 59. Comparación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Madera ................... 57
Figura 60. Mapa de Pendientes de la Cuenca del Río Madre de Dios .......................................... 59
Figura 61: Mapa de Tipos de Suelo Cuenca del Río Madre de Dios ............................................ 60
Figura 62: Mapa de Usos de Suelo de la Cuenca del Río Madre de Dios .................................... 60
Figura 63. Ubicación de las Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Madre de Dios ... 61
Figura 64. Precipitación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Madre de Dios ........ 63
Figura 65. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Madre de Dios ......... 63
Figura 66. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Río Madre de Dios .... 64
Figura 67. Rendimiento Hídrico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Río Madre de Dios . 64
Figura 68. Comparando la Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Madre de Dios ..... 65
Figura 69. Pendientes Topográficas en la Cuenca del Río Paraguay ........................................... 66
Figura 70. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Paraguay ........................................ 67
Figura 71. Comparando la Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del río Paraguay ............... 68
Figura 72. Mapa de Pendientes Cuenca del Río Pilcomayo ......................................................... 70
Figura 73. Mapa de Tipos de Suelos en la Cuenca del Río Pilcomayo ........................................ 71
Figura 74. Mapa de Usos de Suelo para la Cuenca del Río Pilcomayo ........................................ 71
Figura 75. Ubicación de las Estaciones Hidro-Meteorológicas en la Cuenca del Río Pilcomayo 73
Figura 76. Hidrograma del Río Pilomayo en la Estación de Aforo de Villamontes ..................... 74
Figura 77. Precipitación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Pilcomayo ............... 75
Figura 78. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Pilcomayo ............... 75
Figura 79. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Pilcomayo ..... 76
Figura 80. Rendimiento Hidrológico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca Río Pilcomayo . 76
Figura 81. Comparando la Línea Base y los Escenarios Futuros en la Cuenca Río Pilcomayo .. 77
Figura 82. Pendientes Topográficas en la Cuenca del Salar de Uyuni ......................................... 79
Figura 83. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca de Salar de Uyuni. ...................................... 81
Figura 84. Comparación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Salar de Uyuni .............. 83
Figura 85. Mapa de Pendientes Topográficas en la Cuenca del Lago Titicaca ............................ 85
Figura 86. Mapa de Uso de Suelos en la Macro-Cuenca Lago Titicaca ....................................... 87
Figura 87. Estaciones Hidro-Meteorológicas en la Cuenca del Lago Titicaca ............................. 88
Figura 88. Hidrogramas Correspondientes a los Ríos en la Cuenca del Lago Titicaca ................ 90
Figura 89. Comparando la Línea Base y los Escenarios Futuros Cuenca del Lago Titicaca ....... 91
i
PESOS Y MEDIDAS
Sistema Métrico
’ Minutos
° Grados
Km2 Kilómetros cuadrados
l/s/km2 Litros por segundo por kilometro cuadrado
lcd Litros per cápita por día
m Metro
m3/s Metros cúbicos por segundo
mm Milímetros
MMC Millones de metros cúbicos
msnm Metros sobre el nivel del mar
SIGLAS Y ABREVIATURAS
C Celsius
CMI Indice Climático de Humedad (por sus siglas en ingles Climate Moisture
Index)
CO2 Dióxido de Carbono
CSIRO Por sus siglas en ingles Australia's Commonwealth Scientific and
Industrial Research Organisation
ESCO Evaporación del suelo (por su abreviación en inglés)
FAO Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación (por sus siglas en inglés Food and Agriculture
Organization)
GISS Instituto Goddard para Estudios Espaciales (por sus siglas en inglés
Goddard Institute Space Studies)
GTZ Cooperación Técnica Alemana (por sus siglás en alemán Gesellschaft fur
Technische Zusammenarbeit)
GW_REVAP Re-evaporación del sub-suelo (por su abreviación en inglés)
HadCM2 Por sus siglas en inglés Hadley Center United Model 2
msnm Metros sobre el nivel del mar
N Norte
NSE Por sus siglas en ingles Nash-Sutcliffe Efficiency
O Oeste
PBIAS Bias o sesgo o desviación porcentual (por sus siglas en inglés Porcentual
Bias)
R2 Coeficiente de determinación
REVAP_MIN Re-evaporación del suelo (por su abreviación en inglés)
RRMSE Error cuadrático relative de la media (por sus siglas en inglés Relative
ii
Root Mean Square Error)
S Sur
SOL_AWC Contenido de agua en el suelos (por su abreviación en inglés)
SWAT Herramienta de Evaluación de Suelo y Agua (por sus siglas en inglés Soil
and Water Assessment Tool)
UHR Unidades Hidrológicas de Respuesta
WGS Sistema Geodésico Mundial (por sus siglas en inglés World Geodetic
System)
iii
PRESENTACIÓN
El Volumen II del informe titulado “Construyendo Herramientas para Evaluar Vulnerabilidades
y Estrategias de Adaptación al Cambio Climático en el Sector de Recursos Hídricos de Bolivia,”
presenta los resultados preliminares en la aplicación de las herramientas construidas y descritas
en el Volumen I para cuantificar los posibles impactos del cambio climático en la oferta hídrica
en cada una de las once macro-cuencas de Bolivia desarrollados bajo la Asistencia Técnica No
Reembolsable “Fortalecimiento de Capacidades para la Adaptación a la Variabilidad y Cambio
Climático en el Ambito de los Recursos Hídricos.”
Los modelos hidrológicos para cada una de las once macro-cuencas fueron construidos usando
los datos diarios de temperatura y precipitación para el periodo 1998-2008 de 115 estaciones
meteorológicas, la información sobre los tipos de suelo disponible en las bases de dato de la
FAO, la información sobre usos de suelo elaborada por la Superintendencia Agraria el año 2001,
y la información de 18 estaciones de aforo.
El modelo SWAT fue corrido para tres simulaciones hidrológicas mensuales: (i) la línea base o
periodo 1998-2008; (ii) un posible escenario climático seco para la década del 2046-2055; y (iii)
un posible escenario climático húmedo para la década del 2046-2055. Los escenarios futuros se
elaboraron en base al escenario de emisión A2.
1
I. CUENCA DEL RÍO BENI
A. Características de la Cuenca
1. Ubicación y pendiente. La cuenca del río Beni se ubica entre las coordenadas 17º 41´ y
10º 59´ Sur (S) y 66º 05´ y 69º 13´ Oeste (O) y tiene una altitud media de 1340 metros sobre el
nivel del mar (msnm). El río Beni discurre desde las altas cumbres de la cordillera Oriental con
más de 6,000 m en la parte Sur-Oeste hasta las llanuras Amazónicas, uniéndose al Madre de Dios
en la localidad de Riberalta. Es posible considerar una parte andina de la cuenca, hasta Angosto
del Bala, y una parte amazónica aguas debajo de este punto, donde se encuentra una de las
estaciones de aforo con datos utilizada para la calibración de la cuenca (Rurrenabaque). En la
Figura 1 se muestran el mapa de pendientes y la red hidrográfica modelada en la cuenca del río
Beni.
2. Tipos de suelos1. La Figura 2 muestra el mapa de los tipos de suelos en la cuenca del río
Beni. En la parte andina, dominan los suelos tipo litosoles (categoría I) más o menos
meteorizados hasta convertirse en cambisoles (categoría Bd) con buenas propiedades
hidrogeológicas, presentando a la vez buena capacidad de retención de agua y una porosidad que
1 Categorías de los tipos de suelo en paréntesis se refieren a la nomenclatura usada en el modelo SWAT.
Figura 1. Mapa de Pendientes y Red Hidrográfica Cuenca del Río Beni
2
permite un buen drenaje hacia capas inferiores. En la llanura amazónica, predominan los
vertisoles (categoría Vp) con alto contenido en arcilla y los acrisoles con más porosidad en
suelos boscosos y fácilmente degradables en suelos desnudos. En la cabecera occidental existen
importantes masas de nieve y glaciar, las que fueron reconocidas en el modelaje. La herramienta
de evaluación de suelo y agua (SWAT por sus siglas en inglés) modela esta categoría como
suelos rocosos monocapa de metro y medio de espesor y muy compactos.
3. Usos de suelo2. El mapa de usos de suelos se presenta en la Figura 3. El bosque tropical
y los humedales forestados constituyen más del 60% de la cobertura del suelo de la cuenca del
Beni, especialmente en el curso bajo del río aguas abajo de Angosto del Bala y aguas arriba en
los bosques húmedos de altura (categorías FRSE, WETF). El resto está cubierto por praderas de
hierba alta o matorral bajo y con algunas zonas de suelo agrícola.
2 Categorías de los usos de los suelo en paréntesis se refieren a la nomenclatura usada en el modelo SWAT.
Figura 2. Mapa de Tipos de Suelo en la Cuenca del Río Beni
3
4. Información meteorológica. Para modelar la cuenca del Beni se utilizaron un total de 24
estaciones meteorológicas reales y dos más ficticias, que fueron introducidas en dos zonas
específicas del curso alto del río para tratar de recoger los picos de precipitación producidos en
esa zona que no quedaban registrados con la distribución original de estaciones con las que se
contaba. Dichas estaciones ficticias (E1 y E2) se han obtenido a base de multiplicar la lluvia de
otras dos estaciones cercanas reales por un coeficiente de 2.2, el cual ha sido estimado midiendo
la diferencia con la cantidad de lluvia modelada y la reportada en otros informes hidrológicos
existentes3, teniendo en cuenta la cantidad de escorrentía observada en las estaciones de aforo
utilizadas en la calibración. La ubicación de las estaciones meteorológicas e hidro-
meteorológicas se presenta en la Figura 4. La Tabla 1 contiene el nombre de las estaciones
utilizadas y sus coordenadas.
3 Roche et al (1992) y Molina et at (2004).
Figura 3. Mapa de Usos de Suelos en la Cuenca del Río Beni
4
Legend
MonitoringPoint
<all other values>
Type
Manually added Outlet
Manually added Point Source
%, Medición de Precipitación
%, Medición de Temperatura
") Estación de Aforo
Figura 4. Ubicación de Estaciones Hidro-Meteorológicas en la Cuenca del Río Beni
5
5. Además, ante la falta de estaciones pluviométricas en zonas clave de la cabecera de la
cuenca con alto índice de pluviosidad, se ha movido la estación número 55 para ubicada
originalmente en la cuenca de Ichilo-Mamoré, ya que de lo contrario SWAT asignaría a esas sub-
cuencas otras estaciones cercanas con precipitaciones mucho menores que las existentes en la
zona.
Tabla 1. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Beni
Estación Código Latitud Longitud Elevación
GUAYAMERIN 16 -10.82 -65.35 130
RIBERALTA 23 -11.00 -66.12 141
NASA 134 134 -12.61 -66.94 147
REYES 22 -14.32 -67.38 140
PISO FIRME 70 -13.62 -68.53 200
RURRENABAQUE 25 -14.47 -67.57 204
E1 E1 -15.05 -68.61 2137
CHARAZANI 108 -15.15 -68.97 3730
COVENDO 107 -15.35 -67.10 420
CAMATA 45 -15.17 -68.77 2250
SORATA 76 -15.75 -68.68 3140
CARANAVI 48 -15.82 -67.57 600
ITALAQUE 113 -15.48 -69.03 3500
E2 E2 -16.00 -67.79 1972
VILLA
COPACABANA 126
-16.48 -67.12 3600
IRUPANA 63 -16.42 -67.47 1885
CHIPIRIRI 55 -16.74 -66.22 2739
CORIPATA 51 -16.30 -67.60 1760
CHUQUIAGUILLO 109 -16.45 -68.10 4080
INQUISIVI 112 -16.98 -67.17 2766
LA PAZ 49 -16.53 -68.13 3632
SALLA 122 -17.18 -67.62 3500
AYO AYO 1 -17.08 -68.00 3880
MISICUNI 66 -17.09 -66.33 3793
INDEPENDENCIA 62 -17.12 -66.87 2788
PAIRUMANI 69 -17.37 -66.32 2600 *Estaciones sin temperatura. Temperatura substituida por media de 1º de resolución de la NASA
6
B. Calibración
6. Proceso de calibración. A pesar de que existen datos para siete estaciones de aforo en la
cuenca, sólo se han usado tres para calibrar el modelo, debido a que de las siete, tres se
encuentran en la cabecera de los ríos de la ciudad de La Paz, que tienen muy poco caudal y por
lo tanto resulta complicado captar ese nivel de detalle con este modelo. La cuarta se encuentra en
la desembocadura, aguas debajo de la unión con el río Madre de Dios, que como no está
calibrado debido a la falta de datos de aforo en esa cuenca, no es posible estimar correctamente
su caudal.
7. Los parámetros usados para la calibración de esta cuenca son los relativos al contenido de
agua del suelo (SOL_AWC por sus siglas en inglés), la evaporación del suelo (ESCO por sus
siglas en inglés), la re-evaporación del suelo (REVAP_MIN por sus siglas en inglés) y la re-
evaporación del sub-suelo (GW_REVAP por sus siglas en inglés). Debido a la predominancia de
suelos arcillosos en la cuenca el contenido inicial de agua en el suelo se fija en 0.25 milímetros
(mm) por mm de suelo. En cuanto al factor de compensación de la evaporación en el suelo se
establecen valores altos (poca evaporación) para las zonas más altas de la cuenca y viceversa. La
Tabla 2 presenta los valores de los parámetros de calibración para la cuenca del río Beni.
Tabla 2. Parámetros de Calibración en la Cuenca del Río Beni
Parámetro Valor
SOL_AWC 0.25
ESCO 0.20 - 0.60
GW_REVAP 0.20
REVAP_MIN 1.00
8. Caudales en Santa Rita de los Buenos Aires. La Figura 5 presenta el hidrograma de los
caudales observados y simulados en la estación de Santa Rita de los Buenos Aires. La figura
también muestra la precipitación a la caída en las sub-cuencas aguas arriba de la estación de
aforo de Santa Rita de los Buenos Aires. La Tabla 3 muestra los indicadores estadísticos de
desempeño del modelo para la sub-cuenca que aporta a la estación de Santa Rita de los Buenos
Aires. Información similar para la estación Rurrenabaque en Angosto del Bala se presenta en la
Figura 6 y la Tabla 4, respectivamente
7
Figura 5. Hidrograma Estación de Santa Rita de los Buenos Aires
Tabla 3. Indicadores de Desempeño en la Estación Santa Rita de los Buenos Aires
Figura 6. Hidrograma Estación de Rurrenabaque en Angosto del Bala
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Jan
-98
Au
g-9
8
Mar
-99
Oct
-99
May
-00
Dec
-00
Jul-
01
Feb
-02
Sep
-02
Ap
r-0
3
No
v-0
3
Jun
-04
Jan
-05
Au
g-0
5
Mar
-06
Oct
-06
May
-07
Dec
-07
Jul-
08
Cau
dal
m3
/s
Observado
SWAT
Prec (m
m)
0
100
200
300
400
500
600
700
8000
2000
4000
6000
8000
10000
Jan
-98
Sep
-98
May
-99
Jan
-00
Sep
-00
May
-01
Jan
-02
Sep
-02
May
-03
Jan
-04
Sep
-04
May
-05
Jan
-06
Sep
-06
May
-07
Jan
-08
Sep
-08
Flo
w m
3/s
Precipitación
Observado
SWAT
Prec (m
m)
Indicador Valor Calificación
RRSME 0.48 muy bueno
NSE 0.54 Satisfactorio
R2 0.6
PBIAS 1.5 muy bueno
8
Tabla 4. Indicadores de Desempeño en la Estación de Rurrenabaque en Angosto del Bala
9. Caudales en Riberalta (aguas debajo de la unión con el Río Madre de Dios). La
diferencia entre hidrogramas de caudales observados y simulados que se muestra en la Figura 7
puede ser considerada como una aproximación al caudal de aportación del Madre de Dios en la
localidad de Riberalta (aunque en realidad esa aportación es menor debido a subestimación de
agua en la modelación del Beni como se evidencia en la estación de Rurrenabaque).
Figura 7. Hidrograma Estación Riberalta Curso Bajo
C. Cambio Climático
10. Los modelos climáticos utilizados para representar el escenario seco son el ECHAM5OM
y el MIROC3.2 medres, mientras que para el escenario húmedo se utilizaron el CSIROMk3.5 y
el MRI-CGCM2.3.2. El aumento de la precipitación bajo el escenario húmedo se produce
durante la época seca en los meses de Julio a Octubre, meses en los que bajo el escenario seco
llueve menos que en el presente. En esta cuenca, los escenarios húmedo y seco predicen un
cambio de la precipitación anual de un +3% y un -3% respectivamente. Los incrementos de
temperatura son más uniformes con incrementos medios anuales entre el 2.2 º C y 2.4º C para los
escenarios húmedo y seco respectivamente. La Figura 8 y la Figura 9 representa la distribución
anual de precipitación y temperatura bajo los dos escenarios en el 2050 comparados con la línea
base.
11. Como se puede observar en la Figura 10, se estima que los cambios en precipitación y
temperatura podrían producir un aumento de la evapotranspiración anual en toda la cuenca de
entre el 1% y el 6% según se considere el escenario seco o el húmedo.. En lo que respecta al
0
100
200
300
400
500
600
700
8000
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Jan
-98
Sep
-98
May
-99
Jan
-00
Sep
-00
May
-01
Jan
-02
Sep
-02
May
-03
Jan
-04
Sep
-04
May
-05
Jan
-06
Sep
-06
May
-07
Jan
-08
Sep
-08
Flo
w m
3/s
Precipitación
Observado
SWAT
Prec (m
m)
Indicador Valor Calificación
RRSME 0.44 muy bueno
NSE 0.65 Bueno
R2 0.82
PBIAS 28 insatisfactorio
9
rendimiento hidrológico de la cuenca, representado en la Figura 11, el escenario húmedo predice
un ligero incremento de la producción anual de agua del 2%, cuando el escenario seco proyecta
un decremento de un 9%. Esta disminución es prácticamente constante a lo largo del año.
12. Una desagregación espacial de los posibles cambios futuros a lo largo de la cuenca se
presenta en la Figura 12. Los aumentos en la evapotransporación se producirán en la mayoría de
las sub-cuencas del Beni excepto en ciertas aéreas del curso medio donde el modelo indica una
ligera disminución en las tasas de evapotranspiración anuales En lo que respecta a la
disminución del rendimiento hidrológico, este se producirá en la altitudes bajas de toda la cuenca
excepto en la zona de Angosto del Bala. Comparación de caudales entre la línea base y los
posibles escenarios futuros para cada uno de los puntos de control en la cuenca del río Beni se
presentan en la Figura 13, la Figura 14 y la Figura 15.
Figura 8. Precipitacion Linea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni
Figura 9. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni
0
50
100
150
200
250
300
Pre
cip
itat
cuo
n (
mm
/me
s)
Escenario Seco 2050 MPI/MIROC
Linea Base 1961-1990
Escenario Humedo 2050 CSIRO 3.5/MRI
0
5
10
15
20
25
30
Tem
pe
ratu
ra (
mm
/me
s)
Escenario Seco 2050 - MPI/MIROC
Linea Base 1961-1990
Escenario Humedo 2050 CSIRO 3.5/MRI
10
Figura 10. Evapotranspiración Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni
Figura 11. Rendimiento Hídrico Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni
0
20
40
60
80
100
120
ET (
mm
/me
s)
Escenario Seco 2050s
Base
Escenario Humedo 2050s
0
20
40
60
80
100
120
Re
nd
imie
nto
Hid
rico
(m
m/m
es)
Escenario Seco 2050s
Base
Escenario Humedo 2050s
11
Figura 12. Comparando la Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Beni
Precipitación
Escenario Seco Escenario Húmedo
Evapotranspiración
Escenario Seco Escenario Húmedo
Legend
Beni
% Cambio
-16 - -10
-9 - 0
1 - 15
16 - 30
31 - 44
Legend
Beni
% Cambio
-8
-7 - -5
-4 - 0
1 - 5
6 - 10
12
Rendimiento Hídrico
Escenario Seco Escenario Húmedo
Sedimentos
Escenario Seco Escenario Húmedo
Legend
Beni
% Cambio
< -50
-49 - -25
-24 - 0
1 - 30
31 - 60
Legend
Beni
% Cambio
-75 - -50
-49 - 0
1 - 50
51 - 100
>100
13
Figura 13. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Estación Santa Rita de los Buenos
Aires
Figura 14. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Estación Rurrenabaque
0
100
200
300
400
500
600
700
800Ja
n-9
8
Jun
-98
No
v-9
8
Ap
r-9
9
Sep
-99
Feb
-00
Jul-
00
Dec
-00
May
-01
Oct
-01
Mar
-02
Au
g-0
2
Jan
-03
Jun
-03
No
v-0
3
Ap
r-0
4
Sep
-04
Feb
-05
Jul-
05
Dec
-05
May
-06
Oct
-06
Mar
-07
Au
g-0
7
Jan
-08
Jun
-08
No
v-0
8
Cau
dal
m3
/s
Base
Escenario Seco
Escenario Húmedo
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
Jan
-98
Jul-
98
Jan
-99
Jul-
99
Jan
-00
Jul-
00
Jan
-01
Jul-
01
Jan
-02
Jul-
02
Jan
-03
Jul-
03
Jan
-04
Jul-
04
Jan
-05
Jul-
05
Jan
-06
Jul-
06
Jan
-07
Jul-
07
Jan
-08
Jul-
08
Flo
w m
3/s
Escenario Base
Escenario Seco
Escenario Húmedo
14
Figura 15. Caudal Línea Base y Escenarios Futuros Estación Riberalta
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
Jan
-98
Jul-
98
Jan
-99
Jul-
99
Jan
-00
Jul-
00
Jan
-01
Jul-
01
Jan
-02
Jul-
02
Jan
-03
Jul-
03
Jan
-04
Jul-
04
Jan
-05
Jul-
05
Jan
-06
Jul-
06
Jan
-07
Jul-
07
Jan
-08
Jul-
08
Flo
w m
3/s
SWAT
Escenario Seco
Escenario Húmedo
15
II. CUENCA DEL RÍO DESAGUADERO
A. Características de la Cuenca
13. Ubicación y pendientes. La cuenca del río Desaguadero se localiza al sur-oeste del país
entre las coordenadas 16º 36´ y 20º S, y 69º 25´ y 66º 25´ O y una altitud media de 4300 msnm.
En esta cuenca endorreica, la red fluvial está dominada por el río Desaguadero, que tiene su
origen en la desembocadura del Lago Titicaca, en la localidad de Desaguadero y desemboca en
el Lago Poopó, departamento de Oruro. Su principal afluente es el río Mauri, que tiene su origen
en Perú, y que se une al Desaguadero en la localidad de Calacoto. El Lago Poopó desagua de
forma natural por el sur-oeste hacia el Salar de Coipasa, al cual también vierten directamente las
subcuencas del oeste de la cuenca.
14. Como se observa en la Figura 16, las pendientes en esta cuenca son suaves en las llanuras
de inundación del río Desaguadero y en la parte sur de la cuenca en el lago Poopó y Salar de
Coipasa. Las mayores pendientes se encuentran en la Cordillera Occidental y zona fronteriza con
Chile, así como en las inmediaciones de la Cordillera Oriental al sur-este de la cuenca.
Figura 16. Mapa de Pendientes y Red Hidrológica de la Cuenca del Río Desaguadero
15. Tipos de suelos. La Figura 17 muestra el mapa de los tipos de suelos en la cuenca del
Río Desaguadero. Como se puede observar en la figura, los suelos dominantes de la cuenca son
los Xerosoles Haplicos en el nor-oeste de la Cuenca y alrededor del lago Poopó (grupo Xh), que
son suelos compactos y resistentes a la erosión, con poca cobertura vegetal en su capa superficial
y con alto contenido en arcillas en sus capas más profundas, por lo tanto impermeables y con
16
tendencia a generar alta escorrentía (grupo hidrológico D, en el SCS número de curva). Más
hacia el oeste en las subcuencas del río Mauri y las drenantes hacia el salar de Coipasa, dominan
los Andosoles, suelos más porosos y con mejores propiedades hidrogeológicas (grupo Tv 3 a).
16. Usos de suelo. La Figura 18 muestra el mapa de los usos de suelo. Los pastos áridos del
Altiplano se modelan como praderas herbáceas y de arbusto bajo y cubren más del 90% de la
superficie de la cuenca (clases RNGE y RNGB). El mapa de usos de suelo empleado recoge
información de pequeñas extensiones de cultivos de papa en el centro de la cuenca. Otras
categorías de cobertura de suelo en la cuenca del río Desaguadero incluyen, los humedales
(bofedales), lagos y salares. Estos tipos de cobertura presentan bajos niveles de intercepción y
retención de lluvia.
Legend
Classes
SALT 3264
So1 3a 4046
I Be c 5516
I Tv c 5542
Je16 3a 5556
Kl4 3a 5573
Tm1 a 5673
Tv1 a 5675
Tv3 a 5679
Tv3 c 5680
Xh2 a 5698
Xh3 b 5699
Yh1 a 5706
WATER 6997
GLACIER
Figura 17. Mapa de Tipos de Suelos de la Cuenca del Río Desaguadero
17
17. Información meteorológica. Se utilizaron datos de trece estaciones meteorológicas, de
las cuales cuatro se encuentran situadas fuera de la cuenca. La Tabla 5 presenta una lista de las
estaciones meteorológicas utilizadas en la modelación de la cuenca del río Desaguadero.
18. La precipitación media obtenida para toda la cuenca en la serie desde 1998 al 2008 es de
408 mm. Los máximos de precipitación se encuentran en la parte central de la misma y los
mínimos en el extremo nor-occidental de la misma. Cabe destacar que el escaso número de
estaciones pluviométricas en la cuenca es responsable de una distribución de la precipitación más
discretizada que la real.
Legend
SwatLandUseClass(LandUse29)
Class
URMD
WATR
SWRN
POT
FRSE
WPAS
POT
FESC
RNGE
BROM
RNGB
WETN
FRST
FRSD
AGRL
Figura 18. Mapa de Usos de Suelo de la Cuenca del Río Desaguadero
18
Tabla 5. Estaciones Meteorológicas en la Cuenca del Río Desaguadero
Estación Código Latitud Longitud Elevación
ACHIRI 41 -17.22 -69.00 3880
TIAWUANAKU 9 -16.55 -68.68 3629
BERENGUELA 99 -17.30 -69.22 4120
CALACOTO 3 -17.28 -68.63 3805
AYO AYO 1 -17.08 -68.00 3880
CONCHAMARCA 106 -17.40 -67.45 3675
CHARANA 91 -17.55 -69.50 4054
ORURO 19 -17.97 -67.07 3702
NASA_1 128 -18.45 -68.01 3801
NASA_6 133 -18.91 -68.54 3802
MACHA ** 65 -18.82 -66.03 3480
NASA_12 139 -19.42 -66.67 4327
NASA_2 129 -20.24 -68.23 3663 *Estaciones sin temperatura. Temperatura substituida por media de 1º de resolución de la NASA
19. La evapotranspiración es alta debido sobre todo a los altos niveles de radiación solar dada
la elevada altitud media de la cuenca. Estos niveles aumentan considerablemente en la superficie
de las masas de agua siendo incluso mayor que los niveles de precipitación (Lago Poopó o Salar
de Coipasa).
20. Para calibrar los resultados obtenidos se utilizaron tres estaciones de aforo, dos de ellas
situadas en el río Desaguadero (aguas arriba en Calacoto y aguas abajo en Oruro), y una más en
el Mauri (Calacoto). Una estación más situada en la cabecera del Desaguadero, a la salida del
Lago Titicaca, fue utilizada para como inlet para simular la entrada de agua en la cuenca
proveniente del lago. En la cabecera del río Mauri se ha introducido un caudal constante de 5
m3/s equivalente al caudal base procedente de la parte Peruana del río (estimado en base a la
diferencia entre caudales observados y medidos en Calacoto). La ubicación de la estaciones
hidrometeorológica usadas en al modelación de la cuenca del río Desaguadero se presenta en la
Figura 19.
19
21.
B. Calibración
22. Parámetros de calibración. Para calibrar los hidrogramas obtenidos se ajustaron
parámetros relativos a la cantidad de agua del suelo y la evaporación del suelo. Los valores
introducidos pretenden reproducir las condiciones de aridez del Altiplano, con bajos contenidos
iniciales de agua en el suelo (un máximo de 0.2 mm de agua por mm de suelo en zonas más
húmedas) y valores que permiten una evaporación alta a moderada del suelo. La Tabla 6 muestra
los parámetros de calibración utilizados para la cuenca del río Desaguadero.
Tabla 6. Parámetros de Calibración Cuenca del Río Desaguadero
Parámetro Valor
SOL_AWC 0 – 0.2
ESCO 0.6
GW_REVAP 0.02
REVAP_MIN 1
Figura 19. Ubicación de Estaciones Hidro-meteorológicas en la Cuenca del Río Desaguadero
20
23. Río Desaguadero en Calacoto. Los caudales observados en el río Desaguadero en
Calacoto dependen de los volúmenes desembalsados en la presa de Desaguadero en el Lago
Titicaca, y por lo tanto de las múltiples aportaciones que este lago recibe. En el hidrograma que
se presenta en la Figura 20 se pueden observar máximos de hasta 160 m3/s en enero del 2001.
Los indicadores de desempeño de la modelación de caudales en la estación de Calacoto se
presentan en la Tabla 7.
Figura 20. Hidrograma Río Desaguadero en Calacoto
Tabla 7. Indicadores de Desempeño en Río Desaguadero en Calacoto
Indicador Valor Calificación
RRSME 0.49 Muy Bueno
NSE 0.7 Bueno
R2 0.77
PBIAS -2.31 Muy Bueno
24. Río Mauri en Calacoto. La aportación del río Mauri presenta un flujo base casi
constante de entre 5 y 10 m3/s y máximos en la época de lluvias de hasta 75 m
3/s. La Figura 21
muestra los histrogramas correspondiented para el caudal observado y modelado de la sub-
cuenca contribuyente a la estación en el río Mauri en Calacoto. Los indicadores de desempeño de
esta estación de control se presentan en la Tabla 8
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.000
50
100
150
200
250
Jan
-98
Oct
-98
Jul-
99
Ap
r-0
0
Jan
-01
Oct
-01
Jul-
02
Ap
r-0
3
Jan
-04
Oct
-04
Jul-
05
Ap
r-0
6
Jan
-07
Oct
-07
Jul-
08
Flo
w m
3/s
Precipitación
Observado
SWAT
Prec (m
m)
21
Figura 21. Hidrograma Río Mauri en Calacoto
Tabla 8. Indicadores de Desempeño Río Mauri Calacoto
Indicador Valor Calificación
RRSME 0.76 No satisfactorio
NSE 0.15 No Satisfactorio
R2 0.44
PBIAS 14 Bueno
25. Río Desaguadero en Oruro. Como se muestra en la Figura 22, el modelo recoge bien
los picos de caudal en las temporadas lluviosas pero serían necesarios unos 20 m3/s más de flujo
base para simular el caudal en la época seca. Esto se deba probablemente a la escasez de datos de
precipitación en la cuenca. Los indicadores de desempeño del modelo en la estación en el río
Desaguadero en Oruro se muestran en la Tabla 9.
Figura 22. Hidrograma Río Desaguadero en Oruro
0
100
200
300
400
500
6000.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
Jan
-98
Oct
-98
Jul-
99
Ap
r-0
0
Jan
-01
Oct
-01
Jul-
02
Ap
r-0
3
Jan
-04
Oct
-04
Jul-
05
Ap
r-0
6
Jan
-07
Oct
-07
Jul-
08
Flo
w m
3/s
Precipitación
Observado
SWAT
Prec (m
m)
0
50
100
150
200
250
300
3500
100
200
300
400
500
600
700
Jan
-98
Sep
-98
May
-99
Jan
-00
Sep
-00
May
-01
Jan
-02
Sep
-02
May
-03
Jan
-04
Sep
-04
May
-05
Jan
-06
Sep
-06
May
-07
Jan
-08
Sep
-08
Flo
w m
3/s
Precipitación
Observado
SWAT
Prec
(mm
)
22
Tabla 9. Indicadores de Desempeño Río Desaguadero en Oruro
Indicador Valor Calificación
RRSME 0.65 Satisfactorio
NSE 0.57 Satisfactorio
R2 0.66
PBIAS 6.1 Muy Bueno
C. Cambio Climático
26. En el caso de la cuenca del río Desaguadero, el escenario seco, lo conforman los modelos
GISSE-R e IPSLCM4; mientras que el escenario húmedo, lo conforman los modelos
NCARPCM y MIROC3.2.
27. Como se puede ver en la Figura 23, las mayores diferencias en precipitación con respecto
a la línea base se observan principalmente en enero, donde se aprecia un importante decremento
de la precipitación en el escenario seco. Los modelos climaticos utilizados predicen un 7%
menos de lluvia en el escenario seco y un 3% más en el escenario húmedo a lo largo del año.
Como se puede observar en la Figura 23, ambos escenarios futuros muestran incrementos de
temperatura de 2.4º C en el caso del escenario seco y de 1.8º C en el caso del escenario húmedo.
28. Estos cambios producen incrementos de evapotranspiración importantes durante la época
de lluvias en el caso del escenario húmedo y decrementos a finales de la época seca en el caso
del escenario seco. Como se puede observar en la Figura 25, bajo el escenario húmedo la
evapotranspiración anual aumenta un 3% mientras que para el seco disminuye en un 0.2%.
29. En cuanto al rendimiento hídrico generado, el cual se muestra en la Figura 26, cabe
destacar el considerable decremento durante los meses de enero a mayo resultante de correr el
modelo bajo el escenario seco. La disminución anual del rendimiento hídrico promediada en toda
la cuenca es del 2.5% en el caso del escenario húmedo, mientras que para el seco la disminución
es del 21% con respecto a la línea base.
30. Respecto a la distribución espacial de estos cambios dentro de la cuenca, son las sub-
cuencas centrales las que incrementan sus tasas de evapotranspiración mientras que ciertas zonas
elevadas de la cordillera Oriental y Occidental sufren disminuciones bajo el escenario seco. Esto
se muestra en la Figura 24. El rendimiento hídrico sufre una mayor disminución también en la
parte central de la cuenca del río Desaguadero bajo condiciones de escenario seco. La Figura 27
muestra una comparación de indicadores hídricos básicos entre la línea base y los escenarios
futuros. La comparación de los caudales entre la línea base y los posibles escenarios futuros para
los tres puntos de control en esta cuenca se presentan en la Figura 28, la Figura 29 y la Figura 30.
23
Figura 23. Precipitación Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Desaguadero
Figura 24. Temperatura Línea Base y Escenarios Futuros Cuenca del Río Desaguadero