Hacia la cuantificación de servicios ambientales hidrológicos de cinco subcuencas del Paute (Ecuador)

Marcela Quintero, Natalia Uribe, Rubén Darío Estrada

Fundación Cordillera Tropical (Cuenca, Ecuador)

Antecedentes• Proyecto Integral del Paute

– Central Molino, Embalse Amaluza– Proyecto Mazar– Proyecto Sopladora

Antecedentes

• Propósito del Proyecto Mazar

– Optimizar operación de la central Molino reteniendo cerca de 2’000.000 m3 de sedimentos y regulando los caudales lo cual incrementara la producción de energía (ACOTECNIC, 2006)

• Proyecto Mazar: Área de influencia directa (ACOTECNIC,2006) están las microcuencas del río Pindilig y Mazar, y sus áreas boscosas que inciden directamente en los aportes hídricos al proyecto Mazar

Antecedentes

• Medidas de compensación forestal (Plan de Manejo Ambiental) a cargo de Hidropaute, para conservar y restaurar áreas degradas en el área de influencia directa

• Monitoreo hidrológico a carga de HIDROPAUTE

Antecedentes• Acelerada acumulación de sedimentos

en la cercanía de la presa

• El problema que aún subsiste es la pérdida parcial del volumen útil del embalse.

• Cambios en el uso de la tierra que aumentan la producción de sedimentos

• Presión sobre paramos y bosques conservados

Intervención en páramos

Movimientos en masa

Pagar por conservar?

Pagar por restaurar?

Donde? A quién?

Objetivos

1. Modelar hidrológicamente las cuencas de Pindilig, Mazar, Llavircay, Juval y Pulpito

2. Identificar las zonas criticas por su producción de sedimentos (subcuencas y URHs)

3. Identificar zonas criticas por su producción de agua

Metodología• Aplicación modelo SWAT

– Permite no solo estimar comportamiento de caudales sino cuantificar la relación de causalidad entre diferentes usos de la tierra y la producción de agua y sedimentos

– Esta cuantificación tiene en cuenta variaciones de suelo, clima y topografía

– Permite priorizar espacialmente las zonas que causan mayores externalidades negativas (restauración) o positivas (conservación)

– La producción de agua y sedimentos son externalidades ambientales que deben considerarse en un potencial fondo para conservación/restauración de servicios ambientales

Enfoque MetodológicoAnálisis de Cuenca

Uso de la Tierra

Estaciones climáticas

Suelos

Relieve

HRU

PIURA

RAINFALL

FUQUENE

TUNARI

CANTIDAD DE AGUA (m3/s) Y SEDIMENTOS (ton)

Mediciones

Modelos de flujo

Comparaciones entre cuencas

Modelos de causalidad entre suelo-uso-relieve-hidrología

Modelos de cuenca

Simulación de cambios específicos y no en toda la cuenca

Comparaciones dentro de la cuenca

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129

month

m3/

seg

Caudal simulado Caudal aforado

Coeficiente de correlación = 0.72

Periodo simulado: 14 años

Aforos mensuales: 1964-1989 registrados (INECEL, 1992)

Área: 167.350 km2

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127

mes

m3/

seg

caudal simulado + Rio Paute (aforado) caudal aforado Mazar

R=0.95

Coeficiente de correlación = 0.45 -0.51

Periodo simulado: 14 años

Aforos mensuales: periodo 1964 -1989 Correlacionados; 1973-1989 registrados el 90% y rellenados según datos de Pindilig (INECEL, 1992)

Área: 165.371 km2

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127

mes

m3

/se

g

caudal simulado caudal aforado

Periodo simulado: 14 años

Aforos no disponibles

Área: 24.9 km2

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127 134 141 148 155 162

mes

m3/

seg

caudal simulado

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127

mes

caudal simulado caudal aforado

Coeficiente de correlación = 0.55

Periodo simulado: 14 años

Aforos mensuales: 1988 - 1989 Correlacionados; 1978-1987 registrados el 90% y rellenados según datos en Pindilig (INECEL, 1992)

Área: 425.070 km2

Cul

tivos

Bos

que

Pas

tos

Urb

ano

Hum

edal

es

Pár

amo

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000H

ec

táre

as

Pindilig

Mazar

Juval

Periodo simulado: 14 años

Aforos no disponibles

Área: 169.587 km2

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161

mes

m3

/se

g

caudales simulados

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115 121 127

m3/seg

me

s

caudal simulado Amaluza caudal aforado AmaluzaR=0.94

Caudales Amaluza

SedimentosCuenca Sedimentos Sedimentos

Simulados Calculados

t/año

t/año (Gessler, 1984,

INECEL,1978)

Paute A.J Dudas 3940000 3940000

Pindilig 51178 59000

Mazar 45898 47000

Collay (INECEL,1978) 250000 250000

Subtotal 4287076 4350000

Llavircay 3684

Juval 34276

Pulpito 61113

Subtotal 99074 540000

Paute D.J. Palmira 4386150 4890000

Promedio anual

mm m3/s T/Ha Area

(Km2)

Pindilig572.7

6 3.03 3.042 167.35

Mazar689.7

8 3.61 2.869 165.371

Llavircay757.9

2 0.59 1.466 24.9

Juval586.4

1 7.90 0.751 425.07

Pulpito699.8

7 3.76 3.367 169.587

0

1

2

3

4

5

6

7

8

m3/s ton/ha

Pindilig

Mazar

Llavircay

Juval

Pulpito

Priorización de Unidades de Respuesta Hidrológica

• Producción de Sedimentos

• Contribución de agua al caudal (agua de flujo lateral y subterránea relevante en épocas de escasez)

Priorizacion URHs - Pindilig

• 1817 Ha• Contribución al total

de sedimentos: 79%

• Contribución Agua, Subcuenca, 1,2 y 4. Suelos D.

Usos Área (Ha)

Pastos 906.0

Agricultura 910.7

Priorización URHs - Mazar• 982.3 Ha• Contribución al total de

sedimentos: 66%

• Contribución agua: Homogeneidad en la cuenca. Subcuenca 1 con mayor precipitación.

Usos Área (Ha)

Pastos 541

Agricultura 441

Priorización URHs - Llavircay• 46.1 Ha• Contribución al total

de sedimentos: 98%• Suelos Gb

• Agua. Homogénea en la cuenca, sobretodo suelos Dt que ocupan 98% de la cuenca

Usos Área (Ha)

Pastos 34

Agricultura 12

Priorización URHs - Juval

• 59.8 Ha en pastos• Contribución al total

de sedimentos: 4%• Suelos roca• Zonas de páramo y

bosque sensibles (1550 Ha)

• Contribución de Agua. Subcuencas 2 a 5, suelos D. En suelos ‘roca” la infiltración es menor (sub 5,3,6)

Priorización URHs - Pulpito• 273 Ha de pasturas• Contribución al

total de sedimentos: 9%

• Suelos roca (altos CNs, bajos AWC)

• Zonas de páramo y bosque sensibles (3807 Ha)(altos factores de pendiente y suelos ‘roca”)Contribución de agua. Homogénea en la cuenca, a excepción suelos “roca” donde hay mayor escorrentía

Conclusiones• Los caudales simulados totales tienen una

buena correlación siendo esta simulación una buena base para iniciar priorizaciones de áreas sensibles.

• Las URH priorizadas contribuyen con el 41% de los sedimentos que se producen en las cuencas Pindilig, Mazar, Llavircay, Juval y Pulpito

• Hay areas “sensibles”de paramo y bosques que deben conservarse debido a que sus caracteristicas de suelo y pendientes hacen que sus producciones de sedimentos y agua sean mayores que en otras coberturas similares

Conclusiones

• Desde el punto de vista de contribución de agua, las URH con suelos “D” tienen una mayor contribución. La contribución es homogénea en Pulpito y Llavircay. Los suelos “roca” tienen una menor infiltración y mayor escorrentía.

Dificultades

• Acceso a información básica (informacion de perfiles de suelos)

• Discontinuidad en registros de lluvia y caudales

• Ausencia de mediciones de caudales y de precipitacion y temperatura

Pasos a seguir1. Integrar las URH priorizadas a planes de acción2. Actualizar los datos de aforos en las estaciones y

homogeneizar las series temporales3. Medir caudales en Llavircay y Pulpito4. Corroborar características físicas de algunas

unidades de suelos y detallar levantamiento de suelos en lo posible. Entre mas detallado mayor precisión en la definición de las URHs

5. Evaluar impactos hidrológicos de escenarios de cambios potenciales de uso de la tierra 1. Impactos evitados por conservar2. Impactos esperados por restaurar

6. Evaluar impactos socioeconómicos de usos de la tierra potenciales (costos de oportunidad)