ESTUDIO HIDROLOGICO HUACRAHUACHO

ESTUDIO HIDROLOGICO MICROCUENCA HUACRAHUACHO

PROYECTO PACC DIRECCION GENERAL DE HIDROLOGIA Y RECURSOS HIDRICOS-SENAMHI 1

1.0 RESUMEN EJECUTIVO

Se ha realizado el estudio hidrológico de la microcuenca Huacrahuacho a fin de caracterizar la oferta de agua superficial de las últimas 4 décadas y hacer proyecciones de la disponibilidad de agua futura bajo escenarios de Cambio Climático hacia el 2021 y 2050.

El estudio ha sido abordado teniendo en cuenta aspectos referidos a la hidrografía, el relieve, la morfometria, el clima y la disponibilidad de agua en cantidad y calidad.

En relación a la hidrografía del río Huacrahuacho; éste es un tributario menor del río Apurímac por su margen derecha. Los niveles altitudinales de la microcuenca están comprendidos entre los 3,800 y 4700 msnm. Su área de drenaje hasta la desembocadura en el río Apurímac, es de 257,68 km2, siendo la longitud del río principal de 40,0 km con una dirección este - oeste. Los principales tributarios del río Huacrahuacho son dos, el río Descanso por la margen derecha y el río Jahuatapica por la margen izquierda. Para el presente estudio se ha delimitado 03 unidades de análisis hidrológico que corresponden a las microcuencas de los ríos Descanso, Jahuatapica y Huacrahuacho Bajo.

La microcuenca Huacrahuacho ha sido dividida en 03 zonas altitudinales a fin de caracterizar el clima local, habiendo determinado que el 67% de la superficie de la cuenca está por encima de los 4000,0 msnm El 7% de la superficie de la cuenca se encuentra comprendida entre 3800,0 y 3900,0 msnm que corresponde a su cuenca baja; mientras que el 26% de la superficie de la cuenca está comprendida entre los 3900,0 y 4000 msnm que corresponde a su cuenca media.

En la microcuenca Huacrahuacho se ha determinado una precipitación media anual de 833,0 mm (periodo 1970-2009), con un ciclo anual caracterizado porque el 85% de la precipitación se concentra entre los meses diciembre a mayo del año hidrológico. El régimen de lluvias en la cuenca está caracterizado por una marcada variabilidad interanual con una alternancia de años secos y húmedos que se presentan en paquetes de 3 y 2 años consecutivos en promedio, respectivamente.

Espacialmente la precipitación se distribuye cuasi uniforme en toda la microcuenca, con diferencias de hasta 65,0 mm/año entre la zona baja y alta. Otra manifestación de la variabilidad pluviométrica en estas 4 últimas décadas se puede apreciar en el comportamiento de los parámetros estadísticos de las series históricas, como el coeficiente de variación (Cv) que en la década del 2000-2009 se ha incrementado en los trimestres DEF y MAM; igualmente este incremento del Cv se percibe en la precipitación acumulada anual, lo cual es un indicador que las lluvias en la



microcuenca se han vuelto más irregulares en el tiempo. Las pruebas de tendencia de largo plazo (1970-2009) en la precipitación estacional y anual, indican la existencia de una tendencia positiva en la precipitación estacional del trimestre SON, sin embargo en la precipitación anual y los otros tres trimestres del año hidrológico no se ha detectado tendencias significativas. En el quinquenio 2005-09, se ha identificado un comportamiento decreciente de la precipitación, tanto regional como localmente. Este patrón de lluvias es coherente con lo que la población de Huacrahuacho está percibiendo como de disminución de las precipitaciones y el impacto que éstas tienen en la oferta de agua en quebradas y manantes, los cuales se vienen agotando por una menor recarga hídrica. Un análisis de tendencia del periodo 1994-2008 en la precipitación media de la microcuenca revela una drástica caída de la precipitación anual a razón de -12,0 mm/año; situación fuertemente influencia por los eventos secos extremos ocurridos durante este período tanto local como regionalmente.

La temperatura media anual alcanza en la parte baja alcanza los 10,7 ºC; 10,2 ºC en la zona media y 8,5ºC en la zona alta. Los valores extremos de la Temperatura se caracterizan por lo siguiente : las máximas absolutas llegan hasta 19,8 ºC (octubre) en la zona baja, mientras que las mínimas absolutas llegan hasta -9 ºC (junio), en la zona alta.

El análisis de tendencia de la temperatura para el período (1970-2009), indica una caída de la temperatura mínima promedio anual, a razón de --0.022ºC/año; por otro lado para la Temperatura máxima promedio anual se ha encontrado una tendencia de incremento de 0.011ºC/año.

La Evapotranspiración Potencial (ETP), determinada por el método de Hargreaves- Samani, alcanza en promedio los 1319,0 mm/año en la parte baja, mientras que en la parte alta, ésta llega a 1229,0 mm/año. La Evapotranspiración Real (ETR), determinada por el Método de Turc, alcanza los 476,0 mm/año a nivel de la microcuenca.

La escorrentía media anual en la cuenca, se ha estimado en 357,00 mm/año, siendo los meses críticos del año con déficit hídrico de mayo a octubre. De noviembre a abril del año hidrológico, las precipitaciones estacionales superan la demanda evapotranspirativa de la cuenca, por lo tanto hay condiciones de superávit hídrico.

La oferta de agua multianual en la cuenca del río Huacrahuacho ha sido estimada en 3,0 m3/s, con caudales máximos de 10,0 m3/s durante el periodo de avenidas y caudales mínimos de 0,5 m3/s, en estiaje. Se ha estimado un flujo base de 0,25 m3/s en promedio. Las quebradas tributarias más importantes en oferta de agua son: Descanso, Jahuatapica



y Huacrahuacho Bajo que tienen una oferta hídrica multianual de 0,60 m3/s ; 1,0 m3/s y 1,4 m3/s respectivamente.

En relación a los extremos climáticos, a través del análisis de sequía se ha determinado que:

El año hidrológico 1982-83 fue el más seco de la serie anual de Precipitación. La precipitación acumulada de este año alcanzó 256,0 mm. Durante este año se presentó el Meganiño 1982-83.

El año hidrológico 1972-73 fue el más húmedo, con una precipitación acumulada anual de 1583,0 mm. Durante este año se presentó el evento “El Niño 72-73”, catalogado como Niño Moderado.

El periodo más seco tuvo una duración de 06 años, se inicia en 1979 y termina en el 85. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 575,0 mm.

El periodo más húmedo tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre los años 1989 y 1992, siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 986,0 mm.

Hay una mayor frecuencia de años secos asociados a Eventos El Niño.

Hay una mayor frecuencia de años normales asociados a Eventos La Niña.

Durante la década 1980-89 se presenta el mayor número de años secos.

Durante la década 1970-79 se presenta el mayor número de años húmedos.

En el río Huacrahuacho se ha determinado que los caudales extremos de la serie anual de 7,5 m3/s como máximo y mínimo de 0,6 m3/s corresponden a los años 1973-74 de la ocurrencia de un Evento “La Niña 1973-74” y 1982-83 “Evento El Niño”, respectivamente.

Los trabajos de campo realizados en Huacrahuacho en setiembre del 2009, ha permitido hacer mediciones de los caudales de estiaje en principales quebradas tributarias y manantes en las comunidades. En total se realizaron 40 aforos distribuidos en diferentes puntos del sistema hídrico. La suma parcial de los caudales de los afluentes del río Huacrahuacho totaliza una oferta de caudal natural de 0,31 m3/s. Cerca de la confluencia del río Huacrahuacho con el Apurímac, se aforó un caudal de 0,054 m3/s que es el escurrimiento que queda como excedente en el río, descontando las captaciones que se hacen en las comunidades para fines de riego. Estas mediciones ha permitido ajustar el modelo hidrológico para la generación de caudales.

Con respecto a los indicadores de la calidad del agua los resultados de los análisis indican que el agua de la microcuenca Huacrahuacho, es de



buena calidad, no habiendo encontrado indicios de la presencia de elementos contaminantes.

Las proyecciones de los 03 modelos climáticos utilizados y bajados a nivel de la microcuenca Huacrahuacho, en relación a las variables temperatura indican un incremento de la temperatura media anual entre 1,8 ºC, 2,3 ºC y 2,9 ºC para las décadas 2021-2030; 2031-2040 y 2041-50 en el escenario A1B (escenario moderado de emisiones de CO2) mientras que para el escenario B1(escenario de bajas emisiones de CO2), para este mismo periodo el incremento de la temperatura media anual sería de 1,7 ºC y 2,0 ºC y 2,4ºC, respectivamente.

En relación a las proyecciones de la precipitación, para la décadas 2021-30; 2031- 40 y 2041-50 la condición más crítica de la precipitación anual para el escenario A1B, sería de una disminución de la precipitación anual en -3% (según modelo BCM2), -5% (según modelo CSMK3) y -1% (según modelo BCM2), respectivamente con respecto a la precipitación histórica de Huacrahuacho. Sin embargo en el comportamiento estacional de las precipitaciones durante el periodo lluvioso estas deficiencias pluviométricas serían más intensas entre 15% y 20%, respectivamente en el escenario A1B.

La simulación de la oferta de agua futura para las décadas 2021-2030, 2031-2040 y 2041-2050, indican una disminución en la disponibilidad de agua en la microcuenca Huacrahuacho que alcanzaría deficiencias en su caudal anual del orden de -14%, -7% y -17% para las décadas de análisis, en el escenario A1B. En todos los casos se esperaría una disminución de los caudales de estiaje, lo cual tendría un mayor impacto en el Balance hídrico de la cuenca (oferta-demanda) durante los meses de menor disponibilidad hídrica en la cuenca.

Un aspecto importante que es necesario indicar es que toda la información del clima y de los caudales que presenta en los resultados del presente estudio hidrológico corresponde a información que ha sido generada o estimada a nivel de Huacrahuacho a partir de información regional de las grandes cuencas de los ríos Apurímac y Urubamba ya que no se dispone de estaciones propias en esta microcuenca; por tanto el nivel de certidumbre o confianza de estas aproximaciones debe ser interpretada en función a los márgenes de error de los métodos de generación utilizados.



2.0 INTRODUCCION

El Programa de Adaptación al Cambio Climático-PACC es un Programa del Ministerio del Ambiente con apoyo de la COSUDE, que actualmente viene conduciendo la ejecución de diversos estudios temáticos (Agua, Clima, Seguridad Alimentaria, Riesgos, entre otros) de línea base en las regiones de Cusco y Apurímac, contando con el apoyo de instituciones técnico-científicas nacionales y regionales, que tienen la asesoría de entidades científicas suizas. A nivel local se han priorizado los estudios en dos microcuencas pilo : En Apurímac, la Subcuenca del río Mollebamba, ubicado en el distrito de Juan Espinoza Medrano, de la provincia de Antabamba, y en Cusco, la microcuenca Huacrahuacho, ubicado en los distritos de Kunturkanki y Checca, de la provincia de Canas.

El SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos, en el marco del PACC viene elaborando los estudios de caracterización de la oferta hídrica superficial en las grandes cuencas de los ríos Pampas, Apurímac y Urubamba, habiendo priorizado y concluido en una primera fase los estudios hidrológicos locales de las microcuencas piloto.

El presente documento técnico denominado: “Estudio hidrológico de la microcuenca del río Huacrahuacho”, constituye una primera aproximación al conocimiento de los aspectos climáticos e hidrológicos de la microcuenca, desde una perspectiva de análisis espacio-temporal de las variables hidroclimáticas, en el contexto de la variabilidad y el Cambio Climático.

Este estudio de hidrología base de la microcuenca aporta información relevante del clima y la hidrología de la microcuenca en las últimas 04 décadas (1970-2009); que nos ha dado luces sobre la evolución del comportamiento hidroclimático en el tiempo y espacio, identificando los cambios y tendencias más significativos en la precipitación, temperatura y el escurrimiento a escala estacional e interanual. Por otro lado, utilizando información de modelos climáticos globales se han realizado proyecciones de la disponibilidad de agua futura del río Huacrahuacho hacia el 2030 y 2050. Esta información servirá de insumo para otros estudios temáticos conexos en el marco del PACC y para la implementación de las medidas de adaptación.

Los resultados obtenidos son presentados en tablas, gráficos y mapas temáticos que sintetizan todo el análisis realizado en la cuenca.



3.0 HIPOTESIS

A escala regional de las grandes cuencas del Apurímac y del Urubamba se está observando cambios significativos en los patrones espacio-temporales de las variables precipitación y temperatura, con el consiguiente impacto en los recursos hídricos. Por lo tanto la disponibilidad de agua a escala local a nivel de la microcuenca Huacrahuacho, también está experimentando cambios con mayor intensidad en su dinámica temporal y espacial por efecto del efecto de la variabilidad del clima en las últimas 4 décadas, siendo más críticos los periodos de deficiencia y excesos hídricos. Se espera que a mediados y finales de siglo los impactos en la disponibilidad de agua sean mucho más críticos por efecto del Cambio Climático

4. OBJETIVOS

4.1 Objetivo General

Realizar el estudio hidrológico para caracterizar la oferta hídrica superficial de la microcuenca del río Huacrahuacho que sirva de base para la realización de estudios integrados de oferta/demanda y hacer proyecciones de la disponibilidad hídrica futura bajo escenarios de Cambio Climático, como base para su planificación de largo plazo.

4.2 Objetivos específicos

4.2.1 Delimitar las unidades de análisis hidrológico en la cuenca del río Huacrahuacho.

4.2.2 Caracterizar la morfometria de la cuenca en función a las unidades de análisis hidrológico delimitadas.

4.2.3 Desarrollar modelos matemáticos de alcance regional para caracterizar la climatología regional de la cuenca del Apurímac y Urubamba, para luego llevarla a escala de la cuenca Huacrahuacho.

4.2.4 Realizar el Balance hídrico superficial y caracterizar los caudales medios mensuales en las unidades hidrológicas delimitadas.

4.2.5 Caracterizar los caudales asociados a sequías y máximas avenidas.

4.2.6 Hacer proyecciones de la disponibilidad de agua futura en la cuenca bajo escenarios de cambio climático, para las décadas del 2021-2030 y 2041-2050.

4.2.7 Determinar parámetros de calidad del agua en la microcuenca.



5. Antecedentes

En la región Apurímac se han realizado diversos estudios hidrológicos a nivel de microcuencas, para fines de aprovechamiento hídrico en sector agrícola, hidroenergético, minero, entre otros. En el común de estos estudios la información climática es muy limitada y la hidrológica es casi nula, por lo que se ha tenido que recurrir al uso de diferentes metodologías para la generación de caudales, según los objetivos específicos y alcances de los estudios. La técnica de regionalización de las variables climáticas ha estado orientada principalmente a la determinación de un gradiente en función a la altitud utilizando información climática de grupos de estaciones representativas del área de estudio. Los gradientes así determinados son utilizados para generar la información climática hacia la microcuenca de interés estimando la información climática en la cota que representa la altitud media de la cuenca. La información climática así generada es utilizada como insumo para la generación de caudales mediante el modelo hidrológico Lutz Sholtz, formulado por la Cooperación Técnica Alemana en 1980, muy utilizado en la sierra sur del Perú.

En el 2005, el SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos, realizó un estudio de Modelización hidrológica de la cuenca del río Pampas para la extensión de caudales mensuales utilizando el modelo hidrológico de lluvia escorrentía SEAMOD, desarrollada por el Dr. José Salas de la Universidad de Colorado. Las series de caudal disponibles correspondieron a un periodo corto que va de 1966 a1979.

En el marco de la Segunda Comunicación Nacional del Perú (2008), sub producto “Determinación de la relación entre el Cambio Climático, el retroceso de los Glaciares y los Impactos en la disponibilidad de agua en el Perú, el SENAMHI a través de la Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos – DGH, actualizó la información de precipitación evapotranspiración y escurrimiento multianual generando mapas a nivel de Perú para el periodo de referencia 1970-20007. Ver Figura 1.

SENAMHI-DGH.2008, realizó el estudio de caracterización hidrológica de las cuencas del Mantaro, Pampas, Apurímac y Urubamba. En este estudio se formula una regionalización pluviométrica utilizando la metodología del Vector Regional de Índices Pluviométricos y técnicas estadísticas multivariadas como análisis Clúster y Componentes Principales, determinado 8 regiones pluviométricas. Ver Figura 2. Así mismo en este estudio se analiza la información del satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) a fin de comparar los módulos pluviométricos mensuales y patrones espaciales de la información satelital con los mapas



generados con datos observados en las cuencas de estudio. El análisis realizado muestra buena correspondencia espacial y temporal entre los datos observados y del satélite. Ver Figura 3. Se utiliza el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) y deciles para caracterizar los periodos húmedos y secos en las regiones, caracterizando las series de precipitación regional.

Figura 1:

Mapas de Precipitación y Evapotranspiración multianual. Periodo 1970-2007

Fuente: SENAMHI /DGH. 2008.

Figura 2: Regionalización hidrológica cuencas Mantaro, Pampas, Apurímac y Urubamba.

Fuente: SENAMHI /DGH. 2008.



ISOYETAS CON DATOS OBSERVADOS ISOYETAS CON DATOS SATELITE TRMM (1969 – 2005) (1998-2007)

Figura 3: Comparación de Isoyetas observadas y del satélite TRMM

Fuente:: SENAMHI DGH. 2008

Figura 4: Estaciones pluviométricas identificadas por regiones en la cuenca Amazónica

Fuente: Espinoza, J.

Espinoza, J. (2008) realiza una regionalización pluviométrica de toda la cuenca amazónica, utilizando una amplia información del proyecto HYBAM del Instituto Francés para el Desarrollo. Mediante el Método del Vector Regional de Índices Pluviométricos hace una crítica exhaustiva de los datos pluviométricos y obtiene los grupos homogéneos de precipitación que se ilustran en el Mapa de la Figura 4.

Lavado, W. (2009) realiza la modelización hidrológica de las cuencas de los ríos Tambo y Urubamba utilizando información del satélite TRMM a paso de tiempo mensual. Lavado logra corregir los datos del TRMM a nivel mensual para la calibración de un modelo hidrológico de paso de tiempo mensual. Ver figura 5.



Figura 5: Serie temporal de valores medios areales observados y del satélite TRMM en cuencas Tambo y Urubamba

Fuente: Lavado, W. 2009

Felipe, O. (2009), utiliza información del satélite TRMM para completar y extender las series pluviométricas mensuales en estaciones del Santa a partir de relaciones de proporcionalidad mensual encontrados entre valores observados y del satélite. En este mismo se utiliza modelos de regresión múltiple para analizar la variabilidad espacial de la precipitación en la cuenca del río Santa incluyendo la topografía de la cuenca. Los modelos formulados permiten estimar la precipitación en estaciones virtuales del Santa, a una resolución de 1*1 km, tomando como base los trabajos S. Naoum y K. Tsanis (2004) y Huade Guan (2008), que utilizan modelos de regresión múltiple en entorno GIS para el análisis de la precipitación incorporando la altitud y el aspecto.

Lavado, W (SENAMHI-DGH), realiza un estudio de Evapotranspiración Potencial en la cuenca amazónica comparando diferentes modelos con el método estándar de Penman de la FAO. El estudio concluye que el método de Hargreaves-Samani (2005) reproduce de manera bastante



aceptable las estimaciones mensuales de la ETP del método de Penman-Montheith y por ello es que se recomienda cuando este último no es aplicable por falta de datos meteorológicos.

En síntesis estos estudios de referencia realizados en la zona de estudio y particularmente en la cuenca amazónica, aportan al conocimiento de la hidroclimatología regional y proporcionan bases teóricas sobre metodologías y modelos matemáticos que han sido probados y validados.

6.0 METODOLOGIA

6.1 Marco Teórico

Con la introducciòn de tècnicas de geoprocesamiento y anàlisis hidrològico en entorno SIG, se ha mejorado la representaciòn espacial de las variables climàticas e hidrològicas. La tendencia actual en la elaboraciòn de las cartas climàticas es incorporar un Modelo Numérico del Terreno, que represente adecuadamente la variabilidad espacial de las variables hidroclimàticas, las cuales son representadas en celdas o grillas de distinta resoluciòn espacial, que sirven como dato de entrada para la modelizaciòn de la respuesta hidrológica de la cuenca. Por otro lado estas grillas climàticas permiten hacer comparaciones y/o validar informaciòn procedente de fuentes de datos climàticos globales existentes como WORLDCLIM, GPCC (Centro de la Climatología de la Precipitación Global), Reanálisis de la NOAA, el satélite TRMM, que están disponibles en un formato de grid. En el caso del satélite TRMM existen series temporales de precipitación disponibles desde 1998 hasta la fecha, siendo el tamaño de la grilla de 0.25º*0.25º. Estudios realizados por SENAMHI en el 2008 y 2009, han reportado la utilidad de la información mensual del TRMM para suplir la carencia de datos pluviométricos.

Una técnica muy utilizada para la generación de caudales en la región sur ha sido el modelo hidrológico Lutz Sholtz, desarrollado por el experto Lutz Scholz para cuencas de la sierra peruana, entre los años 1979-1980, en el marco de Cooperación Técnica de la República de Alemania a través del Plan Meris II. Este modelo hidrológico, es hìbrido por que cuenta con una estructura determínistica para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - Modelo determinístico); y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - Modelo Estocástico).

El modelo se desarrolló tomando en consideración parámetros físicos y meteorológicos de las cuencas, que puedan ser obtenidos a través de mediciones cartográficas y de campo. Los parámetros más importantes del modelo son los coeficientes para la determinación de la Precipitación Efectiva, déficit de escurrimiento, retención y agotamiento de las cuencas.



Los procedimientos que se han seguido en la implementación del modelo son :

1. Cálculo de los parámetros necesarios para la descripción de los fenómenos de escorrentía promedio.

2. Establecimiento de un conjunto de modelos parciales de los

parámetros para el cálculo de caudales en cuencas sin información hidrométrica. En base a lo anterior se realiza el cálculo de los caudales necesarios.

3. Calibración del modelo y generación de caudales extendidos por un proceso markoviano (Modelo Thomas Fiering) combinado de precipitación efectiva del mes con el caudal del mes anterior.

Este modelo fué implementado con fines de pronosticar caudales a escala mensual, teniendo una utilización inicial en estudios de proyectos de riego y posteriormente extendiéndose el uso del mismo a estudios hidrológicos con prácticamente cualquier finalidad (abastecimiento de agua, hidroelectricidad etc). Los resultados de la aplicación del modelo a las cuencas de la sierra peruana, han producido una correspondencia satis-factoria respecto a los valores medidos, segùn documentos tècnicos de la ex-intendencia de Recursos Hìdricos de Inrena.

6.2. Información utilizada

6.2.1 Información cartográfica

Carta Nacional 1:100000 del Instituto Geográfico Nacional(IGN) Modelo de Elevación del Terreno de la Nasa SRTM de 90 m de

resolución y ASTER GDEM de 30m.

Mapas temáticos digitales de la provincia de Canas y de la cuenca de Huacrahuacho aportado por el estudio “Inventario y Planeamiento de los Recursos Hídricos Microcuenca Huacrahuacho”, realizado por el PRONAMACHS en el año 2008.

Mapas temáticos digitales aportados por el equipo técnico PACC- Cusco, ZEE Cusco y Apurímac.

6.2.2 Información hidrometeorológica.

Series mensuales de Precipitación, Temperatura máxima, mínima y media para el periodo 1970 – 2008. Se han utilizado 44 estaciones meteorológicas entre pluviométricas y climatológicas. Según el detalle de la Tabla 1.

Series mensuales de precipitación y temperatura media del aire de modelos climáticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 para el periodo 1965-2000.



Series mensuales de precipitación y temperatura media del aire de modelos climáticos globales CSMK3, MIHR y BCM2 desde 2021 al 2050.

En la Figura 6 se ilustra la distribución de estaciones utilizadas en este estudio. El objetivo de utilizar esta distribución de estaciones es tener modelos matemáticos regionales que permita caracterizar la hidroclimatología de las grandes cuencas de Pampas, Apurímac y Urubamba.

Figura 6: Mapa de ubicación de estaciones meteorológicas utilizadas

Fuente: Elaboración Propia



Tabla1. Red de estaciones meteorológicas utilizada

Estación Categoría Altitud(msnm) Lat(grad) Lon(grad)

ACOMAYO CO 3280 -13.92 -71.68 ANDAHUAYLAS CO 2990 -13.66 -73.37 ANTA-ANTACHURO CO 3325 -13.47 -72.22 ANTABAMBA CO 3900 -14.37 -72.88 AUCARA PLU 3150 -14.28 -73.97 CARHUANCA PLU 3300 -13.73 -73.78 CAYCAY PLU 3150 -13.6 -71.70 CCATCCA CO 3880 -13.61 -71.56 CHALHUANCA CO 3500 -14.39 -73.18 CHILCAYOC PLU 3440 -13.87 -73.72 CHIPAO PLU 3350 -14.37 -73.88 CHUNGUI PLU 3599 -13.22 -73.62 CHUQUIBAMBILLA PLU 3950 -14.79 -70.73 CHUSCHI PLU 3141 -13.58 -74.35 CIRIALO CO 1120 -12.72 -73.18 CURAHUASI CO 2775 -13.55 -72.74 GRANJA KAYRA MAP 3225 -13.57 -71.87 HUACAÑA PLU 3100 -14.17 -73.88 HUANCARAY PLU 3000 -13.75 -73.53 JANACANCHA PLU 4320 -15.18 -71.77 LA ANGOSTURA CO 4150 -15.18 -71.65 LIVITACA CO 3800 -14.32 -71.68 LLALLY CO 4190 -14.95 -70.89 LOS LIBERTADORES PLU 4166 -13.33 -74.97 OCOBAMBA CO 1380 -12.83 -72.43 PAICO CO 3750 -14.03 -73.67 PAMPACHIRI CO 3350 -14.18 -73.55 PAMPAMARCA PLU 4200 -14.23 -74.20 PARAS PLU 3130 -13.55 -74.63 PARURO CO 3120 -13.77 -71.84 PAUCARTAMBO CO 3100 -13.32 -71.59 PECOPE PLU 4150 -14.07 -73.45 PISAC PLU 3100 -13.43 -71.83 PUTACCASA PLU 4100 -14.12 -74.20 QUEROBAMBA CO 3502 -14.02 -73.83 QUILLABAMBA CO 1600 -12.69 -72.69 SANTA ROSA PLU 3940 -14.63 -70.79 SANTO TOMAS PLU 3350 -14.40 -72.09 SICUANI CO 3650 -14.25 -71.24 TUNEL CERO CO 4500 -13.25 -75.08 URCOS CO 3600 -13.7 -71.63 URUBAMBA CP 3183 -13.31 -72.12 VILCASHUAMAN PLU 4150 -13.55 -73.93 YAURI CO 3925 -14.82 -71.42

6.3 Desarrollo metodológico

6.3.1 Delimitación de cuencas

Se ha utilizado la extensión Archydro para ArcGis que es una herramienta de análisis hidrológico desarrollado por Centro de Investigaciones en Recursos de Agua (CRWR) de la Universidad de Texas, de los EE.UU. Su distribución es gratuita.

http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html

Archydro utiliza un Modelo Numérico del Terreno para delimitación automática de cuencas hidrográficas y red de drenaje. Además Esta

http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html�



herramienta posee la capacidad de administrar una base de datos geográfica (Geodatabase) que permite integrar los diferentes elementos del sistema hidrológico de la cuenca, que lo diferencia de otros modelos que realizan similares tareas como Hec GeoHms o Taudem muy utilizados en el análisis hidrológico en entorno SIG. En la Figura 7 se ilustra el proceso metodológico para esta delimitación de cuencas.

Figura 7: Flujograma de geoprocesamiento en Archydro para delimitación de cuencas

Fuente: Elaboración propia

6.3.2 Determinación de los parámetros morfométricos, de cuencas

Stream Definition Flow Accumulation Direction Flow

Stream segmentation Catchment Delineation Catchment Poligon

Drainage line



Se determinaron los principales parámetros físicos y de relieve para la caracterización morfomètrica de las microcuencas.

Se ha elaborado una geodatabase asociada a la cartografía de las microcuencas, lo cual permite desplegar en forma tabular elementos, atributos del sistema hidrológico.

a) Área: Es la superficie de la cuenca comprendida dentro de la curva cerrada de divortio aquarum, define las características del escurrimiento ligado a la magnitud y frecuencia de la precipitación. Dependiendo de la ubicación de la cuenca, su tamaño influye en mayor o menor grado en el aporte de escorrentía, tanto directa como de flujo de base o flujo sostenido.

b) Perímetro: Es la longitud de los contornos de la cuenca y esta ligada a la irregularidad de la cuenca.

6.3.2.1 Parámetros de Forma:

a) Coeficiente de Gravelius o Índice de Compacidad (Kc)

Parámetro dimensional que relaciona el perímetro de la cuenca y la circunferencia de un círculo de igual área que el de la cuenca. Cuánto más cercano esté el índice a la unidad, la cuenca será más circular y por tanto más compacta, y en la media que aumenta, la cuenca adquiere una forma más oval. Las cuencas redondeadas tienen tiempos de concentración cortos con gastos picos muy fuertes y recesiones rápidas, mientras que las alargadas tienen gastos picos más atenuados y recesiones más prolongadas. Para su cálculo se usa la siguiente expresión: P: perímetro (km)

A: Área (km2)

b) Factor de Forma (Ff) Es la relación entre el ancho medio de la cuenca (Microcuenca) y la longitud del curso de agua mas largo de la cuenca misma, En este sentido, valores inferiores a la unidad indican cuencas alargadas y aquellos cercanos a uno, son redondeadas. La forma de la cuenca hidrográfica afecta el hidrograma de escorrentía y las tasas de flujo máximo, la fórmula utilizada en su cálculo es la siguiente:

2L

AFf =

APKc *28.0=



Donde :

A : Área de la Cuenca (km2)

L : Longitud del río más largo (Km.)

6.3.2.2 Parámetros relativos al Sistema de Drenaje

a) Grado de Ramificación Determina el orden, la longitud y la frecuencia de los cauces que conforman el sistema hidrográfico, una forma muy utilizada para establecer el orden de las corrientes es teniendo en cuenta su grado de bifurcación. De esta manera se puede considerar como corriente de orden 1 a aquella que no tiene ninguna corriente tributaria; de orden 2 a la que tiene solo tributarios de orden 1; de orden 3 a la corriente con 2 o mas tributarios de orden 2, y así sucesivamente.

b) Densidad de Drenaje (Km/Km2)

La densidad de drenaje que la relaciona la longitud total de los cursos de agua, sobre el área de la subcuenca en km, Su valor se obtiene de la siguiente relación:

ALiDd = ;

Dd : Densidad de Drenaje

Li : Suma de la longitud de los ríos de 1er, 2do y 3er Orden (Km.)

A : Área de la Microcuenca (Km2)

Dd > 0.5 la Pp influye rápidamente en las descargas de la cuenca

Dd < 0.5 la Pp influye lentamente en las descargas de la cuenca

c) Extensión media del escurrimiento superficial

Es la distancia media en línea recta que el agua precipitada tendrá que recurrir para llegar al lecho de un curso de agua.

Se obtiene de la siguiente relación:

Li

AEs*4

=

Donde:



Es : Extensión Media de escurrimiento Superficial

Li : Suma de la longitud de los ríos de 1er, 2do y 3er Orden (Km.)

A : Área de la Subcuenca (Km2)

d) Frecuencia de Ríos Es el parámetro que relaciona el total de los cursos de agua con el total de la Microcuenca.

Se obtiene de la siguiente relación:

=)(AF AreaNq

Donde :

F(A) : Frecuencia de quebradas

Nq : Numero de quebradas (numero total de cursos de agua)

A : Área de la Subcuenca (Km.)

6.3.2.3 Parámetro relativo a las variaciones altitudinales

a) Altitud media de la Microcuenca (m.s.n.m) Representa la altura media de la Microcuenca, es el parámetro ponderado de las altitudes de la cuenca obtenidas en el estudio carta o mapa topográfico y es un valor muy importante para los estudios de análisis hídricos. b) Curva Hipsométrica.

La curva hipsométrica determina la distribución altimétrica de las áreas de la microcuenca, e indica el porcentaje del área de drenaje que se encuentra por encima o por debajo de cada altitud considerada, caracterizando en cierta medida su relieve.

c) Rectángulo Equivalente

Es un rectángulo que tiene la misma superficie de la cuenca de lado mayor y menor “L” y l respectivamente con curvas de nivel paralelas al lado menor, respetándose la hipsometría natural de la cuenca.



Sabemos que:

P : Perímetro de la Subcuenca

A : Área de la Subcuenca

Lado Mayor: APPL −

+=

2

44; 54.229

417.76

417.76 2

−

+=L

Lado Menor: APPI −

−=

2

44¸ 54.229

417.76

417.76 2

−

−=I

6.3.2.4 Parámetros relacionados con la declividad

a) Pendiente Media del Río Principal de la subcuenca (%): Este parámetro indica la declividad de un curso de agua entre dos puntos

El valor de la pendiente media se obtiene de la relación:

LHHI mM*1000−

= ;

Donde:

I : Pendiente

HM : Altura Máxima (msnm)

Hm : Altura Mínima (msnm)

L : Longitud Principal del Río (km)

b) Perfil Longitudinal del Curso Principal: Este parámetro permite observar como varia la pendiente a lo largo de todo el recorrido del curso principal.

6.4 Modelamiento cartográfico del relieve de la cuenca Sobre la base cartográfica de curvas de nivel se ha determinado en ArcGis los Modelos Numéricos del Terreno de las cuencas de estudio, y a partir de los cuales se ha derivado las características del relieve de las cuencas como el aspecto, sombra y pendiente. Este proceso de mapeo ha sido automatizado en Arcgis mediante la utilización de la herramienta de programación gráfica Model Builder. Ver Modelo gráfico de la Figura 8. La determinación de estos parámetros físicos del relieve, permite entre otras aplicaciones, modelizar las variables del clima en función a



parámetros del relieve mediante modelos de regresión múltiple, que ha sido la metodología utilizada en este estudio.

Figura 8: Modelo gráfico para la obtención de parámetros del relieve en Model Builder.


6.5 Análisis de las variables hidroclimáticas

Se utiliza información climática regional de las grandes cuencas de Pampas, Apurímac y Urubamba, para formular modelos matemáticos que representen el clima regional y luego llevarlo a nivel de unidades hidrológicas menores.

Para obtener los mapas de escurrimiento superficial se ha realizado en primer lugar un análisis regional de las variables Precipitación, Evapotranspiración Potencial y Evapotranspiración Real a paso de tiempo mensual. Todas estas variables han sido procesadas a nivel semidistribuido mediante la aplicación de modelos de regresión múltiple utilizando la información del clima y del relieve de las cuencas. Esta forma de analizar las variables del clima permite tener una mejor representación espacial en función a las características topopográficas de una región altamente compleja como Cusco y Apurímac.

Otras fuentes de datos secundarias utilizadas, para comparar patrones espaciales y temporales de las series observadas, han sido la información climática del Worldclim, que es una base de datos global de alta resolución (1 km), elaborado por la Universidad de california de los EEUU. La Base de datos está disponible libre en http://www.worldclim.org/tiles.php. Las variables seleccionadas a nivel de las microcuencas de estudio son Pp (mensual) y Temperatura (max, min).

http://www.worldclim.org/tiles.php�



Los datos corresponden a la climatología del periodo de referencia 1950-2000.

Base de datos del satélite TRMM (producto mensual 3B43), que corresponde a la Precipitación estimada por satélite a una resolución de 0.25º (27 km). La Base de datos está disponible libre desde 1998 hasta la fecha en el siguiente link http://trmm.gsfc.nasa.gov/data_dir/data.html

La información de las variables del clima han sido generados en puntos grid de 1k*1km de resolución espacial, mediante modelos matemáticos.

El procesamiento estadístico de las variables hidroclimáticas se ha sido procesado en Excel y el mapeo en Arcgis mediante Model Builder.

6.5.1 Análisis de la Temperatura

a) Modelos de regresión lineal múltiple La información mensual de temperatura ha sido analizada mediante la construcción de modelos de regresión múltiple que incluyen parámetros del relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto. Esta forma de representar las variables climáticas permite mejorar su representatividad espacial y estimación en cualquier punto del espacio. Diferentes estudios del SENAMHI y otros han probado la alta significancia estadística que se obtiene con este tipo de análisis frente a métodos tradicionales de interpolación como Inverso de la Distancia (IDW), Spline, Krigging, Cokrigging, entre otros.

Para formular estos modelos se utiliza como variables de entrada la ubicación geográfica de las estaciones seleccionadas, la altitud y su aspecto, el cual se deriva del DEM de la cuenca. Para cada mes se obtienen ecuaciones regionales de temperatura, según el siguiente modelo de regresión múltiple.

T = A + Bx + Cy + Dz + Ecos(W) + Fsen(W)

Donde: T: temperatura promedio, máx y mín mensual (ºC)

x: longitud (km)

Y : latitud (km)

z : altitud (km)

W: aspecto de la cuenca (grad).

http://trmm.gsfc.nasa.gov/data_dir/data.html�



A, B, C, D, E, F: coeficientes del modelo lineal

Figura 9: Flujograma metodológico para el análisis de Temperatura. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel


Todo este procesamiento se realiza en SIG una vez obtenidos los coeficientes del modelo lineal en hoja de cálculo. Para nuestro análisis se ha generado información climática de Tmáx, Tmín y Tmedia en puntos equidistantes a 0.5 km para la cuenca Huacrahuacho.

.

Figura 10: Modelo gráfico para la generación de mapas de temperatura con Model Builder


6.5.2 Análisis de la Evapotranspiración Potencial

La variable evapotranspiración ha sido analizada mediante el modelo de Hargreaves-Samani (1985), modelo documentado en el trabajo de Waldo Lavado, 2008 sobre Comparación de diferentes modelos de Evapotranspiración con el modelo estándar de la FAO Penman Monteith,



en la cuenca amazónica peruana. El referido estudio se concluye que el Modelo de Hargreaves es que mejor se aproxima al método de Penman Monteith.

El modelo de Evapotranspiración de Hargreaves-Samani es de la forma:

ETP = 0.0023*(Tm+17.8)(Tmàx-Tmìn)0.5*Ra

ETP (mm/día)

Tm: Temperatura media (ºC)

Tmàx: Temperatura máxima (ºC)

Tmìn: Temperatura mínima (ºC)

Ra: Radiación extraterrestre (mm/día)

De manera análoga al tratamiento de la variable temperatura se ha procesado la Evapotranspiración en grilla de 0.5*0.5 km de resolución, para lo cual se ha diseñado en Excel una hoja de cálculo que permite automatizar este proceso para la estimación de esta variable en un número ilimitado de puntos en las cuencas de estudio.

6.5.3 Análisis de la Evapotranspiración Real (ETR)

Para la estimación de esta variable ETR, conocida también como déficit de escurrimiento, se ha aplicado el método de Turc, el cual utiliza como variables de entrada la temperatura media anual y la precipitación acumulada anual, en la estimación de la evapotranspiración real acumulada anual

La ecuación de Turc para la estimación del déficit de escurrimiento anual, es de la forma:

Donde:

P = Precipitación anual

L = Coeficiente de Temperatura

T = Temperatura media anual (°C)

D = déficit de escurrimiento anual (mm)

9.0

1

21

2

2

+

=

LP

PD

( ) TTL )(05.025300 3++=



Esta ecuación estima la evaporación real con base en un balance de masas, en función de elementos meteorológicos simples como valores promedio de largo plazo de temperatura y de precipitación en una cuenca. Turc en 1954, adopta una familia de curvas, establecida a partir de observaciones hechas en 254 cuencas situadas en todos los climas de la tierra.

Para la desagregación mensual de este Déficit de escurrimiento anual se utiliza un factor mensual a partir de la ETP estimada por Hargreaves-Samani. Este factor se obtiene por el cociente entre la ETP del mes y la ETP anual y se multiplica por el Déficit de escurrimiento anual (D), estimado con método de Turc.

De manera similar al tratamiento de la variable temperatura se genera información de ETR en puntos grid de 0.5*0.5 km de resolución. Este proceso se ha realizado con la opción del Algebra de Mapas de ArcGis.

6.5.4 Análisis de la Precipitación

La estimación de esta variable es la que mayor complejidad ha presentado para su estimación. Se han probado diferentes modelos de regresión múltiple a fin de representar adecuadamente el comportamiento espacial de esta variable. Se ha utilizado varias formas de modelos de regresión múltiple de la forma:

Naoum, Tsanis. (2004), quienes desarrollaron una metodología para correlacionar la precipitación con la topografía en zonas de montaña mediante técnicas de regresión lineal múltiple. Estos investigadores han demostrado una mejor eficiencia de este método frente a los métodos tradicionales de interpolación como IDW, Krigging, Cokriggin.

El modelo matemático formulado por S. Naoum y K. Tsanis (2004) es de la forma

PP mes (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x2 + β5y2 + β6z2 + β7xy + β8xz + β9yz + β10

Siendo:

β1, β2………. Β9 : coeficientes de las variables, β10 : término independiente

x = lon (Km); y = lat (Km); z = altitud (msnm) de las estaciones pluviométricas.

Otro modelo alternativo ha sido el Asoadek (Auto-Searched Orographic and Atmospheric Effects de-trended kriging), desarrollado por Huan, G (2005) para el análisis espacial de la precipitación en cuencas de



topografía compleja, que incorpora para el análisis parámetros del relieve de la cuenca como la altitud y el aspecto, los cuales conjugados con el gradiente de humedad atmosférica y la dirección de flujo de humedad, permite la construcción de modelos de regresión múltiple para el mapeamiento de la precipitación mensual. El modelo propuesto por Huan es de la forma :

P: precipitación mensual

Bo Término independiente

X: longitud (km)

Y: latitud (Km)

Z: altitud en msnm

Α: Aspecto de la cuenca

Este modelo se ejecuta en lenguaje de programación Matlab y necesita información del Modelo Numérico del Terreno a 1km de resolución.

6.5.5 Análisis del escurrimiento

El escurrimiento superficial es determinado por la ecuación general de Balance Hídrico, mediante la diferencia algebraica entre la Precipitación y la Evapotranspiración Real. Las variables o componentes del balance hídrico superficial son determinados en estaciones virtuales o mallas cuadradas de 1km2 de resolución espacial. Según la Guía Metodológica para el Balance Hídrico de América del Sur (1982), el esquema del Balance hídrico de Malla Cuadrada se basa en que toda la cuenca o región está constituida por un conjunto de cuencas “i”. A su vez, toda la cuenca está constituida por un conjunto de elementos en los cuales se realiza individualmente el Balance Hídrico.

Para su aplicación se subdivide la cuenca “i” en cuadrados, limitados generalmente por paralelos y meridianos y se efectúa en cada uno de ellos el balance hídrico, o sea en cada cuadrado “j” se verificará que :

y a la salida de la cuenca “i” la escorrentía valdrá :

αα sincos 653210 bbZbYbXbbP +++++=



Figura 11: Flujograma metodológico para el análisis de Precipitación con modelo de Naoum. En verde procesos ejecutados en SIG y en naranja procesos ejecutados en Excel.


Pi: Precipitación sobre la cuenca i

Ri: Escorrentía de la cuenca i

ETRi : Evapotranspiración real de la cuenca i

Pj : Precipitación del cuadrado j de la malla

Rj : Escorrentía del cuadrado j de la malla

ETRj : Evapotranspiración real del cuadrado j de la malla



Ai = ∑Aj = Área de la cuenca i

Aj = Área del cuadrado j de la malla

Figura 12: Representación de los Componentes del balance Hídrico en mallas


6.5.6 Análisis de sequías y caudales máximos de avenidas

Para el análisis de sequías y excesos pluviométricos se ha utilizado el método de deciles de Gibbs y Maher, muy utilizado por los servicios hidrometeorológicos del mundo.

Los caudales máximos de avenidas han sido realizados con el programa Hec-HMS V.3.4 del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los EEUU.

La información climática generada ha sido mapeada a nivel de cuenca para representar el comportamiento espacial de las variables climáticas y del escurrimiento.

Se ha realizado dos campañas de aforo a la cuenca Mollebamba en agosto y octubre del 2009, a fin de caracterizar los caudales de estiaje en los ríos más importantes del sistema hídrico. Esta información ha sido valiosa porque ha permitido ajustar los resultados de las salidas del modelo Lutz-Sholtz. Por otro lado la evaluación de campo aporta información relevante de oferta hídrica en términos de calidad y cantidad.

6.5.7 Determinación de escenarios de disponibilidad hídrica

Se ha utilizado información de 03 modelos globales del IPCC, BCM2, CSMK3 y MIHR, los cuales tienen una resolución espacial de de 1.9º * 1.9º, 1.9º * 1.9º y 1.1ºC * 1.1ºC, respectivamente. Los datos disponibles corresponden a información climática de los modelos para el periodo



1965-2000 y proyecciones de precipitación y temperatura desde el 2011 hasta el 2100 a paso de tiempo mensual, para los escenarios A1B y B1.

Se interpola la información mensual de las precipitaciones, para determinar los valores medios areales de la zona de estudio mediante el método de krigging. En esta etapa solo interesa el valor areal de la precipitación para la cuenca y esta se determina con el programa Hydracces que tiene la capacidad de procesar las series temporales.

En un primer momento se procesa los datos climáticos de los modelos para el periodo 1965-2000, luego se compara con la información histórica de la precipitación media areal generada en Huacrahuacho. Esta comparación se basa en criterios estadísticos para probar la correspondencia entre valores observados y del modelo.

Luego se procesa de manera análoga la información generada desde el 2011 al 2100. Para fines del presente estudio se ha utilizado las series que corresponden a las décadas del 2021-30, 2031- 40 y 2041- 50, considerando para cada caso los valores medios representativos de cada década.

Obtenidos los valores areales de la precipitación y temperatura en cada una de las décadas analizadas, se determinan las variaciones porcentuales (anomalías) de los modelos con respecto a la climatología del periodo de referencia (1970-2000). Habida cuenta que esta anomalía está referida a valores areales, este porcentaje de cambio es aplicado a las series observada y que sirve como dato de entrada al modelo hidrológico de Lutz Sholtz, para la generación de caudales.

7.0 Descripción general de la zona de estudio

7.1 Ubicación política y geográfica

La zona de estudio se ubica políticamente en los distritos de Checca y Kunturkanki de la provincia de Canas, en la región de Cusco. Hidrográficamente el río Huacrahuacho es un afluente del río Apurímac en la vertiente del atlántico.

Ubicación geográfica:

Latitud Sur: 14°45’00” – 14°63’00”

Longitud Oeste: 71° 17.00’ – 71°46.00

Altitud media: 4081,6 msnm



Los límites de la microcuenca Huacrahuacho son: • Por el Norte: CC. Chancarani y CC. Ccoccayro

• Por el Sur: CC. Tinoco, CC Pullapulla y CC Mirador

• Por el Este: Hacienda Limbani y CC. Puca astana

• Por el Oeste: CC. Rumichaca y CC Ccayhua orccocca

7.2 Acceso

La Microcuenca está ubicada al Sur de la Región del Cusco. Políticamente se encuentra ubicado en la Provincia de Canas, se conecta por medio de las carreteras afirmadas. A su vez existen trochas carrozables que conectan a cada una de la Comunidades pertenecientes a la microcuenca Huacrahuacho. El tiempo de viaje desde la Ciudad del Cusco hasta el Distrito de Kunturkanki es aproximadamente de 3.5 horas, existiendo permanentemente servicio Provincial.

En la Figura 13, se ilustra el Mapa general de ubicación de la cuenca de estudio.

Figura 13: Mapa de Ubicación de la microcuenca Huacrahuacho Fuente: PACC-2009

7.3 Aspectos físicos ambientales 7.3.1 Topografía La topografía por encima de los 4000,0 se caracteriza por presentar relieve agreste con pendientes inclinadas y zonas con afloramientos



rocosos. La zona baja de la cuenca se caracteriza por tener una topografía ligeramente llana. Lo niveles altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho está comprendido entre 3800,00 hasta los 4700,00 msnm. La pendiente media de la cuenca está en el orden de 11%. 7.3.2 Clima y Zonas de Vida La clasificación climática de la microcuenca, se ha realizado en base, al mapa de clasificación climática del Perú elaborado por el SENAMHI (1988) desarrollado según el método de Thornthwaite (Ver Figura 14a), donde se observa que la mayor parte de la microcuenca se encuentra con las características de C(O,I) c`H2 , lo que se clasifica como una zona de clima semiseco, frío, con deficiencia de lluvias en otoño e invierno seco, con humedad relativa clasificada como seca; y solo una pequeña parte de la microcuenca se clasifica como B(o,i)D’H3, que es la zona lluviosa, semifrigida con deficiencia de lluvias en otoño e invierno, donde se localizan las comunidades de Hanansaya Ccollana y Kjana Janansaya ubicadas en la margen derecha del río Huacrahuacho y la comunidad de Chuquira localizada en la margen izquierda y sur oeste del distrito de Kunturkanki. La temperatura media anual varia entre 4 y 10°C, cuyos valores mínimos se presentan en el período junio – julio y los mayores valores entre noviembre y diciembre. La temperatura mínima alcanza valores de -8,0°C, la que se presenta entre junio y julio de cada año y los mayores valores de esta variable se presentan entre diciembre y febrero.

El período lluvioso ocurre entre noviembre y abril de cada año, siendo enero el mes con mayor precipitación, superando los 200 mm/mes.).

El equipo técnico de PACC ha identificado en la cuenca microcuenca Huacrahuacho 3 Zonas de Vida de acuerdo a la Clasificación de Holdridge (Ver Figura 14b)

a) Bosque húmedo Montano Subtropical (3800,0 – 4000,0 msnm) b) Páramo muy húmedo Subalpino Subtropical (3900,0 – 4500,0 msnm) c) Tundra Pluvial Alpino Subtropical (4500,0 – 4700,0 msnm) d) Tundra Pluvial Alpino Subtropical (4500,0 – 4700,0 msnm)



Figura 14: a) Tipos climáticos b) Zonas de Vida

Fuente: SENAMHI Fuente: PACC-2009

7.3.3 Recursos hídricos La principal fuente de recursos hídricos es el río Huacrahuacho, que en promedio tiene una oferta hídrica anual de 3,5 m3/s, que equivale a una masa anual de 110,38 MMC. La red hídrica de la microcuenca del río Huacrahucho se ilustra en la Figura 15. Existen en la microcuenca numerosos manantes que son aprovechados en las comunidades para uso poblacional. Según el Inventario de los Recursos Hídricos realizado por PRONAMACHCS en el 2008, la distribución de los manantes por comunidad en la microcuenca de Huacrahuacho es la que se presenta en Tabla 2.

Tabla2. Resumen de los Recursos Hídricos en Huacrahuacho

Fuente: PRONAMACHCS - 2008

Cabe señalar que esta información de los caudales en los manantes inventariados corresponden a mediciones instantáneas durante el estiaje

TOTAL Q (L/S) TOTAL Q (L/S) TOTAL Q (L/S) TOTAL VOLUMEN (m3)Alto Sausaya 13 2.57 1 4.28 3 9526.73Cebaduyo Ccollana 22 0.74 1 5.12Chuquira 63 2.83 1 0.84Hanansaya Ccollana 62 6.92 3 20.99Huarcachapi 43 18.49 1 17.63Kcasillo Phatanga 51 61.56 2 43.67 4 4667.47Kjana Janansaya 61 23.94 3 37.95Pucacancha 50 10.46 2 10.08Pumathalla 17 1.48 4 4.59 2 6452.09Quillihuara 9 0.51 2 1.92Sausaya Central 7 0.49 0 0.00Soromisa 20 0.55 1 6.25Tacomayo 2 0.03 0 0.00Tjusa 41 5.1 1 2.05Vilcamarca 24 1.01 1 4.85

TOTAL 485 136.68 143.86 160.22 9 20646.29

VASOS INUNDABLESMANANTES RIOS QUEBRADASCOMUNIDAD



del 2008, más no representan las condiciones medias observadas durante varios años de registros.

El estudio de PRONAMACHCS ha inventariado 07 lagunas, 03 en la comunidad de Sausaya y 04 en la comunidad de Kcasillo Phatanga. Ver Figura 16.

Figura 15: Diagrama Fluvial del río Huacrahuacho


Figura 16 : Lagunas por comunidades de Huacrahuacho

Fuente: PRONAMACHCS - 2008



7.3.4 Geología El área de la microcuenca Huacrahuacho se ubica dentro de la mega unidad Geomorfológica de la cordillera Occidental determinada por INGEMMET. Dicha unidad se encuentra constituida por un núcleo paleozoico cubierto por rocas del mesozoico y cenozoico, las cuales se encuentran deformadas por intensos plegamientos, fallas inversas y sobre escurrimientos. En el área afloran unidades litoestratrigráficas sedimentarias y volcánicas que tienen edades desde el Jurásico Superior hasta los depósitos Cuaternarios recientes. 7.4 Aspectos socio - económicos

Existen 15 comunidades campesinas en el ámbito de la microcuenca Huacrahuacho que se concentran en diferentes niveles altitudinales de la microcuenca, siendo la población total de 6406,0 habitantes.

La agricultura de la microcuenca se ha desarrollado bajo control de un piso ecológico situado fundamentalmente entre los 3850 a 4100 m.s.n.m. (Región Suni). Este constituido por tierras altas.

La agricultura se desarrolla en pequeñas parcelas menores de una hectárea, a esto se suma las condiciones técnicas tradicionales de manejo de cultivos, el uso de semilla no seleccionada y carente de calidad adecuada. Esto ocasiona bajos niveles de productividad que para los cultivos más importantes como Papa, habas y trigo, presentan rendimientos menores que zonas cercanas. Mientras esta el caso de la caso de la cebada cuya producción supera el promedio provincial (802 Kg/ha) puesto que las condiciones de suelo favorecen su producción, esto amerita un mayor grado de atención. Otro producto que puede tener significativa incidencia nutricional y comercial es la quinua, las condiciones ecológicas y climáticas son favorables para su cultivo.

La actividad pecuaria en la microcuenca se desarrolla de manera extensiva, teniendo como sustento fundamental los pastos naturales, sin embargo existen en la microcuenca donde se desarrolla la ganadería semi intensiva e intensiva con pastos mejorados más que todos los propietarios particulares. La actividad pecuaria tiene gran importancia en la formación de los ingresos campesinos, principalmente monetarios en las comunidades altas y bajas como complementariedad la agricultura se hace relativa a medida que se aumenta la altura.

El desarrollo de la actividad pecuaria pasa por los problemas de disponibilidad y calidad de pastos, falta de infraestructuras necesaria, sobre pastoreo e infestación de pastos y bofedales, así como el estado



crítico de las vías de comunicación que dificulta y relaciones entre las zonas o comunidades productoras principales

8.0 Resultados

8.1 Delimitación de las unidades de análisis hidrológico

El río Huacrahuacho se forma por la confluencia de los ríos Descanso por la margen derecha y el rìo Jahuatapica por la margen izquierda. El área de drenaje de estas dos microcuencas en conjunto representan el 68% del área de drenaje total de la microcuenca Huacrahuacho. Aguas abajo de esta confluencia existen quebradas tributarias menores que en conjunto aportan. Figura 17.

Figura 17: Unidades de análisis hidrológico delimitados, con HEC-GeoHms sobre la base de Modelo Numérico del Terreno construido con cartas del IGN.


A partir de esta delimitación hidrográfica se realizará el análisis morfométrico e hidroclimático para finalmente llegar a la caracterización de la oferta de agua en el punto de cierre de estas unidades hidrológicas.



8.2 Descripción de los parámetros morfométricos

8.2.1 Microcuenca Huacrahuacho

El sistema hidrográfico del río Huacrahuacho está formado por dos ríos principales: el río Jahuatapica por la margen izquierda y el río Descanso por la margen derecha. La confluencia de estos dos ríos a la altura del pueblo del Descanso forman el río Huacrahuacho.

Utilizando la cartografía del IGN se ha determinado que la longitud total del río Huacrahuacho hasta su desembocadura en el río Apurímac, es de 40,00 km, siendo su cuenca de drenaje de 257,68 km2. Los niveles altitudinales de la cuenca fluctúan entre 3800,00 msnm y 4700,00 msnm.

Tabla 3. Principales parámetros morfométricos de la microcuenca Huacrahuacho

Parámetros morfométricos Huacrahuacho

Parámetro unidad valor

Área Km2 257,68 Perímetro Km 106.28

Altitud máxima msnm 4700.00 Altitud mínima msnm 3800.00 Altitud media msnm 4081.60

Coeficiente de compacidad adimencional 1.85 Coeficiente de forma adimencional 0.16

Coeficiente de masividad adimencional 15.72 Longitud del cauce principal Km 40.00

Pendiente media de la cuenca % 11 Pendiente del río :

- Promedio m/m 0.023 - Máx. m/m 0.0091 - Mín. m/m 0.0075

Densidad de drenaje 1/km 0,80

La altitud media de la cuenca es de 4081,60 msnm y la altitud de su centroide es de 4000,00 msnm. El centroide o centro de masa de la cuenca es un punto teórico donde se concentra la precipitación media de la cuenca y su ubicación en la cuenca Huacrahuacho es 898111.64 W y 8389579.63 S

Del análisis hypsométrico realizado y presentado en la Tabla 4, se ha determinado que el 7% de la cuenca se encuentra comprendida entre los 3800,00 msnm y 4700,0 msnm, que correspondería a la Cuenca Baja. El 26% de la superficie de la cuenca se distribuye entre 3800,00 msnm y 4000,00 msnm que correspondería a la Cuenca Media. El 67% de la superficie de la cuenca se distribuye entre los 4000,00 y 4700,00 msnm que correspondería a la Cuenca Baja.



Tabla 4. Distribución porcentual del área de la cuenca según rangos de altitud

Figura 18: Curva hypsométrica microcuenca Huacrahuacho


Cabe señalar que no existe un método universal para delimitar una cuenca en alta, media y baja; sin embargo para este estudio se ha adoptado un criterio que tiene en cuenta la clasificación de las 8 regiones naturales del Perú, delimitando las zonas que se propone en la Tabla 5 y Figura 19.

Rangos de altitud (msnm) Alt. Promedio % área % acumulado (msnm)

3800 - 3900 3850.0 12.31 12.3 3900 - 4000 3950.0 32.01 44.3 4000 - 4100 4050.0 19.11 63.4 4100 - 4200 4150.0 12.63 76.1 4200 - 4300 4250.0 9.42 85.5 4300 - 4400 4350.0 6.24 91.7 4400 - 4500 4450.0 4.00 95.7 4500 - 4600 4550.0 3.59 99.3 4600 - 4700 4650.0 0.68 100

3500.0

3700.0

3900.0

4100.0

4300.0

4500.0

4700.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Altit

ud (m

snm

)

% area

Curva hipsométrica del río Huacrahuacho



Tabla 5. Zonas altitudinales en la microcuenca Huacrahuacho

Figura 19: Zonas altitudinales en Huacrahuacho. En naranja la curva 3800,0 msnm límite superior de la Zona Baja, en azul la curva 4000,0 msnm límite inferior de la Zona Alta.


Según este criterio propuesto, la zona altoandina es dominante en la superficie de la microcuenca y es en ese nivel altitudinal se ubican comunidades campesinas como Pucacancha, Huarcachapi, Kcasillo, Kcana Janansalla. La zona baja representa el 7% de la superficie total de la microcuenca, mientras que las zonas media y alta representan el 26% y 67%, respectivamente.

La pendiente media de la cuenca es de 11%, lo que revela condiciones de un relieve poco accidentado con un flujo superficial lento y mayor capacidad de retención de humedad. En la zona altoandina se observa zonas de pendiente suave que favorecen la retención e infiltración de las precipitaciones estacionales, propiciando el desarrollo de pastos naturales del tipo “Bodedales”.

La pendiente promedio del cauce principal del río Huacrahuacho se ha determinado por tramos, cada tramo guarda correspondencia con

Zona Rango altitudinal (msnm) Área (km2)

Zona Baja 3800.00 - 3900.00 18,2

Zona Media 3900.00 - 4000.00 67,5

Zona Alta 4000.00 - 4700.00 171,9



delimitación de Zona Alta, Media y Baja propuesto. En la Figura 20 se ilustra el perfil longitudinal del río y los tramos delimitados.

Figura 20: Perfil longitudinal del río Huacrahuacho


El curso superior del río, tiene una pendiente promedio de 4.3 %, lo que confiere una gran capacidad de transporte. En su curso medio del río, la pendiente se hace menos pronunciada, en promedio baja a 0.91%, para finalmente hacerse màs suave en el curso inferior hasta la desembocadura con el río Apurìmac, donde la pendiente alcanza el 0.75%.

En la Figura 21 se ha representado una imagen 3D de la microcuenca Huacrahuacho, donde puede observarse con más nitidez la topografía dominante según las zonas altitudinales.

Figura 21: Representación 3D de la microcuenca Huacrahuacho


3200.00

3400.00

3600.00

3800.00

4000.00

4200.00

4400.00

4600.00

40.0

36.4

34.2

33.1

30.9

28.7

28.7

26.5

25.4

24.3

22.1

21.0

18.7

17.6

14.3

13.2

12.1

9.9

8.8

6.6

5.5

4.4

3.3

2.2

0.0

Alt

itud

(msn

m)

Perfil Longitudinal

4.3%

0.91%0.75%

3800385039003950400040504100415042004250430043504400445045004550460046504700



8.3 Caracterización de la climatología de la cuenca

8.3.1 Análisis regional de la precipitación

En base a la metodología descrita se ha realizado el análisis regional de las variables climáticas para determinar los modelos matemáticos, que permiten hacer las estimaciones de la precipitación en cualquier punto de la cuenca.

El modelo matemático regional formulado es de la forma:

PP anual (mm) = β1x + β2y+ β3Cz + β4x2 + β5y2 + β6z2 + β7xy + β8xz + β9yz + β10

Siendo:

β1, β2………. Β9: coeficientes de las variables, β10 : término independiente

x = lon (m); y = lat (m); z = altitud (msnm) de las estaciones pluviométricas.

El modelo obtenido explica con una correlación (0.84) la variabilidad de lluvias en las cuencas de estudio, siendo los parámetros estadísticos y los coeficientes de las variables los que se presenta en la Tabla 6. La figura 22 refleja la alta correspondencia entre los valores de precipitación observados y los estimados por el modelo regional.

Figura 22: Pp anual observada y estimada por modelo




Tabla 6. Parámetros estadísticos del modelo y valores de los coeficientes

Estadísticas de la regresión

Coeficiente de correlación múltiple 0.847116295 Coeficiente de determinación R^2 0.717606018

R^2 ajustado 0.688392847 Error típico 204.3766658

Observaciones 44

Variables Coeficientes

β1 0.118734327

β2 0.081506332

β3 13.21690079

β4 -5.8534E-09

β5 -4.00301E-09

β6 6.69143E-05

β7 -1.25123E-08

β8 -1.19788E-06

β9 -1.51624E-06

β10 -407636.3621

Figura 23 : Precipitación anual cuencas Pampas-Apurímac

Fuente : Elaboración propia

La precipitación media anual en toda esta región alcanza los 832,0 mm, con una distribución mensual máxima y mínima en los meses de enero y julio, respectivamente. El 85% de la precipitación anual se concentra entre



diciembre y mayo del año hidrológico, siendo el comportamiento estacional el que se representa en el diagrama de barras de la figura 24.

Figura 24: Comportamiento estacional de la precipitación media en las cuencas Pampas y Apurímac.


Con fines comparativos se ha seleccionado un conjunto de estaciones cercanas a la microcuenca Huacrahuacho a fin de ilustrar la alta correspondencia entre la climatología de los datos observados y los generados por el modelo de precipitación regional. Estos resultados se presentan en la figura 25.

Figura 25: Climatología mensual de precipitación observada y del modelo. En azul valores observados en estaciones meteorológicas. En rojo valores generados por modelo regional. Estaciones Yauri (cuenca Apurímac) y Sicuani (cuenca Vilcanota)


Si bien, las precipitaciones tienen una tendencia a su aumento con la altitud, la orografía del área juega un papel determinante para definir sectores más o menos lluviosos. En general las precipitaciones son más abundantes en las altiplanicies, como sucede en Yauri, a 3 915 msnm, donde el promedio anual es de 774,4 mm Se considera una pluviometría



anual ligeramente mayor para los sectores de cumbres más elevadas, entre 4 500 y 5 000 msnm, donde se estima que precipitan unos 800 a 900 mm (este sector de mayor altitud no cuenta con estaciones meteorológicas). En las zonas bajas de valles interandinos la precipitación muestra valores significativamente variables, por ejemplo Cusco, a 3 399 msnm, presenta 709,3 mm, y Urcos, a 3 149 msnm, tiene 627,9 mm en promedio. En Sicuani, a 3 550 msnm, precipitan 644,8 mm de promedio y en Ccatcca, a 3 700 msnm precipitan 595,1 mm. Estas diferencias se deben a la circulación de los vientos húmedos, que cuando atraviesan las cumbres y altiplanicies, y luego descienden por la topografía, el aire se calienta y reduce su humedad relativa, por lo que disminuyen los valores pluviométricos. Esto se aprecia por ejemplo en Ccatcca, donde la ubicación del valle a sotavento, hace que los vientos descendentes generen menores valores de lluvia que en otros valles. El aspecto u orientación del terreno también juega un rol fundamental en las diferencias pluviométricas que se presentan en la región andina y por consiguiente en su distribución altitudinal, siendo evidente la existencia de gradientes pluviométricos positivos o negativos. 8.3.2 Análisis de la precipitación local

8.3.2.1 Microcuenca Huacrahuacho

La caracterización pluviométrica de la microcuenca Huacrahuacho ha sido derivada del modelo regional de precipitación descrito en el ítem anterior.

La precipitación media anual en esta cuenca ha sido estimada en de 833,0 mm, siendo sus valores extremos en el año hidrológico de 206,3,0 mm y 3,6 mm durante los meses de enero y julio, respectivamente. El 85% de la precipitación anual se concentra durante los meses de diciembre a mayo. Ver Tabla 7.

Tabla 7. Distribución de la precipitación media mensual (mm) en la microcuenca Huacrahuacho

Cuenca SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO ANUAL

Cuenca Total 21 36 50 114 206 187 130 60 7 6 4 12 833 Contribución

(%) 3 4 6 14 25 23 16 7 1 1 0 2 100

Esta distribución de la precipitación media areal durante el año hidrológico correspondería a una estación ficticia ubicada en el centroide de la cuenca a una altitud de 4000,00 msnm.



En el gráfico de barras de la figura 26 se ilustra la climatología estacional de la precipitación durante el año hidrológico.

Figura 26: Climatología estacional de la precipitación en la subcuenca Huacrahuacho


Para una mejor descripción del comportamiento pluviométrico en la microcuenca del río Huacrahuacho se ha elaborado el Mapa de distribución espacial de la precipitación, a nivel anual y mensual. Esta representación de la Precipitación en celdas de 1 km * 1km es resultado del modelo de precipitación regional formulado para fines del presente estudio. Según este mapa se observa un comportamiento pluviométrico decreciente con la altitud. En las figura 27 se ilustra el comportamiento espacial de la precipitación anual en la microcuenca

La Precipitación anual se distribuye de manera cuasi uniforme en toda la microcuenca, no existiendo diferencias abruptas entre la parte baja y alta en un área tan pequeña. Los módulos pluviométricos anuales en la microcuenca están comprendidos entre 794,0 mm como mínimo en la parte más alta y 865,0 mm/año en la parte más baja. Respecto a estos resultados, obtenidos mediante un proceso de interpolación, es necesario profundizar en el análisis a fin de encontrar más evidencias y describir las causas físicas de esta relación inversa entre la precipitación y la altitud en esta región, porque se han encontrado similar patrón pluviométrico en cuencas de mayor superficie y mayor variabilidad espacial.

Una primera señal nos las da la Base de datos climática global del WORDCLIM, que utiliza un modelo numérico del terreno para interpolar la precipitación en celdas de 1 km. Los datos están libres en el sitio web http://www.worldclim.org/tiles.php. Los datos de PP. de WORDCLIM sobrepuestos a la zona de estudio se presentan en la Figura 28, en el

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO

Pp

(m

m)

PRECIPITACION MEDIA AREAL

http://www.worldclim.org/tiles.php�



cual puede observarse una gran similitud con los resultados obtenidos en el presente estudio.

Figura 27: Mapa de distribución de la Precipitación anual en Huacrahuacho. Esta forma de presentación de la precipitación es resultado de la discretización espacial en celdas de 1*1 km.


Figura 28: Mapa de distribución de la Precipitación anual en Huacrahuacho con datos de WORDCLIM a 1*1 km de resolución

Fuente: Elaboración propia en base a datos de WORDCLIM.

Los datos del satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), disponibles libres en internet en el sitio http://trmm.gsfc.nasa.gov/ aporta también información confiable sobre el comportamiento espacial de la precipitación. Los datos del satélite están en formato binario y pueden ser descargados con software especializado como GRADs, y códigos de Matlab. Los datos del TRMM están en grillas de 0.25º * 0.25º de resolución. Para efectos del análisis se ha interceptado los datos del TRMM con el DEM de las cuencas Apurímac y Vilcanota obteniéndose la relación entre la Pp. anual y la altitud (msnm) que se presenta en la Figura 29. En esta Figura se observa que entre los 3800,0 y 4700,0 msnm que son los límites altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho,

http://trmm.gsfc.nasa.gov/�



la precipitación puede crecer o disminuir con la altitud. Esta relación también ha sido documentada por Espinoza, J utilizando información observada de 391 estaciones de precipitación los países andinos de la cuenca amazónica, tal como se presenta en la Figura 30.

La precipitación muestra regímenes de variabilidad bastante acentuados en la sierra, principalmente en función de la orografía y la altitud. A un nivel regional para toda la sierra, la precipitación aumenta de manera bastante clara con la altitud; sin embargo, las variaciones orográficas hacen cambiar con frecuencia este esquema, sobre todo en un nivel de mayor detalle, cuando se aprecian las diferencias que hay entre valles, sectores encañonados, altiplanicies, etc.

Figura 29: Relación entre Altitud (msnm) y Precipitación anual (mm) del satélite TRMM en 203 estaciones virtuales de las cuencas Apurímac y Vilcanota. En líneas rojas los

límites altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho (3800,0 a 4700,00 msnm). Fuente: Elaboración propia en base a datos del satélite TRMM

En la figura 31 se ilustra los mapas del comportamiento espacial de la precipitación para cada mes del año. A través de esta representación se puede observar las variaciones espaciales que experimenta la precipitación en la microcuenca, desde sus nacientes hasta la confluencia con el río Apurímac. Hay que tener en cuenta las escalas espaciales en las que se determina la precipitación de la microcuenca; por un lado la precipitación media de 833,0 mm/año hace referencia al comportamiento promedio de ésta en toda la microcuenca. Cuando se habla de cuenca baja, media y alta, la precipitación media corresponde a los valores areales por cada zona y cuando se tiene la precipitación por microcuencas, esta precipitación media corresponde al valor areal para cada una de estas microcuencas.

0.0

1000.0

2000.0

3000.0

4000.0

5000.0

6000.0

0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0

Alt

itu

d (m

snm

)

Pp_anual (mm)

Relación Pp anual satélite TRMM (mm) - Altitud



Figura 30: Relación entre Altitud (msnm) y Precipitación anual en 391 estaciones de

los países andinos de la cuenca amazónica (Bolivia, Perú, Ecuador y Colombia). Fuente: Espinoza, J (2009)

A nivel de la cuenca Huacrahuacho se observa un comportamiento diferenciado de la precipitación anual y mensual según las zonas altitudinales propuesta para esta microcuenca, y su ciclo anual se ilustra en la Tabla 8. Cuenca Baja (3800,00 – 3900,00 msnm); Cuenca media (3900,00 – 4000,00), Cuenca Alta (4000,0 – 4700,00 msnm).

Tabla 8. Climatología de la precipitación promedio mensual por Zonas Baja, Media y Alta

Fuente: Elaboración propia.

Estos valores de la precipitación corresponden al promedio por zona o rango altitudinal y se derivan de los mapas pluviométricos elaborados,

como el mapa de precipitación anual de la Figura 27.

Zona PRECIPITACION MEDIA MENSUAL (mm)

ANUAL SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO

Cuenca Baja 22 37 51 116 211 191 133 61 8 6 4 12 850

Cuenca Media 21 36 50 115 209 190 132 61 8 6 4 12 845

Cuenca Alta 21 36 49 113 205 187 130 59 7 6 4 12 829



Figura 31: Comportamiento de la Precipitación mensual en Huacrahuacho, en formato grid




8.3.2.2 Microcuencas

Se ha realizado el análisis de los valores areales de la precipitación mensual para el año hidrológico promedio, caracterizando la pluviometría anual en las 03 microcuencas delimitadas Jahuatapica y Descanso. Los resultados de este análisis se presenta en la Tabla 9 y Figura 32.

Tabla 9. Precipitación media areal en mm por microcuencas

Cuenca SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO ANUAL

Jahuatapica 21 36 49 113 205 186 129 59 7 6 4 12 826

Descanso 21 35 48 111 202 184 128 59 7 6 4 12 815

Huacrahuacho Bajo 22 36 50 115 210 191 132 61 8 6 4 12 846

Figura 32: Precipitación media areal por microcuenca

El comportamiento pluviométrico en las microcuencas de Jahuatapica y Descanso es homogénea, con similitud en sus módulos pluviométricos. La microcuenca Huacrahuacho Bajo recibe un mayor aporte pluviométrico.

En todos los casos se presenta en el mes de enero la máxima precipitación y en julio la mínima.

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0


Pp

(mm

)

PRECIPITACION MEDIA AREAL

Jahuatapica

Descanso

Huacrahuacho_Bajo



8.3.3 Análisis de la variabilidad del régimen de lluvias

Se ha analizado el régimen de lluvias de la precipitación media de la microcuenca Huacrahuacho, a partir de la segmentación de la serie en períodos de 10 años (décadas), para detectar cambios en los parámetros estadísticos de las series. En la Tabla 10 se presenta los resultados de los parámetros estadísticos de las series mensuales agrupados por décadas. En la última década (2000-2009) se observa un incremento en la variabilidad (Cv) mensual y anual de las lluvias. Por otro lado se observa que la última década ha estado caracterizada por una disminución de la precipitación anual con respecto a la década 1990-99 que es la década más húmeda del periodo analizado. Este comportamiento del régimen de lluvias de los últimos años es coherente con lo que la población local está percibiendo como de una disminución de las precipitaciones en Huacrahuacho, lo cual se ha traducido en una menor oferta de agua en quebradas y manantes.

Tabla 10. Parámetros estadísticos de la precipitación por décadas


Se ha realizado un análisis decadal de los coeficientes de variación (Cv) de la precipitación por trimestre a fin de determinar cambios en la estacionalidad de las lluvias. En la Tabla 11 se presenta los resultados de este análisis realizado para la precipitación media de la microcuenca Huacrahuacho. De acuerdo a estos resultados se puede observar que en la década que se inicia el 2000 el coeficiente de variación se incrementa en los trimestres DEF y MAM, lo cual implica una mayor inestabilidad en las lluvias; por otro lado se observa una caída del Cv en los trimestres

DECADA PROMEDIO (mm)

SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO anual 1970-79 216 223 133 70 8 8 3 20 33 24 41 109 886 1980-89 176 136 97 48 6 6 5 10 14 26 31 86 641 1990-99 221 200 155 79 9 7 1 14 24 47 74 117 948

2000-09 197 196 157 52 9 3 4 7 18 47 48 133 872

1970-2009 203 188 133 63 8 6 3 13 22 35 49 111 833

DECADA DESVIACION ESTANDARD

1970-79 37.5 17.4 35.3 35.7 93.7 68.1 55.6 28.5 9.7 9.1 6.3 30.7 209.5 1980-89 14.2 33.9 20.6 39.5 82.6 87.3 58 32.2 9.3 8.8 5.2 24 239.6 1990-99 19.1 16.9 19.6 35.8 28 72 32 34 6.5 3.4 2.9 24.4 136.4

2000-09 18 31 37.2 36.8 69.4 52.1 70.5 14.2 12.3 6.9 27.5 10.7 185.2

1970-2009 25.2 25.1 28.2 37.6 70.6 72.1 56.2 27.3 9.2 7.3 14.2 23.1 200.3

DECADA COEFICIENTE DE VARIACION (Cv)

1970-79 0.76 0.45 0.68 0.38 0.48 0.36 0.32 0.55 0.9 1.02 0.86 1.40 0.23 1980-89 0.53 0.73 0.43 0.55 0.48 0.62 0.42 0.59 0.81 1.26 0.83 0.98 0.32 1990-99 0.48 0.43 0.37 0.34 0.14 0.37 0.21 0.57 0.76 1.11 0.66 0.88 0.15

2000/09 0.61 0.59 0.76 0.36 0.36 0.26 0.38 0.28 1.43 1.24 1.48 0.68 0.20

1970-2009 0.70 0.57 0.57 0.41 0.37 0.40 0.35 0.50 0.94 1.19 1.63 1.03 0.24



SON y JJA que debe interpretarse como una menor variabilidad pluviométrica.

Tabla 11. Coeficiente de variación por década


En la figura 33 se ilustra el diagrama de cajas del comportamiento de la precipitación por trimestre en las últimas 4 décadas. El mayor tamaño de la caja está asociado a una mayor inestabilidad pluviométrica.

Figura 33: Diagrama de Cajas de la precipitación por trimestre decadal. 1, 2,3 y 4 representan la primera, segunda, tercera y cuarta década del período de análisis.


Según este análisis se observa una mayor precipitación acumulada en el trimestre DEF. Así mismo en este trimestre se percibe una menor variabilidad pluviométrica en la tercera y cuarta década, lo cual corrobora los resultados encontrados en el Cv. En la misma lógica del análisis anterior, la distribución de la precipitación anual por trimestre que se presenta en la Tabla 12, indica un leve incremento de la concentración de las lluvias en el trimestre DEF, de la última década con respecto a la tercera; mientras que para el trimestre SON la concentración de las lluvias decrece. La concentración de la precipitación en los trimestres MAM y JJA no presenta cambios significativos entre la tercera y cuarta décadas.

DECADA Coeficiente de variación por década (Cv)

SON DEF MAM JJA 1970-79 0.56 0.34 0.59 1.48 1980-89 0.40 0.35 0.44 0.57 1990-99 0.42 0.14 0.26 0.94 2000-08 0.24 0.18 0.42 0.63



Tabla 12. Concentración de la precipitación por década

DECADA Concentración de la Precipitación decadal (%) SON DEF MAM JJA

1970-79 11 62 24 3 1980-89 11 62 24 3 1990-99 16 56 26 2 2000-08 13 60 25 2


En la Figura 34 se ha construido gráficos de funciones de densidad de precipitación acumulada a la serie de datos por trimestre y por década. Según este análisis gráfico se observa que los cambios más significativos se presentan en el trimestre DEF con diferencias muy marcadas en las 04 décadas analizadas. El desplazamiento de las curvas entre la primera(1) y segunda década (2) está asociado a la transición de una década húmeda hacia una seca. Entre la tercera y cuarta década no se percibe cambios significativos.

Figura 34: Funciones de densidad acumulada de la precipitación por trimestre y por década


Para analizar la agresividad pluviométrica se ha utilizado el Índice de Fournier modificado por Arnoldus (1985), el cual tiene la siguiente formulación:

Donde: IFM índice de Fournier modificado en mm P precipitación del mes, en mm. P precipitación total anual, en mm. Las categorías de este Índice se indican en la Tabla 13



Tabla 13. Clasificación del Índice Modificado de Fournier

Este IFM se ha calculado para la precipitación media de Huacrahuacho por década para detectar los cambios observados en este indicador. En el Tabla 14 se presenta los resultados de este análisis.

Tabla 14. Índice Modificado de Fournier por década

Década IFM Clasificación

1970-79 167 Muy Alto

1980-89 118 Moderado

1990-99 159 Alto

2000/08 157 Alto

Según estos resultados la agresividad de las lluvias pasa de moderada a alta entre la segunda y tercera década y se mantiene casi estable en la cuarta década. Esto tiene como implicancia un mayor potencial erosivo de los suelos por precipitaciones intensas. Se ha aplicado el test de Mann-Kendall para testar la existencia de tendencias en las series estacional y anual, habiendo encontrado tendencia significativas positiva al 95% de significancia estadística en el comportamiento pluviométrico para el trimestre SON y MAM considerando el periodo 1970-2008. Ver Tabla 15 y Figura 35. La línea de tendencia de la precipitación anual, considerando toda la serie histórica, da una tasa de incremento de 4.4 mm/año. Si se considera los últimos 5 años del periodo de análisis, se observa un comportamiento decreciente de la precipitación anual, situación que es coherente con las percepciones de la población local que guarda en su memoria los últimos eventos secos ocurridos entre el 2006 y 2008. La ecuación de línea de tendencia, que se asocia a los resultados de la Tabla 15 es la siguiente:

P (añoi) = Q*(añoi – año1) + B



Tabla 15. Análisis de Tendencia de Precipitación mediante test de Mann-Kendal

Trimestre Test Z Signific. Q Qmin Qmax Qmin Qmax B Bmin Bmax Bmin Bmax

99% 99% 95% 95% 99% 99% 95% 95%

SON 2.53 Sig 1.64 -0.01 2.91 0.28 2.49 61.7 108.3 40.1 101.5 46.4

DEF 0.38 No sig 0.96 -3.59 5.67 -2.40 4.18 514.1 597.3 391.8 577.0 436.3

MAM 1.73 sig 2.20 -1.52 5.39 -0.21 4.53 156.6 241.4 98.6 204.9 108.2

JJA -0.21 No sig -0.05 -0.61 0.47 -0.47 0.34 18.0 28.3 5.5 25.6 8.8

ANUAL 1.50 No sig 4.37 -4.09 13.32 -1.75 10.21 784.3 953.2 578.5 899.4 665.3

Figura 35: Prueba de tendencia de Mann-Kendall para la precipitación por trimestre

a) SON b) DEF c) MAM d) JJA e) Anual Fuente: Elaboración propia

Al particionar la serie anual de precipitación para el periodo 1994-2008 se observa una acelerada caída de la precipitación a razón de -12,0 mm/año,

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

AN

UA

L

Year

DataSen's estimate99 % conf. min99 % conf. max95 % conf. min95 % conf. maxResidual

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

SO

N

Year


-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

MA

M

Year


-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

DE

F

Year


-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1960 1970 1980 1990 2000 2010

JJ

A

Year


a) b)

c) d)

e)



situación que está fuertemente influenciada por la ocurrencia de años extremadamente secos, durante este periodo. Sin embargo esta tendencia del periodo (1994-2008) no debe ser considerada como una tendencia de largo plazo representativa de la precipitación para Huacrahuacho, por ser una serie de muy corta longitud, sensible a la alternancia de eventos extremos. 8.3.4 Análisis de la Temperatura

La temperatura ha sido analizada según la zona baja, media y alta en que ha sido dividida la cuenca: El análisis regional de la temperatura por gradientes térmicos mensuales ha permitido obtener un gradiente de -0,6 ºC por 100 m de altitud. Este patrón es dominante en Cusco Apurímac. En la figura 36 se ilustra el comportamiento espacial de la Temperatura media anual en la cuenca, la cual varía entre 5,0 y 11,2 ºC.

Figura 36: Mapa de Temperatura media anual, en representación grid Fuente: Elaboración propia



8.3.4.1 Análisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Baja

La temperatura media anual alcanza los 10,7 ºC, siendo el mes más cálido noviembre con una temperatura media de 14,1ºC y una máxima de 19,2 ºC. El mes más frio es junio con una temperatura media de 6,4, y una mínima de -5,6 ºC. En los Cuadros 16, 17 y 18 se ilustran este comportamiento.

b) Zona Media

La temperatura media anual alcanza los 10,2 ºC, siendo el mes más cálido noviembre con una temperatura media de 13,6 ºC y una máxima de 19,2 ºC. El mes más frio es junio con una temperatura media de 5,8 y una mínima de -6,4 ºC. En los Cuadros 16, 17 y 18 se ilustra este comportamiento.

c) Zona Alta

La temperatura media anual alcanza los 8,5 ºC, siendo el mes más cálido noviembre con una temperatura media de 12,1 ºC y una máxima de 17,6 ºC. El mes más frio es junio con una temperatura media de 3,8 y una mínima de –9,0 ºC. En las Tablas 16, 17 y 18 se ilustran este comportamiento.

Tabla 16. Climatología de la Temperatura media mensual por Zonas

ZONAS TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Anual Zona Baja 11.4 11.7 11.5 9.2 10.2 6.4 9.6 10.5 10.6 11.1 14.1 12.6 10.7 Zona Media 11.0 11.2 11.0 8.6 9.7 5.8 9.0 10.0 10.1 10.6 13.6 12.2 10.2 Zona Alta 9.4 9.7 9.5 6.8 7.9 3.8 7.3 8.2 8.3 8.8 12.1 10.6 8.5

Tabla 17. Climatología de la Temperatura máxima mensual por Zonas

ZONAS TEMPERATURA MAXIMA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Zona Baja 16.8 17.4 16.9 18.6 19.4 18.5 18.7 19.6 19.5 19.8 19.6 18.0 Zona Media 16.3 16.9 16.4 18.1 18.9 18.0 18.3 19.1 19.1 19.4 19.2 17.6 Zona Alta 14.8 15.4 14.9 16.6 17.4 16.5 16.8 17.6 17.5 17.8 17.6 16.0

Tabla18. Climatología de la Temperatura mínima mensual por Zonas


ZONAS TEMPERATURA MINIMA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Zona Baja 6.1 6.0 6.0 -0.3 1.0 -5.6 0.4 1.5 1.7 2.5 8.5 7.2 Zona Media 5.6 5.5 5.6 -0.9 0.4 -6.4 -0.2 0.8 1.1 1.8 8.1 6.8 Zona Alta 4.1 4.0 4.1 -2.9 -1.6 -9.0 -2.3 -1.2 -0.9 -0.2 6.5 5.2



8.3.4.2 Análisis por cuencas

a) Microcuenca Huacrahuacho

La temperatura media anual alcanza los 9,1 ºC. El mes más cálido es noviembre, que alcanza una Tmedia de 10,6 ºC, y una máxima de 16,1ºC. El mes más frio es junio, con una temperatura media de 1,8ºC, con una mínima de -11,4ºC. En los Cuadros 19, 20 y 21 se ilustran este comportamiento.

b) Microcuenca Jahuatapica

La temperatura media anual alcanza los 8,1ºC. El mes más cálido es noviembre, que alcanza una Tmedia de 11,7ºC , y una máxima de 17,3ºC. El mes más frio es junio, con una temperatura media de 3,3 ºC, con una mínima de -9,6ºC. En los Cuadros 19, 20 y 21 se ilustra este comportamiento.

c) Microcuenca Descanso

La temperatura media anual alcanza los 8,8 ºC. El mes más cálido es noviembre, que alcanza una Tmedia de 12,3ºC , y una máxima de 18,9ºC. El mes más frio es junio, con una temperatura media de 4,0ºC, con una mínima de -8,6ºC. En los Cuadros 19, 20 y 21 se ilustra este comportamiento.

d) Microcuenca Huacrahuacho Bajo

La temperatura media anual alcanza los 9,9 ºC. El mes más cálido es noviembre, que alcanza una Tmedia de 13,4ºC , y una máxima de 18,9ºC. El mes más frio es junio, con una temperatura media de 5,4ºC, con una mínima de -6,9ºC. En las Tablas 19, 20 y 21 se ilustran este comportamiento.

Tabla 19. Climatología de la Temperatura media mensual en microcuencas

ZONAS TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC ANUAL Huacrahuacho 10.0 10.2 10.0 7.4 8.5 4.4 7.8 8.8 8.9 9.4 12.6 11.1 9.1 Jahuatapica 9.1 9.3 9.1 6.4 7.4 3.3 6.8 7.8 7.9 8.4 11.7 10.3 8.1 Descanso 9.7 9.9 9.7 7.1 8.1 4.0 7.5 8.5 8.5 9.1 12.3 10.9 8.8 Huacrahuacho_Bajo 10.7 11.0 10.7 8.3 9.4 5.4 8.7 9.7 9.8 10.3 13.4 11.9 9.9




Tabla 20. Climatología de la Temperatura máxima mensual en Huacrahuacho

ZONAS TEMPERATURA MAXIMA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Huacrahuacho 15.3 15.9 15.4 17.1 17.9 17.0 17.3 18.1 18.0 18.3 18.1 16.5 Jahuatapica 14.4 15.0 14.5 16.2 17.0 16.1 16.4 17.2 17.2 17.5 17.3 15.7 Descanso 15.0 15.6 15.1 16.8 17.6 16.7 17.0 17.8 17.7 18.1 17.8 16.2 Huacrahuacho Bajo 16.1 16.7 16.1 17.9 18.7 17.8 18.0 18.9 18.8 19.1 18.9 17.3


Tabla 21. Climatología de la Temperatura mínima mensual en Huacrahuacho

ZONAS TEMPERATURA MINIMA MENSUAL (ºC)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC Huacrahuacho 4.6 4.5 4.6 -2.3 -1.0 -8.1 -1.6 -0.5 -0.3 0.5 7.0 5.7 Jahuatapica 3.7 3.6 3.7 -3.4 -2.1 -9.6 -2.8 -1.7 -1.4 -0.7 6.2 4.9 Descanso 4.3 4.2 4.3 -2.7 -1.4 -8.6 -2.0 -0.9 -0.7 0.1 6.8 5.5 Huacrahuacho_Bajo 5.3 5.3 5.3 -1.2 0.0 -6.9 -0.6 0.5 0.8 1.5 7.8 6.5


En la Figura 29 se ilustra el comportamiento mensual de la temperatura media, a través de los cuales se puede ver como evoluciona mes a mes y en el espacio las condiciones térmicas en toda la microcuenca.

8.3.4.3 Tendencias en la temperatura

Las series térmicas de Tmáx y Tmín fueron sometidas al análisis de tendencia y mediante el método de Mann-Kendal, se ha determinado tendencias significativas en la temperatura mínima anual y de los trimestres DEF, MAM y JJA. Para el trimestre DEF la tendencia es positiva (la Tmín se incrementa) y para la Tmín anual y la de los trimestres MAM y JJA la tendencia es negativa (la Tmín se enfría más)

Tabla 22. Análisis de tendencia de la Temperatura mínima mediante test de Mann-Kendal

Trimestre Test Z Signific. Q Qmin Qmax Qmin Qmax B Bmin Bmax Bmin Bmax 99% 99% 95% 95% 99% 99% 95% 95%

SON -0.520 No sig -0.003 -0.03 0.02 -0.02 0.01 2.53 2.99 2.11 2.86 2.21 DEF 1.907 Sign 0.007 0.00 0.03 0.00 0.02 5.05 5.26 4.29 5.21 4.58

MAM -1.756 Sign -0.032 -0.09 0.02 -0.07 0.00 1.32 2.32 0.52 2.21 0.80 JJA -3.316 Sign -0.067 -0.11 -0.02 -0.10 -0.03 -2.09 -1.09 -2.97 -1.28 -2.69

ANUAL -2.102 Sign -0.022 -0.05 0.00 -0.04 0.00 1.81 2.13 1.16 2.06 1.31 Fuente: Elaboración propia

Los resultados de la Tabla 22 deben interpretarse de la siguiente manera, en relación a la temperatura mínima:



Para el trimestre SON, se ha encontrado una tendencia negativa de -0.003ºC/año; para el trimestre DEF, la tendencia es de 0.007 ºC/año; para el trimestre MAM, la tendencia es de -0.032 ºC/año; para el trimestre JJA, la tendencia es de -0.067 ºC/año y para el periodo anual la tendencia es de -0.022 ºC/año. En todos los casos los niveles de significancia evaluados van de 90% a 99%

Para el caso de la temperatura máxima no se han encontrado tendencia significativa, ni a nivel trimestral ni anual, tal como se ilustra en la Tabla 23.

Tabla 23. Análisis de tendencia de la Temperatura máxima mediante test de Mann-Kendal

Trimestre Test Z Signific. Q Qmin Qmax Qmin Qmax B Bmin Bmax Bmin Bmax 99% 99% 95% 95% 99% 99% 95% 95%

SON 1.47 No sign 0.011 -0.01 0.04 -0.01 0.03 17.87 18.43 17.38 18.29 17.57 DEF 1.21 No sign 0.009 -0.01 0.03 -0.01 0.03 15.79 16.27 15.26 16.08 15.38

MAM 0.33 No sign 0.002 -0.01 0.02 -0.01 0.02 16.72 17.05 16.43 16.98 16.51 JJA 0.85 No sign 0.006 -0.01 0.03 -0.01 0.02 17.52 17.83 17.02 17.75 17.13

ANUAL 1.56 No sign 0.011 -0.01 0.03 0.00 0.02 16.86 17.29 16.53 17.20 16.59 Fuente: Elaboración propia

Los resultados de la Tabla 23 deben interpretarse de la siguiente manera, en relación a la temperatura máxima:

Para el trimestre SON, se ha encontrado una tendencia positiva (calentamiento) de 0.011ºC/año; para el trimestre DEF, la tendencia es de 0.009 ºC/año; para el trimestre MAM, la tendencia es de 0.002 ºC/año; para el trimestre JJA, la tendencia es de 0.006 ºC/año y para el periodo anual la tendencia es de 0.011 ºC/año. En todos los casos los niveles de significancia evaluados van de 90% a 99%.



Figura 37: Comportamiento espacial de la Temperatura media mensual, en formato grid Fuente: Elaboración propia



8.3.5 Análisis de la Evapotranspiración Potencial (ETP)

Se ha utilizado el método de Hargreaves-Samani para la estimación de la Evapotranspiración Potencial, que utiliza como datos de entrada las temperaturas media, máxima y mínima. Se optó por este método tomando como base el estudio de la Evapotranspiración desarrollado por Lavado, W (2009), que concluye que las estimaciones de la ETP por este método son muy similares a las de Penman-Montheit, considerado el método estándar por la FAO. En la Figura 38 se ilustra el comportamiento espacial de la ETP anual, representado en formato grid.

Figura 38: Mapa de Evapotranspiración anual mediante método Hargreaves-Samani


8.3.5.1 Análisis por Zonas Altitudinales

a) Zona Baja

En esta Zona se registran la mayor evapotranspiración anual de la cuenca, que alcanza 1319,0 mm. El valor máximo se presenta en Octubre con 135,0 mm y el valor mínimo se presenta en junio con 90,1 mm. A



nivel diario las tasas máximas y mínima de la ETP son de 4,4 mm y 3,0 mm, respectivamente. Ver Tabla 24.

b) Zona media

En esta Zona la evapotranspiración anual alcanza 1,298,2 mm, con valores máximos en octubre de 133,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en junio con un acumulado mensual de 88,3 mm. A nivel diario las tasas máximas y mínima de la ETP son de 4,3 mm y 2,9 mm, respectivamente. Ver Tabla 24.

c) Zona Alta

En esta zona se tiene una menor evapotranspiración anual con 1229,4 mm. La máxima ETP se presenta en octubre con 126,0 mm acumulados, lo cual representa una tasa de 4,1 mm/día. La mínima Eto se presenta en Junio con 82,2 mm acumulados en el mes y a una tasa de 2,7 mm/día. Ver Tabla 24.

Tabla 24. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Zonas

Zona EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (mm) – Método Hargreaves-Samani

ANUAL ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Zona Baja 114 104 105 110 102 90.1 94.2 108 118 135 120 119 1319.0 Zona Media 112 103 103 108 100 88.3 92.7 107 117 133 118 117 1298.2

Zona Alta 106 97.3 97.6 102 95.1 82.2 87.6 101 111 126 113 111 1229.4

8.3.5.2 Análisis por Cuenca

El análisis de la ETP se ha realizado de manera similar al presentado por Zonas, considerando como valor medio el equivalente a una estación ficticia ubicada en el centroide de la microcuenca. En la Figura 31 se ilustra el comportamiento de la ETP mensual.


La evapotranspiración anual alcanza los 1252,0 mm con valores máximos en octubre de 128,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en junio con un acumulado mensual de 84,0 mm. A nivel diario las tasas máximas y mínima de la ETP son de 4,1 mm y 2,8 mm, respectivamente. Ver Tabla 25.

Tabla 25. Climatología de la Evapotranspiración Potencial por Microcuencas

Microcuenca EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (mm) . Método Hargreaves-Samani ANUAL ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC



Huacrahuacho 108 99 99 104 97 84 89 103 113 128 115 113 1252 Jahuatapica 105 96 96 100 94 81 86 100 109 125 111 109 1212 Descanso 107 98 98 103 96 83 88 102 112 127 113 112 1239 Huacrahuacho Bajo 111 102 102 107 99 87 92 106 116 132 117 116 1287

Figura 39: Evapotranspiración Potencial por cuenca y microcuencas


La evapotranspiración anual alcanza los 1212,0 mm con valores máximos en octubre de 125,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en junio con un acumulado mensual de 81,0 mm. A nivel diario las tasas máximas y mínima de la Eto son de 4,0 mm y 2,7 mm, respectivamente. Ver Tabla 25.


La evapotranspiración anual alcanza los 1239,0 mm con valores máximos en octubre de 127,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en junio con un acumulado mensual de 83,0 mm. A nivel diario las tasas máximas y mínima de la Eto son de 4,0 mm y 2,8 mm, respectivamente. Ver Tabla 25.


La evapotranspiración anual alcanza los 1287,0 mm con valores máximos en octubre de 132,0 mm, acumulado mensual, y mínimos en junio con un acumulado mensual de 87,0 mm. A nivel diario las tasas máximas y mínima de la ETP son de 4,2 mm y 2,9 mm, respectivamente. Ver Tabla 25.



En la figura 40 se ilustra el comportamiento mensual de esta variable, donde se puede observar la evolución del comportamiento espacial de esta variable en cada mes del año.



Figura 40: Comportamiento espacial de la Evapotranspiración potencial mensual en mm



8.3.6 Déficit de Escurrimiento (D)

El déficit de escurrimiento está definido como la diferencia entre la precipitación y el escurrimiento. Este déficit de escurrimiento es equivalente a la demanda evapotranspirativa real de la cuenca. Se ha utilizado el método de Turc para la estimación del déficit de escurrimiento a nivel de las microcuencas. La expresión matemática del método es de la forma :

Siendo :

L = Coeficiente de Temperatura

T = Temperatura media anual (°C)

D = déficit de escurrimiento anual (mm)

El método de Turc utiliza como datos de entrada los valores de la Precipitación y temperatura media, en ambos casos a escala anual, dando como resultado el déficit anual de escurrimiento. Para la desagregación mensual del déficit de escurrimiento se ha utilizado la información de la distribución mensual de la ETP, asumiendo la misma proporcionalidad en el reparto mensual de estas variables, con respecto al valor acumulado anual. Los resultados del Déficit de escurrimiento se presentan en la Tabla 26.

Tabla 26. Déficit de escurrimiento por cuencas

Microcuenca DEFICIT DE ESCURRIMIENTO (mm)

ANUAL ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Huacrahuacho 41 38 38 39 37 32 34 39 43 49 44 43 476

Jahuatapica 39 36 36 38 35 30 32 37 41 47 42 41 454

Descanso 40 37 37 39 36 31 33 38 42 48 43 42 466

Huacrahuacho Bajo 43 39 40 41 39 34 36 41 45 51 45 45 498 Fuente: Elaboración propia

9.0

1

21

2

2

+

=

LP

PD

( ) TTL )(05.025300 3++=



8.4 Balance Hídrico superficial

Se ha utilizado la ecuación simplificada del Balance Hídrico, para la estimación de la lámina de escurrimiento en la cuenca. La información especializada de Precipitación y Evapotranspiración ha permitido generar los mapas de escurrimiento anual y mensual a nivel de celdas de 1 km*1km de resolución. En el mapa de las Figuras 41 y 42 se sintetiza el comportamiento hídrico de la cuenca del río Huacrahuacho mediante la representación espacial de la escorrentía anual y mensual.

Figura 41: Mapa de escorrentía anual en microcuenca Huacrahuacho, en formato grid

. Fuente: Elaboración propia





Figura 42: Comportamiento espacial del escurrimiento mensual en formato grid


8.4.1 Microcuenca Huacrahuacho

A nivel anual la disponibilidad de agua en esta microcuenca arroja un superávit de 357,0 mm, que representa una oferta anual de 91,9 MMC, en términos medios, considerando el área de su cuenca de drenaje de 257,6 km2. A nivel estacional durante los meses de mayo a octubre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante julio. La mayor oferta de agua se concentra entre los meses de enero, febrero y marzo. En la Tabla 27 y Figura 43 se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de la microcuenca.

Tabla 27. Balance Hídrico Huacrahuacho

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho


Pp (mm) 21 36 50 114 206 187 130 60 7 6 4 12 833 ETR (mm) 43 49 44 43 41 38 38 39 37 32 34 39 476 BH (mm) -22 -13 6 71 165 150 92 20 -29 -26 -30 -27 357

-50.0

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0


Pp, E

TR,

BH (

mm

)

Balance Hídrico Huacrahuacho

BH

ETR

PP



Figura 43 : Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho


8.4.2 Microcuenca Descanso

A nivel anual la disponibilidad de agua en esta microcuenca arroja un superávit de 349,0 mm, que representa una oferta anual de 17,0 MMC en términos medios, considerando el área de su cuenca de drenaje de 48,71 km2. A nivel estacional durante los meses de mayo a setiembre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante julio. La mayor oferta de agua se concentra entre los meses de enero, febrero y marzo. En la Tabla 28 y Figura 44 se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de la cuenca.

Esta microcuenca contribuye con el 18% del volumen total del escurrimiento producido en Huacrahuacho.

Tabla 28. Balance Hídrico Microcuenca Descanso

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Descanso


Pp (mm) 21 35 48 111 202 184 128 59 7 6 4 12 815

ETR (mm) 42 48 43 42 40 37 37 39 36 31 33 38 466

BH (mm) -21 -13 6 69 162 147 91 20 -29 -26 -30 -27 349

Figura 44 : Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho


8.4.3 Microcuenca Jahuatapica



A nivel anual la disponibilidad de agua en esta microcuenca arroja un superávit de 371,9 mm, que representa una oferta anual de 32,1 MMC en términos medios, considerando el área de su cuenca de drenaje de 86,43 km2. A nivel estacional durante los meses de mayo a setiembre se tiene condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante julio. La mayor oferta de agua se concentra entre los meses de enero, febrero y marzo. En el Tabla 29 y Figura 45 se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico de la cuenca.


Tabla 29. Balance Hídrico Microcuenca Jahuatapica

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Jahuatapica


Pp (mm) 21 36 49 113 205 186 129 59 7 6 4 12 826

ETR (mm) 41 47 42 41 39 36 36 38 35 30 32 37 454

BH (mm) -20 -11 7 72 165 150 93 22 -28 -24 -29 -25 372

Figura 45 : Componentes del Balance Hídrico en cuenca Mollebamba


8.4.4 Microcuenca Huacrahuacho Bajo

A nivel anual la disponibilidad de agua en esta microcuenca arroja un superávit de 348,6 mm, que representa una oferta anual de 42,7 MMC en términos medios, considerando el área de su cuenca de drenaje de 122,5 km2. A nivel estacional durante los meses de mayo a setiembre se tiene



condiciones de déficit hídrico, siendo éste más acentuado durante julio. La mayor oferta de agua se concentra entre los meses de enero, febrero y marzo. En la Tabla 30 y Figura 46 se ilustra el comportamiento de los componentes del Balance Hídrico Superficial de la cuenca.


Tabla 30. Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho Bajo

Figura 46 : Componentes del Balance Hídrico en microcuenca Huacrahuacho Bajo


8.5 Estimación de caudales

8.5.1 Caudal promedio histórico a) Microcuenca Huacrahuacho

Cuenca Balance Hídrico Microcuenca Huacrahuacho Bajo


Pp (mm) 22 36 50 115 210 191 132 61 8 6 4 12 846

ETR (mm) 45 51 45 45 43 39 40 41 39 34 36 41 498

BH (mm) -23 -15 5 71 167 151 93 19 -31 -28 -32 -29 349



Se ha determinado para la cuenca del río Huacrahuacho un caudal promedio anual de 3,0 m3/s, con caudales máximos en febrero de 10,0 m3/s y mínimos en julio y agosto con 0,5 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 6,2 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,6 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 10. La Precipitación efectiva de la cuenca que contribuye al escurrimiento superficial directo está en el orden de 357,0 mm,/año valor que está en equilibrio con la lámina de escurrimiento anual; según la formulación conceptual del modelo de Lutz; sin embargo estacionalmente el comportamiento de estas variables es diferente, debido al funcionamiento del sistema de retención y el gasto de la cuenca. La retención o almacenamiento hídrico de la cuenca se presenta entre los meses de noviembre a marzo, mientras que entre los meses de abril a octubre se inicia el gasto o descarga del acuífero que aportan al escurrimiento base, al cesar las lluvias. Se ha estimado que este escurrimiento base en el río Huacrahuacho de 0,25 m3/s. En el Tabla 31 se presenta el comportamiento mensual de la Precipitación Efectiva (PE), la lámina de escurrimiento (LE) y el caudal promedio histórico generados para la microcuenca Huacrahuacho.

Tabla 31. Caudal promedio histórico del río Huacrahuacho

Cuenca Caudal promedio mensual del río Huacrahuacho


PE (mm) 3.5 5.7 8.9 49.0 103.5 104.4 64.5 12.4 1.4 1.1 0.6 2.2 357.0 LE (mm) 5.7 7.2 6.9 35.0 87.5 96.4 64.5 25.6 10.6 7.5 5.1 5.3 357.0

Caudal (m3/s) 0.6 0.7 0.7 3.4 8.7 10.3 6.2 2.5 1.0 0.7 0.5 0.5 3.0

PE : Precipitación efectiva en mm LE : lámina de escorrentía en mm El caudal aforado en el río Huacrahuacho por SENAMHI, durante setiembre del presente año, fue de 0,054 m3/s en un su curso bajo (Pto R3 en figura 47). Este caudal es el excedente de la microcuenca que queda luego de descontar las derivaciones de 03 canales principales (puntos C1, C2 y C3 en figura 47). Estos 03 canales también fueron aforados contabilizando en total un caudal derivado de 0,27 m3/s. Con estos aforos se obtiene una oferta de agua del rìo Huacrahuacho de 0,32 m3/s, caudal instantáneo del día 17 de setiembre. Si tenemos en cuenta que en la formulación del modelo de Lutz-Scholz, los caudales de estiaje se comportan según la expresión:

Donde:

)(0

tat eQQ −=



Qt = descarga en el tiempo t

Qo = descarga inicial

a = Coeficiente de agotamiento

t = tiempo

Se tiene una aproximación a los caudales diarios al inicio y final de setiembre del 2009, por lo que el caudal medio del río Huacrahuacho para setiembre del 2009 sería de 0,33 m3/s, caudal que representa una anomalía de -45% con respecto a su promedio histórico generado para ese mes. Ver figura 48.

Figura 47: Puntos de evaluación en campaña de aforos del SENAMHI/DGH setiembre 2009.

El punto R3 corresponde al punto integrador del escurrimiento superficial en microcuenca Huacrahuacho.

Una descripción detallada de los caudales se adjunta en anexos informe de Comisión de servicio a Microcuenca Huacrahuacho.



Figura 48: Caudal promedio diario del río Huacrahuacho generado para setiembre del 2009.



Se ha determinado para la microcuenca del río Jahuatapica un caudal promedio anual de 1,0 m3/s, con caudales máximos en febrero de 3,6 m3/s y mínimos en agosto con 0,10 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 2,2 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,2 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 11. En la Tabla 32 se ilustra el comportamiento del caudal promedio histórico generado del río Jahuatapica.

Tabla 32. Caudal promedio histórico del río Jahuatapica

Cuenca Caudal promedio mensual del río Jahuatapaica


PE (mm) 3.6 5.9 9.2 50.9 108.9 109.5 65.2 12.9 1.4 1.1 0.6 2.3 372 LE (mm) 4.9 6.7 6.7 33.4 88.9 99.5 65.2 34.8 13.9 8.3 4.7 4.6 372

Caudal (m3/s) 0.2 0.2 0.2 1.1 3.0 3.6 2.2 1.2 0.4 0.3 0.2 0.1 1.0

El caudal aforado en el río Jahuatapica por SENAMHI, durante setiembre del presente año, fue de 0,25 m3/s. (Punto R-2 en figura 49). Al realizar un análisis de caudal a nivel diario como el presentado en el ítem a) se tiene para setiembre del 2009 un caudal promedio mensual de 0,23 m3/s.


Se ha determinado para la microcuenca del río Descanso un caudal promedio anual de 0,60 m3/s, con caudales máximos en febrero de 1,8 m3/s y mínimos en julio y agosto con 0,1 m3/s. El caudal promedio de



avenidas (Qave) es de 1,0 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,1 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 11. Ver Tabla 33.

Tabla 33. Caudal promedio histórico del río Descanso

Cuenca Caudal promedio mensual del río DESCANSO


PE (mm) 3.4 5.6 8.6 45.6 104.1 102.8 61.6 11.9 1.4 1.1 0.6 2.2 349 LE (mm) 4.6 6.2 5.8 26.4 82.1 91.8 61.6 37.3 15.2 8.6 4.7 4.4 349

Caudal (m3/s) 0.1 0.1 0.1 0.5 1.5 1.8 1.1 0.7 0.3 0.2 0.1 0.1 0.6

El caudal aforado en el río Descanso por SENAMHI, durante agosto del presente año, fue de 0,048 m3/s. Ver Tabla 33.


Se ha determinado para la microcuenca Huacrahuacho Bajo un caudal promedio anual de 1,4 m3/s, con caudales máximos en febrero de 4,6 m3/s y mínimos en julio y agosto con 0,20 m3/s. El caudal promedio de avenidas (Qave) es de 2,9 m3/s y el promedio de estiaje (Qest) es de 0,3 m3/s, siendo la relación (Qave/Qest) = 10

En la Tabla 34 se presenta el comportamiento promedio histórico de los caudales generados para esta microcuenca.

Tabla 34. Caudal promedio histórico del río Huacrahuacho Bajo

Cuenca Caudal promedio mensual Huacrahuacho bajo


PE (mm) 3.5 5.7 8.9 49.1 97.4 101.9 64.4 12.5 1.4 1.1 0.6 2.2 349 LE (mm) 5.1 6.6 6.2 29.8 75.4 90.9 64.4 35.9 15.0 9.1 5.3 4.9 349

Caudal (m3/s) 0.2 0.3 0.3 1.4 3.7 4.6 2.9 1.7 0.7 0.4 0.2 0.2 1.4

e) Quebradas y ríos de menor orden de corriente

La caracterización de la oferta hídrica superficial en la cuenca del río Huacrahuacho se sintetiza en el Tabla 35 y diagrama fluvial de la Figura 41. Los caudales han sido generados en los puntos de cierre de las quebradas, mediante una relación de proporcionalidad Caudal-Area entre el caudal promedio de toda la cuenca y el área de recepción de las quebradas. El valor promedio corresponde al promedio multianual, los máximos y mínimos corresponden a los caudales de avenidas y de estiaje. En la microcuenca Huacrahuacho Bajo, la quebrada más importante es Patactira, que aporta un caudal promedio anual de 0,19 m3/s. En la microcuenca Jahuatapica, la quebrada más importante es Pujahuatapiza que aporta un caudal promedio anual de 0,31 m3/s. En



microcuenca descanso la quebrada más importante es la quebrada del mismo nombre, con un caudal promedio anual de 0,22 m3/s.

Tabla 35. Oferta hídrica superficial generada en microcuenca Huacrahuacho

Microcuenca Huacrahuacho Bajo

Qda Qmed Qmàx Qmìn

(m3/s) (m3/s) (m3/s)

Casablanca 0.09 0.29 0.01 Chitibamba 0.11 0.37 0.02 Huilcamarca 0.15 0.49 0.02 Chunchullhuayco 0.19 0.63 0.03 Tocrayaje 0.13 0.43 0.02 Patactira 0.19 0.64 0.03

Otros 0.56 1.76 0.08

Total 1.4 4.6 0.2

Microcuenca Jahuatapica

Jahuatapico 0.09 0.32 0.01 Pampachulla 0.16 0.58 0.02 Pujahuatapiza 0.31 1.11 0.03 Sondorcolla 0.12 0.43 0.01 Jahuatapiza 0.19 0.68 0.02 Irutira 0.13 0.48 0.01

Total 1.0 3.6 0.1

Microcuenca Descanso

Margen derecha 0.18 0.54 0.03 Margen izquierda 0.20 0.6 0.03

Descanso 0.22 0.66 0.04



Total 0.60 1.8 0.1

Figura 49: Diagrama fluvial del río Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

8.5.2 Caudales extendidos Se han extendido las series de precipitación a nivel de las microcuencas en base a la información de una estación ubicada en la misma zona pluviométrica de la microcuenca Huacrahuacho, luego se sigue la metodología de Lutz-Sholtz para la generación de series aleatorias de caudal. Se ha utilizado información de la estación de Yauri para generar series extendidas de precipitación areal en la microcuenca Huacrahuacho, mediante la siguiente relación:

PHuacra (i,j) = µhuacra (i) + δhuacra (i)*Zyauri(i,j) δmoll (i)= µhuacra (i) * Cv yauri(i)

Donde: Phuacra (i,j) = Precipitación de Huacrahuacho en el mes i del año j µhuacra (i) = precipitación promedio de Huacrahuacho en el mes i δhuacra (i) = desviación estandar de la precipitación en Huacrahuacho en el mes i Zyauri(i,j) = valores estandarizados de la precipitación en Yauri en el mes i del año j Cv chal(i) = Coeficiente de variación de la precipitación en Yauri en el mes i Para la extensión de los caudales se utiliza el componente estocástico del Modelo de Lutz-Sholtz, que es un esquema modificado del modelo de Thomas Fiering, de la forma:

Donde:

Qt = Caudal del mes t

Q t-1 = Caudal del mes anterior

PE t = Precipitación efectiva del mes t

B1, B2 y B3 = coeficientes del modelo de correlación múltiple Z : número aleatorio de distribución uniforme con media “0” y desvest “1”

( ) ( ) ( ) 1321 21 rSzPEBQBBQ ttt −+++= −



S: error típico del modelo de correlación múltiple R2: coeficiente de correlación múltiple

Solo se presenta en este acápite la información de precipitación y caudales generados para la microcuenca integral de Huacrahuacho.


Los caudales han sido extendidos para el periodo 1970 – 2007, habiéndose determinado los parámetros estadísticos básicos de las series de Precipitación y caudal, tal como se presenta en la Tabla 36.

Tabla 36. Parámetros estadísticos de la Precipitación y Caudal Microcuenca Huacrahuacho

Parámetro PARAMETROS ESTADISTICOS DE LA PRECIPITACION

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. ANUAL Promedio 21.1 35.7 49.5 113.5 206.3 187.4 130.2 59.7 7.4 5.9 3.6 12.2 832.5 Mediana 16.8 34.0 49.0 116.6 214.6 199.8 133.8 53.5 5.6 2.8 0.9 6.1 844.9

DS 21.0 23.6 31.2 41.0 70.9 73.8 56.8 37.6 8.3 10.4 5.9 20.2 245.3 CV 1.0 0.7 0.6 0.4 0.3 0.4 0.4 0.6 1.1 1.7 1.7 1.7 0.3

máx. 79.6 102.7 188.0 183.6 390.7 383.2 266.0 190.2 33.0 51.3 24.1 119.0 1582.5

Min 0.0 0.0 6.5 28.0 47.5 11.8 26.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 255.6

Parámetro PARAMETROS ESTADISTICOS DE CAUDAL

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. ANUAL Promedio 0.7 0.8 1.1 3.5 9.2 10.5 6.7 3.2 1.2 0.8 0.7 0.7 3.0 Mediana 0.6 0.6 0.9 3.4 9.4 10.6 6.9 2.7 1.1 0.8 0.7 0.6 3.3

DS 0.4 0.5 1.2 1.8 4.1 4.7 3.7 2.2 0.5 0.2 0.1 0.5 1.2 CV 0.6 0.6 1.1 0.5 0.4 0.4 0.5 0.7 0.4 0.2 0.2 0.8 0.4

máx. 2.0 2.7 7.8 7.8 20.9 26.2 17.3 12.4 3.2 1.4 0.8 3.8 7.5

Min 0.4 0.4 0.4 0.4 1.0 1.0 0.6 0.4 0.6 0.5 0.4 0.4 0.6

DS : desviación estándar CV : coeficiente de variación La precipitación máxima de 1582,5 mm se presentó en el año hidrológico 1972-73 que coincide con un Evento Niño Moderado. La precipitación mínima de 252,6 mm se presentó el año hidrológico 1982-83, que coincide con el Evento El Niño.



Los caudales promedio anual máximo de 7,0 m3/s y mínimo de 0,6 m3/s también corresponden a los años 1972-73 y 1982-83, respectivamente. Los caudales medios en años secos, normales y húmedos se presentan en la Tabla 37.

Tabla 37. Caracterización de los caudales en años secos, normales y húmedos

en microcuenca Huacrahuacho

AÑO CAUDAL PROMEDIO EN AÑOS SECOS , NORMALES Y HUMEDOS (m3/s)

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. TOTAL SECO 0.59 0.59 0.73 2.43 6.03 5.96 3.42 1.46 0.81 0.69 0.67 0.59 2.00

NORMAL 0.71 0.68 1.10 3.24 8.82 11.02 6.98 3.57 1.28 0.85 0.71 0.60 3.30 HUMEDO 0.76 1.06 1.64 5.01 13.29 15.26 10.54 4.71 1.53 0.87 0.72 0.88 4.69

Tabla 38. Caracterización del volumen de agua en años secos, normales y húmedos en Microcuenca Huacrahuacho

Se ha determinado las curvas de duración de caudal para diferentes niveles de persistencia tal como se indica en la Tabla 39 y Figura 50.

Tabla 39. Caudales del río Huacrahuacho a diferentes niveles de Persistencia

Persistencia PERSISTENCIA DEL CAUDAL PROMEDIO MENSUAL (m3/s)

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. TOTAL P - 50% 0.6 0.6 0.9 3.4 9.4 10.6 7.1 2.8 1.1 0.8 0.7 0.6 3.2 P - 75% 0.4 0.4 0.5 1.9 6.6 7.0 4.3 1.9 0.8 0.7 0.6 0.5 2.1 P - 80% 0.4 0.4 0.5 1.7 5.6 6.8 4.0 1.7 0.8 0.7 0.6 0.5 2.0 P - 90% 0.4 0.4 0.4 0.9 4.4 5.6 2.5 1.2 0.7 0.7 0.6 0.4 1.5

AÑO VOLUMENES DE AGUA PRODUCIDOS EN AÑOS SECOS, NORMALES Y HUMEDOS (MMC)

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. ANUAL

SECO 1.53 1.578 1.901 6.5 16.14 14.43 9.164 3.772 2.156 1.79 1.802 1.586 62.35 NORMAL 1.85 1.81 2.84 8.69 23.63 26.65 18.69 9.26 3.44 2.22 1.90 1.60 102.57 HUMEDO 1.98 2.83 4.26 13.43 35.58 36.91 28.23 12.21 4.09 2.27 1.94 2.37 146.09



Figura 50: Curvas de Persistencia de Caudal río Huacrahuacho Fuente: Elaboración propia

Figura 51: Precipitación y caudal en años normales, secos y húmedos. Microcuenca

Huacrahuacho.

8.6 Análisis de Sequías Para identificar y caracterizar los periodos de deficiencias y excesos hídricos en las series de precipitación generadas a nivel de la microcuenca del río Huacrahuacho , se ha utilizado la metodología de Deciles propuesta por Gibbs y Maher. Según este método se establece las categorías indicadas en la Tabla 40.

Tabla 40. Categorías de deciles

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

SET. OCT.NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO.

Cau

dal

(m3/

s)

Curvas de Persistencia de Caudal promedio mensual

P50%

P75%

P_80%

P_90%

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

SET.OCT.NOV.DIC. ENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN. JUL.AGO.

Cau

dal

(m

3/s)

Caudal en Años Normales, Secos y Húmedos

Año_normal

Año_Seco

Año_Húmedo

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

SET.OCT.NOV.DIC.ENE.FEB.MAR.ABR.MAY.JUN.JUL.AGO.

Pp_a

ño (m

m)

Precipitación en Años Normales, Secos y Húmedos

Año_normal

Año_Seco

Año_Húmedo



Clasificación en tiempo Porcentaje Rango decil Muy por encima de la norma superior al 90 10

Bastante por encima de la norma 80 - 90 9 Por encima de la norma 70 - 80 8

En la norma 30 - 70 4 - 7 Por debajo de la norma 20 - 30 3

Bastante por debajo de la norma 10 - 20 2 Muy por debajo de la norma inferior al 10 1

Fuente: Lapinel Braulio. ( Instituto de Meteorología de Cuba )

Los resultados de la aplicación de esta metodología a la serie de Precipitación para el periodo 1970 – 2008 ha permitido identificar 11 años secos, 11 años húmedos y 17 años normales, tal como se indica en la Tabla 41 y Figura 53.

Fig.53: Serie histórica de Precipitación caracterizada mediante deciles. En línea roja los umbrales correspondiente al rango normal de precipitación

Tabla 41 . Caracterización del Año Hidrológico en la microcuenca Huacrahuacho

Caracterización por deciles

Año Hidrológico Categoría Año Hidrológico Categoría

1970-71 ** normal 1989-90 muy húmedo

1971-72 normal 1990-91 húmedo

1972-73 * extrema húmedo 1991-92 * húmedo

1973-74 ** extrem húmedo 1992-93 * normal

1974-75 ** normal 1993-94 * extrem húmedo

1975-76 ** normal 1994-95 * normal 1976-77 exte,seco 1995-96 normal

0

2

4

6

8

10

12

1969

-70

1970

-71

1971

-72

1972

-73

1973

-74

1974

-75

1975

-76

1976

-77

1977

-78

1978

-79

1979

-80

1980

-81

1981

-82

1982

-83

1983

-84

1984

-85

1985

-86

1986

-87

1987

-88

1988

-89

1989

-90

1990

-91

1991

-92

1992

-93

1993

-94

1994

-95

1995

-96

1996

-97

1997

-98

1998

-99

1999

-00

2000

-01

2001

-02

2002

-03

2003

-04

2004

-05

2005

-06

2006

-07

2007

-08

Dec

il

Rangos decílicos de la Precipitación anual - Huacrahuacho

SEQUIAS

EXCESOS



1977-78 * exte,seco 1996-97 normal

1978-79 húmedo 1997-98 * normal

1979-80 seco 1998-99 ** normal

1980-81 muy seco 1999-00 ** normal

1981-82 exte,seco 2000-01 ** extrem húmedo

1982-83* exte,seco 2001-02 normal

1983-84 muy seco 2002-03 * muy húmedo 1984-85 muy seco 2003-04 normal 1985-86 normal 2004-05 * seco

1986-87 * muy seco 2005-06 muy húmedo

1987-88 * muy húmedo 2006-07 seco

1988-89 ** normal 2007-08 muy seco Eventos El Niño (*) Eventos La Niña (**) Nota

: La cronología de Eventos El Niño y la Niña están documentados por Lavado, W, en su estudio de Impactos del ENOS en la hidrología del Perú-2009

Tabla 42. Frecuencia decadal de Eventos secos, normales y húmedos

Categoría NUMERO DE EVENTO POR DECADA

HUACRAHUACHO Total

1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2006 Eventos

Años secos 3 7 0 1 11 Años normales 3 2 7 5 17 Años húmedos 4 1 3 3 11

El año hidrológico 1982-83 fue el más seco de la serie anual de Precipitación. La precipitación acumulada de este año alcanzó 255,6 mm. Durante este año se presentó el Meganiño 1982-83. El año hidrológico 1972-73 fue el más húmedo, con una precipitación acumulada anual de 1582,5 mm. Durante este año se presentó El Niño Moderado 1972-73. El periodo más seco tuvo una duración de 06 años, se inicia en 1979 y termina en el 85. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 575,0 mm. El periodo más húmedo tuvo una duración de 03 años y estuvo comprendido entre los años 1989 y 1992, siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 986,0 mm. Hay una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos El Niño.



Hay una mayor frecuencia de años normales asociados a Eventos La Niña. Durante la décadas 1980-89 se presenta el mayor número de años secos. Durante la década 1970-79 se presenta el mayor número de años húmedos.

8.7 Análisis de máximas avenidas Para la determinación de los caudales máximos de avenidas en el río Huacrahuacho se ha utilizado el programa HEC-HMS, asumiendo una Tormenta hipotética de distribución uniforme en la cuenca.

8.7.1 Curvas IDF Se ha utilizado información de Pmax 24h de la estación de Yauri ubicada a 3925,0 msnm para la construcción de las curvas IDF en Huacrahuacho. Se ha tomado esta información asumiendo una transposición de tormentas homogénea desde Yauri hacia el centro de masa de la microcuenca de Huacrahuacho que está en 4000, msnm Mediante el software de análisis de frecuencias hidrológicas Hyfran se realiza el ajuste probabilístico de la Pmàx24h, determinando que el modelo de mejor ajuste es de tipo Gamma, tal como se ilustra en la Figura 54.

Figura 54: Ajuste probabilístico de

Pmáx en Mollebamba Fuente: Elaboración propia

Las precipitaciones máximas obtenidas con el modelo Gamma para diferentes tiempos de retorno se indican en la Tabla 43.

Tabla 43. Pmáx para diferentes tiempos de retorno

T (años) Pmáx (mm) 5 37.8

10 42.9 20 47.4



Tabla 44. Tormentas en Huacrahuacho para diferentes duraciones y tiempo de retorno

Periodo P.Max24H Duración en minutos

retorno (años) (mm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 5 37.8 10.9 13.0 14.4 15.4 16.3 17.1 17.7 18.4 18.9 19.4 19.9 20.3 10 42.9 12.4 14.7 16.3 17.5 18.5 19.4 20.1 20.8 21.5 22.0 22.6 23.0 20 47.4 13.7 16.3 18.0 19.4 20.5 21.4 22.3 23.0 23.7 24.3 24.9 25.5 50 52.8 15.2 18.1 20.1 21.6 22.8 23.9 24.8 25.6 26.4 27.1 27.8 28.4

100 56.6 16.3 19.4 21.5 23.1 24.4 25.6 26.6 27.5 28.3 29.1 29.8 30.4 1000 68.2 19.7 23.4 25.9 27.8 29.4 30.8 32.0 33.1 34.1 35.0 35.9 36.6

Para la desagregación temporal de las precipitaciones máximas se ha utilizado el método de Dick y Pescke, con la siguiente ecuación:

Donde:

Pd= lluvia máxima de duración

5’<d<1440’ d = duración de la lluvia en min.

P24h= lluvia máxima diaria en mm.

Tabla 45. Intensidad máx. de precipitación (mm/h) para diferentes duraciones y tiempos de Retorno

Periodo Duración en minutos retorno (años) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120.0

5 65.5 38.9 28.7 23.1 19.6 17.1 15.2 13.8 12.6 11.6 10.8 10.2 10 74.3 44.2 32.6 26.3 22.2 19.4 17.3 15.6 14.3 13.2 12.3 11.5 20 82.1 48.8 36.0 29.0 24.6 21.4 19.1 17.3 15.8 14.6 13.6 12.7 50 91.5 54.4 40.1 32.3 27.4 23.9 21.3 19.2 17.6 16.3 15.1 14.2 100 98.0 58.3 43.0 34.7 29.3 25.6 22.8 20.6 18.9 17.4 16.2 15.2

50 52.8 100 56.6

1000 68.2

25.0

24 1440

=

dPP hd



1000 118.1 70.2 51.8 41.8 35.3 30.8 27.4 24.8 22.7 21.0 19.6 18.3

Las curvas IDF para diferente periodo de retorno se ilustran en la Figura 55.

Figura 55: Curva IDF al centroide de la microcuenca Huacrahuacho

8.7.2 Tiempo de concentración de la cuenca Existen diferentes ecuaciones empíricas para la determinación del tiempo de concentración de la cuenca, en función a sus parámetros morfométricos, para nuestra modelización con Hec-Hms hemos utilizado los modelos de Kirpich y de Temez, tomando al final un tiempo promedio

Tabla 46. Tiempo de concentración de la microcuenca Huacrahuacho

El análisis de máximas avenidas en Huacrahuacho se ha realizado para dos puntos de control : Un primer punto ubicado en la confluencia de los ríos Descanso y Jahuatapica y un punto final ubicado aguas abajo en la desembocadura del río Huacrahuacho en el río Apurímac. Ver Figura 56.

SUB_CUENCAS Área Pendiente

río Longitud río Tiempo de concentración (horas)

(Km2) (m/m) (km) Kirpich Temez Promedio Pto control 1 135.13 0.0373 18.44 2.22 2.66 2.44 Pto control 2 257.68 0.0230 40.00 4.85 5.39 5.12



Figura 56: Ubicación de los puntos de control para la determinación de caudales máximos de avenidas en microcuenca Huacrahuacho


8.7.3 Caudales máximos de avenidas con HecHMS

Figura 57: Esquema del modelamiento hidrológico con Hec-Hms


Tabla 47. Caudales probabilísticos en (m3/s) para diferentes tiempos de retorno

Microcuenca Tiempo de retorno (Años)

5 10 20 50 100

Pto 1 49.1 69.7 90.2 116.8 137.0

Pto 2 51.8 73.7 95.3 123.4 144.7

8.8 Escenarios futuros del clima y escurrimiento en Huacrahuacho

8.8.1 Escenarios de Precipitación Se analizaron 03 modelos climáticos globales, con la finalidad de comparar espacialmente su climatología (1970-2000) con la precipitación generada en el presente estudio para la microcuenca Huacrahuacho. En las figuras 58,59 y 60 se presenta diferentes formas de comparar la climatología de los modelos con los datos observados a escala de tiempo mensual. El modelo CSMK3 es el que mejor representa la precipitación para Huacrahuacho.



0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

ene feb mar abr may jun jul ago set oct nov dic

Pp (m

m)

Pobs y de modelos climàticos

CSMK3

BCM2

MIHR

Pobs

Figura 58: Climatología de Precipitación mensual según diferentes modelos (1970-2000). En violeta la precipitación observada.


Figura 59: Diagramas de cajas de la climatología de precipitación estacional para diferentes modelos.


Figura 60: Curvas de densidad acumulada de precipitación estacional para diferentes modelos.


Según estos resultados, se puede observar que los modelos climáticos sobreestiman la precipitación observada; sin embargo el modelo climático

Modelos

JJA

MA

M

DEF

SON

Obs

MIH

R

CSM

K3

BCM

2

Obs

MIH

R

CSM

K3

BCM

2

Obs

MIH

R

CSM

K3

BCM

2

Obs

MIH

R

CSM

K3

BCM

2

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

Pp (

mm

)

Gráfica de caja de Precipitación estacional

10007505002500

100

75

50

25

0160012008004000

100

75

50

25

0

10007505002500

100

75

50

25

04003002001000

100

75

50

25

0

SON

Po

rce

nta

je

DEF

MAM JJA

BCM2CSMK3

MIHRObs

Modelos

Normal CDF empírica de Precipitación por trimestre



CSMK3, es el que mejor se aproxima a los valores observados a nivel de la microcuenca Huacrahuacho. Se ha analizado todas las salidas de los 03 modelos a fin de evaluar diferentes entradas de precipitación para cuantificar la oferta de agua futura para las décadas 2021-30; 2031-40 y 2041- 50. Los resultados son presentados indicando las anomalías (% de cambio) de la precipitación modelada con respecto a la climatología del periodo de referencia (1970-2000) y para dos escenarios de emisiones A1B y B1, tal como se indica en las tablas 48 y 49. La condición más crítica de la precipitación anual para la década 2021-30, corresponde a las salidas del modelo BCM2 en el escenario A1B, el cual da una anomalía de -3% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -17% de deficiencia de lluvia en promedio. Para la década 2031-2040, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida del mismo modelo CSMK3 en el escenario A1B, que da una anomalía de -5% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Para el trimestre MAM se esperaría una deficiencia de -6%. Para la década 2041-2050, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida modelo BCM2 en el escenario A1B, que da una anomalía de -1,4% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Según este mismo modelo el trimestre DEF y presentaría una deficiencia de -6%.

Para el escenario B1, la condición más crítica en la precipitación anual corresponde a las salidas del modelo CSMK3, para la década 2041-2050, periodo durante el cual la precipitación anual alcanzaría un déficit de -4% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra básicamente en el trimestre JJA con un déficit de -16%.

En las figuras 61 y 62 se ilustra las anomalías de la precipitación mensual expresados en porcentaje (%), para los 03 modelos climáticos, dos escenarios de emisiones y para las 03 décadas analizadas.



Tabla 48. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario A1B

MES ESCENARIO A1B

2021-2030 2031-2040 2041-2050 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2

enero 0.0% 0.7% -5.7% -0.8% -3.0% 4.4% 4.0% 6.6% 0.9% febrero 1.4% -10.0% 3.7% -3.5% 7.9% 6.0% 5.3% 9.6% 8.1% marzo 3.6% 0.1% 11.0% -1.7% -4.2% 5.7% 1.5% 2.3% 7.0% abril 6.8% 7.5% 7.2% 9.6% 7.1% 13.9% 18.8% 0.9% -20.6% mayo 5.8% -45.0% -13.7% -31.2% -47.9% -16.4% 1.4% -20.1% 10.8% junio 24.9% -5.8% -11.1% -19.7% -3.8% -11.1% -16.3% -15.9% -21.8% julio -37.6% 5.1% -15.8% 6.9% -7.3% 1.4% -34.2% 7.2% -19.7% ago -33.3% -11.1% -23.4% -29.2% -29.8% -22.0% -9.7% -27.2% -6.9% set 1.8% 16.0% -12.6% -34.7% 30.1% 3.5% -13.8% 22.6% -21.8% oct -1.6% 5.6% 4.3% -4.0% 8.7% -12.4% -23.4% -12.7% -5.2% nov -2.4% -2.8% 6.1% 8.8% -44.2% 6.7% -2.1% -10.5% -1.0% dic -12.1% 14.4% -15.4% 1.5% 7.1% -4.9% -0.5% -14.2% 9.5%

anual -1.5% -0.3% -2.6% 0.6% -5.4% 0.2% 0.0% 0.7% -1.4%


Tabla 49. Anomalías mensuales (%) de precipitación según diferentes modelos para el escenario B1

MES ESCENARIO B1

2021-2030 2031-2040 2041-2050

MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2 enero 5.7% -10.9% -4.3% 11.3% 10.8% -5.0% 11.2% -1.9% -11.9%

febrero 1.2% 0.9% -6.7% -2.8% 3.0% -8.4% -1.6% -4.8% -2.3% marzo -4.4% 3.0% 13.9% -0.7% -9.4% 12.2% -0.3% -1.6% 3.6% abril -7.4% 23.7% -3.9% 13.1% 15.5% -4.3% -11.5% 2.0% -5.8%

mayo -15.1% -39.6% -21.2% -51.5% -7.1% -2.7% -30.0% -22.3% -16.0% junio -15.7% -35.6% -12.1% -8.7% 23.0% 10.9% 13.9% 31.5% -23.2% julio -12.1% -11.5% -21.2% 4.9% -23.4% -39.0% -35.3% -9.0% -30.8% ago -33.4% -16.2% 3.0% -42.2% -12.8% -9.8% -32.3% -21.2% 3.9% set 0.1% -7.3% -4.0% 5.3% 10.5% 9.3% -6.7% 20.9% 14.5% oct -11.5% 5.9% -10.8% -21.8% 22.5% 5.3% -22.9% 8.3% 5.7% nov -7.1% -3.7% 3.5% 11.2% -20.7% -3.1% 2.7% -3.5% 11.8% dic -2.4% -5.6% -0.1% 1.7% 2.2% -4.9% -4.3% -37.4% 1.4%

anual -3.1% -2.7% -3.1% 0.5% 2.8% -1.7% -2.9% -3.5% -0.8%




-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

(%)

Anomalías de Precipitación (%) 2021-30 A1B

MIHR

CSMK3

BCM2

-60.0%

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%


(%)


MIHR

CSMK3

BCM2

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


(%)

Anomalías de Precipitación (%) 2021-30 B1

MIHR

CSMK3

BCM2

-60.0%

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


(%)


MIHR

CSMK3

BCM2

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC(%)


MIHR

CSMK3

BCM2

Figura 61: Gráfico de Anomalía mensual Figura 62: Gráfico de Anomalía mensual de la precipitación según diferentes de la precipitación según diferentes

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC(%)


MIHR

CSMK3

BCM2



modelos para las décadas 2021-30, modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario A1B 2031-40 y 2041-50


8.8.2 Escenarios de Temperatura Los escenarios de temperatura han sido analizados de igual forma para los mismos modelos climáticos utilizados en Precipitación y para los escenarios A1B y B1, se obtuvieron en la temperatura que se producirían en la microcuenca Huacrahuacho, para diferentes periodos.. En las Tablas 50 y 51 se presenta los resultados de este análisis para dos escenarios de emisión A1B y B1. Las salidas de los modelos climáticos con respecto a la variable temperatura media, son expresados en anomalía (ºC) con respecto a la climatología de la temperatura media del periodo de referencia 1970-2000. Para las décadas de interés en este estudio, las salidas del modelo MIHR para el escenario A1B indica los mayores incrementos de la temperatura anual entre 1,8ºC a 3,3ºC, en el periodo 2011-2040 y 2041-2070, respectivamente. En el escenario B1, el modelo MIHR da las condiciones más críticas de incremento en la temperatura media anual, que se incrementa entre 1,8ºC y 2,9ºC, en el periodo 2011-2040 y 2040-2070, respectivamente

Tabla 50. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el

escenario A1B

MES

DE ANOMALIA DE TEMPERATURA (ºC) A1B

2011-40 2041-70 2071-2100

BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3

JAN 0.8 1.9 0.7 1.9 3.3 1.6 2.9 5.0 2.4

FEB 0.8 2.0 0.7 2 2.9 1.2 2.8 4.9 2.3

MAR 0.9 1.7 0.7 1.8 3 1.5 2.8 4.4 2.2




Tabla 51. Anomalía de Temperatura (ºC) según diferentes modelos para el escenario B1

. Fuente: Elaboración propia

8.8.3 Escenarios de disponibilidad hídrica

APR 0.8 1.6 0.9 1.6 2.8 1.5 2.6 4.4 2.3

MAY 0.4 1.8 0.6 1.6 3.2 1.5 2.6 4.7 2.4

JUN 0.5 1.8 0.6 1.5 3.2 1.9 2.5 5.0 3.1

JUL 0.3 1.8 0.7 1.6 3.5 1.9 2.8 5.2 3.0

AUG 0.8 1.5 0.9 2.2 3.3 1.7 3.3 5.0 3.0

SEP 0.5 1.5 0.8 2.1 3.3 1.9 3.1 5.2 3.0

OCT 0.7 2.0 0.6 1.9 3.7 1.4 3.0 5.5 2.4

NOV 0.7 2.0 0.7 1.9 3.7 1.7 2.7 5.6 2.5

DEC 0.9 2.2 0.8 2.0 3.8 1.6 2.8 5.4 2.5

ANUAL 0.7 1.8 0.7 1.8 3.3 1.6 2.8 5.0 2.6

MES

ANOMALIA DE TEMPERATURA (ºC) B1

2011-40 2041-70 2071-2100

BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3 BCM2 MIHR CSMK3

JAN 0.3 1.7 0.6 0.8 2.5 1.2 1.4 3.6 1.6

FEB 0.2 1.5 0.4 0.6 2.7 1.2 1.1 3.3 1.7

MAR -0.4 1.6 0.7 0.5 2.7 1.2 1.0 3.4 1.5

APR -0.3 1.6 0.7 -0.1 2.6 1.1 0.4 3.4 1.5

MAY -0.6 1.7 0.4 0.0 2.9 1.1 0.2 3.6 1.4

JUN -0.9 1.6 0.4 -0.8 2.8 1.2 0.0 3.4 1.9

JUL -1.1 1.8 0.5 -0.8 3.0 1.2 0.0 3.7 1.8

AUG -1.1 1.6 0.4 -0.2 2.5 1.3 0.2 3.8 1.6

SEP -0.6 1.8 0.4 0 2.8 1.2 0.4 3.5 1.6

OCT -0.1 2.1 0.4 0.5 3.3 0.9 1.1 3.9 1.6

NOV 0.2 2.0 0.8 0.7 3.3 1.1 1.2 3.8 1.6

DEC 0.4 2.0 0.5 0.9 3.1 1.2 1.4 3.9 1.7

ANUAL -0.3 1.8 0.5 0.2 2.9 1.2 0.7 3.6 1.6



La simulación de los escenarios de disponibilidad hídrica han sido calculados considerando las diferentes entradas de proyecciones de Precipitación y temperatura de los 3 modelos climáticos para los dos escenarios de emisiones A1B y B1. En total se han tenido por cada modelo 6 entradas de precipitación y temperatura para las décadas 2021-30, 231-40 y 2041-50, totalizando en total 18 entradas, lo que implica la simulación de 18 escenarios de disponibilidad hídrica para la microcuenca del río Huacrahuacho. Los resultados son expresados en anomalías (%), que representan el porcentaje de cambio del caudal con respecto al periodo de referencia 1970-2008, tal como se observa en las Tablas 52 y 53. Estos resultados indican que para la década 2021-30, la condición más crítica de deficiencia hídrica es proyectada por el modelo MIHR en el escenario A1B, que dan una anomalía de caudal anual de -13% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente esta anomalía es más intensa en el trimestre DEF, del orden de -20%.

Para la década 2031-40, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da un déficit del caudal anual de -15%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en el trimestre DEF, con anomalías de caudal del orden de -19%. Para la década 2041-2050, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da un déficit en el caudal anual de -14%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres SON y DEF con anomalías de caudal del orden de -20% en cada caso. Existe consenso en los 3 modelos en las proyecciones de una disminución de los caudales de estiaje del río Huacrahuacho, en los dos escenarios analizados. En las figuras 63 y 64 se han graficado las anomalías mensuales de caudal utilizando las salidas de los 03 modelos utilizados.

Tabla 52. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos

para el escenario A1B

ANOMALIAS DE CAUDAL (%) - ESCENARIO A1B

2021-30 2031-40 2041-50

MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2

set -3.2% -2.8% -16.2% -20.4% 4.2% -5.5% -11.6% 2.8% -21.2% oct. -10.6% -6.7% -8.0% -13.8% -3.9% -16.5% -26.2% -17.9% -16.4%



nov. -18.1% -26.1% 3.4% -3.3% -58.0% 12.6% -21.2% -33.6% -10.6% dic. -61.6% 42.7% -51.0% -29.3% 16.1% -11.3% -36.6% -37.9% 17.5%

enero -12.8% -2.0% -1.9% -15.8% -0.5% 1.9% -19.2% -3.7% -5.1% febrero -12.6% -13.0% -4.5% -18.2% -4.1% 3.0% -15.8% -0.8% -7.2% marzo -3.5% -2.9% 15.5% -15.4% -10.4% 15.4% -11.3% 6.4% 6.0% abril 4.2% -3.6% -4.1% 5.1% -3.8% 7.1% 13.2% -7.5% -25.9%

mayo 0.1% -23.0% -19.4% -4.0% -23.3% -19.1% -0.7% -19.7% -17.0% junio 1.4% -19.2% -19.9% -3.9% -18.9% -19.3% -3.6% -20.1% -21.4% julio -6.1% -19.1% -21.5% -1.4% -20.5% -19.1% -5.8% -18.6% -22.0%

ago. -12.9% -17.1% -21.2% -12.1% -23.2% -19.0% -6.4% -21.4% -16.5%

anual -12.7% -4.1% -5.7% -14.5% -5.4% 1.7% -14.3% -6.6% -5.5%


Tabla 53. Anomalías mensuales de caudal (%), según diferentes modelos para el escenario B1


En la figura 63, se ha graficado, la anomalía mensual de caudal que se esperaría en la microcuenca Huacrahuacho en el periodo del 2021 al 2050, en base a las proyecciones de precipitación y temperatura de los modelos climáticos utilizados en nuestro análisis.

ANOMALIAS DE CAUDAL (%) - ESCENARIO B1

2021-30 2031-40 2041-50 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2 MIRH CSMK3 BCM2

set -3.1% -14.2% -11.0% 1.9% 2.0% -4.6% -6.7% -2.1% -3.2% oct. -16.3% -7.5% -17.7% -20.2% 20.4% -5.1% -24.1% -6.5% -6.2% nov. -23.0% -28.8% 1.8% 13.5% -25.2% -8.6% -9.9% -29.9% 15.4% dic. -32.7% -21.8% -3.1% -10.8% 26.6% -17.1% -40.4% -96.2% -1.5%

enero -15.2% -6.3% 1.8% -20.2% -4.2% 2.4% -25.7% -4.6% -4.7% febrero -10.6% -6.2% -7.1% -6.3% 12.0% -8.1% -13.5% -11.2% -5.4% marzo -14.9% 0.6% 24.1% -2.0% -5.9% 22.0% -9.5% -9.3% 4.1% abril -6.4% 12.8% -12.6% 14.7% 14.3% -12.7% -9.7% -10.1% -14.9% mayo -1.9% -22.4% -20.0% -5.9% -17.3% -17.9% -3.7% -20.5% -19.5% junio -3.1% -23.1% -19.8% -1.8% -14.0% -16.9% 0.2% -15.2% -21.3% julio -3.2% -21.1% -22.0% -1.0% -21.8% -24.1% -5.8% -20.9% -23.2% ago. -12.6% -19.1% -12.0% -14.6% -13.7% -15.9% -12.5% -21.1% -12.2%

anual -10.6% -3.9% -0.9% -7.1% 3.0% -2.4% -12.7% -5.0% -4.9%



-80.0%

-60.0%

-40.0%

-20.0%

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%


An

om

alìa

(%

)

Anomalìa de caudal dècada 2021-30 (A1B)

MIHR

BCM2

CSMK3

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%


An

om

alìa

(%

)


MIHR

BCM2

CSMK3

Figura 64: Gráfico de Anomalía mensual de caudal según diferentes modelos para las décadas 2021-30, 2031-40 y 2041-50, escenario A1B.


9. Calidad de agua

Los trabajos de campo realizados en setiembre del 2009, como parte del diagnóstico rápido de la microcuenca Huacrahuacho, permitieron hacer mediciones de la calidad y cantidad de agua en los principales quebradas y manantes del sistema hídrico de la microcuenca Huacrahuacho.

Los resultados obtenidos de la calidad del agua se muestran en el Cuadro 54. La ubicación espacial de los puntos de muestreo se presenta en la Figura 65.

La temperatura es un parámetro importante e indicador de contaminación térmica, los valores obtenidos en campo han sido variables, que dependen de la hora de lectura, del clima local y de las influencias del entorno; en las quebradas los valores obtenidos oscilaron entre 9,3°C a 20,3°C, obteniéndose la mas baja en la quebrada K'asillo Kocllpa Phatanga - Q1, la misma que se realizo a 10:10 horas, el valor mas alto se obtuvo en la quebrada Rumichaca que se efectúo a las 12:45 Horas.

En los Manantes las temperaturas oscilaron entre 9.0°C y 16,7°C, donde el valor más alto se obtuvo en el manante Huanocta (M11), cuyo valor se justificaría debido a que en este manante las aguas ya no discurren y se encuentra en proceso de extinción, tal como se aprecia en la Foto 17.

-70.0%

-60.0%

-50.0%

-40.0%

-30.0%

-20.0%

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%


An

om

alìa

(%

)


MIHR

BCM2

CSMK3



En los canales y el río los valores oscilan entre 16,70 y 20,70, obteniéndose el valor más bajo en Canal 1 – Quirmachakayre (C2) y el más alto se obtuvo en el río Huacra Huacho (R3).

El pH, es un término para determinar la intensidad ácida o alcalina de una solución, en campo los valores obtenidos oscilan entre 5,90 y 8,39; los valores por debajo de 6,5 se encontraron en 13 puntos de muestreo, entre éstos los puntos Q4, Q6, Q9, Q13 entre otros, a excepción de estos puntos las quebradas restantes presentan aguas apropiadas para el riego y conservación de la biodiversidad.

En los Manantes los valores oscilaron entre 4,69 y 7,98, siendo el Manante k'oello Ccacca (M7), donde se ha obtenido el valor más bajo y en las aguas provenientes del Manante K'asillo Pauphe (M1 y M2) los valores más altos

Tabla 54. Parámetros de calidad de agua evaluados en diferentes puntos de muestreo

PUNTO ESTE NORTE ALTITUD TEMP pH D.OL C.E.

X (m) Y (m) msnm °C Mg/l µ5/cm

1 Q1 260842 8389314 4252 9.3 7.86 7.79 966 2 Q2 260564 8389747 4236 14.7 7.35 6.23 745 3 Q3 260354 8389761 4226 18.5 8.39 9.58 528 4 Q4 258739 8389335 4217 12 6.03 1.68 238 5 Q5 258288 8389549 4145 15.5 7.97 2.72 648 6 Q6 252449 8389508 4254 9.8 6.08 8.21 233 7 R1 242171 8394440 3887 19.8 8.17 8.34 244 8 Q7 255197 8390858 4017 18 7.57 4.85 952 9 Q8 253977 8390046 3988 19.3 7.4 3.5 175.8 10 Q9 252273 8393352 3975 19.1 6.2 4.1 114.6 11 Q10 258194 8392742 4120 13.3 7 1.3 502 12 Q11 256583 8394876 4082 20.3 7.82 2.22 1261 13 Q12 254007 8396183 4024 18.9 8.07 1.6 501 14 Q13 249775 8396111 4076 14.8 5.9 2.22 611 15 Q14 242843 8394980 3905 16.4 8.02 2.54 185.9 16 Q15 256640 8389577 4069 13.4 7.81 2.51 576 17 Q16 248799 8391827 3926 20.4 8.15 1.3 531 18 R2 253499 8390067 3973 18.9 8.17 2.09 509 19 R3 238457 8393277 3857 20.7 8.16 5.52 540 20 C1 248575 8392208 3921 16.8 8.5 2.07 535 21 C2 250858 8391688 3946 16.7 8.39 1.59 568 22 C3 245361 8392619 3897 16.9 8.07 3.04 571



23 M1 258456 8389144 4250 9 7.98 4.23 88.6 24 M2 258449 8389153 4247 9 7.98 4.23 88.6 25 M3 258465 8389227 4226 9.1 6.03 7.53 88.5 26 M4 258452 8389273 4208 9.7 7.05 7.25 117 27 M5 257612 8389057 4174 11.5 7.42 5.93 220 28 M6 242126 8394398 3887 13.8 5.78 0.26 284 29 M7 257493 8388634 4220 10.2 4.69 6.09 112.7 30 M8 257597 8388498 4229 10.1 5.82 5.77 135.8 31 M9 257464 8388796 4188 13.5 7.9 4.42 192.4 32 M10 256973 8389484 4095 12.7 7.94 4.18 214 33 M11 256263 8389572 4090 16.7 8.86 6.26 219 34 M12 254995 8391089 4035 15.9 7.97 3.23 653 35 M13 253989 8390273 3997 17.4 5.7 3.3 138.3 36 M14 253973 8390425 4001 12.1 7.6 3.5 268 37 M15 258476 8393947 4088 12.8 5.9 2.5 511 38 M16 258952 8393736 4134 14.1 5.3 2.3 129.7 39 M17 253781 8395005 4129 12.3 6.15 2.02 512 40 M18 250834 8397992 4212 12.7 7.89 2.58 794


El Oxígeno Disuelto (OD) es la cantidad de oxígeno que está disuelta en el agua y que es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de oxígeno disuelto puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal. Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir. Las aguas limpias suelen estar saturadas de oxigeno es decir al 100%, que equivale entre 9 y 11 mg/l.

En los puntos de aforo no se ha encontrado estos niveles óptimos, posiblemente debido al pastoreo de llamas, vacas y otros animales domésticos que contaminan y arrojan materia orgánica a las fuentes de agua causando la degradación de la misma. En valor mas bajo es de 0,26 en el Manante (M6) y el valor mas alto se obtuvo en la quebrada K'asillo Phatanga Lupinaria (Q3), con un valor de 9,58 mg/l., que es el agua más limpia de la microcuenca.

La conductividad eléctrica es la capacidad de un agua para conducir electricidad y, depende de la concentración total de sustancia ionizada disuelta en el agua, Los valores obtenidos en campo oscilaron entre 88,50 y 1262 uS/cm, siendo el valor mas bajo el obtenido en el manante K'asillo Pauphe (M4) y el valor más alto en la quebrada Rumichaca (Q11).

En base a la conductividad eléctrica se puede decir que son aguas de buena calidad y desde de acuerdo al grado de mineralización son aguas débiles.



Para determinar la disponibilidad u oferta hídrica superficial, se realizo aforos o mediciones de las todas las fuentes de agua existentes en la zona y cuyos resultados se muestran en la Tabla 55. Los valores obtenidos muestran la baja disponibilidad u oferta hídrica de la zona durante esta época del año (estiaje).

Durante el trabajo de campo, el agua que discurre por algunas quebradas es producto del escurrimiento superficial de la cuenca y en otras tienen el aporte de los manantes que viene hacer el afloramiento de agua subterránea.

Los puntos de aforo, Q1 (manantes Pacobamba y Paccha) y Q2 son aguas provenientes de manantes y que han sido medidos en las quebradas que transportan dichas aguas y son las nacientes del río Huacra Huacho, las que se ubican en la comunidad de Kcasillo Phatanga, estos manantes en conjunto aportan 41,4 l/s. Q3 es producto del escurrimiento superficial de la quebrada K'asillo Phatanga Lupinaria y posiblemente de algunos aportes subterráneos de la zona, esta quebrada aporta 49,0l/s.

Los aportes de las quebradas de la parte alta de esta microcuenca o de las nacientes y de los manantes que llegan al curso principal se han medido en el punto R2 (río Huacra Huacho), donde se ha obtenido un caudal de 248,88 l/s

El manante M1 (Kasillo Pauphe), cuyas afloran en la base del cerro, las cuales han sido represadas y luego canalizadas en un canal de concreto que recorre las comunidades de Pucancha y Kcana Janansaya, donde se utilizan en el riego de áreas agrícolas, consumo población; el aforo se realizo en el canal de concreto, donde se determino un caudal de 34,2 l/s, esta agua no llegan al río Huacrahuacho.

Los Manantes M2, M3 y M4, también tienen el mismo origen que M1, sin embargo el afloramiento superficial de las aguas ocurre en otros puntos de la quebrada.

Durante el trabajo de campo, se encontró cuatro canales que extraen agua del curso principal del río y cuyos puntos de aforo son: C1, C2, C3 (Fotos 8, 9 y 10) y el canal Ticuyo Sebaduyo de los cuales los tres primeros estaban en proceso de extracción y el último se encontró con la compuerta cerrada, de los aforos realizados se determino un total de 270,3l/s, que son aprovechados con fines de riego de las pequeñas áreas agrícolas de las comunidades de Chuquicara, Cebaduyo Ccollana y parte baja de Pumathalla, áreas mayormente dedicadas a pastos.

El punto de aforo R3, corresponde a la salida del curso de agua de la microcuenca o el aporte al río Apurímac, donde la cuenca tiene muy poca pendiente y las aguas discurren lentamente, en este punto se determino un caudal de 53,9 l/s.



Al realizar el Balance encontramos que se extrae por canales 270, 3 l/s, y si sumamos los aportes de:(R2+Q16+Q9+Q6+Q13+Q14+M6+R1), hace un caudal total de 307,7 l/s, lo que hace una diferencia de 37,4 l/s, que sería el aporte al río Apurímac, pero en R3, se tiene un caudal de 53,9 l/s, lo que indicaría que existe una recarga subterránea y/ o vertimientos de las áreas agrícolas de 16,5 l/s. El punto M16, se refiere al Manante Ccolpa 3, al cual no ha sido posible cuantificar la oferta hídrica debido a que este se encuentra encofrado y no permite el ingreso de los equipos para su medición, pero si fue posible extraes una muestra para realizar la calidad de la aguas, igual situación se presenta en la quebrada Chullchunwaq'd, cuyas aguas provienen del Manante del mismo nombre y cuyas aguas han sido canalizadas para el abastecimiento de aguan potable de la localidad de Pumathalla.

Tabla 55 . Parámetros hidráulicos y caudales medidos en puntos de muestreo de agua

PUNTO ESTE NORTE METODO

AFORO

ALTITUD

VELOCIDAD AREA

CAUDAL

X Y msnm m/s m2 m3/s 1 Q1 26084

838931

V 4252 0.1809 0.107

0.0229

2 Q2 26056

838974

V 4236 0.294 0.063 0.0185 3 Q3 26035

838976

V 4226 0.2353 0.185 0.049

4 Q4 25873

838933

V 4217 0.4425 0.012

0.0054 5 Q5 25828

838954

V 4145 0.5551 0.116

0.0854

6 Q6 25244

838950

Vol. 4254 0.0004 7 R1 24217

839444

V 3887 0.126 0.021 0.00343

8 Q7 25519

839085

V 4017 0.275754 0.033

0.01080 9 Q8 25397

839004

V 3988 0.1438 0.180

0.0276

10 Q9 25227

839335

V 3975 0.1357 0.272 0.0482 11 Q1

25819

839274

V 4120 0.3725 0.043 0.0172

12 Q1

25658

839487

V 4082 0.4219 0.075 0.0335 13 Q1

25400

839618

V 4024 0.1333 0.027 0.0041

14 Q1

24977

839611

V 4076 0.2369 0.026 0.0065 15 Q1

24284

839498

Vol. 3905 0.00003

16 Q1

25664

838957

Vol. 4069 0.0009 17 Q1

24879

839182

Vol. 3926 0.0002

18 R2 25349

839006

V 3973 0.4088 0.515 0.2489 19 R3 23845

839327

V 3857 0.0732 0.695 0.0539

20 C1 24857

839220

V 3921 0.2632 0.476 0.1245 21 C2 25085

839168

V 3946 0.2619 0.124

0.0371

22 C3 24536

839261

V 3897 0.2139 0.492

0.1088 23 M1 25845

838914

V 4250 0.5583 0.058

0.0342

24 M2 25844

838915

V 4247 0.383 0.016

0.0076



25 M3 25846

838922

V 4226 0.2503 0.009 0.0023 26 M4 25845

838927

V 4208 0.2678 0.008

0.0023

27 M5 25761

838905

V 4174 0.4809 0.043

0.0236 28 M6 24212

839439

Vol. 3887 0.00012

29 M7 25749

838863

Vol. 4220 0.00002 30 M8 25759

838849

Vol. 4229 0.00003

31 M9 25746

838879

Vol. 4188 0.00001 32 M1

25697

838948

Vol. 4095 0.0001

33 M1

25626

838957

S/D 4090 S/D 34 M1

25499

839108

Vol. 4035 0.0003

35 M1

25398

839027

Vol. 3997 0.0001 36 M1

25397

839042

Vol. 4001 0.0001

37 M1

25847

839394

Vol. 4088 0.0001 38 M1

25895

839373

S/D 4134 S/D

39 M1

25378

839500

Vol. 4129 0.5059 0.01 0.0054 40 M1

25083

839799

Vol. 4212 0.425 0.007 0.003

Q: Quebrada R: Rio C: Canal M: Manante

V: Aforo por Vadeo Vol.: Aforo Volumétrico

La zona de mayor aporte al escurrimiento superficial de la microcuenca se encuentra en las comunidades de Kcasillo Phatanga, Kcana Janansaya y Pucancha y, la de menor aporte se encuentra en las comunidades de Sausalla, Pumathalla y Cebaduyo Ccolana que se ubican en la parte baja de la zona de estudio y donde las quebradas se encontraban secas o con filtraciones que no discurren.

Asimismo en la zona se ha encontrado el bofedal Parinacochas (F16), que cubre un área aproximada de una hectárea, este bofedal no tiene curso de salida, pero todas estas filtraciones se miden en la quebrada Rumichaca.



Figura 65: Puntos de monitoreo del agua en cantidad y calidad, en microcuenca Huacrahuacho, durante campaña de setiembre-2009


10.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

10.1 CONCLUSIONES Se han delimitado 03 unidades de análisis hidrológico considerando el

sistema hídrico de los ríos afluentes y el esquema de modelización previsto para la determinación de la oferta hídrica superficial. Estas unidades hidrológicas corresponden a las microcuencas de los ríos Descanso y Jahuatapica, cuya confluencia da origen al río Huacrahuacho. La superficie de estas microcuencas representan el 19,0% y 33% de la superficie total de la cuenca, respectivamente. Una tercera unidad hidrológica constituye lo que se ha denominado como microcuenca Huacrahuacho Bajo, cuya superficie representa el 48% de la superficie total de la microcuenca Huacrahuacho.

De la evaluación morfométrica realizada se ha determinado que el área de la microcuenca es de 257,68 km2, la longitud del río principal es de 40,0 km. Los rangos altitudinales de la microcuenca Huacrahuacho se encuentran entre 3800,0 y 4700,0 msnm. El 67% de la superficie de esta microcuenca se encuentra sobre los 4000,00 msnm, el 26%, entre 3900,0 y 4000,0 msnm y el 7% corresponde a la zona baja de la microcuenca, entre los 3800,00 y 3900,00 msnm, donde se ubica el pueblo de El Descanso, capital del distrito de Kunturkanki, de la provincia de Canas, en la región Cusco.

En base al modelo regional de precipitación se ha determinado lo

siguiente :



• La precipitación media anual en la Zona Baja es de 850, 0,0 mm/año

• La precipitación media anual en la Zona Media es de 844, 0,0 mm/año

• La precipitación media anual en la Zona Alta es de 828,0 mm/año • La precipitación media anual en la microcuenca Huacrahuacho es

de 832,0 mm. • La precipitación media anual en la Microcuenca Jahuatapica es de

825,7 mm/año. • La precipitación media anual en la Microcuenca Descanso es de

815,4 mm/año. • La precipitación media anual en la Microcuenca Huacrahuacho

Bajo es de 846,2 mm/año. • El 61% de la precipitación anual de la microcuenca Huacrahuacho

se concentra en el trimestre DEF del año hidrológico. • La Precipitación máxima se presenta en enero con 206,0 mm y la

mínima en julio con 3,6 mm.

El comportamiento térmico por zona altitudinal es la siguiente :

• En la Zona Baja la temperatura media anual es de 10,7ºC, con máxima de 19,8ºC en octubre y min de -5,6ºC en junio.

• En la Zona media la temperatura media anual es de 10,2ºC, con

máxima de 19,4ºC en octubre y mínima de -6,4 ºC en junio.

En la Zona alta la temperatura media anual es de 8,5ºC, con máxima de 17,8 ºC en octubre y mínima de -9,0 ºC en junio.

Con respecto a la Evapotranspiración se ha determinado lo siguiente :

• La Evapotranspiración media anual en la Zona Baja es de 1319,0 mm, con máximos de 120,0 mm en octubre y mínima de 90,1 mm en junio.

• La Evapotranspiración media anual en la Zona Media es de 1298,2 mm, con máximos de 133,0 mm en octubre y mínima de 88,3 mm en junio.

• La Evapotranspiración media anual en la Zona Alta es de 1229,4

mm con máxima en octubre de 126,0 y mínima de 82,2 mm en junio.



• La Evapotranspiración media anual en la microcuenca Huacrahuacho es de 1252,0 mm, con máximos en octubre de 128 mm y mínimos de 84,0 mm en junio.

• La Evapotranspiración media anual en la microcuenca Jahuatapica

es de 1212,0 mm, con máximos de 125,0 mm en octubre y mínimos de 81,0 mm en junio.

• La Evapotranspiración media anual en la microcuenca Descanso

es de 1239,0 mm, con máximos de 127,0 mm en octubre y mínimos de 83,0 mm en junio.

• La Evapotranspiración media anual en la microcuenca

Huacrahuacho Bajo es de 1287,0 mm, con máximos de 132,0 mm en octubre y mínimos de 87,0 mm en junio.

Con respecto al Escurrimiento superficial de la microcuenca se ha

determinado lo siguiente :

• La lámina de escurrimiento medio anual en la microcuenca Huacrahuacho es de 357,0 mm, que representa un volumen de agua anual de 92,0 MMC

• La lámina de escurrimiento medio anual en la microcuenca Jahuatapica es de 371,9 mm, que representa un volumen de agua anual de 32,1 MMC.

• La lámina de escurrimiento medio en la microcuenca Descanso es de 349,0 mm, que representa un volumen de agua de 17,0 MMC.

• La lámina de escurrimiento medio anual en la microcuenca Huacrahuacho Bajo es de 348,6 mm, que representa un volumen de agua de 42,7 MMC.

• El balance hídrico mensual muestra un periodo crítico de deficiencias hídricas entre los meses de mayo a octubre en toda la microcuenca. De noviembre a abril existen excedentes hídricos importantes aportados por las precipitaciones estacionales.

Con respecto a la oferta de caudales se tiene lo siguiente :



• La oferta hídrica anual en la microcuenca Huacrahuacho ha sido

estimada en 3,0m3/s, con máximos de 10,0 en febrero y mínimo de 0,5 en agosto.

• La oferta hídrica anual en la microcuenca Jahuatapica ha sido estimada en 1,0 m3/s, con máximos de 3,6 en febrero y mínimo de 0,1 en julio. La quebrada más importante en esta microcuenca es Pujahuatapiza, que aporta un caudal promedio anual de 0,3 m3/s, con máximo de 1,1 m3/s y mínimo de 0,03 m3/s.

• La oferta hídrica anual en la microcuenca Descanso ha sido estimada en 0,60 m3/s, con máximos de 1,8 en febrero y mínimo de 0,1 en agosto.

• La oferta hídrica anual en la microcuenca Huacrahuacho Bajo ha sido estimada en 1,4 m3/s, con máximos de 4,6 en febrero y mínimo de 0,2 en agosto. La quebrada más importante en esta microcuenca es Patactira, que aporta un caudal promedio anual de 0,19 m3/s, con máximo de 0,6 m3/s y mínimo de 0,03 m3/s.

El año hidrológico 1982-83 fue el más seco de la serie anual de

Precipitación. La precipitación acumulada de este año alcanzó 255,6 mm. Durante este año se presentó el Meganiño 1982-83.

El año hidrológico 1972-73 fue el más húmedo, con una precipitación

acumulada anual de 1582,5 mm. Durante este año se presentó El Niño Moderado 1972-73.

El periodo más seco tuvo una duración de 06 años, se inicia en 1979

y termina en el 85. La precipitación promedio anual para este periodo fue de 575,0 mm.

El periodo más húmedo tuvo una duración de 03 años y estuvo

comprendido entre los años 1989 y 1992, siendo la precipitación promedio anual para este periodo de 986,0 mm.

Hay una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos El

Niño.

Hay una mayor frecuencia de años normales asociados a Eventos La Niña.

Durante la décadas 1980-89 se presenta el mayor número de años

secos.



Durante la década 1970-79 se presenta el mayor número de años húmedos

Con

respecto a la variabilidad de años húmedos y secos se ha encontrado por el método de deciles que se presenta una mayor frecuencia de años secos asociados a Eventos El Niño y existe una mayor frecuencia de años húmedos asociados a Eventos La Niña.

En la década que se inicia el 2000 el coeficiente de variación se

incrementa en los trimestres DEF y MAM, lo cual implica una mayor inestabilidad en las lluvias; por otro lado se observa una caída del Cv en los trimestres SON y JJA que debe interpretarse como una menor variabilidad pluviométrica.

Se ha observado un leve incremento de la concentración de las lluvias en el trimestre DEF, de la cuarta década con respecto a la tercera; mientras que para el trimestre SON la concentración de las lluvias decrece. La concentración de la precipitación en los trimestres MAM y JJA no presenta cambios significativos entre la tercera y cuarta décadas.

Se ha detectado mediante el Índice Modificado de Fournier (IMF) que la agresividad de las lluvias pasa de moderada a alta entre la segunda y tercera década y se mantiene casi estable en la cuarta década. Esto tiene como implicancia un mayor potencial erosivo de los suelos por precipitaciones intensas.

La campaña de aforo realizada en setiembre del 2009 ha permitido cuantificar la oferta de agua en los principales ríos del sistema hídrico del río Huacrahuacho, durante el estiaje, habiendo cuantificado para este periodo una oferta de agua de 0,31 m3/s. Si consideramos las extracciones que se hacen para usos agrícolas, esta es de 0,27 m3/s. Por otro lado se aforó el escurrimiento excedente en la microcuenca que drena al río Apurímac el cual es de 0,054 m3/s.

Los 03 modelos climáticos utilizados, trabajados a nivel de la microcuenca Huacrahuacho, indican diferentes salidas del comportamiento futuro de la precipitación y temperatura, para los escenarios A1B y B1. Con respecto a la temperatura media, la condición más crítica indica un incremento de la temperatura media anual de 1,8ºC para el periodo 2011-2040 y de 3,3 ºC para el periodo



2041-2070, para el escenario A1B, según las salidas del modelo MIHR.

Para la década 2021-30 la condición más crítica de la precipitación

anual, corresponde a las salidas del modelo BCM2 en el escenario A1B, el cual da una anomalía de -3% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -17% de deficiencia de lluvia en promedio.

Para la década 2031-2040, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida del mismo modelo CSMK3 en el escenario A1B, que da una anomalía de -5% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Para el trimestre MAM se esperaría una deficiencia de -6%.

Para la década 2041-2050, la condición más crítica de la precipitación anual corresponde a la salida modelo BCM2 en el escenario A1B, que da una anomalía de -1,4% de disminución de la precipitación con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit de precipitación es más intenso en el trimestre JJA con -16% de deficiencia de lluvia en promedio. Según este mismo modelo el trimestre DEF y presentaría una deficiencia de -6%.

Para la década 2021-30, la condición más crítica de deficiencia hídrica es proyectada por el modelo MIHR en el escenario A1B, que dan una anomalía de caudal anual de -13% con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente esta anomalía es más intensa en el trimestre DEF, del orden de -20%.

Para la década 2031-40, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el escenario A1B que da un déficit del caudal anual de -15%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en el trimestre DEF, con anomalías de caudal del orden de -19%.

Para la década 2041-2050, la condición más crítica en el escurrimiento anual es proyectada por el modelo MIHR para el



escenario A1B que da un déficit en el caudal anual de -14%, con respecto al periodo de referencia. Estacionalmente este déficit se concentra con mayor intensidad en los trimestres SON y DEF con anomalías de caudal del orden de -20% en cada caso.

Existe consenso en los 3 modelos en las proyecciones de una disminución de los caudales de estiaje del río Huacrahuacho, en los dos escenarios analizados. Este escenario hídrico tendría un fuerte impacto en el Balance hídrico de la cuenca, puesto que en estos meses secos la relación oferta-demanda de agua es crítica por una menor disponibilidad de agua.

Con respecto a los indicadores de la calidad del agua los resultados de los análisis indican que el agua de la subcuenca del río Huacrahuacho es de calidad aceptable.

10.2 Recomendaciones

El estudio realizado constituye una aproximación al conocimiento de la

hidroclimatologia regional y de la microcuenca del río Huacrahuacho. Por las características microclimáticas de la región andina, es probable que esta microcuenca tenga cierta singularidad climática que la diferencie del clima regional, por lo cual se recomienda iniciar el monitoreo sistemático del clima local y escurrimiento de la microcuenca en cantidad y calidad mediante la instalación de estaciones hidrometeorológicas; más aún si se persigue iniciar un proceso de adaptación ante las señales detectadas en la variabilidad del clima y los posibles impactos del Cambio Climático.

Se recomienda que se instale una estación meteorológica en la localidad

de El Descanso y una estación hidrológica en el curso principal del río Huacrahuacho, aguas arriba del Descanso.

Se recomienda la realización de un estudio hidrogeológico en el ámbito

de la microcuenca HuacraHuacho, con la finalidad de conocer la recarga del acuífero y el balance de agua subterránea.



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http://www.iwaponline.com/jh/006/0039/0060039.pdf�



12.0 ANEXO MAPAS TEMATICOS

























14. ANEXOS FOTOS

Foto 3: Aforo por vadeo en Q1 Foto 4: Medición de la calidad del agua en

Q2

Foto 5: Punto de medición de Q3 Foto 7: Labores de aforo y calidad del agua en Manante M1.



Foto 6: Sección de aforo en el río Huacra Huacho -R2 Foto 8: Labores de aforo y calidad del agua en C1

Foto 9: Labores de calidad del agua en C2 Foto 10: Aforo en el canal Sausalla - C3



Foto 11: Canal Ticuyo Sebaduyo, con aguas estancadas Foto 12: Aforo en río Huacra Huacho, punto R3

Foto 13: Manante Ccolpa 3 (M16), encofrado para su explotación Foto 14: Manante de la quebrada Chullchunwaq'd



Foto 15: Vista de la Quebrada Chalhuantira Foto 15: Vista del bofedal Parinacochas

Foto 17: Manante Huanocta en situación de secarse (M11) Foto 20: Posible ubicación de la estación hidrológica

.

.

zona de posible ubicación de una

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ESTUDIO HIDROLOGICO HUACRAHUACHO