Evaluación del impacto del cambio global en los procesos hidrológicos de una cuenca andina: caso de estudio en la Cuenca del Río Trancura antes de Llafenco

Marinao Rivas, Rodrigo

Zambrano-Bigiarini, Mauricio

Español

2024

83 hojas : figuras, gráficos, tablas.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería

Magíster en Ciencias de la Ingeniería

Las cuencas andinas con influencia nival presentan una vulnerabilidad particular frente al cambio climático, dado que su ciclo hidrológico depende tanto de la precipitación como de la temperatura, y porque el agua es ya un recurso escaso cuyo uso está sometido a una presión cada vez mayor. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo evaluar el impacto del cambio global en los procesos hidrológicos de la Cuenca del Río Trancura antes de Llafenco, una cuenca andina de régimen pluvio-nival representativa de las cuencas de montaña del sur de Chile. Para ello, en este trabajo se implementó y calibró el modelo hidrológico SWAT+ utilizando datos de caudales observados en la estación fluviométrica Río Trancura antes de Llafenco (RTL) para el período 1982-2020. La calibración del modelo se realizó mediante un enfoque multi-objetivo, el cual estuvo focalizado en lograr una buena reproducción de caudales altos, bajos y de primavera. El modelo calibrado se utilizó para evaluar las diferencias entre las principales variables del ciclo hidrológico correspondientes a un periodo futuro (2021-2049) y un periodo histórico (1982-2009). Para evaluar el impacto del cambio climático se utilizaron cinco modelos climáticos de alta resolución del proyecto CMIP6, específicamente CNRM-CM6-1-HR, HiRAM Coupling 1-D SIT, MPI-ESM1.2-XR, MRI-AGCM3-2-S, y MIROC NICAM16-8S. Los datos de precipitación, temperatura máxima y mínima de cada modelo climático fueron ajustados utilizando el método de corrección de sesgo multivariado basado en la transformación de la función de densidad de probabilidad N-dimensional (MBCn). Por otra parte, para el periodo futuro 2021-2049 se consideraron tres escenarios de cambio de uso de suelo (LULCC), correspondientes a distintas hipótesis de manejo del territorio desarrollados como apoyo a la toma de decisiones a escala de cuenca, específicamente Bussiness-As-Usual, una condición agroecología y una condición de expansión urbana. El análisis de los resultados obtenidos muestra que los impactos del cambio climático tienen una influencia significativa en el régimen hidrológico de la cuenca, a diferencia de los impactos del cambio en el uso de suelo, los cuales son prácticamente nulos. Por lo tanto, las proyecciones del impacto del cambio global en los procesos hidrológicos de la Cuenca del Río Trancura antes de Llafenco se realizaron solo utilizando las proyecciones de cambio climático. En términos de cambios estacionales de los procesos hidrológicos, todos los modelos climáticos utilizados concuerdan en proyectar una disminución de las precipitaciones, especialmente durante la primavera (sobre 20% según MRI-AGCM3-2-S), junto con proyectar los mayores aumentos de temperatura en verano (hasta +1°C en MPI-ESM1.2-XR y MIROC NICAM16-8S). Consecuentemente, los caudales proyectados en el punto de salida de la cuenca muestran disminuciones marcadas en primavera y verano (sobre 10% y 15%, respectivamente), en línea con las reducciones proyectadas de precipitación. Lo anterior contrasta con leves aumentos proyectados para los caudales de salida durante los meses de invierno (sobre todo en meses de agosto, con hasta 17% para el modelo CNRM-CM6-1-HR). Estos resultados evidencian un adelanto en el período de deshielo, debido a las disminuciones de 30% - 50% proyectadas para los valores anuales de acumulación de nieve. Por otro lado, las proyecciones de todos los modelos para la evapotranspiración real indican un aumento durante la primavera (con incrementos superiores al 5 %), contrastando con disminuciones inesperadas en verano (con descensos superiores al 10 %), lo que se traduce en una compensación en los valores medios anuales. Las proyecciones de cambio para la humedad del suelo muestran pocas variaciones porcentuales con respecto al período histórico 1982-2009, aunque se vuelven importantes en verano, con descensos proyectados superiores al 3% para todos los modelos, e incluso superiores al 6% en los modelos MPI y NICAM. Estos resultados podrían tener importantes implicancias para la gestión de recursos hídricos en cuencas andinas con una importante influencia nival, evidenciando la necesidad de elaborar políticas de manejo sostenible y adaptación al cambio climático que permitan mitigar los posibles impactos negativos del cambio global en los ecosistemas y las comunidades locales.

Procesos hidrológicos

Cuenca del Río Trancura

Cuencas andinas

Cambio climático

Ciclos hidrológicos

Cambio global

Cuenca andina de régimen pluvio-nival

Sur de Chile

Modelo Hidrológico SWAT+

Reproducción de caudales

Modelos climáticas

Uso de suelo

Períodos de deshielo

Evapotranspiración

Gestión de recursos hídricos

Universidad de La Frontera, Temuco, Chile

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Tesis

María Elena Arriagada Melo

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