Es necesario contar con modelos hidrológicos y climáticos para lograr comprender el comportamiento del ciclo hidrológico, para evaluar la respuesta de uno o varios sistemas frente a determinados insumos y/o para estimar la disponibilidad presente y futura de agua en la megaciudad de Lima. Los modelos hidrológicos se refieren a las cuencas hidrográficas de captación. En el caso de Lima, el modelo HBV fue adaptado a las condiciones locales para ser aplicado en las tres cuencas de captación de la vertiente occidental los Andes (Chillón, Rímac, Lurín) y en cuencas secundarias de la vertiente oriental de los Andes (Mantaro), que desembocan en el Atlántico.
Metodología
Se recogieron informaciones de diversas bases de datos de Internet y de instituciones peruanas para obtener datos para el modelamiento del clima y del balance hídrico. Se delimitaron y se representaron en un sistema GIS las cuencas de captación y las subcuencas (en ambas vertientes del macizo andino). Los datos faltantes relacionados con las precipitaciones y la temperatura fueron determinados mediante un método de regresión multilineal. Utilizando los resultados de la interpolación, se elaboraron mapas de precipitaciones en diferentes escalas temporales (diarias, mensuales y anuales) para un período de 39 años (1969-2007). La siguiente figura ilustra, a modo de ejemplo, los mapas de precipitación anuales para dos años consecutivos, 2005 y 2006:
Fuentes de agua provenientes de cuencas hidrográficas
Una opción en discusión para obtener más agua para los más de 8 millones de habitantes de Lima es la exploración de nuevos recursos hídricos de la vertiente atlántica de los Andes (cuenca de captación del río Mantaro) y su derivación hacia los ríos del lado del Pacífico. Se analizó la contribución pluvial promedio proveniente de las tres cuencas de captación del lado del Pacífico y de las subcuencas del lado del Atlántico para estimar el posible suministro adicional de agua que podría ser incorporado al sistema de agua de Lima. Ya se encuentran operativos los proyectos Marca I y III, mientras que Marca IV (Huascacocha) se encuentra en la fase de ejecución y Marca II y V están todavía en discusión. La contribución anual de precipitaciones de la cuenca de captación del río Rímac es del 41% (395 mm/a), mientras que todos los proyectos Marca en total aportarían aproximadamente el 23%.
Modelamiento hidrológico
Para preparar un modelamiento del balance hídrico de las cuencas y subcuencas de captación se adaptaron resultados de Modelos Climáticos Globales (Global Climate Models - GCM) al área del proyecto mediante la transformación de variables climatológicas - tales como precipitaciones y temperatura - de una escala espacial a otra (downscaling - reducción de escala). Para dos diferentes GCM (HadCM3 y ECHAM5) y tres escenarios (SRES-Escenarios A2, A1B y B1), se analizó el porcentaje de variación en las precipitaciones para el período 2012 a 2050 en comparación con el período de 1999 a 2008, así como también la diferencia mensual promedio entre las precipitaciones observadas y las de escala reducida. Este análisis constituye el componente de entrada para el modelamiento hidrológico subsiguiente.
Se suscribió un convenio de cooperación con el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI) con el objetivo de tener acceso a una amplia gama de información e intercambiar programas de software y metodologías.
Resultados
Para el análisis del impacto en el caudal, fueron utilizados los modelos HBV y Hymod. Las series de tiempo generadas en el proceso de downscaling son ahora datos de entrada a los modelos hidrológicos. Como en el caso de la precipitación, similares variaciones esperadas fueron observadas, aunque por lo general algo mayores. En la siguiente tabla se pueden observar las variaciones estimadas en el caudal de las subcuencas Santa Eulalia, Atarjea, Obrajillo y Sub Lurin según los modelos ECHAM y HAD para cada escenario A2, A1B y B1.
Variación en el caudal (variación mensual para el promedio del período 2011-2050, en comparación al promedio de los años 1999-2008)
| ECHAM A2 | ECHAM A1B | ECHAM B1 | HAD A2 | HAD A1B | |
| Santa Eulalia | -10.52 % | -2.61 % | -7.83 % | -5.44 % | 6.28 % |
| Atarjea | -13.72 % | -4.80 % | -9.83 % | -11.50 % | 2.15 % |
| Obrajillo | -12.08 % | -3.05 % | -8.63 % | -8.72 % | 4.69 % |
| Sub Lurin | -10.59 % | -2.05 % | -6.97 % | -7.48 % | 5.30 % |
Descargar resumen ejecutivo del modelamiento climático y hidrológico de las cuencas Chillón, Rímac y Lurín (pdf, 340 KB).
Contacto: Jochen Seidel, Alejandro Chamorro; Departamento de Hidrología y Geohidrología, Universidad de Stuttgart
