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SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE UN MODELO HIDROLÓGICO PARA ESTIMAR LOS IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA GENERACIÓN DE ENERGÍA DEL SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL Informe Preliminar 3 Calibración Modelo Hidrológico Preparado por Departamento de Ingeniería Civil Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Universidad de Chile 21 Junio de 2011

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SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE UN MODELO HIDROLÓGICO PARA ESTIMAR LOS IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN

LA GENERACIÓN DE ENERGÍA DEL SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL

Informe Preliminar 3 Calibración Modelo Hidrológico

Preparado por Departamento de Ingeniería Civil Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Universidad de Chile

21 Junio de 2011

Informe Preliminar 3 i 01 Junio de 2011

Equipo Ejecutor: James McPhee T. (Jefe de Proyecto). Ximena Vargas M. (Ingeniero de Proyecto). Camila Álvarez G. (Coordinador de Proyecto). Álvaro Ayala R. (Ingeniero de Proyecto).

Informe Preliminar 3 ii 01 Junio de 2011

TABLA DE CONTENIDOS

1  INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 1.1  ANTECEDENTES GENERALES ............................................................................................................................. 1 1.2  OBJETIVOS DEL ESTUDIO ................................................................................................................................. 2 

1.2.1  Objetivos Generales ............................................................................................................................. 2 1.2.2  Objetivos Específicos ............................................................................................................................ 2 

2  DESCRIPCIÓN MODELO HIDROLÓGICO ......................................................................... 2 3  CARACTERIZACIÓN CUENCAS SELECCIONADAS ....................................................... 6 

3.1  CUENCA ACONCAGUA EN CHACABUQUITO ......................................................................................................... 9 3.1.1  Descripción ........................................................................................................................................... 9 3.1.2  Distribución Espacial Variables Meteorológicas ................................................................................ 10 

3.2  CUENCA TENO DESPUÉS DE JUNTA CON RÍO CLARO............................................................................................. 12 3.2.1  Descripción ......................................................................................................................................... 12 3.2.2  Distribución Espacial Variables Meteorológicas ................................................................................ 15 

3.3  AFLUENTE LAGUNA INVERNADA ..................................................................................................................... 16 3.3.1  Descripción ......................................................................................................................................... 16 3.3.2  Distribución Espacial Variables Meteorológicas ................................................................................ 19 

3.4  AFLUENTE A LA LAGUNA LAJA ........................................................................................................................ 21 3.4.1  Descripción ......................................................................................................................................... 21 3.4.2  Distribución Espacial Variables Meteorológicas ................................................................................ 23 

4  CONSTRUCCIÓN Y CALIBRACIÓN MODELO HIDROLÓGICO .................................... 27 5  RESULTADOS MODELACIÓN HIDROLÓGICA .............................................................. 29 

5.1  RÍO ACONCAGUA EN CHACABUQUITO ............................................................................................................. 29 5.2  RÍO TENO DESPUÉS DE JUNTA CON RÍO CLARO ................................................................................................... 30 5.3  AFLUENTE LAGUNA INVERNADA ..................................................................................................................... 31 5.4  AFLUENTE A LA LAGUNA LAJA ........................................................................................................................ 32 

6  COMENTARIOS Y CONCLUSIONES ............................................................................... 34 7  REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 35  LISTA DE TABLAS Tabla 2-1: Variables y parámetros utilizados por el modelo WEAP ........................................... 4 Tabla 3-1: Unidades Hidroeléctricas generadoras del ................................................................ 6 Tabla 3-2: Características distritos agroclimáticas .................................................................... 10 Tabla 3-3: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Aconcagua en Chacabuquito. ........................................ 11 Tabla 3-4: Gradiente mensual de precipitación ......................................................................... 12 Tabla 3-5: Gradiente mensual de temperatura .......................................................................... 12 Tabla 3-6: Características distritos agroclimáticos .................................................................... 13 Tabla 3-7: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Teno después de junta con río Claro. ............................ 15 Tabla 3-8: Gradiente de Temperatura ....................................................................................... 16 Tabla 3-9: Características distritos agroclimáticas .................................................................... 17 

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Tabla 3-10: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Afluente laguna Invernada. ....................................... 19 Tabla 3-11: Precipitación media anual ...................................................................................... 20 Tabla 3-12: Gradiente anual de precipitación ............................................................................ 20 Tabla 3-13: Gradiente mensual de Temperatura ...................................................................... 21 Tabla 3-14: Características distritos agroclimáticas cuenca Afluente laguna Laja ................... 21 Tabla 3-15: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Afluente laguna Invernada. ....................................... 23 Tabla 3-16: Gradiente mensual de Precipitación ...................................................................... 24 Tabla 3-17: Gradiente mensual de Temperatura ...................................................................... 26 Tabla 4-1: Períodos de calibración y validación modelación hidrológica ................................. 27 Tabla 4-2: Información Bandas de Elevación ............................................................................ 28 Tabla 5-1: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica .............................................. 30 Tabla 5-2: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica .............................................. 31 Tabla 5-3: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica .............................................. 31 Tabla 5-4: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica .............................................. 33  LISTA DE FIGURAS Figura 2-1: Esquema gráfico modelo WEAP ............................................................................... 3 Figura 3-1: Ubicación cuencas seleccionadas ............................................................................ 8 Figura 3-2: Distritos agroclimáticos cuenca Aconcagua en Chacabuquito ................................. 9 Figura 3-3: Acuíferos cuenca Aconcagua en Chacabuquito ..................................................... 10 Figura 3-4: Esquema gradiente mensual de precipitación ........................................................ 11 Figura 3-5: Distritos agroclimáticos cuenca Teno después de junta con río Claro .................. 13 Figura 3-6: Acuíferos cuenca Teno después de junta con río Claro ......................................... 14 Figura 3-7: Usos del suelo cuenca Teno después de junta con río Claro ................................ 14 Figura 3-8: Gradiente mensual de precipitación ........................................................................ 15 Figura 3-9: Distritos agroclimáticos cuenca Afluente laguna Invernada ................................... 17 Figura 3-10: Acuíferos cuenca Afluente laguna Invernada ....................................................... 18 Figura 3-11: Usos del suelo cuenca Afluente laguna Invernada .............................................. 18 Figura 3-12: Distritos agroclimáticos cuenca Afluente laguna Laja .......................................... 22 Figura 3-13: Acuíferos cuenca Afluente laguna Laja ................................................................ 22 Figura 3-14: Usos del suelo cuenca Afluente laguna Laja ........................................................ 23 Figura 3-15: Gradiente mensual de precipitación en función de precipitación ......................... 25 Figura 5-1: Resultados modelación hidrológica cuenca Aconcagua en Chacabuquito ........... 29 Figura 5-2: Resultados modelación hidrológica cuenca Teno después de junta con río Claro30 Figura 5-3: Resultados modelación hidrológica cuenca Afluente laguna Invernada ................ 31 Figura 5-4: Resultados modelación hidrológica cuenca Afluente laguna Invernada ................ 33 

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1 Introducción 1.1 Antecedentes Generales El presente informe corresponde al tercer entregable del proyecto “Selección y aplicación de un modelo hidrológico para estimar los impactos del cambio climático en la generación de energía del sistema interconectado central”, encargado por la Subsecretaría de Energía y adjudicado por la Universidad de Chile durante la licitación 584105-25-LE10 en Noviembre de 2010. Dentro de algunos de los estudios previos revisados para la elaboración de este proyecto, se encuentran los desarrollados por el mismo consultor, para CONAMA (CONAMA 2008, 2010) y para CEPAL (CEPAL 2009). Estos estudios tenían un objetivo similar en cuanto a la modelación hidrológica de cuencas a lo largo de Chile y de su posterior evaluación en términos de caudal generado, frente a un escenario climático futuro. Dentro de las diferencias que tiene el proyecto actual con los estudios mencionados, destacan el análisis realizado en la primera etapa del proyecto (Informe Preliminar 2), en donde se trabajó con un set de modelos climáticos globales (GCM) en vez de la evaluación de un solo modelo, lo que permitirá generar resultados que involucren la incertidumbre asociada a los distintos GCM (resultados que se presentarán en el Informe Final del proyecto); la utilización de una nueva versión del programa Water Evaluation and Planning (WEAP, versión 3.008) para la modelación hidrológica de las cuencas de estudio, que involucra un mejoramiento del paquete utilizado para el módulo de nieves; la re-estructuración de la discretización de algunas de las cuencas modeladas en los estudios previos, modificando las que inicialmente se encontraban divididas en sub cuencas, por una discretización por bandas de elevación, que ayuda a representar de mejor manera las características climáticas asociadas a las partes altas, medias y bajas de una cuenca; y por último, la incorporación de cuencas que no habían sido modeladas anteriormente, como la cuenca de los ríos Cachapoal, Bio Bio, Liquiñe, Rahue, Petrohué, y una cuenca de la región de Aysén. En este informe se detalla parte de la metodología y resultados de la segunda etapa del proyecto, que consiste en la modelación hidrológica de las cuencas de estudio. En particular, el presente informe presenta los resultados de la calibración de un modelo hidrológico, para cuatro cuencas de estudio (un modelo por cuenca). Las cuencas escogidas en esta etapa fueron: río Aconcagua en Chacabuquito, río Teno después de junta con río Claro, Afluente a laguna Invernada y Afluente a laguna Laja. Cabe destacar que, dados los requerimientos del modelo eléctrico OSE (modelo a partir del cual se evaluarán los impactos del cambio climático en el sistema eléctrico de Chile), se optó por subdividir la cuenca de Maule en Armerillo, seleccionada inicialmente como una de las cuencas de estudio, en cuatro cuencas: Afluente a laguna Invernada, Afluente a embalse Melado, Afluente a laguna Maule y río Claro más estero Las Garzas. En el presente informe se presentan los resultados de una de estas cuencas: Afluente a laguna Invernada. Una vez que se tiene un modelo hidrológico calibrado para una cuenca en particular, y tomando ciertos supuestos con respecto a propiedades hidrológicas y físicas de la cuenca, es posible utilizar este modelo para evaluar escenarios climáticos futuros. Lo anterior se aplicará en cada una de las cuencas de estudio, dentro de las actividades del cuarto y final entregable de este proyecto, en donde se evaluarán los escenarios climáticos futuros seleccionados en la primera etapa del proyecto.

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1.2 Objetivos del Estudio 1.2.1 Objetivos Generales Tal como se establece en los términos de referencia de la licitación de este proyecto, el objetivo general de este entregable corresponde a la construcción y calibración de un modelo hidrológico confiable para cuatro cuencas cabeceras a los principales sistemas del SIC. Para esto se han seleccionado las cuencas de Aconcagua en Chacabuquito, Teno después de junta con río Claro, Afluente a laguna Invernada y Afluente a laguna Laja. 1.2.2 Objetivos Específicos

1. Identificar características físicas de las cuencas seleccionadas. 2. Determinar una distribución espacial de variables meteorológicas representativa de cada

cuenca. 3. Generar los archivos de entrada para la implementación del modelo hidrológico de cada

cuenca seleccionada en esta etapa. 4. Construir cada modelo hidrológico, calibrar los parámetros del modelo y validar sus

resultados. 2 Descripción Modelo Hidrológico Durante la elaboración del primer entregable del proyecto (Informe Preliminar 1) se estableció que el modelo hidrológico a utilizar en el estudio sería Water Evaluation and Planning (WEAP), diseñado por el US Center del Stockholm Enviroment Institute. En particular, se utilizará el módulo de hidrología de dicho software. Según la clasificación sugerida por Chow (1994) este modelo es de tipo determinístico y semi-distribuido. El modelo WEAP ha sido utilizado en varios estudios de impacto y planificación en recursos hídricos (Purkey 2008, Ingol-Blanco 2009). El módulo mencionado en el párrafo anterior tiene incorporado un modelo hidrológico propio. Si bien WEAP fue creado como una herramienta para la modelación operacional de sistemas de recursos hídricos, incluyendo elementos tales como centrales hidroeléctricas, demandas de riego, canales, embalses, etc., actualmente ha ampliado su capacidad de análisis incluyendo módulos de hidrología, calidad de agua y aguas subterráneas mediante el uso de enlaces con otros softwares de uso común. El modelo hidrológico integrado en el modelo WEAP se basa en un esquema de dos estanques capaces de reproducir distintas componentes de los flujos subterráneos y superficiales. En la Figura 2-1 se muestra un esquema gráfico del modelo.

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Figura 2-1: Esquema gráfico modelo WEAP

Donde: Pp: Precipitación líquida. ET: Evapotranspiración real. ET0: Evapotranspiración potencial. Z1: Porcentaje de la capacidad del estanque superior utilizada. Z2: Porcentaje de la capacidad del estanque inferior utilizada. K1: Conductividad del estanque superior. K2: Conductividad del estanque inferior. Dir pref flujo: Dirección preferencial de flujo. Determina la fracción de flujo vertical y horizontal. WEAP simula el proceso de precipitación-escorrentía a partir de una función de transferencia en la que se determina una variable de salida (el caudal) a partir de una o varias variables de entrada generalmente de carácter meteorológico (precipitación, temperatura, etc.). Internamente el modelo utiliza numerosos parámetros para representar el fenómeno físico. En la Tabla 2-1 se muestra una clasificación general de las variables involucradas.

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Tabla 2-1: Variables y parámetros utilizados por el modelo WEAP

Uso de suelo

Variables de entrada

- Área de la cuenca - Coeficiente de cosecha (kc)

Parámetros internos

del modelo (a calibrar)

- Almacenamiento del suelo, estanque superior (z1 max) - Almacenamiento profundo, estanque inferior (z2 max) - Conductividad de la zona radicular o estanque 1 (K1) - Conductividad de la zona profunda o estanque 2 (K2) - Factor de resistencia al escurrimiento (FR) - Dirección preferencial del flujo - Almacenamiento inicial en el estanque 1 (z1 inicial) - Almacenamiento inicial en el estanque 2 (z1 inicial)

Clima

Variables de entrada

- Series de precipitación - Series de temperatura - Latitud - Humedad relativa (puede ser omitida) - Viento (puede ser omitido) - Fracción nublada (puede ser omitida) - Radiación (puede ser omitida) - Albedo de la nieve (puede ser omitida)

Parámetros internos

del modelo (a calibrar)

- Nivel de nieve inicial - Temperatura de fusión de la nieve - Temperatura de derretimiento de la nieve - Albedo de nieve vieja - Albedo de nieve nueva

Cauces naturales Variables de entrada - Series históricas de caudal (para calibración)

WEAP resuelve numéricamente dos balances de masas planteados en cada estanque. Estos balances pueden ser resumidos mediante las ecuaciones 1 y 2.

Ec. 1

Ec. 2

Donde: Pe: Precipitación más derretimiento. f: Dirección preferencial del flujo. El cálculo de la evapotranspiración (ET0) se realiza mediante el método de Penman-Monteith, resumido según la ecuación 3.

Ec. 3

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Donde: ET0: Evapotranspiración de referencia. Rn: Radiación neta. G: Densidad de flujo de calor del suelo. T: Temperatura media diaria. u2: Velocidad del viento a dos metros sobre el suelo. es: Presión de saturación de vapor de agua. ea: Presión de vapor. Δ: Pendiente de la curva de presión de vapor. γ: Constante psicométrica. La evapotranspiración en el modelo WEAP se genera desde el estanque superior. Por esto, el volumen de agua almacenado allí influye directamente en la satisfacción de la demanda evapotranspirativa y debe ser observado con cuidado en el proceso de calibración ya que distintas soluciones, correctas en la simulación de caudal, pueden entregar valores irreales de evaporación. Otro proceso de importancia en la simulación del proceso físico corresponde a la acumulación y derretimiento de nieve. Esto se hace mediante la utilización de dos parámetros calibrables denominados temperatura de congelamiento (Tc) y derretimiento (Td). Teóricamente ambos corresponden a 0°C. Sin embargo, debido a las incertezas en las variables medidas y a fenómenos que están siendo dejados de lado en la modelación, Tc y Td son generalmente calibrados alrededor de -5 y 5 °C respectivamente (US-SEI, 2010). Los coeficientes de derretimiento y congelamiento determinan la proporción de agua líquida y sólida en la precipitación y la fracción de cobertura nival que se derrite en cada paso de tiempo. La ecuación 4 resume este último fenómeno.

Ec. 4

Donde:

Pe: Aportes a la escorrentía de precipitación líquida y derretimiento de nieve Ac: Cobertura nival en unidades de longitud Pp: Precipitación total Ti: Temperatura media mensual del mes i

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3 Caracterización Cuencas Seleccionadas Las 12 cuencas seleccionadas inicialmente para desarrollar este proyecto se escogieron ya que, corresponden a cuencas cabeceras de sistemas hídricos que contienen a las centrales que conforman actualmente el Sistema Interconectado Central (SIC). De esta manera, la modelación hidrológica de cada una de ellas, tanto histórica como para escenarios climáticos futuros, será representativa de los abastecimientos hídricos naturales del SIC. Actualmente, según la información oficial de la Comisión Nacional de Energía (actualizada a diciembre de 2010), el SIC cuenta con 45 centrales hidroeléctricas, de pasada y de embalse. Las cuencas seleccionadas en este estudio conforman cuencas cabeceras a los sistemas hídricos que contienen a cada una de estas 45 centrales, tal como se detalla en la Tabla 3-1. La ubicación de las cuencas de estudio se muestra en el mapa de la Figura 3-1. Cabe destacar que, inicialmente -en la primera etapa del proyecto- no se incluyó dentro de las cuencas de estudio la cuenca Hurtado en San Agustín. Sin embargo, dado que la estación Hurtado en San Agustín cuenta con información hidrológica más extensa que la estación Rapel en Los Molles (estación que define una cuenca inicialmente seleccionada como cuenca de estudio), y conforman cuencas colindantes, se optó por modelar la cuenca de Hurtado en San Agustín en vez de Rapel en Los Molles. Esto se debe a que, dado que se cuenta con mayor información, es posible conseguir una mejor calibración de un modelo hidrológico. Para esta etapa del proyecto, y tal como se establece en el capítulo 1, se seleccionan cuatro cuencas para modelar: Aconcagua en Chacabuquito, Teno después de junta con río Claro, Afluente a laguna Invernada y Afluente a laguna Laja. En el presente capítulo se hace una caracterización de cada una de estas cuencas, en base a una descripción de usos de suelo, características agroclimáticas y presencia de acuíferos. La información base utilizada para hacer esta descripción son archivos de sistemas de información geográfica (SIG) de la Comisión Nacional de Riego (CNR). Además, para cada cuenca se estima la distribución espacial de variables meteorológicas (precipitación y temperatura). La información climatológica utilizada para esto, está basada en las estaciones meteorológicas disponibles en la zona de estudio, principalmente aquellas a cargo de la Dirección General de Aguas del Ministerio de Obras Públicas (DGA-MOP). Los vacíos existentes en la estadística de dichas estaciones, han sido rellenados en base a estaciones contiguas con las que se tiene un grado aceptable de correlación. En aquellos casos en que no se cuenta con estaciones contiguas, se ha empleado un método que preserve las propiedades estadísticas de las observaciones.

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Tabla 3-1: Unidades hidroeléctricas generadoras del SIC por cuenca cabecera CUENCA CABECERA NOMBRE TIPO DE POTENCIA MW

PROPIETARIO A MODELAR CENTRAL CENTRAL BRUTA NETA

Elqui en Algarrobal La Paloma Pasada 4.9 4.9 HIDROPALOMA S.A. Hurtado en San Agustín Los Molles Pasada 20 19.8 ENDESA

Aconcagua en Chacabuquito

Aconcagua Pasada 89 89 HASA Los Quilos Pasada 39.9 39.9 HGV

Chacabuquito Pasada 28.4 28.4 OBRAS Y DESARROLLO S.A. Hornitos Pasada 55 55 RIO TRANQUILO

Maipo en San Alfonso

Queltehues Pasada 48.9 48.8 AES GENER Volcán Pasada 14 14 AES GENER Alfalfal Pasada 178 177.6 AES GENER

Maitenes Pasada 31 31 AES GENER Puntilla Pasada 22.3 22.1 ELECTRICA PUNTILLA S.A. Carena Pasada 10 8.5 EMPRESA ELÉCTRICA INDUSTRIAL

El Rincón Pasada 0.3 0.3 SOC CANALISTAS DEL MAIPO Florida Pasada 29.2 29 SOC CANALISTAS DEL MAIPO

Cachapoal bajo junta Cortaderal

Sauzal Pasada 76.8 76.4 ENDESA Sauzalito Pasada 12 11.9 ENDESA

Rapel Embalse 380 378.6 ENDESA Coya Pasada 12.8 12.5 PACIFIC HYDRO CHILE

Teno después de junta con río Claro Lircay Pasada 19 19 HIDROMAULE

San Ignacio Pasada 37 36.9 COLBUN Chiburgo Embalse 19.4 19.2 COLBUN

Río Claro y estero Las Garzas Machicura Embalse 96 95.8 COLBUN Afl laguna Invernada Colbún Embalse 478 476.8 COLBUN Afl embalse Melado Cipreses Embalse 99.9 99.7 ENDESA Afl laguna Maule Ojos de Agua Pasada 9.5 9.5 ENDESA

Isla Pasada 66.6 66.5 ENDESA Curillinque Pasada 85.5 85.3 PEHUENCHE Pehuenche Embalse 551 545.5 PEHUENCHE Loma Alta Pasada 38 37.9 PEHUENCHE

Afl laguna Laja

Rucúe Pasada 178 177.7 COLBUN Quilleco Pasada 72.2 72 COLBUN Abanico Pasada 129 128.6 ENDESA El Toro Embalse 448 446.7 ENDESA Antuco Embalse 324 323.2 ENDESA Mampil Pasada 49.4 49.2 IBENER

Peuchén Pasada 77.5 77.3 IBENER

Bio Bio en Llanquén

Trueno Pasada 5.6 5.6 HIDROELÉCTRICA TRUENO S.A. Ralco Embalse 763.8 756.2 ENDESA

Palmucho Pasada 32 32 ENDESA Pangue Embalse 456 454.9 PANGUE

Petrohué en desagüe lago Todos Los Santos Canutillar Embalse 172 171.6 CENELCA

Liquiñe en Liquiñe Pullinque Pasada 51.39 51.3 E.E. PANGUIPULLI

Rahue en desagüe lago Rupanco Capullo Pasada 11.03 10.9 E.E. CAPULLO

Pilmaiquén Pasada 39 38.9 E.E. PUYEHUE

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Figura 3-1: Ubicación cuencas seleccionadas

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3.1 Cuenca Aconcagua en Chacabuquito 3.1.1 Descripción Esta cuenca está ubicada en la V región de Valparaíso y es la subcuenca de cabecera de la cuenca del río Aconcagua, que define la disponibilidad hídrica hacia aguas abajo. La ubicación de la cuenca se muestra en la Figura 3-1. El área de la cuenca fue delimitada con el programa Watershed Modeling System (WMS), en base a los modelos digitales de elevación de la zona de estudio, disponibles en el sitio del U.S. Geological Survey (USGS), y tiene un valor de 2024 km2. Con respecto al clima, citando a CADE-IDEPE (2004) este se caracteriza por ser el “Clima Frío de Altura, localizado en la Cordillera de los Andes por sobre los 3.000 metros de altura. Las bajas temperaturas y las precipitaciones sólidas caracterizan este tipo climático, permitiendo la acumulación de nieve y campos de hielo de tipo permanentes en cumbres y quebradas de la alta Cordillera”. En la Figura 3-2 se muestran los distritos agroclimáticos presentes en la zona y en la Tabla 3-2 se resumen las principales características de los distritos presentes en la cuenca.

Figura 3-2: Distritos agroclimáticos cuenca Aconcagua en Chacabuquito

Con respecto a la red de acuíferos, tal como se muestra en la Figura 3-3, éstos no presentan desarrollo en la cuenca propiamente tal, sino que se forman aguas abajo del punto de salida, por lo que tampoco se tienen captaciones subterráneas. Inmediatamente aguas abajo del punto de salida de la cuenca se tiene el acuífero: “Río Aconcagua, 1ª Sección”.

Informe Preliminar 3 10 01 Junio de 2011

Tabla 3-2: Características distritos agroclimáticas

Cuenca Aconcagua en Chacabuquito

DISTAGRO Temperatura promedio anual (°C) Radiación solar

diaria promedio anual

Evapotranspiración potencial total

promedio anual

Precipitación total anual Máxima Mínima Media

5-10 1.30 -4.11 -1.33 352 810 1240 5-16 20.46 5.15 12.23 402 1182 336 5-17 16.40 2.30 8.93 397 1110 392 5-18 12.80 1.60 6.88 390 1080 445 5-19 4.85 -3.90 0.46 365 870 778 5-21 20.55 7.57 13.43 389 1231 495 5-23 3.00 -3.80 -0.37 352 834 1323 5-24 11.60 1.37 6.18 363 1038 1527 5-25 8.16 -1.10 3.37 359 966 1400

Figura 3-3: Acuíferos cuenca Aconcagua en Chacabuquito

El uso de suelo de la cuenca del río Aconcagua corresponde en su mayoría a uso agrícola, y éstos comienzan inmediatamente aguas abajo del punto de salida de la cuenca definida por la estación Aconcagua en Chacabuquito. Esto conlleva a que dentro de esta cuenca no se produce un uso intensivo de los recursos, y la mayoría de la cubierta corresponde a matorrales y vegetación de altura. 3.1.2 Distribución Espacial Variables Meteorológicas Las estaciones meteorológicas utilizadas para caracterizar la distribución espacial de la precipitación y temperatura dentro de la cuenca de Aconcagua en Chacabuquito, se resumen en la Tabla 3-3. Estas estaciones se escogieron dada su cercanía con la cuenca y su longitud de registro.

Informe Preliminar 3 11 01 Junio de 2011

Tabla 3-3: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de

precipitación y temperatura. Cuenca Aconcagua en Chacabuquito.

Variable medida Nombre Coordenadas

Latitud Longitud Altura (m.s.n.m.)

Precipitación

Jahuel 32º 41’01 70º 35’60 1020 Vilcuya 32º 51’37 70º 28’19 1100 Riecillos 32º 55’22 70º 21’19 1290 Portillo 32º 50’40 70º06’39 3000

Temperatura Vilcuya 32º 51’37 70º28’19 1100 El Yeso 33º40’36 70º05’19 2475 Portillo 32º 50’40 70º06’39 3000

a. Precipitación A partir de la información de precipitación de las estaciones detalladas en la Tabla 3-3, se estableció una relación entre la precipitación media mensual de cada una de ellas, y su altura. Esta relación resulta en un gradiente altitudinal a nivel mensual, representativo de la variación de precipitación mensual con respecto a la altura, para la zona cercana a la cuenca de estudio. La información de la estación Portillo fue clave en este procedimiento, pues es la única estación que posee información en altura (3000 msnm), lo que permitió ajustar el gradiente para no exagerar la cantidad de precipitación en la cuenca. Se dividió la cuenca en 2 tramos altitudinales (Tramo 1: hasta los 1200 m s.n.m. y Tramo 2: sobre 1200 m s.n.m.), permitiendo “aplanar” el gran gradiente que se obtiene con las estaciones de menor altura. La Figura 3-4 presenta un esquema del gradiente mientras que en la están los valores mensuales para cada tramo calculado. La existencia de dos tramos en el gradiente de precipitación permite estimar de manera más adecuada las precipitaciones en la parte alta de la cuenca.

0

10

20

30

40

50

60

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Altitud [msnm]

Prec

ipita

ción

[mm

]

Figura 3-4: Esquema gradiente mensual de precipitación

Cuenca Aconcagua en Chacabuquito

Informe Preliminar 3 12 01 Junio de 2011

Tabla 3-4: Gradiente mensual de precipitación Cuenca Aconcagua en Chacabuquito

Mes Gradiente (mm/Km)Tramo 1 Tramo 2

Enero 8.0 0.6 Febrero 22.6 0.5 Marzo 17.1 0.7 Abril 52.9 1.8 Mayo 174.6 7.0 Junio 221.5 10.1 Julio 230.2 8.2

Agosto 179.0 7.2 Septiembre 48.8 5.8

Octubre 41.2 1.4 Noviembre 26.0 0.0 Diciembre 12.2 0.5

b. Temperatura Un análisis similar se hizo para el caso de los registros mensuales de temperatura de las estaciones detalladas en la Tabla 3-3, obteniendo el gradiente mensual cuya información se presenta en la Tabla 3-5.

Tabla 3-5: Gradiente mensual de temperatura Cuenca Aconcagua en Chacabuquito

Mes Gradiente (°C / m s.n.m.)

Enero -0.0033 Febrero -0.0032 Marzo -0.0033 Abril -0.0031 Mayo -0.0039 Junio -0.004 Julio -0.0041

Agosto -0.0042 Septiembre -0.0038

Octubre -0.0040 Noviembre -0.0039 Diciembre -0.0034

3.2 Cuenca Teno después de junta con río Claro

3.2.1 Descripción La cuenca “río Teno después de junta con río Claro” se encuentra al noreste de la ciudad de Curicó, en la comuna de Romeral, VII Región del Maule, Chile. Su punto de salida se ubica en la localidad de Los Queñes específicamente en la Estación de medición “Río Teno después de junta con río

Informe Preliminar 3 13 01 Junio de 2011

Claro”. La ubicación de la cuenca se muestra en la Figura 3-1. La cuenca fue delimitada con el programa WMS, en base a los modelos digitales de elevación de la zona de estudio, disponibles en el sitio del USGS, y se estimó un área de 1200 km2. La característica climática que predomina en la Región del Maule es del tipo mediterráneo, con algunas variaciones derivadas del aumento de latitud y altitud. Así, se distinguen cuatro tipos de climas de los cuales dos afectan a la cuenca del río Teno: clima templado-frío correspondiente a las partes de la Cordillera de los Andes y clima templado correspondiente a precordillera. En la Figura 3-5 se muestran los distritos agroclimáticos presentes en la zona y en la Tabla 3-6 se resumen las principales características de los distritos presentes en la cuenca.

Figura 3-5: Distritos agroclimáticos cuenca Teno después de junta con río Claro

Tabla 3-6: Características distritos agroclimáticos

Cuenca Teno después de junta con río Claro

DISTAGRO Temperatura promedio anual (°C) Radiación solar

diaria promedio anual

Evapotranspiración potencial ttotal promedio anual

Precipitación total anual Máxima Mínima Media

7‐5  8.1  ‐0.4  3.7  353  960  2534 7‐6  11.6  1.4  6.2  363  1038  1527 7‐7  8.2  ‐1.1  3.4  359  966  1400 7‐14  16.4  5.2  10.3  370  1152  1473 7‐19  18.6  7.1  12.3  383.3  1229.3  1323 

Con respecto a la red de acuíferos, tal como se muestra en la Figura 3-6, éstos presentan desarrollo a lo largo del cauce del río Claro.

Informe Preliminar 3 14 01 Junio de 2011

Figura 3-6: Acuíferos cuenca Teno después de junta con río Claro

Los suelos de la cuenca han sido explotados en las laderas del Río Claro por medio de la rotación cultivo-pradera, estas áreas de cultivo son despreciables en términos de las demandas de agua para la modelación del sistema completo. Como se puede apreciar en la Figura 3-7, la mayor parte de la cuenca está formada por zonas desprovistas de vegetación y praderas y glaciales.

Figura 3-7: Usos del suelo cuenca Teno después de junta con río Claro

Informe Preliminar 3 15 01 Junio de 2011

3.2.2 Distribución Espacial Variables Meteorológicas Las estaciones meteorológicas utilizadas para caracterizar la distribución espacial de la precipitación y temperatura dentro de la cuenca de Teno después de junta con río Claro, se resumen en la Tabla 3-7. Estas estaciones se escogieron dada su cercanía con la cuenca y su longitud de registro.

Tabla 3-7: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Teno después de junta con río Claro.

Variable medida Nombre Coordenadas

Latitud Longitud Altura (m.s.n.m.)

Precipitación Los Queñes 38°41’ 72°00’ 500

Río Teno después de junta con río Claro 38°26’ 71°54’ 500

Temperatura Convento Viejo 38°13’ 71°49’ 830 Termas del Flaco 38°14’ 72°20’ 350

a. Precipitación Como únicamente se cuenta con dos estaciones meteorológicas que miden precipitación, para obtener información sobre un gradiente de precipitación que fuese representativo de toda la cuenca, se analizaron las isoyetas de precipitación anual presentadas por el Balance Hídrico (DGA, 1987). Según la distribución de las isoyetas sobre la cuenca, y analizando las elevaciones medias de bandas asociadas a esta distribución, se obtuvo el gráfico presentado en la Figura 3-8. Este gráfico muestra un gradiente anual de 40 mm/100 m promedio para toda la cuenca. La información de las bandas de elevación asociadas a la cuenca se obtiene de la discretización efectuada en la cuenca para su posterior modelación hidrológica (ver Capítulo 4). Para obtener la distribución mensual de la precipitación sobre la cuenca, se propone utilizar el gradiente anual determinado, y distribuir la precipitación anual, a nivel mensual, según la distribución temporal de la estación meteorológica base utilizada para el análisis de la cuenca. En este caso, y tal como se establece en el Informe Preliminar 2, la estación representativa de la cuenca del río Teno después de su junta con el río Claro es Los Queñes.

y = 0.4013x + 1210R2 = 0.9971

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 1000 2000 3000 4000Cota (m s.n.m.)

Prec

ipita

ción

anu

al (m

m)

Figura 3-8: Gradiente mensual de precipitación

Cuenca Teno después de junta con río Claro

Informe Preliminar 3 16 01 Junio de 2011

b. Temperatura Con respecto a la distribución espacial de la temperatura sobre la cuenca, y utilizando la información obtenida de la estación Convento Viejo y Termas el Flaco, se obtiene un gradiente de temperatura representativo de la zona ubicada entre las cotas 350 y 830 msnm. En este caso no se utilizó la información del Balance Hídrico (DGA, 1987) debido a que en la parte más alta de la cuenca presenta valores de 4º C anual, lo que se contradice con la presencia de nieve en la zona. En la Tabla 3-8 se muestra el gradiente mensual representativo de la parte baja de la cuenca. La información obtenida a partir de los registros mensuales de las estaciones Convento Viejo y Termas el Flaco sólo es representativa de los gradientes de temperatura en la parte baja de la cuenca. Para la zona sin información del río Teno, se consideró válido el gradiente de temperatura estándar (-6.5°C/km).

Tabla 3-8: Gradiente de Temperatura Cuenca Teno después de junta con río Claro

Mes Gradiente (°C / m s.n.m.)

Enero -0.0033 Febrero -0.0030 Marzo -0.0029 Abril -0.0026 Mayo -0.0024 Junio -0.0029 Julio -0.0028

Agosto -0.0030 Septiembre -0.0036

Octubre -0.0034 Noviembre -0.0039 Diciembre -0.0038

3.3 Afluente Laguna Invernada 3.3.1 Descripción La cuenca afluente a la laguna Invernada, de 809 km2, se ubica en la parte alta de la cuenca del río Maule. La cuenca del Maule contiene a uno de los sistemas hidroeléctricos más importantes del país, que cuenta actualmente con siete centrales de pasada (San Ignacio, San Clemente, Ojos de Agua, Isla, Lircay, Currillinque y Loma Alta) y cinco centrales con control de embalse (Colbún, Machicura, Chiburgo, Cipreses y Pehuenche). La laguna invernada nace de las aguas del río Invernada, que se depositan en la laguna después de juntarse con un río montañoso de la zona. Esta laguna abastece directamente a la central Cipreses y, por ende, realiza un efecto regulador sobre ésta. Su capacidad máxima es de 220 Hm3. La característica climática que predomina en la Región del Maule es del tipo mediterráneo, con algunas variaciones derivadas del aumento de latitud y altitud. Así, se distinguen cuatro tipos de climas de los cuales dos afectan a la cuenca Afluente a laguna Invernada: clima templado-frío

Informe Preliminar 3 17 01 Junio de 2011

correspondiente a las partes de la Cordillera de los Andes y clima templado correspondiente a precordillera. En la Figura 3-9 se muestran los distritos agroclimáticos presentes en la zona y en la Tabla 3-9 se resumen las principales características de los distritos presentes en la cuenca.

Figura 3-9: Distritos agroclimáticos cuenca Afluente laguna Invernada

Tabla 3-9: Características distritos agroclimáticas

Cuenca Afluente laguna Invernada

DISTAGRO Temperatura promedio anual (°C) Radiación solar

diaria promedio anual

Evapotranspiración potencial ttotal promedio anual

Precipitación total anual Máxima Mínima Media

4 17.6 6.3 11.4 360.5 1140 1550 5 8.1 -0.4 3.7 353 960 2534 6 11.6 1.4 6.2 363 1038 1527

18 15.5 4.9 9.7 365.5 1104 2072 21 11.8 2.1 6.6 356.5 1020 2438

Con respecto a la red de acuíferos, tal como se muestra en la Figura 3-10, éstos presentan desarrollo principalmente bajo la laguna Invernada y sus afluentes del norte.

Informe Preliminar 3 18 01 Junio de 2011

Figura 3-10: Acuíferos cuenca Afluente laguna Invernada

Los suelos de la cuenca, tal como se muestra en la Figura 3-11, corresponden casi exclusivamente a áreas desprovistas de vegetación y glaciales.

Figura 3-11: Usos del suelo cuenca Afluente laguna Invernada

Informe Preliminar 3 19 01 Junio de 2011

3.3.2 Distribución Espacial Variables Meteorológicas Las estaciones meteorológicas utilizadas para caracterizar la distribución espacial de la precipitación y temperatura dentro de la cuenca Afluente a la laguna Invernada, se resumen en la Tabla 3-10. Estas estaciones se escogieron dada su cercanía con la cuenca y su longitud de registro.

Tabla 3-10: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Afluente laguna Invernada.

Variable medida Nombre Coordenadas

Latitud Longitud Altura (m.s.n.m.)

Precipitación Armerillo 35º 42' 71º 04' 530 Hornillo 35° 52’ 71° 07’ 810

Temperatura Colorado 35º 38' 71º 15' 420

Lo Aguirre 35º 58' 70º 34' 2000 Guayquivilo 36º 17' 70º 55' 1200

a. Precipitación La estación de precipitación disponible dentro de la cuenca (Armerillo) se ubica en la parte baja de ésta, y se selecciona como la estación base utilizada para el análisis de la cuenca, debido a que presenta registros completos desde el año 1950 hasta el año 2007. Los vacíos en octubre de 1956 y mayo de 1959 fueron rellenados con la estación Hornillos, ubicada en la cuenca vecina del río Loncomilla. El método de relleno utilizado fue el de correlaciones mensuales. Ante la falta de información pluviométrica confiable en las cuencas de cabecera de la cuenca del río Maule, ha sido necesario generar una serie sintética de precipitación anual asociada a la cuenca Afluente a laguna Invernada, que permita en conjunto con la información de la estación Armerillo, obtener un gradiente de variación de la precipitación con la altura. El gradiente determinado se basa en la precipitación media anual de la estación Armerillo y en la precipitación media anual estimada para la cuenca Afluente a laguna Invernada. La precipitación anual de la cuenca se ha determinado a partir de la escorrentía anual observada y estimaciones de pérdidas evapotranspirativas. Las estadísticas de caudales fueron obtenidas a partir de registros de los propios operadores eléctricos (CDEC-SIC, 2009b), y la información de evapotranspiración se obtuvo a partir de la sectorización de distritos agroclimáticos (CNR, 2000). El procedimiento adoptado se detalla a continuación: i. Obtención de precipitación efectiva, Pefec, a nivel anual, empleando la estadística de caudales

disponible (CDEC-SIC, 2009b; CNE, 2009). Se determina el caudal medio anual en la cuenca Afluente a la laguna Invernada, y a partir de éste, la precipitación efectiva de la cuenca según la siguiente expresión:

Pefec =Qa

A

Donde Pefec corresponde a la precipitación efectiva de la cuenca, aQ corresponde al caudal medio anual y A es el área de la cuenca.

Informe Preliminar 3 20 01 Junio de 2011

ii. Estimación de la evapotranspiración potencial de la cuenca. Se requiere la evapotranspiración potencial (ETP) de la cuenca para reconstruir la precipitación media total respectiva. A falta de registros en la zona, se utilizó la información disponible en la literatura. La Figura 3-9 indica los distritos agroclimáticos correspondientes a la cuenca Afluente a la laguna Invernada (CNR, 2000). La ETP se determina como la suma de los aportes de cada distrito agroclimático ponderado por el porcentaje de área asociada.

iii. Estimación de la precipitación media anual de la cuenca. La precipitación total anual de la cuenca se calcula como la suma de la ETP y la precipitación efectiva. Cada uno de estos valores se presenta en la Tabla 3-11.

Tabla 3-11: Precipitación media anual Cuenca Afluente laguna Invernada

Área (km2)

Pp efectiva (mm/año)

ETP (mm)

Pp Total (mm)

809 1461 850 2311

iv. Estimación del gradiente anual de precipitación representativo de la cuenca Una vez que se tiene una precipitación total anual representativa de la cuenca, se establece un gradiente altitudinal anual de precipitación, en función de ese dato y del valor de la precipitación media anual de la estación Armerillo. Estos resultados se presentan en la Tabla 3-12.

Tabla 3-12: Gradiente anual de precipitación Cuenca Afluente laguna Invernada

Pp Total cuenca

(mm/año)

Pp anual estación Armerillo (mm/año)

Elevación media cuenca

(m s.n.m.)

Cota estación Armerillo (m s.n.m.)

Gradiente anual

(mm/m)

2311 2391 2600 530 -0.039 v. Estimación del gradiente mensual de precipitación representativo de la cuenca Para obtener la distribución mensual de la precipitación sobre la cuenca, se propone utilizar el gradiente anual detallado en la Tabla 3-12, y distribuir la precipitación anual, a nivel mensual, según la distribución temporal de la estación meteorológica base utilizada para el análisis de la cuenca (Armerillo).

b. Temperatura Con respecto a la distribución espacial de la temperatura sobre la cuenca, y utilizando la información de las estaciones detalladas en la Tabla 3-10, se obtiene un gradiente altitudinal mensual de temperatura, representativo de la cuenca. En la Tabla 3-13 se muestra el gradiente mensual representativo de la parte baja de la cuenca.

Informe Preliminar 3 21 01 Junio de 2011

Tabla 3-13: Gradiente mensual de Temperatura Cuenca Afluente a laguna Invernada

Mes Gradiente (°C / m s.n.m.)

Enero -0.0031 Febrero -0.0023 Marzo -0.0023 Abril -0.0027 Mayo -0.0035 Junio -0.0038 Julio -0.0038

Agosto -0.0038 Septiembre -0.0043

Octubre -0.0038 Noviembre -0.0043 Diciembre -0.0034

3.4 Afluente a la Laguna Laja 3.4.1 Descripción La laguna Laja se encuentra ubicada en la alta cordillera de los Andes, a 90 km al oriente de la ciudad de Los Ángeles y a 1.360 m.s.n.m. Esta laguna es de origen natural pero puede ser regulada de manera controlada a través de la central hidroeléctrica El Toro. Su volumen útil es de aproximadamente 5600 millones de m3 y representa la mayor reserva de energía embalsada del SIC. La laguna posee dos salidas efectivas, la primera corresponde a la regulación directa de la laguna realizada por la central hidroeléctrica El Toro, que descarga sus aguas al río Polcura y, la segunda, a las filtraciones naturales que ocurren en el desagüe de la laguna y que dan origen al río Laja. Estas filtraciones son controladas indirectamente mediante el nivel limnimétrico de la laguna. La cuenca afluente a la laguna Laja se encuentra ubicado en un clima, definido por la Dirección Meteorológica de Chile, como templado cálido con estación seca corta. Dado que la cuenca se encuentra ubicada en la cordillera y precordillera del país, al clima descrito pueden añadírsele algunas características adicionales tales como las oscilaciones de temperatura diarias típicas de zonas de altura. En la Figura 3-12 se muestran los distritos agroclimáticos presentes en la zona y en la Tabla 3-14 se resumen las principales características de los distritos presentes en la cuenca.

Tabla 3-14: Características distritos agroclimáticas cuenca Afluente laguna Laja

DISTAGRO Temperatura promedio anual (°C) Radiación solar

diaria promedio anual

Evapotranspiración potencial ttotal promedio anual

Precipitación total anual Máxima Mínima Media

22 17.7 6.7 11.6 292 894 2283 24 16.0 6.4 10.7 276 810 3288 25 15.3 5.0 9.7 271 798 3477 28 15.0 2.9 8.6 252 732 3644

Informe Preliminar 3 22 01 Junio de 2011

Figura 3-12: Distritos agroclimáticos cuenca Afluente laguna Laja

Con respecto a la red de acuíferos, tal como se muestra en la Figura 3-13, éstos se encuentran en toda la cuenca, y dada la composición de suelos de la cuenca, originados en erosiones químicas, se produce la infiltración del agua y el posterior flujo hacia el valle central

Figura 3-13: Acuíferos cuenca Afluente laguna Laja

Informe Preliminar 3 23 01 Junio de 2011

Los suelos de la cuenca, tal como se muestra en la Figura 3-14, presentan una gran superficie de bosques nativos y mixtos junto a grandes extensiones de pradera, siendo las zonas urbanas muy pequeñas. La agricultura es minoritaria en área y se concentra en la parte baja, alrededor de los ríos Laja y Rucúe. Otro elemento importante son los terrenos de alta montaña, éstos poseen escasa vegetación y están formados principalmente por suelos de origen volcánico provenientes del volcán Antuco y su antecesor. Estos terrenos suelen estar cubiertos por nieve en la temporada de invierno.

Figura 3-14: Usos del suelo cuenca Afluente laguna Laja

3.4.2 Distribución Espacial Variables Meteorológicas Las estaciones meteorológicas utilizadas para caracterizar la distribución espacial de la precipitación y temperatura dentro de la cuenca Afluente a la laguna Laja, se resumen en la Tabla 3-15. Estas estaciones se escogieron dada su cercanía con la cuenca y su longitud de registro.

Tabla 3-15: Estaciones meteorológicas utilizadas para el análisis de la distribución espacial de precipitación y temperatura. Cuenca Afluente laguna Invernada.

Variable medida Nombre Coordenadas

Latitud Longitud Altura (m.s.n.m.)

Precipitación

Tucapel 37° 17’ 71° 57’ 330 Trupán 37° 16’ 71° 49’ 480 Polcura 37° 19’ 71° 32’ 740 Abanico 37° 21’ 71° 30’ 765

Temperatura

Quilaco 37° 40’ 71° 59’ 225 Coihueco 37° 38’ 71° 48’ 300 Caracol 36° 38’ 71° 23’ 620 Diguillín 36° 52’ 71° 38’ 670 Polcura 37° 19’ 71° 32’ 740 Abanico 37° 21’ 71° 30’ 765 Liucura 38° 39’ 71° 05’ 1030

Informe Preliminar 3 24 01 Junio de 2011

a. Precipitación El procedimiento utilizado para el análisis de la distribución espacial de la precipitación de la cuenca Afluente a laguna Laja, explicado a continuación, fue levemente distinto a las metodologías utilizadas en el resto de las cuencas (acápites 3.1.2, 3.2.2 y 3.3.2): Para determinar un gradiente altitudinal de la precipitación mensual representativo de la cuenca de estudio, se relacionó la precipitación mensual de cada estación detallada en la Tabla 3-15, en función a su altura, para cada mes en donde se contaba con información. Una vez que se establecieron los gradientes mensuales para cada año, se relacionaron estos gradientes con la precipitación de dicho mes, de la estación base (Abanico). A partir de esto se determinó un gradiente mensual en función de la precipitación de la estación Abanico. El análisis anterior se llevó a cabo ya que los gradientes mensuales, determinados para cada año, mostraban una variación en función de la magnitud de la precipitación registrada en la estación base. Esto se reflejaba en aumento del gradiente a medida que la precipitación registrada en la estación base aumentaba. En la Figura 3-15 se observan las relaciones entre la pendiente de los gradientes mensuales encontrados y el monto de precipitación mensual registrado en la estación base. Las ecuaciones mostradas en esta Figura se utilizan para determinar el gradiente correspondiente a cada mes en particular, y se resumen en la Tabla 3-16.

Tabla 3-16: Gradiente mensual de Precipitación Cuenca Afluente a laguna Laja

Mes Gradiente (mm / m s.n.m.)

Enero 0.0028*Pabanico+0.00946 Febrero 0.001*Pabanico -0.00469 Marzo 0.00054*Pabanico +0.00713 Abril 0.00049*Pabanico +0.01101 Mayo 0.0006*Pabanico -0.0175 Junio 0.00062*Pabanico +0.0605 Julio 0.00068*Pabanico +0.00336

Agosto 0.00069*Pabanico -0.02385 Septiembre 0.00085*Pabanico -0.00467

Octubre 0.00053*Pabanico +0.05105 Noviembre 0.00057*Pabanico +0.00928 Diciembre 0.00065*Pabanico +0.02256

Informe Preliminar 3 25 01 Junio de 2011

Figura 3-15: Gradiente mensual de precipitación en función de precipitación

Informe Preliminar 3 26 01 Junio de 2011

b. Temperatura Para la temperatura, debido a los buenos resultados encontrados con los gradientes medios mensuales, se decidió utilizar estos últimos sin la necesidad de realizar un procedimiento similar al de la precipitación.

Tabla 3-17: Gradiente mensual de Temperatura Cuenca Afluente a laguna Laja

Mes Gradiente (°C / m s.n.m.)

Enero -0.00442 Febrero -0.00382 Marzo -0.00461 Abril -0.00408 Mayo -0.00387 Junio -0.00556 Julio -0.00640

Agosto -0.00701 Septiembre -0.00530

Octubre -0.00463 Noviembre -0.00420 Diciembre -0.00429

Informe Preliminar 3 27 01 Junio de 2011

4 Construcción y Calibración Modelo Hidrológico Para construir el modelo hidrológico descrito en la Sección 2 del presente informe, de cada una de las cuencas seleccionadas, se planteó para cada una de ellas, un esquema semidistribuido dependiente de variables meteorológicas de entrada medidas en alguna estación base. Las variables de entrada utilizadas en este caso corresponden a la precipitación y la temperatura. La distribución espacial de estas variables corresponde a la determinada en la Sección 3. Los datos de precipitación y temperatura en la parte baja del sistema sugieren que la distribución espacial de estas variables tiene una marcada relación con la altitud. Esto concuerda con varios trabajos anteriores (Vargas 2009; Vicuña 2010) en otras cuencas andinas chilenas. Por esto, se dividieron las cuencas seleccionadas en bandas de elevación, asumiendo que la cota media de cada banda corresponde a la altitud de su centro de gravedad. Una vez que se tiene la cuenca dividida en bandas de elevación, se generan los datos de entrada de precipitación y temperatura de cada modelo. Esto se hace a partir de la información meteorológica de la estación base de cada cuenca, la cual se distribuye a cada una de las bandas de la cuenca mediante los gradientes correspondientes, estimados en la Sección 3. Posterior a la generación de los archivos de entrada del modelo WEAP para cada una de las cuencas, se comienza con la etapa de calibración de los parámetros del modelo (ver Tabla 2-1). Esta etapa consiste en encontrar el mejor set de valores de los parámetros, de manera que los valores de caudal medio mensual simulados por el modelo se asemejen a los caudales medios mensuales observados en la estación fluviométrica correspondiente. El proceso de calibración puede demorar, ya que es un proceso iterativo, en el cual se debe ir chequeando que los valores de los parámetros tengan un sentido físico. Una vez que el modelo está calibrado, se pasa a la etapa de validación, que consiste en correr el modelo con los parámetros ya calibrados, y compararlo con caudales observados a la salida de la cuenca. En la Tabla 4-1 se detallan los períodos de calibración y validación escogidos para cada una de las cuencas analizadas en esta etapa.

Tabla 4-1: Períodos de calibración y validación modelación hidrológica

Cuenca Calibración Validación Inicio Fin Inicio Fin

Río Aconcagua en Chacabuquito Abril 1976 Marzo 1998 Abril 1998 Marzo 2007 Río Teno después de junta con río Claro Abril 1980 Marzo 1994 Abril 1994 Marzo 1999 Afluente Laguna Invernada Abril 1970 Marzo 2000 Abril 2000 Marzo 2007 Afluente a la Laguna Laja Abril 1970 Marzo 1995 Abril 1995 Marzo 2000

El indicador con el cual se evaluará la representatividad del modelo hidrológico para cada cuenca es el Nash-Sutcliffe, que es ampliamente utilizado para evaluar el poder predictivo de modelos hidrológicos. Éste se calcula mediante la siguiente expresión:

1-( )( )

2

_ _2

1_ _

nobs i sim i

iobs i obs i

Q Q

Q Q=

−∑

Informe Preliminar 3 28 01 Junio de 2011

En donde Qobs_i y Qsim_i corresponde al caudal observado y simulado del mes i, respectivamente. Y   representa el caudal mensual promedio observado del mes i.

El indicador de Nash-Sutcliffe es una medida del error en las estimaciones del modelo normalizado por la varianza de los valores observados. Puede tomar valores desde -∞ a 1 siendo este último valor un indicador de una perfecta modelación del sistema. Usualmente, un valor de 0.7 corresponde a una modelación representativa. Además de este indicador, el modelo se evalúa en función del coeficiente de correlación entre los datos mensuales observados y simulados. En la Tabla 4-2 se detalla la información de las bandas de elevación de cada cuenca, y en el Anexo A se detalla cada uno de los parámetros calibrados de cada modelo.

Tabla 4-2: Información Bandas de Elevación Cuencas seleccionadas

Cuenca Aconcagua en Chacabuquito

Teno después de junta con río Claro

Afluente a Laguna Invernada

Afluente a Laguna Laja

Banda

Elev. media

(m s.n.m.)

Área (km2) Banda

Elev. media

(m s.n.m.)

Área (km2) Banda

Elev. media

(m s.n.m.)

Área (km2) Banda

Elev. media

(m s.n.m.)

Área (km2)

B1 5850 0.08 B1 955 150 B1 2700 279 B1 2698 2.62 B2 5550 1.71 B2 1427 150 B2 2400 267 B2 2504 10.6 B3 5250 4.06 B3 1733 150 B3 2100 141 B3 2200 66.9 B4 4950 10.5 B4 2007 150 B4 1800 70.1 B4 1930 320 B5 4650 34.7 B5 2253 150 B5 1600 69.6 B5 1655 355 B6 4350 98 B6 2471 150 B6 1409 0.3 B7 4050 206 B7 2686 150 B8 3750 367 B8 2969 120 B9 3450 381 B9 3592 30

B10 3150 266 B11 2850 204 B12 2550 146 B13 2250 125 B14 1950 96.8 B15 1650 81.4 B16 1350 62.9 B17 1050 31.1

Una vez que se tiene el modelo hidrológico calibrado, es posible simular caudales modificando las series meteorológicas de entrada del modelo. Esta actividad forma parte del cuatro entregable del proyecto, en donde se evaluarán los escenarios climáticos futuros, en cada uno de los modelos calibrados de las cuencas en estudio. En la siguiente sección se muestran los resultados de los períodos de cada uno de los modelos hidrológicos calibrados, distinguiendo en los resultados, la etapa de calibración y de validación.

Informe Preliminar 3 29 01 Junio de 2011

5 Resultados Modelación Hidrológica 5.1 Río Aconcagua en Chacabuquito En la Figura 5-1 se muestran los resultados de la etapa de calibración y validación de la modelación hidrológica de la cuenca Aconcagua en Chacabuquito, y en la Tabla 5-1 se presentan sus indicadores de eficiencia. En el gráfico superior de la Figura 5-1 se muestra la serie de tiempo de caudales medios mensuales observados y simulados, en donde se distingue el período simulado correspondiente a calibración y a validación. En los 4 gráficos inferiores se presentan los promedios mensuales -observados y simulados- (panel superior izquierdo), la curva de duración de los caudales medios mensuales (panel superior derecho), y los gráficos de correlación entre los caudales medios mensuales y medios anuales -observados y simulados- (paneles inferiores izquierdo y derecho respectivamente). Estos gráficos cubren tanto el periodo de calibración como de validación.

Figura 5-1: Resultados modelación hidrológica cuenca Aconcagua en Chacabuquito

Informe Preliminar 3 30 01 Junio de 2011

Tabla 5-1: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica Parámetro Nash-Sutclife Nash-Sutclife

Logarítmico Coeficiente de

Correlación serie mensual Coeficiente de

Correlación serie anual Período

Calibración 0.82 0.88 0.92 0.95 Período

Validación 0.88 0.82 0.94 0.98

5.2 Río Teno después de junta con río Claro En la Figura 5-2 se muestran los resultados de la etapa de calibración y validación de la modelación hidrológica de la cuenca Teno después de junta con río Claro, y en la Tabla 5-2 se presentan sus indicadores de eficiencia. En el gráfico superior de la Figura 5-2 se muestra la serie de tiempo de caudales medios mensuales observados y simulados, en donde se distingue el período simulado correspondiente a calibración y a validación.

Figura 5-2: Resultados modelación hidrológica cuenca Teno después de junta con río Claro

Informe Preliminar 3 31 01 Junio de 2011

En los 4 gráficos inferiores de la Figura 5-2 se presentan los promedios mensuales -observados y simulados- (panel superior izquierdo), la curva de duración de los caudales medios mensuales (panel superior derecho), y los gráficos de correlación entre los caudales medios mensuales y medios anuales -observados y simulados- (paneles inferiores izquierdo y derecho respectivamente). Estos gráficos cubren tanto el periodo de calibración como de validación.

Tabla 5-2: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica

Parámetro Nash-Sutclife Nash-Sutclife Logarítmico

Coeficiente de Correlación serie mensual

Coeficiente de Correlación serie anual

Período Calibración 0.68 0.71 0.84 0.94

Período Validación 0.81 0.77 0.90 0.99

5.3 Afluente Laguna Invernada En la Figura 5-3 se muestran los resultados de la etapa de calibración y validación de la modelación hidrológica de la cuenca Afluente a la laguna Invernada, y en la Tabla 5-3 se presentan sus indicadores de eficiencia. En el gráfico superior de la Figura 5-3 se muestra la serie de tiempo de caudales medios mensuales observados y simulados, en donde se distingue el período simulado correspondiente a calibración y a validación. En los 4 gráficos inferiores de la Figura 5-3 se presentan los promedios mensuales -observados y simulados- (panel superior izquierdo), la curva de duración de los caudales medios mensuales (panel superior derecho), y los gráficos de correlación entre los caudales medios mensuales y medios anuales -observados y simulados- (paneles inferiores izquierdo y derecho respectivamente). Estos gráficos cubren tanto el periodo de calibración como de validación.

Tabla 5-3: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica Parámetro Nash-Sutclife Nash-Sutclife

Logarítmico Coeficiente de

Correlación serie mensual Coeficiente de

Correlación serie anual Período

Calibración 0.78 0.81 0.90 0.93 Período

Validación 0.83 0.71 0.93 0.96

Figura 5-3: Resultados modelación hidrológica cuenca Afluente laguna Invernada

Informe Preliminar 3 32 01 Junio de 2011

Continuación Figura 5-3: Resultados modelación hidrológica cuenca Afluente laguna Invernada 5.4 Afluente a la Laguna Laja En la Figura 5-4 se muestran los resultados de la etapa de calibración y validación de la modelación hidrológica de la cuenca Afluente a la laguna Invernada, y en la Tabla 5-4 se presentan sus indicadores de eficiencia. En el gráfico superior de la Figura 5-4 se muestra la serie de tiempo de caudales medios mensuales observados y simulados, en donde se distingue el período simulado correspondiente a calibración y a validación. En los 4 gráficos inferiores de la Figura 5-4 se presentan los promedios mensuales -observados y simulados- (panel superior izquierdo), la curva de duración de los caudales medios mensuales (panel superior derecho), y los gráficos de correlación entre los caudales medios mensuales y medios anuales -observados y simulados- (paneles inferiores izquierdo y derecho respectivamente). Estos gráficos cubren tanto el periodo de calibración como de validación.

Informe Preliminar 3 33 01 Junio de 2011

Figura 5-4: Resultados modelación hidrológica cuenca Afluente laguna Invernada

Tabla 5-4: Indicadores de eficiencia en modelación hidrológica

Parámetro Nash-Sutclife Nash-Sutclife Logarítmico

Coeficiente de Correlación serie mensual

Coeficiente de Correlación serie anual

Período Calibración 0.78 0.86 0.88 0.95

Período Validación 0.78 0.81 0.89 0.99

Informe Preliminar 3 34 01 Junio de 2011

6 Comentarios y Conclusiones El propósito principal de esta etapa del proyecto era modelar hidrológicamente cuatro cuencas cabeceras al SIC. En base a los resultados presentados en la Sección 5 del presente informe, se estima que los modelos hidrológicos construidos en WEAP representan adecuadamente el comportamiento de las cuencas seleccionadas a nivel mensual. Los resultados muestran que la modelación hidrológica simula sistemáticamente los caudales medios mensuales con excepción de algunas dificultades en eventos extremos, que se cree presentaron una distribución espacial de variables meteorológicas anómala, que el modelo no es capaz de percibir. El coeficiente de Nash-Sutcliffe alcanzado es similar al de otros trabajos semejantes que presentan, en general, valores superiores a 0.65 (Ingol-Blanco 2009, Vicuña et al. 2010, CONAMA 2010, McPhee 2009, Vargas 2009). A modo de ejemplo, en el Anexo B se incluye la simulación del año 1998, señalado como uno de los más secos de las últimas décadas. Tal como se establece en el estudio de Ayala (2011), en el modelo WEAP los caudales mensuales dependen en gran medida de los parámetros calibrados directamente en el programa. Así, tanto los parámetros climáticos (temperaturas de congelamiento y derretimiento), como los de almacenamiento subterráneo (conductividades, tamaños de estanque, dirección preferida del flujo y resistencia al escurrimiento), determinan el traspaso de volumen de agua de un mes a otro dentro de un mismo año. Sin embargo, este traspaso posee diferentes matices de forma. En el caso de las temperaturas umbrales, los traspasos se dan de manera más o menos directa. Por ejemplo, al imponer una alta temperatura de derretimiento, se genera un retraso en los caudales de deshielo y al imponer una baja temperatura de congelamiento, se genera un crecimiento de los caudales pluviales ya que es más difícil la formación de nieve. En contraste, los parámetros que modelan el almacenamiento subterráneo permiten traspasar volúmenes de los máximos a los mínimos sin hacer una distinción estacional. De esta manera, grandes tamaños de estanques o conductividades bajas suavizan el caudal de salida generando series uniformes durante el año. Este comportamiento responde a la naturaleza del modelo usado, en particular al hecho de utilizar estanques de almacenamiento que permiten una amortiguación de las señales de entrada de precipitación. Mientras la distribución estacional de caudales responde claramente a los parámetros calibrados, los volúmenes anuales de escurrimiento dependen más bien de la calidad del balance hídrico implementado en la distribución espacial de las variables ya que al cabo un año se espera que la mayor parte de la precipitación ingresada a la cuenca se encuentre fuera de ella, ya sea en forma de evapotranspiración o de escurrimiento superficial o subterráneo. Una manera alternativa de influir en estos caudales, sin modificar el balance hídrico, es afectar la evapotranspiración. Si se observa la ecuación 3, es posible notar que altos niveles de almacenamiento en el estanque superior implican una gran evapotranspiración. Así, facilitando o dificultando la presencia de agua en este estanque disminuye o aumenta el caudal de salida respectivamente. Sin embargo, existe un margen de uso de este procedimiento ya que un aumento del almacenamiento implica un aumento en la carga del estanque aumentando el flujo de salida. Con los modelos calibrados será posible evaluar los impactos que escenarios climáticos futuros tendrán sobre estas cuencas. Lo anterior tiene asociado un fuerte supuesto que consiste en la hipótesis de que la distribución espacial de las variables meteorológicas determinadas para cada cuenca, se mantendrán en el futuro. El resto de las cuencas de estudio tendrá que someterse a un proceso similar al detallado en este informe, ya que, si bien es posible heredar parámetros entre cuencas de características físicas e hidrológicas similares, éstos necesariamente tienen que ser re-calibrados en base a la estadística de caudal observado de la cuenca.

Informe Preliminar 3 35 01 Junio de 2011

7 Referencias Bibliográficas Ayala, A., 2011. Impactos del cambio climático sobre la operación del sistema hídrico de la cuenca de la laguna Laja. Tesis para optar al grado de Magíster. Universidad de Chile. Chow, V. T., Maidment, D., Mays, L., 1994. Hidrología Aplicada. McGraw-Hill. Purkey, D., Joyce, B., Vicuña, S., Hanemann, M., Dale, L., Yates, D., Dracup, J., 2008. Robust analysis of future climate change impacts on water for agriculture and other sectors: a case of study in the Sacramento Valley. Climate Change 87 (Suppl 1), S109–S122. Ingol-Blanco, E., McKinney, D., 2009. Hydrologic model for the río Conchos basin: Calibration and validation. Center for research in water resources. The university of Texas at Austin. US-SEI, Abril 2010. Water evaluation and planning. Tutorial. Cade-Idepe (2004). Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad: Cuenca del río Bio Bío. Chile. Cade-Idepe (2004b). Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad: Cuenca del Río Maule. Chile. CEPAL, 2009. La Economía del Cambio Climático en Chile. CEPAL-Comisión Económica para América Latina y el Caribe. CONAMA, 2008. Análisis de Vulnerabilidad del Sector Silvoagropecuario y de los Recursos Hídricos y Edáficos de Chile frente a Escenarios de Cambio Climático. Comisión Nacional del Medio Ambiente. Centro de Despacho Económico de Carga del SIC (CDEC-SIC) (2009). Anuario CDEC-SIC: Estadística de Operaciones. [en línea] <https://www.cdec-sic.cl/contenido_es.php?categoria_id=4&contenido_id=000034> [consulta: 13 de Mayo, 2009] Centro de Despacho Económico de Carga del SIC (CDEC-SIC) (2009b). Estadísticas de Operaciones: Base de Datos. Acceso temporal on-line autorizado por Víctor Monsalve ([email protected]). Comisión Nacional de Energía (CNE) (2009). Fijación de Precios de Nudo: Sistema Interconectado Central. [en línea] <http://www.cne.cl/cnewww/opencms/07_ Tarificacion/01_Electricidad/Otros/Precios_nudo/otros_precios_de_nudo/precios_de_nudo.html> [consulta: 13 de Mayo, 2009] Comisión Nacional de Riego (CNR) (2000). Atlas Agroclimático de Chile SIG. [en línea] <http://esiir.cnr.gob.cl> [consulta: 14 de Mayo, 2009] CONIC-BF (1999). Análisis y Definición del Recurso Hídrico Disponible para el Canal Laja-Diguillín. Chile. DGA, 1987. Balance Hídrico de Chile. Dirección General de Aguas. Ministerio de Obras Públicas.

Informe Preliminar 3 36 01 Junio de 2011

DGA, 1997. Mapa de la Evapotranspiración y Evaporación. Dirección General de Aguas. Ministerio de Obras Públicas, Chile. DGA, 1989. Mapa Hidrogeológico de Chile. Escala 1:1.000.000. Dirección General de Aguas. Ministerio de Obras Públicas, Santiago, Chile. Endesa (1986). Aprovechamiento Hidroeléctrico del Río Laja. Santiago, Chile. Endesa-DOH (Dirección de Obras Hidráulicas) (1958). Convenio sobre la Regulación del Río Laja. Santiago, Chile. McPhee, J. (2009). Análisis de Vulnerabilidad del Sector Hidroeléctrico: Disponibilidad Futura de los Recursos Hídricos en Chile Frente a Escenarios de Cambio Climático. CEPAL, Santiago, Chile Vargas, X., 2009. Análisis de vulnerabilidad del sector hidroeléctrico: Disponibilidad futura de los recursos hídricos en Chile frente a escenarios de cambio climático. CEPAL. Vicuña, S., Garreaud, R., McPhee, J., 2010. Climate change impacts on the hydrology of a snowmelt driven basin in semiarid Chile. Accepted in Climatic Change.

Informe Preliminar 3 1 01 Junio de 2011

ANEXO A

PARÁMETROS CALIBRADOS MODELOS HIDROLÓGICOS

Informe Preliminar 3 1 01 Junio de 2011

Tabla A1-1: Parámetros calibrados modelo hidrológico Cuenca Aconcagua en Chacabuquito B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17

Uso de suelo

Variables de entrada

- Área de la cuenca (KM2) 0.08 1.71 4.06 10.5 34.7 98 206 367 381 266 204 146 125 96.8 81.4 62.9 31.1 - Coeficiente de cosecha (kc) Apr, 0.6, May, 0.8, Jun, 0.8, Jul, 1, Aug, 1.2, Sep, 1, Oct, 0.8, Nov, 0.6, Dec, 0.6, Jan, 0.6, Feb, 0.6, Mar, 0.6

Parámetros calibrados

- Almacenamiento del suelo, estanque superior (z1 max) 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 - Almacenamiento profundo, estanque inferior (z2 max) 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 - Conductividad de la zona radicular o estanque 1 (K1) 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 - Conductividad de la zona profunda o estanque 2 (K2) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 - Factor de resistencia al escurrimiento (FR) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 - Dirección preferencial del flujo 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - Almacenamiento inicial en el estanque 1 (z1 inicial) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 - Almacenamiento inicial en el estanque 2 (z1 inicial) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Clima Parámetros internos del

modelo

- Nivel de nieve inicial 3000 1300 600 450 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

- Temperatura de fusión de la nieve 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 - Temperatura de derretimiento de la nieve 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 - Albedo de nieve vieja 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 - Albedo de nieve nueva 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

Tabla A1-2: Parámetros calibrados modelo hidrológico Cuenca Teno después de junta con río Claro

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9

Uso de suelo

Variables de entrada

- Área de la cuenca (KM2) 150 150 150 150 150 150 150 120 30 - Coeficiente de cosecha (kc) 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5

Parámetros calibrados

- Almacenamiento del suelo, estanque superior (z1 max) 450 450 450 450 450 563 563 563 563 - Almacenamiento profundo, estanque inferior (z2 max) 600 600 600 600 600 900 900 900 900 - Conductividad de la zona radicular o estanque 1 (K1) 488 488 488 488 488 488 976 976 976 - Conductividad de la zona profunda o estanque 2 (K2) 168 168 168 168 168 461 461 461 461 - Factor de resistencia al escurrimiento (FR) 1 1 1 1 1 4 4 4 4 - Dirección preferencial del flujo 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96- Almacenamiento inicial en el estanque 1 (z1 inicial) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 - Almacenamiento inicial en el estanque 2 (z1 inicial) 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Clima Parámetros internos del

modelo

- Nivel de nieve inicial 1 1 1 1 0 0 0 0 0 - Temperatura de fusión de la nieve -2.7 -2.7 -2.7 -2.7 -2.7 -2.7 -2.7 -2.7 -2.7 - Temperatura de derretimiento de la nieve 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 - Albedo de nieve vieja 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 - Albedo de nieve nueva 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

Informe Preliminar 3 2 01 Junio de 2011

Tabla A1-3: Parámetros calibrados modelo hidrológico Cuenca Afluente laguna Invernada B1 B2 B3 B4 B5

Uso de suelo

Variables de entrada

- Área de la cuenca (KM2) 278.68 266.92 141 70.12 69.59 - Coeficiente de cosecha (kc) 0.95 0.95 0.9 0.9 0.9

Parámetros calibrados

- Almacenamiento del suelo, estanque superior (z1 max) 5000 5000 7000 10000 15000- Almacenamiento profundo, estanque inferior (z2 max) 5000 5000 10000 15000 20000- Conductividad de la zona radicular o estanque 1 (K1) 5000 5000 15000 15000 15000- Conductividad de la zona profunda o estanque 2 (K2) 5000 5000 10000 15000 15000- Factor de resistencia al escurrimiento (FR) 8 7.2 8 8 8 - Dirección preferencial del flujo 0.8 0.8 0.8 0.8 0.7 - Almacenamiento inicial en el estanque 1 (z1 inicial) 2 3 5 6 7 - Almacenamiento inicial en el estanque 2 (z1 inicial) 2 4 6 6 8

Clima Parámetros internos del

modelo

- Nivel de nieve inicial 2000 1000 500 0 0 - Temperatura de fusión de la nieve 0 0 -1 -1 -1 - Temperatura de derretimiento de la nieve 10 10 10 10 10 - Albedo de nieve vieja 0.5 0.4 0.3 0.3 0.3 - Albedo de nieve nueva 0.7 0.7 0.7 0.6 0.6

Tabla A1-4: Parámetros calibrados modelo hidrológico Cuenca Afluente laguna Laja

B1 B2 B3 B4 B5 B6

Uso de suelo

Variables de entrada - Área de la cuenca (KM2) 2.62 10.6 66.9 320 355 0.3

- Coeficiente de cosecha (kc) ( Apr, 1, May, 0.9, Jun, 0.9, Jul, 1, Aug, 0.8, Sep, 1, Oct, 1.1, Nov, 1.1, Dec, 1.2, Jan, 1.2, Feb, 1.2, Mar, 1)

Parámetros calibrados

- Almacenamiento del suelo, estanque superior (z1 max) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 - Almacenamiento profundo, estanque inferior (z2 max) 300 300 300 300 300 300 - Conductividad de la zona radicular o estanque 1 (K1) 1990 1990 1990 1990 1990 1990 - Conductividad de la zona profunda o estanque 2 (K2) 215 215 215 215 215 215 - Factor de resistencia al escurrimiento (FR) 10 10 10 10 10 10

- Dirección preferencial del flujo ( Apr, 0.3, May, 0.3, Jun, 0.3, Jul, 0.3, Aug, 0.2, Sep, 0.4, Oct, 0.4, Nov, 0.28, Dec, 0.3, Jan, 0.4, Feb, 0.4, Mar, 0.4 )

- Almacenamiento inicial en el estanque 1 (z1 inicial) 8 8 8 8 8 8 - Almacenamiento inicial en el estanque 2 (z1 inicial) 50 50 50 50 50 50

Clima Parámetros internos del modelo

- Nivel de nieve inicial 0 0 0 0 0 0 - Temperatura de fusión de la nieve -2.5 -2.5 -2.5 -2.5 -2.5 -2.5 - Temperatura de derretimiento de la nieve 7 7 7 7 7 7 - Albedo de nieve vieja 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 - Albedo de nieve nueva 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

Informe Preliminar 3 1 01 Junio de 2011

ANEXO B

SIMULACIÓN DEL AÑO HIDROLÓGICO 1998-1999

Informe Preliminar 3 2 01 Junio de 2011

Afluente Laja

05

1015202530354045

Abr-98

Jun-9

8

Ago-98

Oct-98

Dic-98

Feb-99

Cau

dal [

m3/

s]

OBSSIM

Aconcagua en Chacabuquito

05

1015202530354045

Abr-98

Jun-9

8

Ago-98

Oct-98

Dic-98

Feb-99

Cau

dal [

m3/

s]

OBSSIM

Laguna Invernada

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Abr-98

Jun-9

8

Ago-98

Oct-98

Dic-98

Feb-99

Cau

dal [

m3/

s]

OBSSIM

Río Teno

05

1015202530354045

Abr-98

Jun-9

8

Ago-98

Oct-98

Dic-98

Feb-99

Cau

dal [

m3/

s]OBSSIM

Figura AB-7-1: Simulación del año hidrológico 1998-99 en las cuencas modeladas En algunos casos, los caudales simulados sobreestiman la escorrentía de deshielo (Afluente Laja, Río Teno). Esto se debe a que las precipitaciones registradas en la alta cordillera fueron menores a las que el modelo estimó mediante la distribución espacial de precipitaciones de un año promedio.