Análisis integral de la gestión y la alteración hidrológica del río Lurín - Perú

Abstract

La implementación de caudales ecológicos y el abastecimiento de las demandas de agua en la parte baja de la cuenca del río Lurín, son problemas a solucionar para llegar a una gestión integral y sostenible del sistema. Un análisis integral de los recursos hídricos de la cuenca, permite satisfacer a los dos requerimientos de forma equilibrada. En el presente estudio se plantean diferentes trabajos para resolver estos problemas, como son: el cálculo del caudal ecológico en Antapucro y en la bocatoma Lurín, el análisis del balance hídrico y la satisfacción de las demandas mediante el desarrollo de un modelo de simulación. A partir de lo anterior, se obtuvieron los índices de alteración hidrológica y se propusieron diferentes alternativas para la mejora del sistema. Esta propuesta de alternativas se tradujo en cinco escenarios: la situación actual, que es el funcionamiento actual del sistema; propuesta 1, en esta solo se implementa los caudales ecológicos; propuesta 2, se utiliza como alternativa la reutilización de las aguas tratadas para abastecer las demandas agrícolas; propuesta 3, la construcción de un embalse de capacidad de 40 hm3/año en la sub cuenca de la quebrada Tinajas y la propuesta 4, en que se integra la reutilización de las aguas regeneradas y la construcción del embalse. El cálculo del caudal ecológico se realizó por cuatro métodos: según la legislación peruana (15% del caudal medio mensual), el método de Tennant, el caudal básico (Qb) y 7Q10 y los resultados obtenidos en Antapucro fueron de 20.678, 32.166, 35.021 y 40.251 hm3/año respectivamente. Al comparar el método de la legislación peruana, el valor resulta inferior en 55.56, 69.36 y 94.25 % a los otros tres métodos. Los valores anuales de los caudales ecológicos en la bocatoma Lurín fueron de 22.688 y 35.292 hm3/año con la Legislación Peruana y el método de Tennant, que representan un incremento de 10%, con respecto a los valores calculados en Antapucro, debido principalmente a la aportación de la quebrada Tinajas en la época de avenidas. Los valores más altos se presentan en el mes de marzo y los más bajos en los meses de setiembre y octubre en todos los métodos. En la simulación del sistema en SIMGES, la demanda poblacional, pecuaria, industrial y recreativa en todos los casos tienen una satisfacción del 100%, porque es abastecida con el agua del acuífero Lurín, pero no así la demanda agrícola que se abastece de las aguas superficiales. Esta última, con la implementación del caudal ecológico según la legislación peruana (propuesta 1), aumenta en un 14.3% con respecto a la situación actual, siendo necesaria la utilización de aproximadamente 30 hm3/año de las aguas regeneradas y la construcción de la presa, para cumplir con la satisfacción de la demanda. Otra fuente importante es el acuífero Lurín que está conectado hidráulicamente con el río y que en el 2019 abasteció con 24.235 hm3/año a todas las demandas, el acuífero en la propuesta 1 tiene recarga neta negativa de 2.231 hm3/año, pero en la propuesta 4, la recarga es positiva de 9.074 hm3/año con un volumen bombeado de 22.520 hm3/año. Los índices de alteración hidrológica (IAH) muestran un buen estado del río con un valor de 0.78 en la situación actual, debido a que el río descarga la mayor parte del caudal en los meses húmedos (enero, febrero y marzo). En un análisis de cada índice, los que evalúan los caudales mínimos extremos tienen valores cercanos a cero después de la bocatoma Lurín y demuestran que existen problemas ambientales, los índices son IAH 10, IAH 11 y el IAH 12, el primero y el ultimo se mejoran con la implementación de caudales ecológicos, pero el IAH 11, siempre tiene valor de cero, en todas las propuestas. Los valores de los IAH globales obtenidos para las propuestas 1, 2, 3 y 4 fueron de 0.83, 0.80, 0.69, 0.70, como es de esperar en las dos últimas propuestas el valor es menor debido a la construcción del embalse. La implementación de diferentes métodos para estimar el caudal ecológico en el sistema, afectó muy poco en los déficits de las demandas, pero si incremento el volumen bombeado o la disminución de la recarga neta. Con respecto a los índices de alteración hidrológica, se vieron poco influenciados por el método de caudal ecológico, porque los valores del volumen de agua para satisfacer las diferentes demandas son similares en los cuatro métodos evaluados. En la propuesta 4, en los cuatro métodos de caudal ecológico los valores de IAH fueron muy similares y variaron entre 0.70 a 0.73. Los resultados muestran que es posible hacer una gestión del sistema teniendo en cuenta la satisfacción de las demandas y el cuidado del medio ambiente. Siempre y cuando se implemente la reutilización de las aguas que descargan las PTARs y la construcción de una presa con una capacidad de 40 hm3/año. Estas últimas alternativas son las que se evaluaron en la propuesta 4, del presente trabajo.

[EN] The implementation of ecological flows and the supply of water demands in the lower part of the Lurín river basin are problems to be solved in order to achieve a comprehensive and sustainable management of the system. A comprehensive analysis of the water resources of the basin, allows satisfying the two requirements in a balanced way. In this study, different works are proposed to solve these problems, such as: the calculation of the ecological flow in Antapucro and in the Lurín intake, the analysis of the water balance and the satisfaction of the demands through the development of a simulation model. From the above, the hydrological alteration indices were obtained and different alternatives were proposed for the improvement of the system. This proposal of alternatives resulted in five scenarios: the current situation, which is the current operation of the system; proposal 1, in this only ecological flows are implemented; Proposal 2, the reuse of treated water is used as an alternative to supply agricultural demands; proposal 3, the construction of a reservoir with a capacity of 40 hm3/year in the sub-basin of the Tinajas stream and proposal 4, which integrates the reuse of reclaimed water and the construction of the reservoir. The calculation of the ecological flow was carried out by four methods: according to Peruvian legislation (15% of the monthly average flow), the Tennant method, the basic flow (Qb) and 7Q10 and the results obtained in Antapucro were 20,678, 32,166, 35,021 and 40,251 hm3/year respectively. When comparing the method of the Peruvian legislation, the value is lower by 55.56, 69.36 and 94.25% than the other three methods. The annual values of the ecological flows in the Lurín intake were 22,688 and 35,292 hm3/year with the Peruvian Legislation and the Tennant method, which represent an increase of 10%, with respect to the values calculated in Antapucro, mainly due to the contribution of the Tinajas stream at the time of avenues. The highest values are presented in the month of March and the lowest in the months of September and October in all the methods. In the simulation of the system in SIMGES, the population, livestock, industrial and recreational demand in all cases has a satisfaction of 100%, because it is supplied with the water from the Lurín aquifer, but not the agricultural demand that is supplied by the waters. superficial. The latter, with the implementation of the ecological flow according to Peruvian legislation (proposal 1), increases by 14.3% compared to the current situation, requiring the use of approximately 30 hm3/year of reclaimed water and the construction of the dam, to meet the satisfaction of the demand. Another important source is the Lurín aquifer that is

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hydraulically connected to the river and that in 2019 supplied 24,235 hm3/year to non- agricultural demands, the aquifer in proposal 1 has a negative net recharge of 2,231 hm3/year, but in the Proposal 4, the recharge is positive of 9,074 hm3/year with a pumped volume of 22,520 hm3/year. The hydrological alteration indices (AHI) show a good state of the river with a value of 0.78 in the current situation, due to the fact that the river discharges most of the flow in the wet months (January, February and March). In an analysis of each index, those that evaluate the extreme minimum flows have values close to zero after the Lurín intake and show that there are environmental problems, the indices are IAH 10, IAH 11 and IAH 12, the first and the last are they improve with the implementation of ecological flows, but the IAH 11, always has a value of zero, in all proposals. The global IAH values obtained for proposals 1, 2, 3 and 4 were 0.83, 0.80, 0.69, 0.70, as expected in the last two proposals the value is lower due to the construction of the reservoir. The implementation of different methods to estimate the ecological flow in the system affected very little in the demand deficits, but it did increase the volume pumped or the decrease in the net recharge. Regarding the hydrological alteration indices, they were little influenced by the ecological flow method, because the values of the volume of water to satisfy the different demands are similar in the four evaluated methods. In proposal 4, in the four ecological flow methods, the AHI values were very similar and ranged between 0.70 and 0.73. The results show that it is possible to manage the system taking into account the satisfaction of the demands and the care of the environment. As long as the reuse of the waters discharged by the WWTPs and the construction of a dam with a capacity of 40 hm3/year is implemented. These last alternatives are those that were evaluated in proposal 4 of this work.