Impacto del cambio climático en los recursos hídricos de la Subcuenca Quillcayhuanca, Perú

Abstract

The latest IPCC reports rank Peru as one of the nations most vulnerable to the impacts of climate change, among others due to variation in the availability of water resources. To date, the impacts on water resources in Peru are known nationally, but locally information is still limited hampering the development and implementation of policies and actions that facilitate adaptation. In the glacier Andes region of Peru the impacts of climate change on water resources could be even higher due to glacial retreat. Although the glacier input on watersheds is known, its quantification is limited increasing uncertainty about water availability in the following years. In this context, the Master Final Work aims to assess the impacts of climate change on water resources of Quilcayhuanca sub-basin, located in the glacier area of the Central Andes of Peru. This sub-basin which is part of glaciers of the Cordillera Blanca is the one that caters to the capital city of the Ancash region with a population of 130 thousand inhabitants. The importance of evaluation is its similarity to other glaciers sub-basins in the same area which together supply water to hydroelectric and mega agricultural projects of great importance in Peru. The Master Final Work is based on the development of a semi-distributed hydrological model through the RS Minerve tool. The work is divided in two stages, first developing the baseline using historical data with which the model is calibrated, and the second from future series of precipitation and temperature derived from global circulation models and climate change scenarios. In both stages the analysis of the glacier contribution is essential, so there will be glacier and no glaciers models to represent the dynamics of the sub-basin. In addition existing demands will be taken into consideration. Consequently there will be historical hydrological series comparable with series from climate change scenarios on a glacier area. It is considered that the results would be useful for local governments and institutions responsible for water management and natural resources of Peru. Furthermore, the model and methodologies developed could serve as the basis for the implementation of models in neighboring sub-basins.

Los últimos informes del IPCC clasifican a Perú como una de las naciones con mayor vulnerabilidad a los impactos del cambio climático, entre otros debido a la variación en la disponibilidad del recurso hídrico. A la fecha los impactos en los recursos hídricos en el Perú son conocidos a escala nacional, sin embargo a escala local la información es aún limitada dificultando la elaboración e implementación de políticas y acciones que faciliten la adaptación. En la región de los andes glaciares del Perú los impactos del cambio climático en los recursos hídricos podrían ser aún mayores debido al retroceso glaciar. Aunque es conocida la relación del aporte glaciar sobre las cuencas, su cuantificación es limitada incrementando la incertidumbre sobre la disponibilidad hídrica en los siguientes años. En este contexto, se propone el Trabajo de Fin de Máster que tiene por objetivo evaluar los impactos del cambio climático en los recursos hídricos de la subcuenca Quilcayhuanca, ubicada en la zona glaciar de los Andes Centrales de Perú. Esta subcuenca que forma parte del sistema de glaciares de la Cordillera Blanca es la que abastece a la ciudad capital de la región Ancash con una población de 130 mil habitantes. La importancia de su evaluación es su similitud con otras subcuencas glaciares en la misma zona que en conjunto abastecen de agua a hidroeléctricas y mega proyectos agrícolas de gran importancia en el Perú. El Trabajo de Fin de Máster se basa en la elaboración de un modelo hidrológico semidistribuido a través de la herramienta RS Minerve. Se plantea el trabajo en dos etapas, la primera la elaboración de la línea base a partir de datos históricos con los que se calibrará el modelo, y la segunda a partir de series futuras de precipitación y temperatura obtenidos de modelos de circulación global y escenarios de cambio climático. En ambas etapas será imprescindible el análisis del aporte glaciar, de manera que existirán modelos glaciares y no glaciares para representar la dinámica de la subcuenca. Además se tomarán en consideración las demandas existentes. En consecuencia se dispondrán de series hidrológicas históricas comparables con series provenientes de escenarios de cambio climático en un ámbito glaciar. Se considera que los resultados serían de utilidad para los gobiernos locales y las instituciones responsables de la gestión del agua y los recursos naturales del Perú. Además el modelo y metodologías desarrolladas servirían de base para la implementación de modelos en subcuencas aledañas.

[CA] Els últims informes del *IPCC classifiquen a Perú com una de les nacions de major vulnerabilitat enfront del canvi climàtic, entre uns altres a causa de la variació en la disponibilitat dels recursos hídrics. D'aquesta forma quantificar i avaluar els canvis en el recurs hídric és una tasca fonamental en el disseny i implementació de la gestió de conques. En el present estudi s'avaluen els impactes de dos escenaris de canvi climàtic en la *subcuenca *Quillcayhuanca, un sistema hidrològic amb alta influència glacial. Aquesta es troba situada en els Andes glacials del nord de Perú i és un dels afluents de la conca del riu Santa que flueix cap a l'oceà Pacífic. Aquesta conca i els seus afluents són de gran importància socioeconòmica ja que proveeixen d'aigua a demandes urbanes, *agroindustriales i energètiques d'importància nacional. Estudis previs en la regió han trobat que en els següents 50 anys l'oferta d'aigua serà cada vegada menor. Desafortunadament aquests estudis a escala de conca no són prou detallats i es requereix de nous estudis a escales menors. Per a açò, en *Quillcayhuanca es va implementar un model hidrològic *semidistribuido a pas de temps mensual amb l'ajuda del programari *RS *Minerve. La informació *hidrometeorológica va provenir d'estacions de terreny situades al voltant de la zona d'estudi. A causa de la limitada disponibilitat de dades, comuna a Perú, es van avaluar tècniques per a estendre la temperatura, interpolar la precipitació i estimar l'altura glacial. Els resultats mostren que el factor de correcció, el *kriging ordinari i una combinació de l'eina *GlabTop i la formulació de *Bahr són les tècniques més adequades a usar en condicions tropicals d'alta muntanya. Amb la informació disponible, *Quillcayhuanca va ser subdividida en 72 *subcuencas que podien utilitzar models glacials, no glacials o mixts. Aquests últims es van implementar per a *logar que el model simule la pèrdua de volum glacial, factor determinant en l'avaluació d'aquest tipus de conques. Tres versions de models glacials i no glacials es van avaluar per a determinar el model més adequat. La versió que usava models *GSM per a les àrees glacials i *HBV per a les no glacials va resultar en la més adequada. Els escenaris de canvi climàtic avaluats van ser el *RCP 2.6 i *RCP 8.5 per ser els més i menys optimistes, en el període 2021 - 2050. Les dades es van obtenir del model de circulació regional *RCA4, un dels pocs amb domine a Sud-amèrica. Els resultats mostren que tant en l'escenari *RCP 2.6 i 8.5 hi haurà un increment de temperatura no menor a 1 °C i una reducció generalitzada de la precipitació. En conseqüència s'espera una reducció no menor del 30 % del volum glacial per a finals del 2050. Aquesta pèrdua de volum glacial provocarà un canvi en el règim hidrològic de *Quillcayhuanca que passarà de ser depenent de les aportacions glacials, a dependre de les aportacions de precipitació i de cobertures del sòl amb capacitat d'emmagatzematge d'aigua. S'espera a més una reducció de les aportacions totals anuals no menor al 22 %, i del 34 % durant el període de *estío. Aquests canvis provocaran que els criteris de garantia deixen de complir-se per a moltes de les demandes. Els resultats també van deixar al descobert les limitades mesures estructurals i no estructurals de la gestió dels recursos hídrics de *Quillcayhuanca. Açò a causa que fins i tot en els escenaris més desfavorables certes demandes no tenen problemes de proveïment mentre que unes altres sí. Futurs estudis podrien enfocar-se a avaluar les conseqüències econòmiques i ajudar a dissenyar i avaluar mesures de gestió dels recursos hídrics i adaptació al canvi climàtic.