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Hydro-BID: Un Sistema Integrado para la Simulación de

1. gt BID Hydro BID Un Sistema Integrado para la Simulaci n de Impactos del Cambio Climatico sobre los Recursos Hidricos Parte 2 Fekadu Moreda Ph D Fernando Miralles Wilhelm Raul Mufioz Castillo Banco Interamericano de Desarrollo Departamento de Infraestructura y Medio Ambiente Divisi n de Agua y Saneamiento NOTA T CNICA amp IDB TN 529 Diciembre 2014 Hydro BID Un Sistema Integrado para la Simulaci n de Impactos del Cambio Clim tico sobre los Recursos Hidricos Parte 2 Fekadu Moreda Ph D Fernando Miralles Wilhelm Ra l Mufioz Castillo Banco Interamericano de Desarrollo Diciembre 2014 Catalogaci n en la fuente proporcionada por la Biblioteca Felipe Herrera del Banco Interamericano de Desarrollo Moreda Fekadu Hydro BID un sistema integrado para la simulaci n de impactos del cambio clim tico sobre los recursos h dricos Parte 2 Fekadu Moreda Fernando Miralles Wilhelm Ra l Mufioz Castillo p cm Nota t cnica del BID 529 Incluye referencias bibliogr ficas 1 Water resources development Databases 2 Water supply Management 3 Climate change Environmental aspects I Miralles Wilhelm Fernando II Mu oz Castillo Ra l III Banco Interamericano de Desarrollo Divisi n de Agua y Saneamiento IV T tulo V IDB TN 529 JEL code Q01025056054N56 Palabras clave recursos h dricos cambio clim tico adaptaci n LAC http www iadb org
2. Las primeras dos opciones se aplican a un solo archivo de entrada input de series de tiempo mientras que las dos ltimas se aplican a la base de datos para todas las cuencas en el dominio del modelo Uso Directo de la Precipitaci n y Temperatura Diaria dentro de un Solo Archivo Hydro BID tiene una opci n de usar las series de tiempo diarias de precipitaci n y temperatu ra Las proyecciones de clima obtenidas de modelos de circulaci n general pueden ser usadas directamente si los valores diarios se consideran precisos Sin embargo los valores diarios de modelos de circulaci n global basados en resoluciones bajas no son usualmente confiables Por lo tanto recomendamos usar datos de precipitaci n y temperatura mensual o anual para proyecciones futuras generando valores diarios usando series de tiempo diaria hist ricas tal como se explica a continuaci n Uso de Datos de Referencia Clim tica y Perturbaci n por Datos Clim ticos Mensuales Futuros Las proyecciones com nmente m s utilizadas son la precipitaci n y temperatura mensual y anual Hydro BID usa una serie de tiempo mensual de datos de proyecci n futura con datos clim ticos hist ricos diarios para llegar a proyectar datos clim ticos diarios En este m todo se asume que la variaci n diaria de los datos hist ricos est sujeta al incremento o disminu ci n proporcional de las proyecciones futuras Este m todo tambi n asume que las secuencias diarias representada
3. aparece una opci n de ment arriba de la barra de QGis que dice AHD Tools Figura A 4 Figura A 4 AHD Tools Menu El navegador AHD permite la navegaci n en las l neas de flujo y cuencas de la AHD Hacer clic en dicho men para ver el sub men con tres opciones AHD Navigator AHD Run IWRM y About AHD Tools El men AHD Run IWRM es un men especializado para correr un modelo hidrol gico particular Puede no estar incluido en todas las versiones de AHD Tools y no es necesario para la navegaci n Seleccione la opci n AHD Navigator para abrir el men RTI Analytical Hydrology Dataset Na vigator Figura A 5 average slope 0 00203 A M k Figura A 5 El Navegador RTI Analytical Hydrology Dataset mostrando la navegaci n aguas abajo de la linea de flujo RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas En el men marcar con un visto Y la caja activate activar Luego seleccione Downstream aguas abajo en la opci n Navigation Direction Direcci n de Navegaci n entonces hacer clic en alg n lugar de la capa de Flowline l nea de flujo Usted debe ver la corriente seleccionada aguas abajo desde el lugar donde hizo clic Tambi n se ver en el men la informaci n acerca de las l neas de flujos navegadas incluyendo el n mero de l neas de flujo navegadas la long
4. oe 254 E 8 Donde CN es el n mero de curva asignado por uso de suelos y ajustado cada d a Los n meros de curva son asignados a cada categor a individual de uso de suelos y al grupo hidrol gico del suelo correspondiente considerado en el modelo Por ejemplo los usos de las tierras de reas de selvas bosques que yacen sobre suelos de buen drenaje tendr n un n mero de curva diferente que el mismo uso de tierras que las que yacen sobre suelos de pobre drenaje Aunque los n meros de curva est n establecidos dentro del modelo antes de correr RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas el modelo cada d a el n mero de curva para un uso de tierras grupo de suelos es modificado en base a la condici n de humedad antecedente del suelo tal como se muestra en la Figura 3 siguiente N MERO DE CURVA CN AM2 AM2 5 D AS PREVIOS DE PRECIPITACI N A cm Figura 3 Los n meros de curva se seleccionan como funciones de la humedad antecedente como se describe en Haith 1985 Para calcular el n mero de curva para un d a determinado la humedad antecedente del suelo se calcula acumulando la lluvia y el deshielo de los ltimos 5 d as 5 AmcS5 S Reg x E 9 donde Amc5 es la precipitaci n antecedente de los ltimos 5 dias Los n meros de curva para condiciones de humedad antecedente s
5. ticos para generar y aplicar entradas inputs de precipitaci n y temperatura para el rea y el per odo de inter s Un modelo de precipitaci n escorrent a basado en el Factor de Carga de Cauces Generali zados GWLF por sus siglas en ingl s y Un esquema de c lculo hidr ulico routing para cuantificar el tiempo de tr nsito travel time y los estimados de flujos a trav s de las cuencas aguas abajo RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Hydro BID genera salidas de informaci n en forma de series de tiempo diarias de los flujos estimados para la localidad y el per odo escogidos A discreci n del usuario estas salidas pue den ser resumidas en una serie de tiempo mensual Con el fin de ilustrar las entradas la operaci n y salidas del Sistema Hydro BID el equipo de trabajo prepar un caso de estudio para la distribuci n de recursos h dricos en la cuenca del R o Grande en Argentina La versi n inicial del Hydro BID ha recibido respuesta entusiasta en las presentaciones a usuarios potenciales y miembros del BID as como de parte de audien cias t cnicas externas v a conferencias y talleres Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas El trabajo realizado durante la Fase 1 se describe en tres Notas T cni
6. 12 59461 12 5369 12 11898 11 36769 11 83656 12 1813 13 09177 13 24356 13 75619 14 63483 14 77231 Escorrentia 0 0 4 89E 05 0 001389 6 99E 05 0 001005 5 59E 05 4 70E 05 4 101157 1 12E 05 6 97E 04 Flujo GW 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Nieve 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Fusi n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Agua 0 003223 0 018891 0 02636 0 181224 0 036084 0 229352 0 03638 0 25124 1 05574 0 021607 0 108201 Satstor 0 0 0 0 o 0 o 0 0 0 0 Evapotra 2 78E 04 3 19E 04 7 17E 04 0 003119 0 00438 0 005463 0 00575 0 005979 0 006329 0 006605 0 006666 Daylight 13 45341 13 44763 13 44137 13 43464 13 42744 13 41978 13 41166 13 40308 13 39406 13 38459 13 37469 Percola 0 0 0 0 0 0 0 o 0 0 0 Unsatstor 0 002945 0 021518 0 04711 0 224057 0 255691 0 478582 0 509156 0 754378 1 304128 1 319119 1 420073 Inflow_ 0 0 0 0 0 0 0 3028 464 94 89147 20404 26 3124360 RTWR M3 0 0 o 0 0 0 0 0 350517 0 010983 2 361604 361 6158 Basados en la salida output anterior y en las series de tiempos de flujos Hydro BID produce comparaciones gr ficas tanto en pasos de tiempo diarios como mensuales tal como se muestra en la Figura 15 y Figura 16 respectivamente Adem s de evaluar el desempe o del modelo Hy dro BID calcula estad sticas que eval an el desempefio estacional y general del modelo Figura 17 Las f rmulas uti
7. 2 51 300 July 0 27 1 07 300 August 0 14 0 54 300 September 0 43 173 300 October 1 97 7 87 300 November 3 92 115 67 300 December 19 01 76 05 300 Annual overall error Year Observed Mean m 3 s Simulated Mean m 3 s Ove 96 2000 8 92 35 66 300 2001 13 57 54 27 300 2002 10 74 42 06 300 2003 9 35 99 300 2004 8 76 35 05 300 2005 6 42 25 68 300 2006 7 37 29 48 300 2007 9 69 38 77 300 Figura 17 Estad sticas de Desempefio del Modelo 4 4 Los Par metros y las Opciones de Modelaje de Hydro BID En esta secci n se describe en detalle los par metros de las entradas input del Hydro BID y se hace referencia por primera vez a varias opciones disponibles para el modelaje de una cuenca Se debe tomar en consideraci n de nuevo el Set Up GUI mostrado en la Figura 18 IWRM Interface d 15 x RECURSOS HiDRICOS p And Fie Y ADAPTACION AL RunName Sanfrancisco CAMBIO CLIMATICO EN Catchment 314090000 LATINOAMERICA Y EL Start date dd mm yyyy 1 1 2000 CARIBE End date dd mm yyyy 31 12 2010 DB Location SAsalite Browse Directrices Output Dis foot o _ S S estrategicas y Climate Data lineas de accion omens i I Flows to compare San francisco flow monthly csv Cutoff Files Folder controls Browse Output Outlet catchment All catchments Climate Scenario Temperature Adjustment 0 Precipitation Multiplier 0 8 Use Precip
8. 24 tipos de cobertura que se encuentran en cada cuenca Las celdas de la cobertura terrestre en cada cuenca se indexan a los tipos de suelo sobre los que yacen Los datos de la cobertura terrestre usados para este estudio se obtuvieron del United States Geological Survey USGS caracterizaci n Global de tierras http edc2 usgs gov glcc glcc_versioni php SouthAmerica La clasificaci n de uso de tierras se describe en http landcover usgs gov pdf anderson pdf RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Legend Land Cover Figura 6 La Cobertura terrestre indexada a las cuencas Datos de Suelos La Base de Datos Armonizada Mundial de Suelos HWSD por sus siglas en ingl s http www iiasa ac at Research LUC External World soil database HTML puede ser usada para parametrizar n meros de curva para la regi n de LAC La HWSD tiene los par metros de suelo necesarios para el modelo basado en el GWLF de cada uso de tierra dentro de cada cuenca de la AHD La HWSD combina vastos vol menes de actualizaciones de informaci n de suelos regionales y nacionales con la escala 1 5 000 000 del Mapa Digital Mundial de Sue los de la FAO UNESCO Tal y como se muestra en la Figura 7 la capa de los datos del suelo se sobrepone a las cuencas de la AHD para determinar el tipo de suelo dominante en la cuenca Entonces el tipo de sue
9. Drainage Catchment shp Adem s de estos dos shapefiles la navegaci n con las herramientas AHD requiere del uso de una tabla que contiene la relaci n aguas arriba aguas abajo entre cada corriente o cada cuenca La tabla con esta informaci n es la tabla de flujo AHD AHDFlow dbf Los detalles completos acerca de los datos de la AHD se encuentran en la Nota T cnica 1 Una Base de Datos de Hidrolog a Anal tica para Am rica Latina y el Caribe la Nota T cnica 1 incluye una descripci n de estos dos shapefiles y la tabla AHDFlow Las l neas de flujos cuencas y la tabla de flujos pueden agregarse a QGis usando el menu Add Vector 56 Instalacion y Uso de las Herramientas AHD en QGis Las herramientas AHD AHD Tools se instalan con el plugin AHDTools QGis que esta escrito en python Para instalar el plugin debe obtener el archivo AHDTools zip la cual contiene todo el software Poner una copia del archivo zip en su archivo personal QGis plugin En Windows este archivo es creado usualmente como parte del proceso de instalaci n en C Documents and Settings sunombreaqui qgis python plugins Extraer extract el contenido del archivo zip en dicho archivo Debe crearse una sub carpeta AHD Tools que contiene varios archivos Si con extraer no se crean las subcarpetas enton ces crear la carpeta de AHD Tools manualmente y mover todos los archivos extra dos a la sub carpeta Una vez que el contenido del archivo zip es extra
10. Precip cm Jan 20 0 2 42 51 Feb 20 0 2 12 29 Mar 20 0 2 22 54 Apr 20 0 1 13 25 May 20 0 5 3 49 Jun 20 0 5 1 98 Jul 20 1 0 17 Aug 20 0 3 1 48 Sep 20 0 4 0 Oct 20 0 5 7 09 Nov 20 0 2 12 13 Dec 20 0 1 14 78 Jan 21 0 2 35 12 Feb 21 0 2 52 09 Mar 21 0 2 21 12 Apr 21 0 1 13 04 May 21 0 5 1 6 Jun 21 0 5 0 39 Jul 21 1 0 61 Aug 21 0 3 1 37 Sep 21 0 4 1 48 Oct 21 0 5 3 29 Nov 21 0 2 13 22 Dec 21 0 1 4 84 RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Ap ndice G Salidas Outputs del Modelo ei Cada corrida del modelo produce cuatro archivos con el nombre de archivo identificado por el nombre del proyecto Los archivos son salvados en la carpeta de salida output Run_name settings txt Nombre del archivo Descripci n Modelrunname settings txt CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Contiene todos los par metros de entrada input y de montaje settings del modelo Modelrunname summary csv Contiene un resumen de la simulaci n n mero total de cuencas tiempo de c lculos y la lista de las cuencas simuladas Modelrunname outlet csv Contiene las series de tiempo simuladas de las variables de salida output por cuenca Modelrunname monthlySummary txt Contiene la precipitaci n temperatura series de tiempo de flujo sim
11. R S Wu 1996 Generalized Watershed Loading Functions Version 2 0 User s Manual Hamon W R 1961 Estimating potential evapotranspiration Proceedings of the American Society of Civil Engineers Journal of the Hydraulics Division 87 HY3 1 07 120 Hawkins R H 1978 Runoff curve numbers with varying site moisture Proceedings of the American Society of Civil Engineers Journal of the Irrigation and Drainage Division 104 1R4 389 398 Hong Y R F Adler F Hossain S Curtis and G J Huffman 2007 A first approach to global runoff simulation using satellite rainfall estimation Water Resour Res 43 WO8502 doi 10 1029 2006WR005739 Magrin G Garc a C G Choque D C Gim nez J C Moreno A R Nagy G J Nobre C and Villamizar A 2007 Latin America In Climate Change 2007 Impacts Adaptation and Vulnerability Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change editado por M L Parry et al 581 615 Cambridge UK Cambridge University Press USDA 1986 Urban hydrology for small watershed 210 VI TR 55 Segunda Ed Junio 1986 Schneiderman E M T S Steenhuis D J Thongs Z M Easton M S Zion A L Neal G F Mendoza and M T Walter 2007 Incorporating variable source area hydrology into a curve number based watershed model Hydrol Process 21 3420 3430 Sha J M Liu D Wang D P Swaney and Y Wang 2013 Application of the
12. bankfull_x_section_area_ft2 No usado bankfull_width_ft No usado bankfull_depth_ft No usado bankfull_discharge_ft3 No usado RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Tabla de Navegaci n de la Cuenca La tabla de navegaci n de la cuenca es una fuente importante de datos que permite crear un conjunto de cuencas de captaci n que pertenecen a una determinada cuenca hidrogr fica Ta bla 6 Esta tabla indica la direcci n de flujo de una cuenca de captaci n la cual es obtenida de la AHD Tabla 6 Campos y fuentes de datos para la tabla de Navegaci n de Cuenca Nombre de la Cuenca Fuente de datos Fromcomid AHD Tocomid AHD La tabla ncld suelos de cuenca de captaci n Catchment nlcd soils Table La tabla contiene datos esenciales para los modelos hidrol gicos Tabla 7 El uso de tierras suelos y los datos de la cobertura terrestre as como tambi n el rea asociada con una cuenca dada permiten calcular la escorrent a relacionada al tipo de uso de tierras suelos El tipo de suelo tambi n es usado para determinar el n mero de curva individual para una cobertura terrestre dada Tabla 7 Campos y fuente de datos parala tabla ncld soils de cuenca Nombre de la Cuenca Fuente de datos COMID AHD Nlcd id c digo de cobertura terrestre Uso de tierra suelos Datos de la cobertura Area Uso de tierra
13. do a la carpeta AHD Tools iniciar QGis y agregar las l neas de flujo de AHD cuencas y la tabla de flujos al canvas Hacer zoom en su rea de inter s y entonces guardar el proyecto QGis para facilitar poder devolverse a esta lo calidad particular Desde la ventana de exhibici n display window de QGis seleccionar el mend Plugins y se guir con Manage Plugins Desde la ventana QGis Plugin Manager encontrar AHD Tools Menu 0 02 y poner un visto V al cuadro para habilitarlo Entonces cerrar el men de manejo manager y haga clic en el bot n de OK tf QGIS Plugin Manager 2 x Ber 0 0 0 O To enable disable a plugin dick its checkbox or description AHD Tools Menu 0 02 Constructs a menu for AHD options Add Delimited Text Layer ES Loads and displays delimited text files containing x y coordinates Closest Feature Finder 0 6 N Select the dosest feature Coordinate Capture Capture mouse coordinates in different CRS CopyrightLabel Draws copyright information FF DB Manager 0 1 10 8 Manage your databases within QGis Diagram Overlay A plugin for placing diagrams on vector layers Figura A 3 Menu QGis Plugin Manager Poner un visto V en el cuadro al lado de AHD Tools Menu para habilitar el Men RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y lineas de accion propuestas Una vez habilitado AHD Tools Menu
14. enero todos los flujos en enero de todos los a os se suman juntos 5 Correlaci n r N NY 0 S 3 0 YS t 1 wy gt J veo So E 4 6 Coeficiente de correlaci n modificado Modified correlation coefficient r McCuen and Snyder 1975 mod min s sim 5 obs max s sim 5 obs E 5 mod Donde o Y o son desviaciones est ndar de las series de tiempo de flujos observadas y simuladas respectivamente Ver la Ecuaci n 8 para calcular las desviaciones est ndar 7 ndice de Eficiencia de Nash Sutcliffe R2 N 5 0 7 r 1 0 50 u B E 6 Donde y es la media promedio del flujo observado N 2 0 m t l N E 7 E 8 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Ap ndice C Formato para Blondes Cuencas Interrumpidas Cut off oe CARIBE Directrices estrategicas y lineas de accion Nombre del archivo Filename comid csv Se proveen tres columnas COMID Fecha d a mes a o flujo m s propuestas COMID es un Identificador de Cuencas nico Catchment Identifier donde la Cuenca interrum pida tal como un embalse est localizada Ejemplo del formato COMID Dia Flujo M3 segundo 314239700 1 1 2001 100 314239700 1 2 2001 100 314239700 1 3 2001 100 314239700 1 4 2001 100 353
15. escorrent a se i genera en forma de exceso de infiltraci n y el flujo base es una liberaci n gradual de la capa saturada Tras tomar en cuenta la escorrent a proveniente de las preci pitaciones toda agua que excede un volumen calculado de evaporaci n se infiltra _ E a la capa no saturada Con el tiempo el agua infiltrada se pasa desde la capa no saturada hacia abajo para reponer el volumen almacenado de la capa saturada El agua de la capa saturada entra en el canal de corriente como flujo de base donde se combina con la escorrent a de la cuenca y otros flujos de entrada provenientes de las cuencas de aguas arriba para proporcionar el volumen de flujo de corriente para el d a Cabe destacar que la capa saturada o agua disponible como flujo de base puede agotarse por medio de la filtraci n a un acu fero subterr neo m s profundo Precipitaci n dh saturada Y Infiltracion Escorrentia Precipitaci n Flujo de agua subterranea Zona saturada poco profunda poco profunda Zona saturada profunda Infiltraci n profunda C lculos del Modelo de GWLF Esta secci n describe las ecuaciones usadas para calcular cada componente del modelo 34des hielo evapotranspiraci n potencial escorrent a percolaci n flujo y tr nsito propagaci n como provisto por Haith et al 1996 Deshielo El paso inicial en el proceso de ablaci n de la nieve acumulada es clasificar la precipitaci n bien como lluvia l
16. laun chIWRM bat El GUI mostrado en la Figura 12 aparecer El GUI ser poblado con los valores predeterminados en el archivo settings y todos los datos requeridos para correr el modelo ser n obtenidos del archivo en uso Para correr el setup existente hacer clic en Go La interfase mostrar el estatus de la corrida del modelo tal como se muestra en la Figura 13 Cuando la corrida haya finalizado la interfase mostrar Done en la barra de estado status tal como se muestra en la Figura 14 E Iwrn Interface Setup And File Options Run Name Sanfrancisco Catchment 314090000 Startdate ddimmiyyyy 2000 Enddate ddmmyyyy 31120010 DB Location SA sqlite Output Dir out Climate Data meses dl Flows to compare San francisco f ow monthly csv n n Cutoff Files Folder controls Output 8 Outlet catchment All catchments Climate Scenario Temperature Adjustment 0 Precipitation Multiplier 0 8 Use Precipitation Multiplier s Precipitation Adjustment Use Precipitation Adjustment s Hydro Model Parameters Stream velocity mis 5 Latitude degrees 30 Start of growing season day of year 115 End of growing season day of year 210 Single Value Multiplier Curve Number os awe O 0 9 RCoefficient o 005 Seepage o 002 Grow season ET factor o 1 Dormant
17. toriales de mis colegas en RTI por lo cual doy gracias a Debra Ackerman Gene Brantly Robert Dykes Michele Eddy y Shannon Goeuriot RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Prefacio El Banco Interamericano de Desarrollo BID ofrece asistencia financiera y t cnica para pro yectos de infraestructura en agua y saneamiento irrigaci n control de inundaciones trans porte y energ a Muchos de estos proyectos dependen de los recursos h dricos y pueden verse afectados negativamente por el cambio clim tico y otros eventos que alteren la disponibilidad de agua tal como el crecimiento demogr fico y cambios en el uso de los suelos asociados con la urbanizaci n crecimiento industrial y la agricultura Evaluar el potencial de cambio futuro en la disponibilidad de agua es un paso importante para garantizar que los proyectos de infraestructura cumplan con sus metas operacionales financieras y econ micas Es impor tante tambi n examinar las implicaciones de tales proyectos en la distribuci n de los recursos h dricos disponibles entre los usuarios y los usos del agua que compiten entre si con el fin de mitigar potenciales conflictos y asegurar que dichos proyectos puedan satisfacer los pla nes de desarrollo regional de largo plazo y la preservaci n de los servicios esenciales de los ecosistemas Como parte de su compromiso de ayuda
18. urbano y agricultura 1 Visi n General os pa ses de Am rica Latina y el Caribe LAC ya han experimentado un in cremento en el n mero e intensidad de los eventos de El Ni o Oscilaci n del Sur ENSO en el transcurso de los ltimos 30 a os provocando eventos de a precipitaciones r cord en Venezuela 1999 y 2005 de inundaciones en la Pampas Argentinas 2000 y 2002 sequ as en la Cuenca del Amazonas 2005 y una temporada de huracanes r cord en el Atl ntico Sur 2004 Los pron sticos de los pr ximos 20 a os indican que entre 12 y 81 millones de personas de la regi n de LAC experimentar n estr s h drico con el n mero increment ndose entre 79 y 178 millones de personas para la d cada del 2050 Los impactos del cambio clim tico ser n variados a trav s de la regi n tal como lo resume el Panel Interguberna mental en Cambio Clim tico IPCC por sus siglas en ingl s Magrin et al 2007 En la regi n de LAC cambios en los patrones de precipitaci n producir n lluvias m s intensas en algunas reas y sequ a en otras Tormentas m s frecuentes y vio lentas podr an causar da os a la infraestructura y sobrecargar los sistemas de drenaje mientras que la disminuci n de lluvias causar a estr s h drico al mismo tiempo que aumentos en el nivel del mar tambi n pueden amenazar los acu fe ros costeros con contaminaci n salina En las regiones monta osas la p rdida de agua almacenada en los glaciares p
19. uso de tierras precipitaci n y temperatura Para la simulaci n de condiciones futuras las entradas inputs deben gene rarse ya sea reduciendo la escala en los Modelos de Circulaci n Global Global Circulation Models o aplicando el porcentaje esperado de incremento o disminuci n a los datos actuales de precipitaci n y temperatura Las salidas outputs t picas del modelo para cada cuenca incluyen las siguientes series de tiempo e Escorrent a superficial diaria RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL e Flujo de base diario CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL e Flujo total diario CARIBE e Humedad diaria almacenada en el suelo aproximada promedio no el valor real TRES Directrices e Evaporaci n diaria actual estrategicas y m l neas de acci n Las salidas outputs del modelo son guardadas en valores utilizables con formato separado por coma csv en un directorio definido de salidas outputs El formato del archivo se muestra en la Tabla 9 propuestas Tabla 9 Salidas Output del Modelo COMID 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 3 14E 08 PE 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 gesti n D a 1 1 2000 2 1 2000 3 1 2000 4 1 2000 5 1 2000 6 1 2000 7 1 2000 8 1 2000 9 1 2000 10 1 2000 11 1 2000 Lluvia 0 003223 0 018891 0 02636 0 181224 0 036084 0 229352 0 03638 0 25124 1 05574 0 021607 0 108201 HSUIENUEME
20. 10 Single Value Multiplier Curve Number s i awe O D oo sd RCoefficient o os Seepage o oo2 Grow season ET factor o ho Dormant season ET factor o fo Impervious cover percent o ei ed IEEE Working on COMID 314404100 Figura 13 Corrida del Modelo IWRM Interface Setup And File Options RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL Run Name TestRun_new CAMBIO CLIMATICO EN Catchment 314090000 Bier ats RU E 1172000 LATINOAMERICA Y EL End date dd mmiyyyy 31 1 2010 CARIBE DB Location _ C Projects LAC LatinAmericalWRM sa sqlite Output Dir out Climate Data Browse Directrices Climate Scenario estrategicas y Flows to compare _ C Projects LAC LatinAmerica lWRM San_fracisco_flow_monthly csv l neas de acci n propuestas Output Outlet catchment All catchments Climate Scenario Temperature Multiplier o Precipitation Multiplier 08 Hydro Model Parameters Stream velocity mis 5 Latitude degrees 30 0 Start of growing season day of year 115 End of growing season day of year 210 d I F i 00000000 AWC 00000080 o 8 Figura 14 Modelo finalizado 4 3 Salidas Outputs del Modelo El Hydro BID puede simular los flujos de corrientes en cuencas no intervenidas para condicio nes hist ricas actuales o futuras basadas en entradas inputs de
21. 8551 314239700 1 5 2001 100 4935238 314239700 1 6 2001 100 0128607 314239700 1 7 2001 100 1432795 314239700 1 8 2001 116 5543028 314239700 1 9 2001 100 459333 314239700 1 10 2001 103 9216366 314239700 1 11 2001 100 0557632 314239700 1 12 2001 101 141565 314239700 1 13 2001 119 5850988 314239700 1 14 2001 132 9346077 314239700 1 15 2001 135 98004 314239700 1 16 2001 100 3058625 314239700 1 17 2001 100 2916757 314239700 1 18 2001 100 5907081 314239700 1 19 2001 101 1154081 RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL Ap ndice D Formato de Series de Tiempo de Flujos Observados eee CARIBE Directrices estrategicas y lineas de accion Nombre del Archivo Filename name_of_station csv Se proveen dos columnas Fecha d a mes afio Flujo m s propuestas Ejemplo del formato Date Flow m3 s 1 1 2000 212 6011 2 1 2000 253 069 3 1 2000 458 0111 4 1 2000 199 819 5 1 2000 97 40111 6 1 2000 60 91778 7 1 2000 46 70125 8 1 2000 39 525 9 1 2000 23 19778 10 1 2000 20 04 11 1 2000 17 84857 12 1 2000 48 7475 1 1 2001 155 692 2 1 2001 277 3963 3 1 2001 258 175 4 1 2001 243 98 5 1 2001 107 396 6 1 2001 63 12 7 1 2001 48 955 8 1 2001 37 4475 9 1 2001 31 6425 10 1 2001 25 575 11 1 2001 22 19167 12 1 2001 44 50125 Ap ndice E Formato de las Series Recursos Hibracos Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN de Tiempos Clim ticos Hist ricos LATINO
22. AMERICA Y E CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n Nombre del Archivo Filename name_of station csv Se proveen tres columnas Fecha d a mes a o Temperatura C y Precipitaci n cm propuestas Ejemplo del Formato Date temp C precip cm 1 1 2000 12 6 0 2 1 2000 12 5 0 3 1 2000 12 1 0 4 1 2000 11 4 o 5 1 2000 11 8 0 6 1 2000 12 2 0 7 1 2000 13 1 0 8 1 2000 13 2 0 1 9 1 2000 13 8 0 95 10 1 2000 14 6 0 5 11 1 2000 14 8 12 1 2000 14 7 0 13 01 2000 15 4 0 3 14 01 2000 15 1 95 15 01 2000 14 0 45 16 01 2000 14 9 0 17 01 2000 15 4 0 18 01 2000 14 3 7 15 19 01 2000 15 3 0 20 01 2000 15 7 0 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL Ap ndice F Formato de las Series de Tiempo de Proyecciones de Clima e CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n Nombre del Archivo Filename name of station sen Se proveen dos columnas Fecha d a mes a o deltaT C Precipitaci n cm propuestas Nota 1 La extensi n del nombre del archivo debe ser sen 2 Las temperaturas proyectadas mensualmente se proveen como incrementos de tempera turas de referencia 3 Los datos de precipitaci n son totales mensuales en cent metros cm Ejemplo del formato GCM Scenario Initial file from GCM on date Date deltaT C
23. Flujos observados Los par metros hidrol gicos que pueden ser cambiados se muestran en la Figura 24 Cabe destacar que todos los par metros provistos aqu aplican para la cuenca entera identificada como la cuenca m s aguas abajo En una versi n futura esperamos que se permita el montaje set up de par metros regionalizados Tambi n se identifican dos conjuntos de par metros de calibraci n valor Gnico o multiplicador Un par metro de un valor nico ser utilizado en todas las cuencas de captaci n dentro de la cuenca hidrol gica Los par metros de un multipli cador son par metros que tienen estimados iniciales derivados del nivel de cuenca de la AHD AHD catchment level El valor del multiplicador es utilizado para llevar a escala hacia arriba o hacia abajo los par metros variados espacialmente al retener la variabilidad Hydro Model Parameters Stream velocity m s 5 lt Latitude degrees 30 Start of growing season day of year 15 End of growing season day of year 210 Single Value Multiplier Curve Number 0 85 AWC O 0 85 R Coefficient O 005 Seepage O 002 Grow season ET factor O A Dormant season ET factor O hh Impervious cover percent 8 O po sd Figura 24 Par metros hidrol gicos RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Para evaluar el desempe o
24. L CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Uso de tierra suelo COMID Uso de tierra Aea Tipo de suelo 315678 Bosque mixto 90 Arcilla 315678 Urbano 10 Arena D_USDA_TEX_CLASS C digo Valor 1 Arcilla pesado 2 Arcillo limoso 3 Arcilla liviano y 4 Arcilla limosa 5 Franco arcilloso 6 Limo 7 Franco limoso Grupo Hidrol gico de Suelo HSG 8 Mallo srengsb A Bajo potencial de escorrent a 9 Franco B Filtraci n moderada 10 Arcilla arenosa C Filtraci n baja 11 Arena D Mas alto potencial de escorrentia 12 Arenoso franco 13 Franco arenoso COMID Uso de tierra HSG CN 315678 Bosque mixto D 79 315678 Urbano A 82 Figura 5 Representaci n esquematica de la estimaci n del n mero de curva El ejemplo aqu dado es para una sola Cuenca de la AHD COMID 315678 que tiene dos tipos de usos de tierras Bosque mixto y Urbano y cada uso de tierra tiene un solo tipo de suelo dominante Datos de la Cobertura Terrestre Los datos de la cobertura terrestre dividen la superficie de la tierra en diferentes tipos de coberturas incluyendo tierras adecuadas para agricultura humedales y bosques cuerpos de agua y nieve y hielo permanentes Figura 6 La cobertura terrestre en cada celda grid se in dexa a las cuencas de la AHD para proveer el rea de cada una de los
25. Las opiniones expresadas en esta publicaci n sonde los autores y no reflejan los puntos de vista o la posici n del Banco Interamericano de Desarrollo de su Junta de Administraci n o de los pa ses que ellos representan El uso comercial no autorizado de los documentos del Banco est prohibido y puede ser sancionado de acuerdo con las pol ticas del Banco y o las leyes aplicables Copyright 2014 Banco Interamericano de Desarrollo Todos los derechos reservados Puede reproducirse libremente para fines no comerciales Hydro BID Un Sistema Integrado para la Simulaci n de Impactos del Cambio Clim tico sobre los Recursos H dricos Tabla de Contenido Reconocimientos Prefacio 1 Visi n General 2 Introducci n 3 Funcionamiento del Sistema Hydro BID 3 4 Funci n de Carga de Cuenca Generalizada y Tiempo de Retardo Enrutamiento C lculos del Modelo de GWLF 3 2 Parametrizaci n y Datos Par metros del GWLF N mero de Curva Precipitaci n Temperatura 3 3 Recopilaci n de Datos y Estructura de la Base de Datos Tabla de Cuencas Tabla de Navegaci n de la Cuenca La tabla ncld suelos de cuenca de captaci n Catchment nlcd soils Table Tabla Met Observacion Met observation Table 4 Funciones y Usos del Sistema Hydro BID 4 1 Inicio 4 2 Instalaci n y Corrida de Hydro BID 4 3 Salidas Outputs del Modelo 4 4 Los Par metros y las Opciones de Modelaje de Hydro BID Archivo Setting 4 5 Identifica
26. ReNuMa model in the Sha He river watershed Tools for watershed environmental management Journal of Environmental Management 124 4050 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Ap ndice A Herramienta de Navegacion de la AHD Guia del Usuario Introduccion a la AHD y las Herramientas de la AHD La Base de Datos de Hidrolog a Anal tica AHD es una base de datos espacialmente explicita i e basada en un sistema de informaci n geogr fica GIS de aguas superficiales Sirve como una plataforma espacial regional para integrar data dispersa que se necesita para apoyar los modelos de hidrograf a regional Provee un marco para la parametrizaci n de modelos en una manera consistente que provee la conectividad del flujo aguas arriba aguas abajo necesaria para dichos modelos y provee la data necesaria para mostrar los resultados en forma gr fica La AHD tiene cuatro caracter sticas claves que permiten el desarrollo y la implementaci n de herramientas de an lisis de recursos h dricos en el contexto de su din mica en una red hidro gr fica e una estructura de cuencas de pol gono anidado con un esquema nico de identificaci n de cuencas una estructura derivada correspondiente para los segmentos fluviales contenidos dentro de las cuencas e atributos descriptivos que crean un sistema interconectado de segmentos fluv
27. TACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Tabla 4 Grupos Hidrol gicos de Suelos HSG por sus siglas en ingl s derivados de las propiedades del suelo Clase de Textura del Suelo seg n la USDA Contenidos del Suelo RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Propiedad Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Bajo potencial de escorrent a y Atena anco Hanke altas tasas de filtraci n aun cuando A 11 12 13 j completamente h medo consiste 0 franco arenoso en principalmente de arenas o grava de bien a excesivamente drenadas Infiltraci n moderada y consiste Franco limoso franco Suse B 6 7 9 principalmente en suelo con textura o limo entre fina a moderadamente gruesa Infiltraci n baja cuando completamente h medo y consiste C 10 Franco arcillo arenoso principalmente de suelos con texturas entre moderadamente finas a finas Franco arcilloso franco Potencial m s elevado de arcilloso arenoso escorrent a muy baja infiltraci n D 1 2 3 4 5 8 arcilloso arenoso cuando completamente h medo y arcilloso limoso o consiste principalmente en suelos arcilla arcillosos 0 Agua 1 Hielo nieve Fuente Hong 2007 Precipitaci n El modelo requiere de una serie de tiempo de precipitaci n total diaria para cada cuenca Cel das de precipitaci n de bas
28. Tabla 2 se de ben identificar el uso de tierra suelo y el grupo hidrol gico dominante de suelo tal como se muestra en la Figura 5 RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Tabla 2 Tabla de Consulta del n mero de curva adaptada del U S Department of Agriculture USDA 1986 A B C D Tierras Urbanas y asentamientos humanos 82 88 92 93 Tierras agr colas secas y pastizales 64 75 82 85 Tierras agr colas Irrigadas y Pastizales 64 75 82 85 Tierras agr colas mixtas secas irrigadas y Pastizales 40 64 75 81 Agricultura Mosaico de Pastizales 40 64 75 81 Agricultura Mosaicos de bosques claros 40 64 75 81 Pastizales 49 70 80 87 Bosques de Arbustos 45 57 68 74 Bosques mixtos de Arbustos Pastizales 45 57 68 74 Sabana 49 70 80 87 Bosque Deciduo de hoja ancha 36 60 73 79 Bosque Deciduo de hoja acicular 36 60 73 79 Bosque Siempreverde de hoja ancha 36 60 73 79 Bosque Siempreverde de hoja acicular 36 60 73 79 Bosque Mixto 36 60 73 79 Cuerpos de agua 100 100 100 100 Humedales Herbaceos 49 70 80 87 Humedales Arbolados 49 70 80 87 Inf rtil o de poca vegetaci n 77 86 91 94 Tundra Herb cea 45 57 68 74 Tundra Arbolada 45 57 68 74 Tundra Mixta 45 57 68 74 Tundra sin vegetaci n 77 86 91 94 Nieve o Hielo 100 100 100 100 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION A
29. _stat1 tbl idx stat catchment_navigation CREATE TABLE catchment navigation fromeo catchment nlcd soils CREATE TABLE catchment nlcd soils comid I i met observations CREATE TABLE met observations comid INTE CREATE TABLE catchments seepage DOUBLE ba viga soils_1 index index CREATE UNIQUE INDEX met pk ON met obser Figura 11 Todos los datos del modelo est n contenidos en una base de datos Ejemplo SA sqilite para Am rica del Sur completa Tabla de Cuencas La Tabla 5 contiene la data central que se deriva de la AHD La tabla de cuencas tiene un co lumna nica que la identifica COMID y otras propiedades que los m todos GWLF y tiempo de retardo enrutamiento lag routing de RTI usan para similar los flujos caudales Tabla 5 Campos y fuentes de datos para la tabla de cuencas Nombre del Campo Fuente de datos COMID AHD Total_area AHD Slope AHD Channel_length AHD Latitude AHD Longitude AHD awc_cm available water con tent Definido por el usuario rcfs Recession Coefficient Definido por el usuario Seepage Definido por el usuario grow_season_start_date Definido por el usuario grow_season_end_date Definido por el usuario dormant_season_et_cover Definido por el usuario grow_season_et_cover Definido por el usuario impervious_cover_pct Definido por el usuario mannings_n_number No usado
30. a del modelo de GWLF modificado de Haith et al 1996 5 Figura 3 Los n meros de curva se seleccionan como funciones de la humedad antecedente como se describe en Haith 1985 8 Figura 4 Figura 5 Figura 6 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Figura 10 Figura 11 Figura 12 Figura 13 Figura 14 Figura 15 Figura 16 Figura 17 Figura 18 Figura 19 Figura 20 Figura 21 Figura 22 Figura 23 Figura 24 Figura 25 Figura 26 Figura 27 Figura 28 Movimiento de los flujos a trav s de la red de Corrientes de la AHD Representaci n esquem tica de la estimaci n del n mero de curva La Cobertura terrestre indexada a las cuencas Sobreposici n de los datos de suelo en la Cuenca de la AHD Precipitaci n indexada a cuencas de la AHD Temperatura indexada a cuencas de la AHD Flujo de datos Todos los datos del modelo est n contenidos en una base de datos Ejemplo SA sqilite para Am rica del Sur completa Interfase de Hydro BID Ejemplo de una corrida para la cuenca del r o San Francisco el estudio de caso descrito en la Nota T cnica 3 Corrida del Modelo Modelo finalizado Hidrogramas diarios simulados y observados Hidrogramas mensuales simulados y observados Estad sticas de Desempe o del Modelo La Interfase Hydro BID Set up Archivo setting N mero de identificaci n de la Cuenca Opciones disponibles de salida output Entrada a la carpeta Cutoff File Folder Flujos observados P
31. ar metros hidrol gicos Archivo de datos clim ticos Selecci n del escenario clim tico Montaje Setting de escenarios clim ticos Desviaciones Mensuales 10 13 14 15 17 18 19 20 24 25 26 28 28 29 30 33 34 34 35 35 36 36 38 38 39 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Lista de Tablas Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 Tabla 8 Tabla 9 Tabla 10 Tabla 11 Principales par metros del GWLF que est n relacionados con la generaci n de flujos Tabla de Consulta del n mero de curva adaptada del U S Department of Agriculture USDA 1986 USDA Clasificaci n de textura de suelos USDA 1986 Grupos Hidrol gicos de Suelos HSG por sus siglas en ingl s derivados de las propiedades del suelo Campos y fuentes de datos para la tabla de cuencas Campos y fuentes de datos para la tabla de Navegaci n de cuenca Campos y fuente de datos para la tabla ncld soils de cuenca Campos y fuente de datos para la tabla Met observation Salidas Output del Modelo Par metros de entradas input Salidas del Modelo 11 12 15 16 21 21 22 22 27 31 40 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Reconocimientos El au
32. cas Este documento cons tituye la Nota T cnica 2 Visi n General de las Notas T cnicas de esta Serie No Titulo Resumen La NT1 provee una vision general de la Base de Datos de Una Base de Datos de P ei ds j s Hidrolog a Anal tica AHD la cual contiene informaci n Hidrolog a Anal tica PN Ae m NT 1 para Am rica Latina y el geoespacial anal tica de aguas superficiales dise ada siguiendo Caribe LAC la U S National Hydrography Dataset Plus NHDPlus La AHD para la regi n LAC America Latina y el Caribe sirve como capa b sica para Hydro BID Hydro BID Un Sistema La NT2 provee una visi n general del Hydro BID el cual combina Integrado de Simulaci n a AHD datos clim ticos datos de uso de la tierra y suelos y NT2 de Impactos de Cambio el modelo de escorrent a GWLF para crear una herramienta de Clim tico en los Recursos simulaci n de recursos h dricos y usarlo a nivel de cuenca y H dricos sub cuenca Este modelo provee proyecciones de flujos de agua basadas en escenarios clim ticos seleccionados Caso de Estudio Hydro La NT3 provee resultados de una aplicaci n del sistema de BID Un Modelo de simulaci n Hydro BID a la Cuenca del Rio Grande parte de la NT 3 Recursos H dricos de la Cuenca mayor del Rio Bermejo en Argentina Este estudio de Cuenca del Rio Grande en caso provee opciones para enfrentar las temporadas de escasez Argentina de agua a trav s de mejoras en la eficiencia de los usos de agua
33. chment radio true rcoefficientsinglevalue radio true allcatchments radio false useprecipitationadjustments false useprecipitationmultipliers true Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas For Help press F1 NM Z Figura 19 Archivo setting 4 5 Identificaci n de la Cuenca Hydro BID permite la simulaci n de caudales a trav s de cuencas de diferentes tama os p ej varios n meros de cuencas Para especificar una cuenca para simulaci n el sistema re quiere la identificaci n de la cuenca AHD que se encuentre m s aguas abajo Una vez que la cuenca aguas abajo es dada el sistema navega la base de datos y recolecta todas las cuencas de captaci n dentro de la cuenca hidrogr fica p ej cuencas que drenan al punto de salida En el ejemplo que sigue en la Figura 20 la simulaci n est montada para el modelaje de todas las cuencas que drenan a la cuenca de salida output 314090000 la cual corresponde a la estaci n de aforo del R o San Francisco en Caimancito Argentina Setup And File Options RunName Sanfrancisco Catchment 314090000 Figura 20 N mero de identificaci n de la Cuenca El n mero de identificaci n de la cuenca puede encontrarse usando la herramienta de navega ci n de base SIG que se describe en el Ap ndice A El Sistema permite opciones para guardar los flujos en todas las cuencas de salida outlet o solamente la de la cuenca que se encuentra
34. ci n de la Cuenca vi 11 11 11 17 18 19 21 21 22 23 23 23 27 30 32 34 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas 4 6 Cuencas Interrumpidas Cut off 34 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL 4 7 Calibraci n del Modelo 35 CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL 4 8 Opciones de Datos Clim ticos 36 CARIBE 49 Proyecciones de Cambio Climatico 37 Directrices Uso Directo de la Precipitacion y Temperatura Diaria dentro de un estrategicas y Solo Archivo 37 l neas de acci n propuestas Uso de Datos de Referencia Clim tica y Perturbaci n por Datos Clim ticos Mensuales Futuros 37 Permitir el Incremento Disminuci n Global de la Precipitaci n Temperatura 38 Permitir Factores de Incremento o Disminuci n Mensual 38 4 10 Salidas Outputs del Modelo 39 Referencias 41 Ap ndice A Herramienta de Navegaci n de la AHD Gu a del Usuario 42 Ap ndice B Estad sticas de Calibraci n de Hydro BID 51 Ap ndice C Formato para Cuencas Interrumpidas Cut off 53 Ap ndice D Formato de Series de Tiempo de Flujos Observados 54 Ap ndice E Formato de las Series de Tiempos Clim ticos Hist ricos 55 Ap ndice F Formato de las Series de Tiempo de Proyecciones de Clima 56 Ap ndice G Salidas Outputs del Modelo 57 Lista de Figuras Figura 1 Diagrama de Flujo Hydro BID 3 Figura 2 La representaci n esquem tic
35. de los par metros las salidas output de las series de tiempo de RECURSOS H DRICOS flujos de cada corrida se trazan contra las series de tiempo de flujos observados Hay trazados Y ADAPTACION AL de series de tiempo diario y mensual Ademas las estadisticas generales de la simulaci6n se CAMBIO CLIMATIC EN calculan basados en las medidas de desempe o que se describen en el Ap ndice B LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices 4 8 Opciones de Datos Clim ticos estrategicas y l neas de acci n Hydro BID usa una base de datos para almacenar todo los datos de entrada input y par me propuestas tros Figura 25 La precipitaci n y la temperatura se proveen en la tabla Met_observation En cuencas donde se pretenda usar valores de aforo Hydro BID permite que el usuario provea series de tiempo de precipitaci n y temperatura El formato del archivo de datos clim ticos se describe en el Ap ndice E Climate Data _ climate_data csv Browse Figura 25 Archivo de datos climaticos 4 9 Proyecciones de Cambio Clim tico Hydro BID permite las siguientes proyecciones de escenarios de cambio clim tico uso directo de la precipitaci n y la temperatura diaria dentro de un solo archivo uso de datos de referencia clim tica con la habilidad de perturbar los datos mediante da tos mensuales clim ticos futuros e ncremento disminuci n global de precipitaci n temperatura por un factor y e Factores de incremento o disminuci n mensual
36. e Adjustment 0 CAMBIO CLIMATICO EN Precipitation Multiplier 0 8 8 Use Precipitation Multiplier s LATINOAMERICA Y EL CARIBE Precipitation Adjustment Use Precipitation Adjustment s Figura 27 Montaje Setting de escenarios clim ticos Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Permitir Factores de Incremento o Disminuci n Mensual Tambi n Hydro BID permite capturar la variabilidad estacional del clima proyectado Por ejemplo si los modelos de proyecci n de clima muestran un cambio diferente de precipitaci n en el verano comparado con el invierno o una variaci n mensual de los cambios de precipita ci n clima el sistema puede perturbar dicho clima mediante el uso de unos factores mensua les espec ficos como se muestra en la Figura 28 El Temp 0 on PEN FA Precip Mult Ioj x January H January 0 8 February a February 08 March a March 08 April 1 Aprit 08 May 2 May 08 June 2 June 1 July 2 y h1 August 2 August 14 September 2 September la October M October 0 8 November H November 08 December l1 December 08 Figura 28 Desviaciones Mensuales 4 10 Salidas Outputs del Modelo La salida output principal de Hydro BID son las series de tiempo diarias de flujo para el pe riodo de simulaci n La duraci n de la simulaci n depende de si el usuario est interesado en un periodo hist rico
37. e capa Estos tipos de s mbolos solo est n disponibles si el men AHD Tools plugin ha sido habilitado RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Bibliografia ESRI 2010 ArcGIS Desktop Release 10 0 Redlands CA Environmental Systems Research Institute Disponible en http www esri com software arcgis arcgis10 FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations 2011 Hydrological basins in South America Derived from HydroSHEDS Disponible en http www fao org geone twork srv en main home Acceso en septiembre 2011 FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations 2011 Hydrological basins in Central America derived from HydroSHEDS Disponible en http www fao org geone twork srv en main home Acceso en septiembre 2011 Conservation Science Program of the World Wildlife Fund WWF n d HydroSHEDS Available at http www worldwildlife org science projects freshwater item1991 html Acceso en agosto 2011 USGS U S Geological Survey 2011 HydroSHEDS 15 arc second DEMs for SA and CA regions SRTM elevation DEM Hydro DEM flow direction DEM flow accumulation DEM Dispo nible en http hydrosheds cr usgs gov Acceso en septiembre 2011 USGS U S Geological Survey 2011 National Hydrography Dataset NHD Data Distribution Disponible en http viewer nationalmap gov viewer nhd html p n
38. e par metro puede ser un solo valor Coeficiente R aplicado a todas las cuencas o un multiplicador de los valores de 0 01 las cuencas Los valores de las cuencas no est n disponibles Tabla 10 Par metros de entrada input continuaci n RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN Setup y Opciones Valor LATINOAMERICA Y EL de Archivo Sugerido CARIBE Descripcion Coeficiente de permeabilidad para determinar la infiltraci n profunda desde la capa saturada Este par metro puede ser Directrices Permeabilidad un solo valor aplicado a todas las cuencas o un multiplicador 0 005 estrategicas y de los valores de las cuencas Los valores de las cuencas no l neas de acci n est n disponibles propuestas Factor de evapotranspiraci n durante la estaci n de cultivo Factor de ET de la Este par metro puede ser un solo valor aplicado a todas las estaci n de cultivo cuencas o un multiplicador de los valores de las cuencas Los valores de las cuencas no est n disponibles 1 0 Factor de evapotranspiraci n durante la estaci n de latencia cuando no se est cultivando Este par metro puede ser un solo valor aplicado a todas las cuencas o un multiplicador 1 0 de los valores de las cuencas Los valores de las cuencas no est n disponibles Factor de ET de la estaci n de latencia Porcentaje estimado de la porci n impermeable de la cuenca Porcentaje de la en 96 Este par metro puede ser un s
39. ecas promedio y h medas son CN1 CN2 y CN3 respectivamente En base a la Figura 3 el n mero de curva real para el d a t CN2 es seleccionado como una funci n lineal de la precipitaci n antecedente de 5 d as Amc5 dada en la Ecuaci n 9 El modelo requiere especificar CN2 Los valores para CN1 y CN3 son calculados de las apro ximaciones de Hawkins 1978 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas iia PE 2 334 0 01334CN2 E 10 s CN2 0 4036 0 0059CN2 E 11 Percolaci n Se calculan los balances diarios de agua dentro de ambos compartimientos del suelo La ecua ci n para la capa no saturada es como sigue U U R FM 0 EE E 12 En forma similar el balance de agua para el rea saturada se calcula de la manera siguiente Sa S P G D E 13 En la ecuaci n anterior U y S son las humedades del suelo de las zonas no saturada y la zona de poca profundidad en el comienzo del d a t y Q E P G y D son la escorrent a de la cuen ca la evapotranspiraci n real la percolaci n hacia la zona saturada poco profunda el flujo volumen de aguas subterr neas hacia el arroyo i e flujo base y la infiltraci n hacia la zona saturada profunda respectivamente en el dia t cm La percolaci n ocurre cuando el agua en la zona no saturada sobrepasa la capacidad disponi ble de ag
40. en Datos de Clima caso que no haya datos clim ticos distribuidos espacialmente El modelo usa estos datos para la extensi n completa de la cuenca en estudio Ver el archivo de ejemplo para los formatos Archivo de entrada input de las series de tiempo de flujos poesi observadas para comparar con los flujos simulados Ver el archivo Comparer de ejemplo para los formatos Escenario Proyecci n disponible del escenario clim tico Ver el archivo de Clim tico ejemplo para los formatos Cambio de Cambio de temperatura por el cambio clim tico El valor dado ser P i a is 0 Temperatura sumado restado uniformemente de la temperatura media diaria Multiplicador de Incremento Disminuci n de la precipitaci n proporcional a los 1 Precipitaci n valores diarios Par metros del Modelo Hydro veache EIE Velocidad promedio estimada de la corriente 0 5 m s corriente Latitud Ubicaci n del centroide de la cuenca Este valor puede obtenerse de la tabla AHD mas ES estacion Fecha juliana del d a de inicio de la estaci n de cultivo de cultivo uncle E estacion Fecha juliana del ltimo d a de la estaci n de cultivo de la regi n de cultivo Contenido de Agua Disponible AWC por sus siglas en ingl s AWC Este par metro puede ser un solo valor aplicado a todas las 10 cm cuencas o un multiplicador de los valores de las cuencas Los valores de las cuencas est n disponibles Coeficiente de Recesi n Est
41. en los c lculos de las estad sticas de rendimiento e O Flujo observado en el d a t e S Flujo simulado del modelo en el d a t A continuaci n est n los calculos de estad sticas despu s de cada corrida del modelo 1 Generar el flujo promedio mensual Para ambos flujos observado y simulado los flujos mensuales promedios Om ys calculan my 5 NDAYS 2 0 t l Om NDAYS m E 1 NDAYS 2 5 t l S0 NDAYS m E 2 donde m es el mes y es el a o y NDAYS es el n mero de dias en el mes RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas 2 Error de volumen general Overall volume error ove RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN N N LATINOAMERICA Y EL ds 29 CARIBE a ove 100 O p r Directrices E 3 estrategicas y A e m l neas de acci n Donde N es el n mero de d as de la simulaci n sin el primer a o Tal como se describi propuestas antes el t 1 comienza el primer dia del segundo afio de la simulaci n 3 Error de Volumen Anual Annual volume error ave El error de volumen anual utiliza la misma ecuaci n E 3 pero calcula para cada a o por separado 4 Error de Volumen Mensual Monthly volume error mve Para cada uno de los 12 meses se calcula el error de volumen mensual mediante la ecua ci n 3 Por ejemplo para el mes de
42. enerado en una determinada cuenca para alcan zar la cuenca aguas abajo y se calcula como un producto de la longitud del arroyo dividida por la velocidad promedio Mientras que la longitud del arroyo se obtiene directamente de la red de corrientes AHD la velocidad promedio es un par metro que puede ser especificado en el modelo En los Estados Unidos se utiliza una ecuaci n emp rica para derivar las velocidades promedios basada en el flujo y la pendiente Jobson 1996 En la LAC se establece un valor por defecto de 0 5 m s y el usuario puede cambiarlo por la velocidad promedio como un par metro de calibraci n RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas La cabecera alcanza los flujos generados con el GWLF La salidad desde la cuenca despu s de la entrada el flujo del GWLF sujeto al RTI Lag routing Figura 4 Movimiento de los flujos a trav s de la red de Corrientes de la AHD 3 2 Parametrizaci n y Datos Par metros del GWLF La mayor a de los par metros requeridos por el GWLF se acoplan en una base de datos para cada cuenca de la AHD incluyendo el rea de captaci n y la longitud del arroyo Los par me tros principales del GWLF se describen en la Tabla 1 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n prop
43. es de datos nacionales e internacionales para un registro hist rico as como tambi n escenarios futuros de cambio clim tico pueden ser indexados a cada cuenca Figura 8 Para cuencas peque as datos de aforos pueden ser asignados a una cuenca entera Precipitaci n diaria Daily Precipitation mm day EH o o MA 0 2 0 3 MIA 0 4 0 5 MA o s o s Ec AHD Flowlines AHD Catchments Country Boundary Figura 8 Precipitaci n indexada a cuencas de la AHD Temperatura El modelo requiere de series de tiempo de temperatura media diaria para cada cuenca Los da tos de temperatura en cada celda grid obtenida de bases de datos nacionales e internaciona les para registro hist rico as como tambi n escenarios futuros de cambio clim tico pueden ser indexados a cada cuenca Figura 9 Para cuencas pequefias datos de aforos pueden ser asignados a la cuenca entera Temperatura Legend Temperature Degrees Kelvin I 269 278 MA 279 280 E 2 22s AHD Fiowlines AHD Catchments Country Boundary x o 10 20 ra Kilometers Source NASA November 2 2011 Figura 9 Temperatura indexada a cuencas de la AHD RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas 3 3 Recopilaci n de Datos y Estructura de la Base de Datos El Hydro BID corre desde una sola base de datos reco
44. esarrollar esquemas de asignaci n de recursos h dricos an lisis de riesgos y disefios de adaptaci n Hy dro BID puede ser utilizado con datos clim ticos hist ricos o proyecciones clim ticas futuras para el modelaje de flujos de agua superficiales en toda la cuenca para evaluar los impactos potenciales del cambio clim tico en los flujos de aguas y la infraestructura y apoyar el dise o de proyectos y estrategias de adaptaci n Las opciones de adaptaci n incluyen respuestas a los descensos en los flujos de aguas a largo plazo al incremento de los flujos al incremento en la variaci n de flujos de estaci n e interanuales Hydro BID ha sido desarrollado para servir de herramienta clave de planificaci n para Agencias de planificaci n y manejo de recursos h dricos e Autoridades de control de drenaje inundaci n e Autoridades de irrigaci n e Proveedores de energ a hidroel ctrica e Servicios de suministro de agua y saneamiento y Usuarios de agua industriales RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas 3 Funcionamiento del Sistema Hydro BID 8 sta secci n describe las ecuaciones b sicas que gobiernan el GWLF y la metodolog a de tiempo de retardo enrutamiento lag routing de RTI los requerimientos de data y parametros y los flujos de data del sistema de a modelaje y la Interfaz Grafica de Usuario GUI por s
45. etr a AHD o una capa AHDFlow debido a que no utiliza el nombre de la capa entonces se les puede dar cualquier nombre a las capas Es conveniente nombrar las cuencas seleccionadas usando la navegaci n aguas arriba con el COMID de la caracter stica m s aguas abajo por ejemplo Flowline 314927700 Con sto se ayuda a organizar el conjunto de l neas de flujo cuencas y filas de la tabla AHDFlow Capas de S mbolos En QGis est n predeterminados los conjuntos de l neas de color y pol gonos al azar Los pol go nos siempre est n rellenos con colores s lidos Las caracter sticas seleccionadas se muestran en amarillo v vido Esto significa que con los datos de AHD las corrientes seleccionadas en una cuenca que tambi n est seleccionada no van a estar visibles porque el amarillo de la corriente seleccionada va a coincidir con el color amarillo de la cuenca seleccionada Para mejorar la exhibici n de las l neas de flujo y cuencas de AHD se crearon las capas de s m bolos adaptables custom Las capas de s mbolos adaptables son AHD Custom Catchment y AHD Custom Flowline Los usuarios pueden cambiar la forma de mostrar las l neas de flujo y cuencas mediante un clic a la derecha en la capa del men Layers capas en QGis y seleccionando el men de Proper ties propiedades Entonces se selecciona AHD Custom Catchment o AHD Custom Flowli ne de la lista del men Symbol Layer Type tipo de s mbolo d
46. fica de Cutoff Files Folder como se muestra en la Figura 22 Cutoff Files Folder controls Figura 22 Entrada a la carpeta Cutoff File Folder El formato del archivo se describe en el Ap ndice C Debe destacarse que si hay embalses en varios ramificaciones de la cuenca interrupciones cutoffs m ltiples pueden proveerse guardando las series de tiempo de las descargas Esta mejora permite aplicar el modelo en cuencas grandes con embalses Adem s las cuencas aguas arriba de los embalses pueden modelarse como cuencas separadas si los flujos de en trada a los embalses son requeridos RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas 4 7 Calibraci n del Modelo Hydro BID provee un n mero de par metros iniciales para simulaciones hidrol gicas sin em bargo como en todos los modelos los par metros necesitan ser calibrados para simular los caudales deseados con precisi n Figura 23 Para permitir la calibraci n dentro del sistema Hydro BID tiene una opci n para agregar las series de tiempo de flujos observados El formato para las series de tiempo de flujos se describe en el Ap ndice D Actualmente el sistema re quiere una calibraci n manual en la cual el usuario selecciona y cambia los par metros en el montaje set up y repite la corrida del modelo Flows to compare San francisco flow monthly csv Figura 23
47. ga del canvas RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas QGIS 2012 Figura A 8 Las cuencas m s aguas arriba a lo largo de la delineaci n de la cuenca han sido seleccionados al mantener presionada la tecla Control y haciendo clic con el mouse en cada cuenca Con las teclas Shift y Control es posible crear cualquier selecci n arbitraria de cuencas de l neas de flujo de la AHD Es posible mezclar navegaci n aguas arriba y aguas abajo cuando se intercambia la direcci n de navegaci n y se presiona la tecla Control durante todos los clics del mouse Cuando la ventana de navegaci n est abierta y si hace clic en cualquier tem del men QGis como el magnificador zoom puede darle al bot n Reset en la ventana de navegaci n para as reanudar el uso del navegador Esto desactivar cualquier caracter stica seleccionada Tambi n puede usar el cuadrado Activate para reiniciar el AHD Navigator sin desactivar la selecci n Solo debe eliminar el visto V y volverlo a poner en el cuadrado Activate Esto ac tiva el navegador pero no reinicia reset el AHD Navigator El reinicio reset solo desactiva la selecci n de la capa seleccionada en el cuadrado combo Navigation Layer de manera tal que pueda tener caracter sticas seleccionadas tanto en la cuenca como en las l neas de flujo Creaci n de un Subconju
48. hd Acceso en agos to 2011 USGS U S Geological Survey 2011 An overview of the National Hydrography Dataset Dispo nible en http nhd usgs gov Acceso en diciembre 13 2011 NHDPlus User Guide version July 1 2007 U S Geological Survey and U S Environmental Protection Agency Disponible en www horizon systems com NHDPlus data NHDPLUS UserGuide pdf Acceso en agosto 2011 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Ap ndice B Estadisticas de Calibracion de Hydro BID Hydro BID produce series de tiempo de flujo de corrientes a nivel de cuenca Esta salida ou tput se puede adaptar a una aplicaci n espec fica del modelo Por ejemplo para fines de calibraci n las series de tiempo de flujo simuladas se generan para comparar con aquellas series de tiempo de flujos observadas en las estaciones de aforo Los siguientes resultados estad sticos se basan en el flujo simulado y observado de series de tiempo de flujo Supuestos e Laserie de flujo observada se supone que no tiene ning n valor faltante para el per odo de simulaci n Tanto los flujos observados y simulados son en metros c bicos por segundo cms e Ambas series de tiempo est n en un intervalo de tiempo diario Para evitar el impacto de la condici n inicial de la simulaci n del modelo el primer afio del per odo de simulaci n no ser considerado
49. iales aguas arriba y aguas abajo y entre cuencas e una estructura de base de datos para poblar y adjuntar atributos adicionales espec ficos al modelo Las herramientas AHD est n dise adas para ayudar a los usuarios con la visualizaci n y nave gaci n en las l neas de flujo y cuencas de la AHD en la aplicaci n de escritorio Quantum GIS QGis Las herramientas cuentan con men s simples que permiten a los usuarios escoger cu les caracter sticas quieren navegar y luego mostrar la informaci n de los resultados de la navegaci n Estas herramientas tambi n contienen s mbolos disefiados especialmente para mejorar la exhibici n de las geometr as de la AHD y los resultados de navegaci n Uso de la AHD en QGis El software QGis puede ser descargado desde http hub qgis org projects quantum gis wiki Download Est disponible para Windows Linux Max Android y otros sistemas operativos La versi n m s reciente de QGis es la 1 7 4 Las herramientas AHD AHDTools se han probado en esta versi n de QGis en las plataformas de Windows XP y Windows 7 1 Este texto es un extracto de la Nota T cnica 1 TN1 Una Base de datos de Hidrolog a Anal tica para Am rica latina y el Caribe preparada por RTI International para el Banco Interamericano de Desarrollo Enero 2012 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Una vez ins
50. ical Hydrographic Dataset AHD para las regiones de Am rica Latina y el Caribe La AHD se describe en detalle en la Nota T cnica 1 de esta serie El Hydro BID utiliza la estructura de datos y las topolog as de red de cuencas y corrientes de la AHD ste incorpora datos de uso de tierras tipos de suelos pre cipitaciones y temperatura dentro del rea de estudio as como los flujos de co rrientes observados para usarlos en calibraci n Hydro BID incluye una interfaz de pre procesador para desagregar data de clima mensual en una serie de tiempo diaria de temperatura y precipitaci n siendo sta la forma requerida de entrada de datos El Sistema aplica el modelo est ndar Factor de Carga de Cauces Generali zados GWLF por sus siglas en ingl s en conjunto con una metodolog a nueva de tiempo de retardo enrutamiento lag routing desarrollada por RTI La salida se ge nera como una serie de tiempo de proyecciones de flujos de agua en escala diaria o mensual El sistema tiene una interfaz de usuario para aceptar la entrada input del modelo as como tambi n para mostrar un resumen gr fico y tabular de los outputs Figura 1 Diagrama de Flujo del Hydro BID Ulteriormente las salidas de Hydro BID deben ser analizadas en conjunto con la data adicio nal y las proyecciones de demanda de agua costos el valor econ mico generado por los usos de agua y el desempe o esperado de la infraestructura en cuesti n para entonces d
51. itation Multiplier s Precipitation Adjustment Use Precipitation Adjustment s Hydro Model Parameters Stream velocity m s 5 Latitude degrees 30 Start of growing season day of year 115 End of growing season day of year 210 Single Value Multiplier Curve Number O ps 1 awe O o bs R Coefficient o os Seepage O 0 02 Grow season ET factor O Booo Dormant season ET factor o h j Impervious cover percent o B 1 Figura 18 La Interfase Hydro BID Set up Los par metros mostrados en la interfase anterior se describen en la Tabla 10 Tabla 10 Parametros de entradas input RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN Setup y Opciones Valor LATINOAMERICA Y EL de Archivo Sugerido CARIBE Descripci n HO oa Un identificador de corrida run Run Name Cuenca de ID del punto de salida de la cuenca que corresponde con la E captaci n especificaci n de la AHD eoe Deme l neas de acci n Fecha de inicio Fecha de inicio de la simulaci n propuestas fees un Fecha de finalizaci n de la simulaci n finalizaci n Localizaci n de la base de datos proveer camino completo cable Ejemplo C projects ca sqlite Localizaci n de los archivos de salida output SERRE Ejemplo C projects out Archivo de entrada input para datos de clima datos de precipitaci n y temperatura diaria Estos datos son opcionales
52. itud de todas las l neas de flujo la elevaci n m xima y m nima de todas las l neas de flujo y la pendiente promedio Use el bot n de Reset para des seleccionar cualquiera de la l neas de flujo seleccionadas Use la selecci n de Geometry Layer capa de geometr a para cambiar la capa de navegaci n a Catchment cuenca y cambiar la direcci n a Upstream aguas arriba Luego haga clic en alg n lugar de la capa Catchment cuenca La misma seleccionara todas las cuencas desde la cuenca donde hizo clic y todas aquellas cuencas aguas arriba Figura A 6 QGIS 2012 Figura A 6 Navegaci n Upstream aguas arriba de la capa de cuencas El mend AHD Navigator mostrar el n mero de cuencas navegadas y el rea total en kil metros cuadrados Internamente el AHD Navigator Navegador AHD utiliza la tabla AHDFlow para navegar aguas arriba y aguas abajo Para ver cuales filas en esa tabla se usan para navegaci n debe abrir la tabla AHDFlow en el men de Layers capas Haga clic a la derecha y seleccione del men Open attribute table abrir los atributos de la tabla En la ventana de la tabla Attribute de atributos poner un visto V en el cuadrado inferior izquierdo que dice Show selected only mostrar solo los seleccionados RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas En la medida
53. lizadas para calcular estas estad sticas se encuentran en el Ap ndice B Daily Flow Data with Daily Rainfall 1 200 1 100 1 000 900 Flow m 3 s 3 S ua jejujey 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Date Comparison Flow m 3 s IWRM Modeled Flow m 3 s Rain cm Figura 15 Hidrogramas diarios simulados y observados 325 300 Ro 2 E 3 200 e 15 150 125 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Month Comparison Flow m 3 s IWRM Modeled Flow m 3 s Rain cm Figura 16 Hidrogramas mensuales simulados y observados RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas lolx iz RECURSOS H DRICOS Statistics Graph Y ADAPTACION AL Overall statistics E Statistic Value CAMBIO CLIMATICO EN Overall volume error ove 300 Correlation r 1 LATINOAMERICA Y EL Modified Correlation Rmod 0 25 Nash Sutcliffe Efficiency R 9 54 CARIBE Monthly volume error Directrices EH imulated 7 Ove a January x 24 29 o 97 14 300 estra tegl Cas y February 3373 134 93 300 gt E Maren 225 2001 300 l neas de acci n May 164 1656 300 propuestas June 0 63
54. lo dominante se clasifica con un grupo hidrol gico de suelo basado en la clasificaci n del U S U S Department of Agriculture USDA ver Tabla 3 El grupo hidrol gico de suelo determina la propiedad de drenaje del suelo como se muestra en la Tabla 4 Hay cuatro tipos de grupos hidrol gicos de suelos A B C y D El tipo A corresponde al suelo con alta filtraci n y el tipo D corresponde a suelos con pobre filtraci n y por lo tanto con tasas de filtraci n bajas Los tipos B y C son clases intermedias Los par metros de suelos requeridos para el tipo de suelo correspondiente se indexan a la cuenca y al uso de la tierra RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Tabla 3 Suelos Legend Soil Texture Medium BH Fine AHD Flowlines _ AHD Catchments Country Boundary Source Food amp Agriculture Association November 2 2011 MARTI Figura 7 Sobreposici n de los datos de suelo en la Cuenca de la AHD CODIGO VALOR 1 Arcilla pesado 2 Arcillo Limoso 3 Arcilla liviano 4 Franco Arcillo Arenoso 5 Franco Arcilloso 6 Limo 7 Franco Limoso 8 Arcillo Arenoso 9 Franco 10 Franco Arcillo Arenoso 11 Arena 12 Arenoso Franco 13 Franco Arenoso USDA Clasificaci n de textura de suelos USDA 1986 RECURSOS H DRICOS Y ADAP
55. m s aguas abajo p ej el punto de fluidez En el ejemplo mostrado en la Figura 21 la salida output de la simulaci n de una sola cuenca aguas abajo se provee al final de la simulaci n Esta opci n es deseable cuando la cuenca se extiende sobre un n mero grande de cuencas de captaci n as como tambi n cuando se hace la calibraci n inicial En circunstancias donde se necesitan varios an lisis de flujos en cuencas interiores p ej puntos de diversi n de suministro de agua el modelo final debe correr con la opci n especificada de All catchments Esto provocar que el modelo produzca resultados de salida output para todas las cuencas de captaci n de la cuenca hidrogr fica Output amp Outlet catchment 3 All catchments Figura 21 Opciones disponibles de salida output 4 6 Cuencas Interrumpidas Cut off Aunque Hydro BID est disefiada principalmente para representar procesos hidrol gicos natu rales hemos mejorado el sistema para ser utilizado en reas donde hay cuencas con alteraci n antropog nica significativa Dicha alteraci n incluye embalses Por ejemplo si la cuenca de captaci n superior de un r o grande contiene un embalse grande y se conoce la descarga de la embalse el sistema puede simular las cuencas de captaci n aguas abajo del embalse Esto se logra al proveer unas series de tiempo de flujos descargas desde el embalse Un archivo que contiene estas series de tiempo debe ser guardado en la carpeta espec
56. n el d a t C Cuando T lt 0 PET est dispuesta a cero La presi n de vapor de agua saturada puede ser aproximada como en Bosen 1960 e 33 8639 0 007387 0 8072 10 000019 1 87 48 0 0013 16 para T 0 E 4 El n mero total de horas de luz solar se calcula como Forsythe et al 1995 2Cos tan tang w E 5 H t RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas donde H horas de luz solar 5 esla declinaci n solar en radianes o esla latitud geogr fica en radianes es la rotaci n angular de la tierra La PET se ajusta entonces en base al uso de tierras suelos y condiciones de la cobertura utili zando un factor de cobertura PET gag CV PET T Donde PET es la PET de cobertura ajustada y CV es el factor de cobertura Adj t Los valores CV dependen de la cobertura vegetal y de cultivos La evapotranspiraci n real es calculada de la PET de cobertura ajustada pero est limitada por la disponibilidad de agua en la humedad del suelo Escorrent a La escorrent a superficial generada tanto de la lluvia como del deshielo se calcula usando la ecuaci n del n mero de curva del U S Soil Conservation Service p 2 da e R 0 8D E 7 donde RO es la escorrent a cm R es la suma de lluvia y deshielo D es el par metro de detenci n calculado de la forma siguiente D
57. nto de AHD El mostrar simult neamente todas las l neas de flujo y cuencas de Am rica Latina puede provocar que QGis tome un tiempo largo en refrescar la pantalla Si un Proyecto solo nece sita datos para una cuenca en particular o un rea rectangular resulta til la creaci n de un subconjunto de la AHD que incluya tanto las capas de geometr a con la tabla AHDFlow Esto se puede lograr usando cualquier m todo de selecci n para escoger caracter sticas en cualquiera de la capas de geometr a y luego seleccionando al menos una cuenca en las ca racter sticas seleccionadas usando el AHD Navigator mientras se presiona la tecla Control RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Estos pasos hacen que el AHD Navigator seleccione todas las filas de la tabla AHDFlow que estan relacionadas de alguna manera con las caracteristicas seleccionadas En QGis las caracteristicas escogidas y las filas de la tabla AHDFLow seleccionada pueden ser salvadas en nuevos archivos shapefiles haciendo clic a la derecha en la caracteristica en el mend de Layers capas y seleccionando del mend Save selection as Las caracteristicas seleccionadas de la capa de geometria y la tabla AHDFlow pueden ser salva das en un nuevo archivo shapefile con un nuevo nombre El AHD Navigator busca campos par ticulares en cualquier capa para determinar si es una geom
58. o en proyecciones a futuro Las salidas outputs de cada simulaci n son guardadas como csv files en un archivo previamente especificado para las salidas EL nombre del archivo de las salidas output est asociado con el identificador de corrida run identifier de manera tal que cada corrida de una simulaci n pueda ser identificada correctamente La Tabla 11 describe las salidas outputs del modelo El archivo de salida contiene informaci n adicional ver Ap ndice G incluyendo las series de tiempo de la precipitaci n rea media la temperatura y varios otras variables del modelo Tambi n se proveen estad sticas gr ficas y tabuladas para la pronta evaluaci n puntual del desempe o del modelo RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Tabla 11 Salidas del Modelo Nombre del Campo Unidades Descripci n COMID ID del punto de salida de la cuenca Run Day Secuencia de d as de simulaci n Date DDMMYY Datos calendario Rain Cm Precipitaci n media del rea Temp C Temperatura media del area Runoff Cm Precipitaci n media del rea GwFlow cm Cm Flujo medio de agua subterr nea del rea Snow Cm Media de nieve media del rea Melt Cm Media del deshielo del rea Water Cm Agua nieve y lluvia media del rea Satstor Cm Media de almacenamiento de saturaci n del rea eva
59. olo valor aplicado a cobertura impermeable todas las cuencas o un multiplicador de los valores de las cuencas Los valores de las cuencas no est n disponibles 296 Para estos par metros los valores individuales de las cuencas no se obtienen directamente y pueden ser estimados de otras propiedades de la cuenca Una vez hayan sido estimadas e indexa das puede ser utilizada la opci n del multiplicador Archivo Setting Hydro BID guarda todos los par metros del GUI en un archivo Figura 19 Este archive setting es llamado Runname setting txt El archivo setting permite repetir corridas id nticas del mo delo en cualquier momento en el futuro Ej Tes313678200 settings txt WordPad oj x RECURSOS H DRICOS Fie Edit View Insert Format Help Y ADAPTACION AL olea 4B A x CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL mavel 5 CARIBE awc 0 9 cutoffFilesFolder temperatureadjustment 0 catchment 313951000 imperviousCover 2 endofgrowingseason 210 dblocation C Projects LAC LatinAmerica Iwrm_veri SA sqlite rcoefficient 005 seepage 0 05 growSeasonETCoverFactor 1 precipitationadjustment 0 flowComparisonData C Projects LAC LatinAmerica Iwrm_veri San_f startofgrowingseason i s startdate 1 1 2000 climatedata C Projects LAC LatinAmerica Iwrm_veri Ref climate dormatSeasonETFactor 1 precipitationmultiplier 0 8 latitude 30 enddate 31 12 2010 runname Tes313678200 outputdir out awcmultiplier radio true outletcat
60. pilada para una cuenca o para una regi n por toda la extension de Am rica del Sur continental En la aplicaci n actualmente vigen te usamos una base de datos freeware llamada SQLITE http www sqlite org Tal como se muestra en la Figura 10 para una regi n dada la base de datos es recopilada usando la AHD el uso de la tierra suelo y los datos de cobertura terrestre suelos y datos meteorol gicos Fuentes de datos AHD Geoprocesamiento Base de datos Modelo Postprocesamiento Uso de tierra cobertura 5 M dulos a convertir en Entradas Ruta entradas SQLITEDB GWLF RTILAG GWLF Salidas Datos de suelo Datos meteorol gicos Excel gr ficas y tablas Otros Figura 10 Flujo de datos Una base de datos SQLITE que funcione contiene las siguientes tablas 1 Catchment 2 Catchment navigation 3 Catchment nlcd soils 4 Met observation RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Los nombres de cada una de las cuatro tablas se muestran en la toma de la pantalla capturada RECURSOS H DRICOS en la Figura 11 y las tablas son explicadas m s adelante Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE SQLite Database Browser C Projects LAC LatinAmerica IWRM SA saglite Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas sqlite_stat1 CREATE TABLE sqlite
61. potransporation Cm Evapotranspiraci n media del rea daylight hours H D as de luz solar Percolation Cm Percolaci n media del rea Unsatstor Cm Media de almacenamiento no saturado del rea inflow rate m day Flujo de entrada a las cuencas de captaci n COMID RTWR M3 Second m s Flujo de salida de la cuenca RTWR M3 day m day Flujo de salida de la cuenca deep seepage Cm Media de infiltraci n hacia almacenamiento profundo del rea Observed flow m s Flujo observado en el punto de salida RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Referencias Bosen J F 1960 A formula for approximation of saturation vapor pressure over water Monthly Weather Reviews 88 8 275 276 Forsythe W C Rykiel E J Stahl R S Wu H I and Schoolfield R M 1995 A model comparison for daylength as a function of latitude and day of year Ecological Modeling 80 87 95 Jobson H E 1996 Prediction of traveltime and longitudinal dispersion in rivers and streams U S Geological Survey Water Resources Investigations Report 96 4013 69 p Haan C T 1972 A water yield model for small watersheds Water Resources Research 8 1 58 69 Haith D A 1985 An event based procedure for estimating monthly sediment yields Transactions of the American Society of Agricultural Engineers 28 6 1916 1920 Haith D A R Mandel R and
62. que navegue aguas arriba o aguas abajo en cualquiera linea de flujo o capa de cuenca las filas que aparecen en la tabla AHDFlow cambiar n a solo aquellas que est n toman do parte en la navegaci n Teclas Modificadoras Shift y Control Para algunas aplicaciones de modelaje es importante remover partes de la cuenca de la nave gaci n Por ejemplo cuando una cuenca contiene un embalse puede ser importante simular solo la parte de la cuenca debajo del embalse y usar el flujo de salida medido del embalse como parte de la calibraci n de la parte aguas abajo de la cuenca Para que esta remoci n sea posible el AHD Navigator le permite mantener presionado la tecla Shift mientras va haciendo clic en el canvas de QGis y remover los resultados de la navegaci n del conjunto de caracter sticas seleccionadas Figura A 7 Figura A 7 La parte aguas arriba de la cuenca ha sido removida de la navegaci n al mantener presionada la tecla Shift y haciendo clic en la cuenca de captaci n dentro de la cuenca previamente seleccionada Otras aplicaciones requieren la selecci n de m ltiples partes de una cuenca que pueden no estar conectadas necesariamente a trav s de la navegaci n normal aguas arriba o aguas aba jo Este tipo de selecci n puede hacerse manteniendo presionada la tecla Control mientras se hace clic en el canvas de QGis La tecla Control evita que el AHD Navigator comience un nuevo conjunto de navegaci n con cada clic que ha
63. quida o lluvia congelada nieve Esta clasificaci n se realiza comparando la media de temperatura diaria T con un valor l mite usualmente tomado como O C El balance de la cobertura de nieve del rea en estudio es dado como 17 SNO SNO R SNO E 1 Donde SNO es el contenido de agua de la capa de nieve en un d a dado R es la cantidad de precipitaci n en un d a SNO es la cantidad de deshielo estimada como El agua de deshielo se trata como lluvia para generar la infiltraci n y tambi n percolaci n al subsuelo Para modelos basados en cuencas hidrogr ficas grandes el c lculo del agua de deshielo se implementa en reas subdivididas por delimitaciones de elevaci n para as tener en cuenta la cobertura de nieve no uniforme debido a las diferencias de elevaciones Sin em bargo para la aplicaci n del modelo en un rea peque a tales como cuencas de captaci n de la AHD se espera una cobertura uniforme Evapotranspiraci n Potencial El GWLF utiliza el m todo de estimaci n del potencial de evapotranspiraci n PET por sus siglas en ingl s desarrollado por Hamon 1962 el cual usa la temperatura media diaria y el n mero de horas de luz diurna para calcular PET 0 0211 e PET T2427 E 3 En esta ecuaci n H es el n mero de horas de luz solar por d a durante el mes que contenga el d a t e es la presi n de vapor de agua en saturaci n en milibars en el d a t y T es la tempe ratura e
64. r a los pa ses miembros en la adaptaci n al cambio clim tico el BID patrocina trabajos para desarrollar y aplicar un conjunto integrado de he rramientas de simulaci n de cuencas conocidas como Hydro BID El Sistema de simulaci n Hydro BID incluye m dulos de an lisis hidrol gico y clim tico para estimar la disponibilidad vol menes y caudales de agua dulce a escalas regional de cuencas y de sub cuencas Inclui r tambi n los an lisis econ micos y las herramientas de soporte de decisiones para estimar los costos y beneficios de las medidas de adaptaci n y ayudar a los responsables de tomar de cisiones en la escogencia entre disefios alternativos de proyectos de infraestructura as como entre pol ticas de gesti n de recursos h dricos La Fase I de este esfuerzo produjo una versi n operacional del Hydro BID Dicha versi n cuen ta con los siguientes componentes Una Base de Datos de Hidrolog a Anal tica AHD para la regi n de Am rica Latina y el Ca ribe representando m s de 229 000 cuencas y sus correspondientes segmentos fluviales e Una herramienta de navegaci n basada en un sistema de informaci n geogr fica para nave gar cuencas y corrientes de la AHD con la capacidad de visualizarlas aguas arriba y aguas abajo Una interfaz de usuario para determinar espec ficamente el rea y el per odo de tiempo a ser simulado y la ubicaci n donde la disponibilidad de agua ser simulada Una interfaz de datos clim
65. rabajos previos de RTI International han mostrado que la vulnerabilidad del suministro de agua al cambio clim tico y otras amenazas puede variar ampliamente dentro del cauce de un r o En una regi n geogr fica o un cauce de r o algunas reas ser n altamente vulnerables a pequefios cambios en la precipitaci n o temperatura mientras que otras reas est n pro tegidas y ser n relativamente inmunes a cambios mayores de precipitaci n o temperatura Estas diferencias est n altamente correlacionadas con el nivel de desarrollo de la subcuenca el rea de drenaje y posici n dentro de la cuenca mayor el grado de flujo de las aguas sub terr neas desde y hacia aguas superficiales y la confiabilidad de los sistemas de almacena miento existentes Las medidas dise adas para ayudar en la adaptaci n al cambio clim tico por ejemplo restricciones en el suministro de agua ser n m s efectivas tanto en desempe o como en costo si son planificadas utilizando un proceso integrado que tome completa ventaja de los conocimientos disponibles RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas 2 Introducci n a Figura 1 muestra una representaci n esquem tica del Sistema integrado Hydro BID para una simulaci n cuantitativa de hidrolog a y cambio clim tico El Sistema se construye sobre la base de datos de Hidrolog a Anal tica Analyt
66. rramienta independiente de base Java que puede correr en cualquier PC que tenga instalado Java Runtime Environment JRE versi n 1 6 o m s reciente El JRE puede descargarse sin costo de la p gina web de Java Oracle El programa Hydro BID IWRM NBProj puede ser instalado simplemente copi n dolo a un disco duro y corriendo el archivo batch BAT que lleva incluido Se re quieren al menos 512 MB de RAM para correr el programa y se recomienda tener 1 GB de RAM disponible para el uso ptimo El Sistema contiene los SIUC archivos IWRM NBProj j jar el programa M eS launchIWRM bat un archivo batch h BAT que ejecuta 3 sistema m unconjuntodelibrer as 4 E txt un archivo setting predeterminado defaut x e sqlite la base de datos AHD para Am rica del Sur M me de datos con tiene la delineaci n b sica de la cuenca y datos de los segmentos de arroyos para todas las cuencas de la regi n de LAC La base de datos incluye datos adicionales para la cuenca de San Francisco en Argentina para la cual este proyecto desarrollo un estudio de caso ver Nota T cnica 3 4 2 Instalaci n y Corrida de Hydro BID Para instalar Hydro BID copiar los archivos antes descritos en una carpeta Crear una subcarpeta Out que ser utilizada para guardar la informaci n de salida output de las corridas del modelo Para correr Hydro BID en Windows Explorer hacer doble clic p ej run en el archivo
67. s en los datos hist ricos clim ticos se repetir n en el futuro Para aplicar este m todo 1 Seleccionar los datos hist ricos 2 Seleccionar la proyecci n de escenario futuro de la lista de escenarios disponibles como se muestra en la Figura 26 3 Proveer las proyecciones mensuales futuras ver Ap ndice F para los formatos El sistema producir datos clim ticos diarios para la duraci n completa del per odo proyec tado En el sistema actual este m todo est disponible pero solo puede ser aplicado a una sola serie de tiempo de datos clim ticos dentro de la cuenca de inter s Flows to compare Cutoff Files Folder Figura 26 Selecci n del escenario clim tico Permitir el Incremento Disminuci n Global de la Precipitaci n Temperatura En ausencia de datos clim ticos proyectados a futuro los an lisis de sensibilidad de los im pactos de un cambio clim tico a nivel de cuenca completa se pueden estudiar Hydro BID permite un incremento o una disminuci n de la precipitaci n mediante un valor en porcentaje y un incremento o disminuci n de la temperatura mediante un valor absoluto Figura 27 Este incremento disminuci n puede aplicarse tanto a los datos clim ticos en celdas como a los datos de aforos RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas RECURSOS H DRICOS E ao Y ADAPTACION AL Temperatur
68. season ET factor o Mess Impervious cover percent o 2 s Press Go to start Figura 12 Interfase de Hydro BID Ejemplo de una corrida para la cuenca del r o San Francisco el estudio de caso descrito en la Nota T cnica 3 RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas EJ IWRM Interface RECURSOS H DRICOS Setup And File Options Y ADAPTACION AL Run Name Sanfrancisco CAMBIO CLIMATICO EN EAS 14090000 LATINOAMERICA Y EL n Start date dd mm yyyy 1 1 2000 CARIBE End date dd mmiyyyy 31 12 2010 DB Location SA sqlite Browse Cott out MS NI Directrices mee Ue MCN estrategicas y Cimate scenario e l neas de acci n Lun siad mnim 4 _ l ropuestas Flows to compare San francisco flow monthly csv Browse p p Cutoff Files Folder controls Browse Output 8 Outlet catchment All catchments Climate Scenario Temperature Adjustment 0 Monthly Values Precipitation Multiplier 0 8 Monthly Values Use Precipitation Multiplier s Precipitation Adjustment Monthly Values Use Precipitation Adjustment s Hydro Model Parameters Stream velocity m s 5 Latitude degrees 30 Start of growing season day of year 115 End of growing season day of year 2
69. suelos Datos de la cobertura 5 Se procesa usando los datos de cobertura terrestre y N mero de Curva datos de suelos RECURSOS HiDRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas Tabla Met_ Observacion Met_observation Table RECURSOS HIDRICOS Y ADAPTACION AL La tabla Met observacion contiene entradas de par metros de clima Tabla 8 La precipita CAME ci n total diaria observada cm y la temperatura media C se proveen para cada cuenca de SATIRE MERICA ERE captaci n de esta tabla CARIBE Tabla 8 Campos y fuente de datos para la tabla Met observation Directrices estrategicas y Nombre de la Cuenca Fuente de datos l neas de acci n propuestas COMID AHD Data medida Proporcionada por el usuario Avg_precip Precipitaci n CM Proporcionada por el usuario Avg temp Temperatura diaria media C Proporcionada por el usuario 4 Funciones y Usos del Sistema Hydro BID ydro BID incluye la base de datos AHD el modelo combinado GWLF tiem po de retardo enrutamiento RTI lag routing y el GUI los cuales se pro veen como archivos ejecutables En esta secci n se describe como insta lar el modelo usar el GUI ejecutar el modelo y visualizar los resultados Tambi n se describen los pasos y las opciones disponibles para conducir simula ciones hidrol gicas bajo m ltiples escenarios 4 1 Inicio Hydro BID es una he
70. talado QGis los usuarios pudieran desear instalar el plugin QGis OpenLayers si quieren usar Google OpenStreetMap Yahoo o Bing maps como imagen de fondo Las instrucciones para la instalaci n y uso de OpenLayers est n disponibles en Spatial Galaxy en http spatialgalaxy net 2012 01 14 qgis plugin of the week openlayers La AHD para Am rica Latina y el Caribe LAC fue desarrollada en dos partes Am rica Central Figura A 1 y Am rica del Sur Figura A 2 El Caribe est incluido principalmente en Am ri ca Central La AHD de Am rica Central consiste de aproximadamente 37 000 cuencas y seg mentos de corrientes El rea promedio de una cuenca es de aproximadamente 83 kil metros cuadrados y la longitud promedio de los segmentos de corrientes es de aproximadamente 10 kil metros La AHD de Am rica del Sur consiste en aproximadamente 193 000 cuencas y segmentos de corrientes el rea promedio de las cuencas es de 92 kil metros cuadrados la longitud promedio de los segmentos de corrientes es de aproximadamente 11 kil metros AM ay 5t Mo Atlantic Ocean La AHD para cada regi n est disponible en el formato shapefile ESRI Environmental Systems Research Institute y otros formatos Cada regi n incluye shapefiles m ltiples cada una con tiene un conjunto particular de l neas puntos o pol gonos Los dos shapefiles m s importantes para navegaci n son las l neas de flujo hydrography AHDFlowline shp y cuencas
71. tor quiere expresar su sincero agradecimiento a los individuos y organizaciones que hi cieron contribuciones importantes al desarrollo del Sistema de Simulaci n Hydro BID Mi agradecimiento al equipo del Banco Interamericano de Desarrollo que concibi dirigi y apoy este esfuerzo El Dr Fernando Miralles Wilhelm identific en el Banco la necesidad del Hydro BID y aport la orientaci n t cnica y la inspiraci n durante todo el proyecto El Sr Ra l Mufioz Castillo trabaj incansablemente en la identificaci n de los socios potenciales del pro yecto dentro de los departamentos operacionales del BID as como las agencias de adminis traci n de recursos h dricos de los estados miembros del BID El Dr Federico Basafies aport el liderazgo a nivel de divisi n y el soporte dentro del cuerpo gerencial del BID El desarrollo de Hydro BID se ha beneficiado de trabajos previos realizados por mis colegas de RTI en el sistema Watershed Flow y ALLocation WaterFALL Deseo dar reconocimiento a las contribuciones de Michele Eddy y James Rineer en desarrollar WaterFALL Aaron Park y Matthew Scruggs por apoyar la programacion del software en Hydro BID Jimmy Bisese por la programaci n de la herramienta de navegaci n del Hydro BID y a Brandon Bergenroth por indexar la data de uso de tierras suelos y clima para las aplicaciones y pruebas de Hydro BID Este trabajo no hubiese sido posible sin las contribuciones gerenciales administrativas y edi
72. ua del suelo U cm P Max 0 U R M Q E U E 14 La capacidad de agua del suelo U tiene que ser definida como una caracter stica de la capa de suelo no saturada Este par metro puede estimarse a partir de esta propiedad del suelo La evapotranspiraci n est limitada por la humedad disponible en la zona no saturada E Min CV PET U R M Q E 15 Tal como en Hann 1972 la zona saturada poca profunda es simulada como un embalse lineal simple El flujo volumen de agua subterr nea y la infiltraci n profunda se calculan de la ma nera siguiente RECURSOS H DRICOS Y ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO EN LATINOAMERICA Y EL CARIBE Directrices estrategicas y l neas de acci n propuestas G 78 E 16 D sS E 17 donde ry s son las constantes de recesi n de agua subterr nea y de percolaci n respectiva mente dia Estos dos par metros tienden a tener una alta correlaci n Flujo El flujo total generado por la cuenca de captaci n F es la suma de la escorrent a RO y del flujo del agua subterr nea G F RO G E 18 C lculo Hidr ulico Considere la red de cuencas hidrogr ficas mostradas en la Figura 4 Los flujos que se generan para cada cuenca son dirigidos a lo largo de cada corriente hasta la salida de la cuenca o a al guna cuenca aguas abajo basados en un tiempo de retardo pre calculado El tiempo de retardo se define como el tiempo tomado por el flujo g
73. uede causar reducci n a largo plazo en las corrientes de r os y los procesos de recarga de aguas subterr neas resultando en estr s del suministro de agua para las personas la agricultura y los ecosistemas as como tambi n una capacidad de generaci n hidroel ctrica reducida La ener g a hidroel ctrica es la principal fuente de electricidad en la mayor a de pa ses latinoamericanos y esta en gran riesgo por cambios en los RSS y la disponi bilidad Ge aguas UE cen conocen los factores claves que afectan ES vuluerabiided e Em personas a cambios esperados en los recursos h dricos En una escala macro los factores principales que inciden en el incremento de la vulnerabilidad de las PE al cambio clim tico son el crecimiento de la poblaci n y la migraci n el cre A cimiento urbano descontrolado e inadecuada infraestructura y servicios A un m 7 nivel mayor de resoluci n la vulnerabilidad de reas espec ficas y poblaciones es una funci n de varios factores claves incluyendo caracter sticas geol gicas e hidrol gicas locales geograf a local usos de tierras suelos y cobertura vegetal e la presencia o ausencia de instalaciones adecuadas y suficientes para almacenamiento de agua actuales niveles de la demanda de agua de consumo relativo al suministro disponible y marcosregulatorios institucionales de distribuci n de agua y transferencias entre cuencas T
74. uestas Tabla 1 Parametros Capacidad disponible de Agua del Suelo u Descripci n Este par metro activa el inicio de la percolaci n Principales par metros del GWLF que est n relaciona dos con la generaci n de flujos M todo de Estimaci n Puede ser estimado por las caracteristicas del suelo N mero de Curva CN Controla la cantidad inicial de abstracci n y usada para calcular la detenci n Se escoge usando el uso del suelo y el tipo de clasificaci n del suelo Coeficiente de la Curva de Evaporaci n CV Representa la variaci n estacional de la evaporaci n debido al crecimiento de la vegetaci n Se estima mensualmente Coeficiente de Recesi n de Aguas Subterr neas r Controla la tasa de flujo de agua subterr nea desde la zona saturada En estaciones de aforo en las cuencas el par metro de recesi n puede ser estimado usando t cnicas de separaci n hidrogr fica Par metro de Perco laci n s N mero de Curva Controla la tasa de percolaci n hacia el acu fero de aguas subterr neas profundas Dependiendo de la formaci n geol gica los valores de percolaci n pueden ser muy variables La Tabla 2 es la tabla de consulta del n mero de curva Se requieren dos conjuntos de datos para establecer una tabla para ver n meros de curva el uso del suelo y los datos del suelo Para determinar el n mero de curva para una cuenca en la tabla de consulta
75. ulado y de flujo observado mensuales
76. us siglas en ingl s 3 1 Funci n de Carga de Cuenca Generalizada y Tiempo de Retardo Enrutamiento Hydro BID est basado en el muy conocido GWLF Haith 1985 Haith et al 1996 y mejorado por la metodolog a de tiempo de retardo enrutamiento RTI GWLF ha sido probado y usado en cuencas alrededor del mundo Schneiderman et al 2007 Sha et al 2013 El modelo de precipitaci n escorrent a componente de GWLF se aplica a unidades de cuencas peque as al tomar en consideraci n los usos de tierras y las condiciones del suelo dentro de la cuenca La respuesta a cada uso de tierra en una cuenca dada es tratada por separado para generar un volumen de escorrent a estimado El flujo que se genera de cada cuenca inclu yendo las contribuciones de aguas subterr neas poco profundas o flujo base se dirige a trav s de las redes de corrientes definidas por la AHD La arquitectura del modelo distribuido proporciona un alto nivel de escalabilidad Los impactos del cambio clim tico en recursos h dricos pueden ser simulados en escalas tan peque M fias como una cuenca individual AHD o a trav s de todas las reas de captaci n de una cuenca entera La arquitectura tambi n penne que el sistema sea portatil a trav s de la regi n de LA La Figura 2 es una representaci n concen de una cuenca KT Wade con capas de suelo saturadas y no saturadas tal como se utiliza en GWLF El modelo calcula la escorrentia y los flujos base por cuenca de captaci n la

Hydro-BID: Un Sistema Integrado para la Simulación de

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