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8/18/2019 ICH 2204 Clase 2, Ciclo Hidrologico y Panorama Global y Nacional
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ICH-2204
HIDROLOGÍA Ciclo y Balance Hidrológico
8/18/2019 ICH 2204 Clase 2, Ciclo Hidrologico y Panorama Global y Nacional
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ICH 2204 Hidrología, 1º 2016 2
Ciclo hidrológico
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ICH 2204 Hidrología, 1º 2016 3
Ciclo hidrológico
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Ciclo hidrológico
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ICH 2204 Hidrología, 1º 2016 5
Ciclo hidrológico• Cantidades estimadas de agua en el mundo
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ICH 2204 Hidrología, 1º 2016 6
¿Que pasaría si los polos se derriten?
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7/47ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 7
Variabilidad en balance Global
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8/47ICH 2204 Hidrología, 1º 2016 8
Variabilidad en balance Global
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Variabilidad en balance Global
• Extrema variabilidad espacial y temporal del recurso
• Cuenca del Amazonas (4% superficie mundial) produce el16% de la escorrentía
• Zonas áridas y semiáridas (40% superficie mundial) produce el 2% de la escorrentía
Recursos de agua renovable en mm/yr (1961-1990)
WaterGAP
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Variabilidad en balance Global
• Extrema variabilidad espacial y temporal del recurso
• Cuenca del Amazonas (4% superficie mundial) produce el16% de la escorrentía
• Zonas áridas y semiáridas (40% superficie mundial) produce el 2% de la escorrentía
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Uso del agua en ciclo hidrológico
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Uso del agua en ciclo hidrológico
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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Panorama Global• Cantidades estimadas de agua en el mundo
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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Panorama Global John Anthony Allan y "La Teoría del Agua Virtual“ (1993)
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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Panorama Global
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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Panorama Global
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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Panorama Global
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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Panorama NacionalSimple división climática de Chile
• Clima desértico (norte de los 26º Sur): Región seca, sin precipitaciones salvo en la zona de la alta cordillera
• Clima semi-desértico (26º S-31º S): Precipitacionesmenores durante el invierno.
• Clima mediterráneo: (31º S-38º S): Veranos secos ycálidos, inviernos lluviosos.
• Clima lluvioso (sur de los 38º S): Lluvia se presenta casitodo el año.
• Hay regiones climáticas especiales debido a la abruptatopografía. Ejemplos son los climas de tundra en elaltiplano y zonas montañosas de la región central
ICH 2204 Hidrología, 1º 2011
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19/47ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 19
Clasificación climática(Toledo y Zapatar,1989)
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Panorama NacionalPrecipitacón total anual
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58
Latitud (ºS)
mm
.
Ciudad Latitud (ºS) P total anual (mm)
Arica 18.3 0.9
Iquique 20.5 2.1
Antofagasta 23.4 3.5Caldera 27.1 17
Valparaíso 33 382
Santiago de Chile 33.4 338
Curicó 35 722
Constitución 35.3 1150
Concepción 36.8 1276
Temuco 38.8 1153
Panguipulli 39.7 2351
Valdivia 39.8 2445
Osorno 40.6 1437
Puerto Montt 41.4 1973
Isla Guafo 43.6 1345
Puerto Aisén 45.4 2826
Cabo Raper 46.8 2028
Punta Arenas 53 397
Arica Santiago Valdivia Punta Arenas
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Fuente: Dirección General de Aguas 2016.
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22/4722Fuente: Dirección General de Aguas 2016.
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Fuente: Dirección General de Aguas 2016.
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Panorama Nacional
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Panorama NacionalFigura de “Recursos Naturales
Renovables, apuntes de curso” deRodrigo Fuster G.
Figura de “Hidrología Ambiental” de
Eduardo Varas
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ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 26
Panorama Nacional
Balance hídrico nacional. Fuente DGA (1987)[
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ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 27
Fuente: Dirección General de Aguas 2016.
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Panorama NacionalRíos de régimen pluvial
• Aporte principal de caudal originado por lluvias• Río Lauca con caudales máximos en verano (invierno Boliviano)
• Río Bio-Bío con caudales máximos invierno (Qmin= 155 m3/s en marzo, Qmax= 730
m3/s en junio)
Ríos de régimen nival• Aporte principal de caudal originado por el derretimiento de nieves
• Ejemplos: Ríos Choapa, Aconcagua, Maipo
Ríos de régimen mixto (nivopluvial)•
Aporte mixto de caudal originado por lluvias y derretimiento de nieves• Caudal relativamente constante a lo largo del año
• Ejemplos: Ríos Loa, Copiapó, Huasco, Elqui
• El régimen de un río puede cambiar hacia aguas abajo, a medida querecibe más tributarios y se pierde elevación.
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ICH 3202 Hidrología, 1º 2011
Fuente: Dirección General de Aguas 2016.
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Panorama Nacional
Uso consuntivo del agua
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Panorama Nacional
Índice de utilización del recurso hídrico
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Ovalle:
100.000 hab.
Riego:≈ 44.000 has
bajo embalse
≈ 9.000 hassobre embalse
Embalses:Recoleta:
100 Hm3
Paloma:
750 Hm3
Cogotí:
150 Hm3
E. Paloma
E. Cogotí
Ovalle
Algunas experiencias: Limarí
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Régimen Nival Rio Limarí
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
M A Y
J U N
J U L
A G O
S E P
O C T
N O V D
I C E N E F
E B
M A R
A B R
Precipitación/Temp
eratura/Cauda
l
Normaliz
ados
Caudal Normalizado Precipitación Normalizada
Temperatura Normalizada
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Esquema Limarí en WEAP
6
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Proyección
caudales(Un solo modelo a
finales de siglo)
0
1
2
3
4
5
6
Streamflow(m3/s)
a) Hurtado, San Agustin
0
3
6
9
12
Streamflow(m3/s) b) Grande, Las Ramadas
0
2
4
6
8
10
12
14
MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC JAN FEB MAR APR
Streamflow(m3/s) c) Cogoti, Fraguita
Historic B2 A2 V i c u n a
e t a l . 2 0 1 1
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30
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0 1 2 3 4 5-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
Delta Temperature (C)
DeltaPrecipitation(%)
B1 2010-2040
A1b 2010-2040
A2 2010-2040
A.
0 1 2 3 4 5
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
Delta Temperature (C)
D e l t a P r e c i p i t a t i o n ( % )
B1 2070-2100
A1b 2070-2100
A2 2070-2100
B.
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Proyección caudales
(Multiples escenarios)
V i c
u n a e t a l . i n r e v i e
w0 1 2 3 4 5
-30
-20
-10
0
10
20
30
-40
-40
-40
- 30
- 30
-30
- 20-20
-20
-10
-10
-100
0
0
0
10
1 0
1 0 20
2 0
2 0
3
3 0
3 0
4 0
Delta Temperature (C)
DeltaPrecipitation(%)
A.
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Algunas experiencias: Maipo
Hidroelectricidad:
340 MW
Ecosistemas,
turismo,
recreación
Minería de cobre:> 235,000 ton/año
Agricultura (frutas/vinos/hortalizas):
250.000 has (16% de la cuenca)
Industria:
> 700 instalaciones
Santiago:
> 6 millones de hab
AluvionesContaminación
Herramienta para analizar impactos (WEAP)
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Herramienta para analizar impactos (WEAP)
Cuenca intermedia
Demanda agua (1ra
Sección del Maipo-
PGM) Glaciares
MP-2
Calidad de Aguas
(QUAL2K)LA-1
Producción y
distribución AP Sistema
Maipo AA
Hidrología y uso
de agua en
cordillera
d d
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Estado futuro de glaciares(Maipo en Las Hualtatas)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
C a u d a l
( m 3 / s )
Fecha
Histórico Escenario pesimistaSuperficie (y su aporte de agua en meses de verano) de
glaciares blancos disminuye de manera importante
Maipo en El Manzano –
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0
50
100
150
200
250
300
1 - A p r
1 - M a y
1 - J u n
1 - J u l
1 - A u g
1 - S e p
1 - O c t
1 - N o v
1 - D e c
1 - J a n
1 - F e b
1 - M a r
C a u d a l p r o m e d i o ( m 3 / s )
Semana
Historico
RCP 4.5 PP95-T5
RCP 6.0 PP50-T50
RCP 8.5 PP5-T95
Maipo en El Manzano Provisión agua potable – riego (canalistas)comparación promedio histórico vs 2020-2050)
Optimista
Intermedio
Pesimista
Embalse El Yeso principal f ente de reg lación
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Embalse El Yeso principal fuente de regulación(almacenamiento de agua potable)
0
50
100
150
200
250
300
2 0 0 4
2 0 0 5
2 0 0 6
2 0 0 7
2 0 0 8
2 0 0 9 V
o l u m e n E m b a l s e E l Y e s o ( M m
3 )
Histórico
2 0 2 0
2 0 2 1
2 0 2 3
2 0 2 5
2 0 2 7
2 0 2 9
2 0 3 1
2 0 3 3
2 0 3 5
2 0 3 7
2 0 3 9
2 0 4 1
2 0 4 3
2 0 4 5
2 0 4 6
2 0 4 8
Año
Optimista Equilibrado Pesimista
Optimista Intermedio Pesimista
Semanas/año insatisfechas 0.0 0.3 9.1
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ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 44Uso consuntivo del agua por región (DGA, 1999)
Algunas experiencias: Mataquito
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ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 45
Tendencias recientes
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ICH 3202 Hidrología, 1º 2011 46
Ocurrencia de caudales maximos
Ej l ió d 2002 2008
8/18/2019 ICH 2204 Clase 2, Ciclo Hidrologico y Panorama Global y Nacional
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Ejemplo: comparación dedos eventos extremos
2002 2008
P 2 días previos (mm) 103.6 83.9
Caudal Máximo (m3/s) 931 2690
Tmax promedio (°C) 13,0 17,4
Cota estimada línea denieve (m)
1700 2200
Mataquito cuenca con nieve a 1700m Mataquito cuenca con nieve a 2200m
* A partir de P’s y T’sen Curicó, adoptandouna tasa de lapso de 9°C/Km
• Comparación entre 23 /mayo/2008 y27/mayo/2002*
– Área extra de lluvia vs. nieve: 615km2
• Equivale a un día con 597m3/s de caudal extra
– Nieve de eventos anteriores probablemente derretida (19-20 mayo, 2008 : 49.5mm, Tmax 14,6 °C (cota línea de nieve ~ 1800m) . Equivalente a un día con 284m3/s de caudal extra.
– El evento del 2008 es de menor magnitud (19,7 mm), pero produce un caudal3