Rutas hidrológicas : recordando a un colega por los senderos de la hidrología

M ENDOZA ET AL . P RINCIPIOS D ARWINIANOS APLICADOS AL BALANCE HÍDRICO DE C HILE R UTAS H IDROLÓGICAS 9 que permite estimar caudales de crecida para distintos periodos de retorno, y que es, aún, ampliamente utilizada para el diseño de obras hidráulicas en cauces no controlados de Chile. Años más tarde, los coeficientes de la fórmula de Verni y King serían actualizados utilizando información limnigráfica de más de 200 cuencas ubicadas entre las regiones de Atacama y la Araucanía (DGA, 1995). La reciente aparición de la base de datos CAMELS-CL (Alvarez-Garreton et al. , 2018) ofrece nuevas oportunidades para la aplicación del método Darwiniano en estudios hidrológicos y, en particular, para la estimación de caudales en cuencas sin información fluviométrica. B ALANCE H ÍDRICO N ACIONAL La base de datos hidrológicos actualmente vigente para el país fue generada hace más de tres décadas (DGA, 1987), y fue la culminación de un esfuerzo de cinco años, que tuvo sus orígenes en la propuesta metodológica presentada por la UNESCO (1982), basada en una ecuación general para el balance hídrico en un período de tiempo  t para un sistema hidrológico cualquiera: ∆ = + + − − − − + (1) Donde  S representa la variación de agua almacenada en el sistema durante  t = 1 año, P es la precipitación media anual, mientras que Q s y Q g corresponden a los flujos promedio de escorrentía superficial y subterránea, respectivamente (siendo los subíndices a y e utilizados para flujos afluentes y efluentes), E es la evaporación desde cuerpos de agua, ET es la evapotranspiración, y  es un error de tolerancia. Las variables P , E y ET corresponden a flujos verticales promediados sobre el dominio de interés. UNESCO (1982) recomendó simplificar la ecuación (1) para áreas grandes (i.e., cuencas) y periodos de tiempo suficientemente largos, quedando de la siguiente forma: 〈 ̅ 〉 − 〈 ̅ 〉 = 〈 ̅̅̅̅ 〉 + (2) donde 〈 ̅ 〉 representa un promedio espacial, la barra horizontal indica un promedio temporal, Q representa la escorrentía total efluente de la cuenca, y ET denota todas las pérdidas evapotranspirativas. Las ecuaciones anteriores fueron aplicadas en estudios sucesivos para distintas macro-cuencas del Centro y Sur de Chile, despreciando la escorrentía subterránea y variaciones interanuales en el almacenamiento total (DGA, 1983a, 1983b, 1984, 1985). En dichos estudios, algunos de los términos desconocidos fueron estimados mediante iteraciones sucesivas (e.g., la precipitación en zonas altas, cuya estimación buscó preservar efectos orográficos) para minimizar el error  , y los resultados fueron procesados para generar mapas con isolíneas con promedios anuales de precipitación, temperatura, evapotranspiración y escorrentía, entre otras variables. Luego de aplicaciones sucesivas en distintas cuencas de Chile continental, se realizó una homologación a nivel nacional para el periodo climatológico 1951-1980, generándose el atlas del Balance Hídrico Nacional que todos conocemos (DGA, 1987). Los resultados ahí presentados fueron obtenidos con la ecuación (2), imponiendo la condición Q = 0 en cuencas endorreicas, estimando ET mediante la fórmula de Turc, permitiendo variaciones inter-anuales de almacenamiento (  S  0) en zonas áridas, y tolerando un error de cierre máximo igual al 10% de la escorrentía media anual (i.e.,  max = 0.1 Q ). El atlas publicado en 1987 ha sido utilizado por más de tres décadas con diversos fines, y todavía es el documento oficial para consultas de disponibilidad hídrica natural en el país. El año 2016, la DGA impulsó una iniciativa para actualizar dicho documento, incorporando algunos de los avances científicos y tecnológicos recientes. En la primera etapa, se solicitó la elaboración de una metodología para estimar el balance hídrico (DGA, 2017), la cual se aplicó a cinco cuencas piloto: Loa, Choapa, Maipo, Imperial y Aysén. Ésta consistió en la calibración del modelo hidrológico VIC (Liang et al., 1994) en cuencas de cabecera, desde aguas arriba hacia agua abajo. Sin embargo, no todas las subcuencas tienen registros fluviométricos, por lo que se efectuó una transferencia de parámetros, lo que puede definirse como un problema de predicción de caudales en cuencas no controladas – característico de la Hidrología Darwiniana – bajo una lógica Newtoniana, cuyos resultados y conclusiones difícilmente permiten generalizar conclusiones hacia el resto del territorio nacional. Etapas subsiguientes de esta iniciativa – enfocadas en el estudio de macrozonas (DGA, 2018, 2019) – han subsanado parcialmente (dado que se conserva una lógica de división territorial heredada de los 1980s) un error de concepción del problema, que ha impedido tomar mayor ventaja de la diversidad fisiográfica e hidroclimática de nuestras cuencas. E JEMPLO : ESTIMACIONES DE BALANCE HÍDRICO EN LA M ACROZONA S UR Y PARTE NORTE DE LA M ACROZONA A USTRAL DE C HILE . La tercera etapa de actualización de Balance Hídrico Nacional (DGA, 2019), enfocada en la Macrozona Sur y parte norte de la Macrozona Austral (bajo la definición de la DGA) fue, probablemente, la primera que realmente permitió probar las virtudes de la Hidrología Darwiniana, debido tanto al número como diversidad de cuencas en régimen natural disponibles (78 v/s 41 en la segunda etapa del proyecto). En particular, el enfoque Darwiniano tomó un rol protagónico en la transferencia espacial de parámetros hidrológicos hacia cuencas sin información fluviométrica. En esta sección, se describen la zona de estudio y metodología adoptadas para estimar los principales almacenamientos y flujos de agua a una resolución horizontal de 0,05°  0,05° (aproximadamente 5 km).