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

R UTAS H IDROLÓGICAS 63 P ROYECCIONES DE LA DISPONIBILIDAD DE RECURSOS HÍDRICOS EN CUENCAS EN RÉGIMEN NATURAL ENTRE LAS REGIONES DE T ARAPACÁ Y M AULE Ximena Vargas M. 1 (1) Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Chile Contacto autor principal : xvargas@uchile.cl R ESUMEN . Los desafíos que impone la escasez del recurso hídrico para la subsistencia de la vida y el desarrollo de los pueblos hacen necesario analizar el impacto que el cambio climático proyecta sobre la disponibilidad futura de este recurso. En este artículo se usan modelos hidrológicos VIC (Variable Infiltration Capacity) calibrados en el período histórico, 1980 a 2015, en 22 cuencas en régimen natural de la zona norte y centro de Chile, para proyectar los caudales medios diarios al período 2025 a 2060. Se utilizan las forzantes meteorológicas del producto CR2Met v1.4.2 históricas y proyectadas, para el escenario futuro RCP 8.5, por cuatro modelos climáticos globales y se analizan las sequías hidrológicas considerando los caudales medios anuales asociados a probabilidades de excedencia de 85 y 95%. También, se aborda el análisis de los cambios en la disponibilidad del recurso considerando la mediana de las medias móviles de 10 días de los caudales medios diarios según su distribución y duración temporal. Los resultados obtenidos proyectan disminuciones tanto de los caudales medios anuales promedios como de los asociados a las probabilidades 85 y 95%. Además, los períodos de déficit pueden ser considerados más severos, debido al aumento del número de años en que la cantidad de días en que la media móvil de 10 días presenta caudales inferiores a los del período histórico. Esto es significativo en la mayoría de las cuencas analizadas. Se discuten las proyecciones obtenidas a través de índices hidrológicos que miden la representatividad de los modelos globales climáticos en el periodo histórico. I NTRODUCCIÓN Debido a la necesidad de conocer los potenciales impactos del cambio climático en los recursos hídricos en Chile, actualmente se han intensificado los estudios acerca de su disponibilidad futura. Muchos de estos (Gómez et al., 2013; Vargas et al., 2013; Vargas et al., 2012; McPhee et al., 2011; Cayan et al., 2008) utilizan los resultados de modelos climáticos globales (GCM), de baja resolución espacial (200 a 1000 km), para forzar modelos de simulación hidrológica que han sido previamente calibrados en el período histórico, a base de datos registrados en estaciones meteorológicas y fluviométricas. Además, en dichos estudios se realiza un escalamiento estadístico, que considera que en el futuro se mantienen las relaciones estadísticas establecidas para las variables meteorológicas modeladas. Dado que los GCMs proyectan cambios en las variables hidrológicas, se genera incertidumbre tanto en las zonas extrapoladas de las relaciones establecidas como en las interpolaciones que se realizan (Li et al., 2010). Recientemente, en el marco del proyecto de actualización del balance hídrico nacional (DGA, 2018) se desarrolló el producto grillado CR2MET (v1.4.2) con resolución horizontal del orden de 5 km que contiene variables meteorológicas (precipitación, temperatura, etc.) con resolución diaria, las que fueron discretizadas a intervalos de tres horas para calibrar modelos VIC (Variable Infiltration Capacity) en 43 cuencas consideradas en régimen natural, de las macrozonas Norte y Centro de nuestro país. Los valores futuros de precipitación y temperatura, usados para forzar los modelos VIC, se basan en el escalamiento denominado Quantile Delta Mapping (QDM, Cannon et al., 2015) efectuado para cada celda de la grilla, que preserva los cambios absolutos (utilizados típicamente para temperatura) o relativos (e.g., precipitación) en los cuantiles, corrigiendo al mismo tiempo los sesgos en la distribución de frecuencia de la variable simulada, respecto de la referencia. En el presente estudio, para realizar el análisis de disponibilidad futura del recurso hídrico, se utilizan los caudales medios diarios obtenidos en algunas de las cuencas calibradas en el proyecto de actualización del balance hídrico nacional. El objetivo perseguido es estimar la disponibilidad futura esperada del recurso hídrico, considerando para estos efectos la mediana de los valores y se analiza el comportamiento de los valores futuros proyectados adoptando como referencia los caudales de altas probabilidades de excedencia simulados en el período histórico 1980 a 2015, tanto con las forzantes del producto CR2MET como con las determinadas a base de los GCMs. M ETODOLOGÍA Se adoptan para el análisis 43 cuencas entre las regiones de Tarapacá y del Maule consideradas en régimen natural y cuyos parámetros del modelo hidrológico VIC han sido calibrados con la versión 1.4.3 del producto CR2MET (DGA, 2018). Se seleccionan aquellas 22 que presentan valores aceptables de los índices de eficiencia Kling Gupta y Nash-Sutcliffe (KGE>0,58 y NSE>0,5) en los modelos ya implementados. En las simulaciones se considera el uso de suelos definido por Zhao et al. (2016) en el territorio nacional. Se analizan los caudales medios diarios y anuales (medianas, promedios y valores asociados al 85% y 95%