POR QUÉ ES IMPORTANTE EL LAGO DE TOTA?

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1 Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia EN DÓNDE SE ENCUENTRA EL LAGO DE TOTA? El lago de Tota es el cuerpo de agua natural más grande de Colombia con una extensión de 55 Km 2 y se encuentra ubicado en el Departamento de Boyacá, entre los municipios de Aquitania, Tota y Cuitiva (ver figura 1). Figura 1. Ubicación Lago de Tota POR QUÉ ES IMPORTANTE EL LAGO DE TOTA? El lago de Tota es de vital importancia para el departamento de Boyacá y para el país ya que de él se abastecen varios acueductos veredales, el municipio de Sogamoso e Industrias como la empresa siderúrgica Acerías Paz del Río. Además es la fuente de abastecimiento para el riego de 3800 ha de cultivos de cebolla junca (principal actividad económica de la región) y la ganadería de la zona. Asimismo las aguas del lago de Tota son la base para el desarrollo de la piscicultura (cultivo de trucha) y el turismo en la región, debido a sus excelentes características ambientales y fisicoquímicas y a la belleza paisajística que ofrece la zona. QUÉ PROBLEMAS AMBIENTALES SE PRESENTAN EN EL LAGO DE TOTA? En los últimos años se ha incrementado la preocupación por el futuro del lago debido al progresivo proceso de eutrofización que ha producido el excesivo crecimiento de la macrófita Egeria densa y a que ha experimentado descenso en sus niveles, asociados en parte con fenómenos climáticos globales y en parte con la gestión del recurso hídrico. CUÁL ES EL OBJETIVO DEL PROYECTO PEER EN EL LAGO DE TOTA? Teniendo en cuenta la importancia económica y ambiental que representa el lago para el país y la creciente preocupación por el futuro de este recurso, el proyecto PEER busca entender y dar a conocer los impactos que generan los precursores climáticos ( fenómenos climáticos globales) y las actividades económicas y sociales sobre la cantidad y calidad del agua del lago de Tota, mediante la construcción de un modelo hidrológico y social que sirva como estrategia educativa para los actores sociales de la cuenca y para las autoridades ambientales en la planeación y gestión del recurso hídrico. 1

2 Modelando el futuro del Lago de Tota QUÉ FACTORES CONSIDERA EL MODELO? En la elaboración del modelo se tuvieron en cuenta aspectos como: balance hidrológico, calibración y ajuste, proyecciones climáticas, análisis de índices climáticos globales y su relación con la precipitación y los niveles del lago, distribución mensual de la precipitación, escenarios climáticos y sociales. QUÉ ES UN BALANCE HIDROLÓGICO? Un balance hidrológico es el cálculo de las entradas y salidas de agua en un sector de una cuenca a lo largo del tiempo. Es el equilibrio entre los recursos hídricos que entran al sistema y los que salen del mismo. Para una cuenca hidrográfica las entradas pueden ser precipitaciones o trasvase de agua desde otras cuencas y las salidas pueden ser evapotranspiración de plantas, evaporación en las superficies liquidas, derivaciones para riego o consumo doméstico e Industrial y la salida natural de la cuenca hacia un receptor o hacia el mar. A continuación se presenta una descripción gráfica de las entradas y salidas de agua en la cuenca del lago de Tota (ver figura 2). Figura 2. Balance hídrico en el lago de Tota CÓMO SE CALCULÓ EL BALANCE HIDROLÓGICO EN EL LAGO? Para el cálculo del balance hidrológico se tuvieron en cuenta como datos de entrada: la precipitación sobre la cuenca, dividida en cinco zonas (ver figura 3) y como datos de salida, la evapotranspiración de la vegetación en cada zona, la evaporación de la superficie del cuerpo de agua y las derivaciones para acueductos 2

3 Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia veredales, municipales e Industriales (Acerías Paz del Río) y para el riego de las 3800 ha de cebolla junca sembrada en la cuenca (Villalba et al., 2001). Figura 3. Zonas del Lago de Tota. Tomado del POMCA (2005) El modelo que calcula el balance hidrológico se considera como semi-distribuido ya que se realiza el balance por cada una de las cinco zonas de la cuenca. Para encontrar la precipitación y evaporación en cada zona, se obtuvo información de las estaciones hidroclimatólogicas del IDEAM ubicadas en la cuenca (ver tabla 1). Los valores de cada variable se ponderaron de acuerdo a la ubicación de las estaciones utilizando los métodos llamados polígonos de Thiessen e IDW. Tabla1. Estaciones climáticas sobre la cuenca del lago de Tota. Estación Localización P E Las Cintas Aquitania(5 37'0'' N 72 52'0'' W) x x Colorados Aquitania(5 31'0'' N '0'' W) x x Guaquira Aquitania(5 28'0'' N-72 59'0'' W) x Potrerito Aquitania(5 28'39,3''N-72 56'55'' W) x x Olarte Aquitania(5 29'0'' N '0'' W) x x Aquitania Aquitania(5 31'0'' N-72 53'0'' W) x El tunel Cuitiva(5 34"N-72 56"W) x x Las villitas Aquitania (5 37'0'' -N 72 55'0'' W) x Tota Tota (5 34'0'' N '0'' W) x Para realizar el balance se utilizó un modelo de tanques que asume que el agua se distribuye en dos compartimentos o sistemas de almacenamiento conectados entre sí (ver la figura 4). En cada intervalo de tiempo la precipitación se distribuye en los dos tanques y en función del volumen almacenado en cada uno de ellos se determina la contribución por escorrentía y por flujo subsuperficial. 3

4 Modelando el futuro del Lago de Tota Figura 4. Modelo de tanques utilizado en el balance hídrico del lago de Tota. El modelo de tanques se aplicó a cada zona para determinar los caudales mensuales de entrada al sistema. Luego de calcular los caudales de entrada se realizó un balance en el espejo de agua, considerando igualmente la precipitación y la evaporación sobre el lago. Teniendo en cuenta el balance por zonas y en el espejo de agua, se realizó el balance de agua total en la cuenca del lago de Tota. CÓMO SON LA PRECIPITACIÓN, LA TEMPERATURA Y LA EVAPORACIÓN EN LA CUENCA DEL LAGO DE TOTA? La lluvia se distribuye preferencialmente de oriente a occidente con mayores registros de lluvia sobre la región oriental comparada con el flanco occidental. Esto quiere decir que, en lugares como Hato Laguna y las subcuencas de las quebradas Los Pozos y Corrales, pertenecientes al municipio de Aquitania, llueve más que en las subcuencas del rio Olarte o de la quebrada Guayachal en el municipio de Tota. En la figura 5 se presenta la distribución media multianual de la lluvia en la cuenca, obtenida de los datos de las estaciones hidrológicas, usando una interpolación tipo spline. En la cuenca el régimen de lluvia es de tipo unimodal, presentándose las menores precipitaciones en los meses de diciembre a marzo y las mayores entre abril y noviembre, siendo julio el mes con mayor precipitación en el año. En la figura 6a se presenta un diagrama de cajas y bigotes de la precipitación mensual multianual en la cuenca. En el diagrama se observan, mensualmente, los valores de la mediana, mínimos y máximos, valores atípicos y la simetría de la distribución. La evaporación en la cuenca del lago de Tota varía mensualmente contraria al régimen de precipitación, encontrándose el mínimo valor en el mes de julio y el máximo entre los meses de diciembre a marzo ( ver figura 6b). La temperatura (figura 6c) se encuentra en el rango aproximado de C, sin embargo en algunos meses se presentan unos valores atípicos que pueden llegar a un mínimo de 9 C y a un máximo de 13.5 C. Los mínimos valores de temperatura se presentan en los meses de julio y agosto, lo cual concuerda con el máximo valor de precipitación y el mínimo de evaporación. 4

5 Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia Figura 5. Precipitación media multianual en la cuenca del Lago de Tota 5

6 Temperatura(mm) Evaporación(mm) Precipitación(mm) Modelando el futuro del Lago de Tota Temperatura ( 0 C) Evaporación (mm) Precipitación (mm) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Tiempo(meses) (a) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Tiempo(meses) (b) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Tiempo(meses) (c) Figura 6. (a)precipitación mensual, (b) evaporación y (c) temperatura sobre el lago de Tota 6

7 Extracción(m3/s) ene-71 ene-73 ene-75 ene-77 ene-79 ene-81 ene-83 ene-85 ene-87 ene-89 ene-91 ene-93 ene-95 ene-97 ene-99 ene-01 ene-03 ene-05 ene-07 ene-09 ene-11 ene-13 Niveles (msnm) Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia CÓMO SE COMPRUEBA EL FUNCIONAMIENTO DEL MODELO? El funcionamiento del modelo se comprueba mediante su calibración y ajuste (comparación de datos históricos con datos simulados para el mismo periodo). El procedimiento se describe a continuación. Luego de realizar el balance considerando entradas y salidas naturales (precipitación, evaporación, evapotranspiración), se determinaron los niveles del lago en el periodo histórico. Como era de esperarse, los niveles modelados fueron mayores a los reales ya que las salidas artificiales (que son altas) no se habían considerado. A partir de esta primera modelación, se comenzaron a ajustar los valores de las extracciones artificiales (como acueducto, Industria y riego) mediante la comparación de los niveles reales con los modelados (ver figura 7). Las extracciones artificiales mensuales obtenidas al finalizar el ajuste se presentan en la figura 7 y fueron comparadas con los valores promedio de extracciones registradas en documentos oficiales (por ejemplo el POMCA) esto con la finalidad de corroborar los datos hallados (ver figura 8) Tiempo (meses) Niveles simulados Niveles reales Figura 7. Comparación niveles reales y simulados jun-68 dic-73 may-79 nov-84 may-90 oct-95 abr-01 oct-06 abr-12 sep-17 Tiempo ( meses) Industrial y acueducto riego Figura 8. Extracciones en el periodo histórico Una de las mayores ventajas del modelo elaborado es que permite saber cómo se comportarían los niveles del lago si en el periodo histórico no se hubieran presentado extracciones, es decir observar su comportamiento natural. 7

8 Modelando el futuro del Lago de Tota CÓMO SE DETERMINAN LOS VALORES FUTUROS DE LAS VARIABLES CLIMÁTICAS? Las proyecciones de las variables climáticas se realizaron utilizando métodos estadísticos. La precipitación, la humedad relativa y la temperatura se proyectaron mediante relaciones con variables estadísticas como la media y la desviación estándar.sin embargo la evapotranspiración se proyectó utilizando métodos basados en la temperatura y en la humedad. Las ecuaciones usadas fueron las de Blaney Criddle y Romanenko (Xu & Singh, 2001). Adicionalmente para realizar las proyecciones se elaboraron escenarios climáticos, es decir eventos posibles de temperatura y precipitación. Los escenarios se presentan en la figura 9 (Mahmoud et al., 2009). Figura 9. Escenarios climáticos. Las proyecciones de precipitación fueron tres: constante (manteniendo las condiciones históricas), con un aumento del 10% (aumento sobre la media) y con una disminución del 10% (disminución sobre la media). Las proyecciones de temperatura igualmente fueron tres: con la tendencia creciente de la temperatura histórica, constante (eliminando la tendencia de la temperatura histórica) y con aumento (incrementando en 2 C la temperatura media en 30 años). En cuanto a la humedad relativa, sólo se utilizó una proyección bajo condiciones constantes. Las proyecciones de evapotranspiración dependieron de la humedad y de las tres proyecciones de temperatura. En las figuras 10 a 12 se presentan las proyecciones de las variables climáticas consideradas. A partir de las proyecciones de precipitación, temperatura y evapotranspiración se elaboraron cuatro escenarios climáticos (ver figura 9), considerando como más crítico el escenario 3 y como menos crítico el 4. 8

9 Temperatura ( 0 C) Temperatura ( 0 C) Temperatura ( 0 C) Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia Figura 10. Proyecciones de Precipitación sobre el lago de Tota. Proyección constante Proyección tendencia Proyección Incremento 2 C Figura 11. Proyecciones de temperatura sobre el Lago de Tota Figura 12. Proyecciones de Evaporación sobre el Lago de Tota. EXISTE INCERTIDUMBRE EN LAS PROYECCIONES CLIMÁTICAS? Los escenarios que se plantean son posibles ocurrencias de situaciones que pueden ser muy variables. Teniendo en cuenta esta incertidumbre, se realizó una envolvente de proyecciones, es decir, se consideraron 9

10 Modelando el futuro del Lago de Tota 100 proyecciones posibles (ver figuras 10 y 11) y se eligió uno de los percentiles, 95 para el más alto y 5 para los más bajos. Es claro que hay gran variabilidad en las proyecciones climáticas, sin embargo la importancia del modelo radica en observar el comportamiento del lago bajo posibles escenarios para encontrar la influencia que tienen los componentes antrópicos y climáticos sobre la cantidad y calidad del recurso. CÓMO SE UTILIZA EL MODELO? El modelo desarrollado por el proyecto PEER es una herramienta útil para todos los actores sociales presentes en la cuenca y se basa en la toma de decisiones que involucren la cantidad y/o calidad del agua del lago. Este cuenta con una interfaz de usuario la cual está compuesta por: Escogencia del año de simulación, escenario climático a trabajar, un botón Inicializar que permite comenzar la simulación desde los años históricos, un botón simulación para comenzar a partir del año 2013 ( comienzo de las proyecciones), cuatro recuadros para que los actores principales de la cuenca tomen año a año una decisión con respecto a su actividad productiva (agricultores, Corpoboyacá, Industria y cultivadores de trucha) y la representación gráfica de las consecuencias ambientales producidas por las decisiones tomadas (variación de niveles y área, fósforo en el lago entre otras). Adicionalmente se presenta un gráfico de las zonas en las que se dividió la cuenca para la realización del modelo, esto les permite a los actores tomar las decisiones por cada zona, teniendo en cuenta su ubicación geográfica (ver figura 13). Las decisiones a tomar son las siguientes: Figura 13. Interfaz del Usuario. Agricultores: Pueden decidir el % de riego, es decir qué porcentaje de la cantidad de agua que requiere el cultivo van a usar. En el caso de escoger 100%, van a tomar del lago el agua necesaria para que el cultivo de cebolla tenga su máximo rendimiento, al disminuir el %, la cantidad de agua que se toma del lago va a disminuir, sin embargo, la producción de cebolla junca también lo hará. Otra decisión que pueden tomar los agricultores es el área cultivada por zona. Así, los agricultores pueden aumentar o disminuir el área de cultivo de cebolla. Esta decisión afecta proporcionalmente el agua extraída del lago. Por último, los agricultores tienen la posibilidad de seleccionar año a año la cantidad de gallinaza (fertilizante orgánico) que usaran por hectárea cultivada. Esta decisión afecta la cantidad de fósforo presente en el cuerpo de agua y el crecimiento de la macrófita E. densa. 10

11 Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia CORPOBOYACA: La autoridad ambiental se encarga de poner un límite de extracción por zona a los agricultores. En el caso en que los cultivadores de cebollada hayan decidido irrigar el 100% y aumentar el área cultivada, Corpoboyacá podría limitar esta extracción. Industria: La Industria está compuesta por Acerías Paz del Rio y por el acueducto (principalmente del municipio de Sogamoso). La decisión a tomar es la cantidad de agua extraída del lago (l/s). El acueducto además, puede decidir el Índice de agua no contabilizada (IANC), es decir que porcentaje de la cantidad de agua que toman del lago se pierde al llegar a su destino final, principalmente a causa de fugas en el sistema, entre más bajo sea el IANC, mayor es la eficiencia en el sistema y menor es el agua extraída del lago. Cultivadores de Trucha: Los cultivadores de trucha pueden decidir la producción que tendrán por año y el costo promedio que tendrá el kg de trucha anualmente. La producción de trucha afecta el contenido del fósforo en el lago y por tanto el crecimiento de la macrófita E. densa. El costo del kg de trucha le permite a los piscicultores relacionar la variación en la producción con las ganancias anuales y por tanto tomar decisiones al respecto. La gráfica de los niveles mensuales del lago se observa en la parte superior central, esto les permite a los actores de cuenca tomar cada una de las decisiones, además en la parte superior derecha se observa una gráfica del comportamiento del lago, la cual pude ser cambiada por el usuario. Finalmente en la sección inferior derecha se presenta una sección transversal del lago que permite observar la variación de nivel cada año y los promedios históricos y anuales de estos niveles, además se presenta un gráfico circular que representa el área del lago, a medida que el modelo corre el área varía, adicionalmente se observa una línea circular de color verde que representa el área ocupada por la macrófita E. densa, la cual aumenta su diámetro a medida que la cantidad de la macrófita lo hace. CÓMO SE HIZO EL MODELO DEL FÓSFORO? Para realizar el modelo del fósforo se supusieron tres tanques en el lago los cuales participan en la absorción o liberación de fósforo (fitoplancton, Zooplancton y macrófitas), además se consideraron tres fuentes principales de fósforo: El agua residual, el fertilizante de los cultivos de cebolla larga y los cultivos de trucha (alimento y excretas)( ver figura 14). Figura 14. Modelo conceptual del Fósforo en el Lago de Tota. 11

12 ene-71 jul-75 ene-80 jul-84 ene-89 jul-93 ene-98 jul-02 ene-07 jul-11 ene-16 jul-20 ene-25 jul-29 ene-34 jul-38 ene-43 jul-47 ene-52 Modelando el futuro del Lago de Tota El fósforo que entra al lago puede estar en forma suspendida o disuelta, dependiendo de su fuente. La consideración de este aspecto es importante ya que de esto depende la absorción por cada uno de los tanques asumidos. Para el caso de las aguas residuales de Aquitania se considera que la mayor parte del fósforo es disuelto, por tal motivo se supuso un porcentaje del 75%. Mientras que el fósforo proveniente de los fertilizantes (gallinaza) y del alimento y excretas de los cultivos de trucha permanece principalmente en su forma suspendida, por esto se supuso un porcentaje de 20% de Fósforo disuelto para cada una. El modelo toma las macrófita E. densa como el principal componente del lago que absorbe Fósforo disuelto y que de esta absorción depende su crecimiento. El crecimiento de la macrófita es de tipo exponencial y obedece a la cantidad inicial de fósforo, una tasa de absorción y una tasa de crecimiento (Carrillo, et al., 2006). La cantidad de fósforo disuelto que absorbe el fitoplancton depende de lo absorbido por la macrófita, por este motivo, mientras haya buena disponibilidad de fósforo, el fitoplancton absorbe un porcentaje del total disponible, mientras que si el fósforo es escaso sólo tomará lo que no absorba la E. densa. El zooplancton no toma fósforo directamente ya que este se alimenta del fitoplancton por lo que su absorción es indirecta. El fósforo que no es absorbido por ninguno de los tres tanques permanece disuelto en el lago y sale únicamente por acción del vertedero de salida (nacimiento del rio Upía). En cuanto al fósforo suspendido, se considera que la mayor parte se sedimenta en el fondo del lago (0.23 m/h según Chalar & Clemente, 2005) y que sólo se logra re-suspender una pequeña fracción de lo sedimentado. Lo anteriormente descrito se esquematiza en la figura 14. CÓMO ES EL CRECIMIENTO DE LA EGERIA DENSA EN EL LAGO? Como se explicó anteriormente el crecimiento de la E. densa es de tipo exponencial. A medida que la concentración de fósforo en el lago va aumentando, la macrófita tiene más alimento y por tanto aumenta el área cubierta del lago, la concentración continúa en aumento y el lago comienza a sobrepoblarse con la Egeria. Luego llega un punto en que la cantidad de macrófitas es tan alta que la concentración de fósforo disuelto en el lago comienza a disminuir como se observa en la figura 15. Este resultado es interesante porque indicaría que las mediciones de fósforo en el agua podrían ser bajas mientras que la Egeria lo incorpora en su crecimiento Fósforo_Lago (mg/l) Figura 15. Fósforo y crecimiento de E. densa en el lago de Tota. 12

13 Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia INFLUYE EL FENOMENO DEL NIÑO EN LAS VARIABLES CLIMÁTICAS DEL LAGO DE TOTA? Existen diferentes fenómenos globales que pueden estar relacionados con variables climáticas locales. El proyecto PEER estudió la relación existente entre variables físicas y climáticas en el lago de Tota con algunos precursores globales (PDO, AMO y SOI). A continuación se presentan una serie de gráficos donde se relacionan los niveles, precipitación y temperatura con los índices climáticos más correlacionados a cada una de estas variables (ver figura 16). Figura 16. Índices globales vs variables climáticas en el Lago de Tota. Uno de los indicadores climáticos del Niño es el SOI (Índice de la oscilación del sur), que mide la diferencia de presión entre Tahití y Darwing en el Océano Pacífico Ecuatorial, medición que está relacionada con el desarrollo e intensidad de eventos Niño y Niña (Jiménez, 2012). Se encontró que el lago está relacionado con los tres precursores climáticos analizados, AMO, PDO y SOI como se observa en la figura 16. Debido a su ubicación geográfica, el comportamiento de las variables climáticas del lago está relacionado tanto con fenómenos en el Océano Pacífico como en el Océano Atlántico. Los niveles y la temperatura están correlacionados con la relación del inverso del PDO y el AMO. La correlación indica la similaridad en el comportamiento, es decir, a medida que los valores de los índices climáticos globales disminuyen, la temperatura y los niveles del lago aumentan. En el caso de la precipitación, se encontró que la relación AMO-SOI presentaba la mayor correlación con esta variable. Esto indica que, efectivamente, tanto el fenómeno del Niño como los demás fenómenos climáticos globales pueden tener una fuerte influencia sobre el comportamiento del lago de Tota, afectando la cantidad del recurso hídrico. QUÉ PASARÁ CON EL LAGO EN UN FUTURO CERCANO? Lo que pase con el Lago en un futuro depende del manejo que se le haga al recurso. Luego de hacer diversas corridas del modelo bajo diferentes escenarios climáticos y considerando variedad de extracciones se puede concluir que el futuro del Lago depende en gran medida de los actores principales de la cuenca, cada una de 13

14 ene-71 nov-73 sep-76 jul-79 may-82 mar-85 ene-88 nov-90 sep-93 jul-96 may-99 mar-02 ene-05 nov-07 sep-10 jul-13 may-16 mar-19 ene-22 nov-24 sep-27 jul-30 may-33 mar-36 ene-39 nov-41 sep-44 jul-47 may-50 mar-53 Nivel (msnm) Modelando el futuro del Lago de Tota sus decisiones puede agotar o mantener los niveles del recurso hídrico. Además de la cantidad, los actores de cuenca tienen gran influencia en la calidad de recurso, considerando en este caso el crecimiento de la llamada Elodea. EN CUÁNTO TIEMPO SE VA A AGOTAR EL AGUA DEL LAGO? No se puede afirmar que el recurso se va a agotar ya que el que se agote o no se agote depende en gran medida de la variabilidad climática y de la gestión que se le haga al lago. Además, en caso de que se agote, el tiempo requerido para que esto pase también depende de la intensidad de los fenómenos climáticos y de la forma como las autoridades ambientales y la comunidad de la zona decida manejarlo. A continuación se presentan unas gráficas que permiten observar las posibles decisiones que pueden causar que el recurso se agote en el escenario climático más crítico (<P,>T). En el caso de no permitir la extracción industrial, los niveles se mantendrán aproximadamente constantes (línea azul figura 17), si se permite una extracción industrial constante de 500l/s y una extracción para el acueducto de 800l/s bajo un IANC de 1.5 (actual) y considerando un riego máximo para el área actual de cultivos de cebolla, se encuentra que el nivel del lago alcanza el mínimo crítico en aproximadamente 15 años y que la única forma de alcanzar la recuperación del lago es prohibiendo la extracción Industrial, luego de que el lago parece estar recuperado y se permite nuevamente la extracción Industrial los niveles vuelven a bajar rápidamente y no alcanzan a recuperarse nuevamente en el tiempo de simulación. Bajo una extracción constante de 300 l/s por parte de Acerías, el lago mantiene por más tiempo los niveles, sin embargo los niveles comienzan a descender hasta bajar más allá del nivel mínimo crítico cerca del horizonte de evaluación (ver figura 17) Nivel máx. inundación Rebosadero Nivel mín. crítico 3013 Tiempo (meses) Nivel simulado Acerias 500_Acued 800_riego 100_I50% Acerias 300_Acued 800_riego 100 I50 Figura 17. Influencia de la extracción industrial en los niveles del lago bajo escenario crítico. En general la extracción de la empresa Acerías Paz del Río es lo suficientemente alta para influir fuertemente en la variación de los niveles del lago. En el escenario climático más crítico lo más conveniente para evitar el agotamiento de agua en el lago es prohibir la extracción industrial, considerando que las demás extracciones continúen constantes. Sin embargo hay otros factores que pueden influir en el descenso de niveles y que bajo un adecuado funcionamiento podrían permitir la extracción Industrial en este escenario, este es el caso de la optimización del sistema de acueducto del municipio de Sogamoso. En la figura 18 se observan las variaciones de nivel del lago en el escenario 3 (crítico), bajo diferentes extracciones industriales y considerando una extracción del acueducto de Sogamoso de 800 l/s pero optimizando el sistema a un IANC del

15 ene-71 sep-73 may-76 ene-79 sep-81 may-84 ene-87 sep-89 may-92 ene-95 sep-97 may-00 ene-03 sep-05 may-08 ene-11 sep-13 may-16 ene-19 sep-21 may-24 ene-27 sep-29 may-32 ene-35 sep-37 may-40 ene-43 sep-45 may-48 ene-51 sep-53 Niveles (msnm) Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia En general el Lago en este escenario no soportaría extracciones de 1000 o 500 l/s por un gran periodo ya que necesariamente la autoridad ambiental deberá poner una o varias restricciones, sin embargo se observa que en el periodo de la simulación el lago mantiene sus niveles con la extracción de 300 l/s de Acerías Paz del Río (ver figura 18) Nivel máx. inundación Rebosadero Nivel mín. crítico 3013 Acerias 300_Acued 800_riego 100.I10 Acerias 1000_Acued 800_Riego 100_I10 Tiempo (meses) Acerias 500_Acued 800_riego 100. I10 Figura 18. Efecto del IANC bajo el escenario climático crítico. De lo anterior se concluye que bajo una optimización del sistema de acueducto del Municipio de Sogamoso, que disminuya el Índice de Agua no Contabilizada (IANC) a 1.1, la extracción Industrial de las aguas del lago de Tota puede continuar con un caudal máximo de 300 l/s, todo esto bajo el escenario climático más crítico ( escenario 3). En cuanto al riego se observa en la figura 19 que su influencia es menos significativa que las demás extracciones de la cuenca. A pesar de que no existieran cultivos en la cuenca y por tanto no se requiriera extracción para riego, la extracción Industrial de 1000l/s es insostenible, la de 500l/s se podría únicamente sin riego para cultivos ya que permitiendo todas las extracciones, y con una disminución en el caudal para riego el lago no logrará recuperarse (ver figura 19). 15

16 ene-71 oct-73 jul-76 abr-79 ene-82 oct-84 jul-87 abr-90 ene-93 oct-95 jul-98 abr-01 ene-04 oct-06 jul-09 abr-12 ene-15 oct-17 jul-20 abr-23 ene-26 oct-28 jul-31 abr-34 ene-37 oct-39 jul-42 abr-45 ene-48 oct-50 jul-53 Niveles (msnm) Modelando el futuro del Lago de Tota Nivel máx. inundación Rebosadero Nivel mín. crítico restricción Industrial restricción al riego 3013 Acerias 500 Acued 800_ riego 50_ I50 Acerias 500 Acued 800_ riego 100_ I50 Tiempo (meses) Acerias 500 Acued 800_ riego 0_ I50 Acerias 1000 Acued 800_ riego 0_ I50 Figura 19. Efecto del riego (escenario crítico). Teniendo en cuenta que la economía de la región que se basa principalmente en el cultivo de cebolla larga y la baja influencia que tiene el riego en la variación de los niveles del lago, se considera que bajo el escenario climático más crítico, no es necesario restringir el riego en los cultivos de tal manera que disminuya la producción. La mayor influencia en los niveles del lago la tiene la extracción Industrial. De acuerdo con los resultados de la modelación, el Lago de Tota bajo el escenario climático más crítico no soporta una extracción Industrial de 1000l/s sin importar el que exista o no extracción para riego de los cultivos de la cuenca. Una extracción Industrial menor puede ser soportada por el lago dependiente de la optimización del sistema de acueducto y del riego de cultivos. QUÉ SE PUEDE DECIR DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL LAGO DE TOTA? La calidad del agua del lago de Tota se ve afectada por diferentes factores, entre ellos, los vertimientos provenientes de las aguas residuales del municipio de Aquitania y veredas cercanas. El POMCA (Pontificia Universidad Javeriana, 2005) demuestra que la quebrada la mugre es uno de los afluentes del lago con mayor deterioro en sus características fisicoquímicas, adicionalmente existe una eutrofización notable en los ríos Tobal, quebradas los pozos y agua blanca. Sin embargo, el 90 % del cuerpo de agua aún conserva una buena calidad, debido a la absorción de nutrientes por la macrófita E. densa,a su gran volumen y por tanto a su capacidad de autodepuración (Chaparro, 2013). Otros factores que afectan la calidad del lago por su aporte de nutrientes son la fertilización de cultivos de cebolla aledaños con la llamada gallinaza y los cultivos de trucha, ya que el alimento contiene gran cantidad de nutrientes, entre ellos fósforo y la materia fecal de la trucha que llega al cuerpo de agua también es rica en estos nutrientes. Tanto las aguas residuales como los cultivos de cebolla y trucha pueden afectar el lago por su excesivo aporte de fósforo, lo cual puede generar el proceso denominado eutrofización. El modelo desarrollado en este proyecto consideró la influencia de estas tres fuentes de nutrientes en el crecimiento de la macrófita E. densa, uno de los principales problemas que tiene el lago actualmente. Se encontró que debido al crecimiento exponencial que presenta la E. densa, si no se realiza ninguna medida preventiva, el lago puede llenarse totalmente de la macrófita en pocos años. 16

17 Proyecto PEER: Impactos del cambio climático en la dinámica hidrológica de lagos y ciénagas de Colombia A pesar de que se encontró que la influencia que tiene el cultivo de cebolla en la cantidad de agua del lago de Tota es mínima, su influencia sobre la calidad es considerable ya que el fósforo que aporta la gallinaza está favoreciendo el crecimiento excesivo de la macrófita y esto, acompañado con los detergentes de las aguas residuales y el fósforo del alimento y excretas de los cultivos de trucha, puede generar una disminución de oxígeno disuelto en el lago, finalizando con su deterioro total. Se recomienda tomar medidas que disminuyan el riesgo de deterioro de las aguas del lago, mediante el uso de otra clase de fertilizantes, la optimización del sistema de alimentación y recolección de excretas en los cultivos de trucha y la puesta en marcha de la planta de tratamiento de aguas residuales del Municipio de Aquitania con un tratamiento terciario que permita la remoción de tales nutrientes. REFERENCIAS Chalar,G.,& Clemente, J., (2005). Tasa de resuspension de fósforo y sedimentos en un cuerpo de agua muy somero( Laguna de Rocha, Uruguay),(p: ). En I. Vila y J. Pizarro(eds.) Tercer taller Internacional de eutrofización de lagos y embalses.cyted.patagonia impresores, Santiago, Chile.215pp Carrillo, Y., Guarın, A., & Guillot, G. (2006). Biomass distribution, growth and decay of Egeria densa in a tropical high-mountain reservoir ( NEUSA, Colombia ), 85, Chaparro, J. (2013). Cambios institucionales para prersevar la cantidad y la calidad del agua en la cuenca del lago de Tota. Universidad Javeriana. Mahmoud, M., Liu, Y., Hartmann, H., Stewart, S., Wagener, T., Semmens, D., Winter, L. (2009). A formal framework for scenario development in support of environmental decision-making. Environmental Modelling and Software, 24(7), Pontificia Universidad Javeriana. Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca del Lago de Tota Convenio número 038 de CORPOBOYACA -PUJ (2005). Villalba, R., Arango, L., Tobar, M. de los A., Quintero, L. E., Días, J. M., & Arteta, M. E. (2001). Censo del cultivo de Cebolla Larga. Lago de Tota. Xu, C., & Singh, V. P. (2001). Evaluation and generalization of temperature-based methods for calculating evaporation, 319(August 1999),