Taller de REDICA Aplicación del Desarrollo Sostenible en la Adaptación al Cambio Climático 11, 12 y 13 de setiembre, San José, Costa Rica

Transcripción

1 Taller de REDICA Aplicación del Desarrollo Sostenible en la Adaptación al Cambio Climático 11, 12 y 13 de setiembre, San José, Costa Rica Disponibilidad del Recurso Hídrico en la Cuenca del Río Abangares para el Acueducto Municipal de la ciudad de Las Juntas 1. El problema y su importancia El uso del agua potable es fundamental para el desarrollo de toda comunidad, de su disponibilidad depende la calidad de vida y el crecimiento económico de cualquier región. El abastecimiento de agua potable debe resolverse en términos de su cantidad, de su distribución y de su calidad. La cantidad se establece según la población a abastecer en un plazo definido, contemplando su crecimiento y su uso, ya sea este doméstico, industrial, comercial, recreacional o para servicios públicos. La distribución tanto espacial como temporal depende de las condiciones geográficas y climáticas de la zona, de las cuales deben existir registros suficientes para caracterizar de manera confiable, esta distribución. La calidad debe ser apta para un uso específico como el consumo, y depende del medio en que se encuentra el recurso. El agua encontrada en estado natural nunca está en estado puro, sino que presenta sustancias disueltas y en suspensión, estas sustancias pueden limitar, de modo igualmente natural, el tipo de usos del agua. Actualmente el abastecimiento de agua potable se ve amenazado por la expansión demográfica que cambia el uso del suelo y varía los patrones de escorrentía por erosión, contaminación y desprotección de las zonas de recarga de las cuencas, y por el cambio climático mostrado en los últimos años, que incrementa la incertidumbre en la cuantificación del recurso, tanto en el tiempo como en el espacio. Estas razones hacen necesario el estudio y planificación de los usos del recurso como un conjunto de demandas, principalmente en las zonas con déficit del recurso hídrico. Esta problemática se ha presentado en el distrito de las Juntas de Abangares durante la última década. Los racionamientos en época seca evidencian la vulnerabilidad en cuanto a la disponibilidad del recurso hídrico. Surge entonces la necesidad de determinar la magnitud que puede alcanzar este problema en el futuro, con el fin de buscar soluciones que puedan aplicarse para evitar el colapso del sistema de abastecimiento existente.

2 2. Objetivo principal Determinar la disponibilidad del recurso hídrico en forma de escorrentía superficial, en las cuencas de los ríos Aguas Claras y Gongolona, para el abastecimiento de agua potable de la ciudad de Las Juntas, para un período de 20 años. El estudio comprende una proyección de la demanda de agua potable en la ciudad de Las Juntas, la caracterización física e hidrometeorológica de la cuenca del Río Abangares hasta la estación fluviográfica Limonal Viejo ( ), donde se tienen registros de escorrentía, los balances hídricos en las subcuencas del río Aguas Claras, donde se encuentra la toma del acueducto, y del río Gongolona como posible fuente, y el análisis de los resultados con las respectivas conclusiones y recomendaciones. 3. Metodología utilizada y resultados 3.1 Proyección de población y caudal de diseño Se investigó brevemente el proceso de crecimiento poblacional del cantón de Abangares y de la ciudad de Las Juntas. Se analizó la información estadística del Censo Nacional 2000, así como los de los censos de 1927, 1950, 1963, 1973 y Tabla #1: Población del cantón Abangares y de la ciudad de Las Juntas. Cantón Abangares ND Ciudad Las Juntas Fuente: Instituto Nacional de Estadística y Censos. La proyección del crecimiento de la población de Las Juntas se calculó según el modelo de crecimiento natural exponencial por su ajuste al registro, lo que dio como resultado una población de personas, aproximadamente, para el año Para calcular el caudal de diseño para el acueducto de la ciudad de Las Juntas, se utilizó una dotación bruta razonable, de 250 litros por persona por día (250 l/p/d) y un factor de consumo máximo de 1,25. El caudal de diseño del sistema de conducción se estimó en 51.7 l/seg.

3 Tabla #2: Proyección de población y consumo de agua potable. Año Caudal Población requerido (hab.) (L/seg) Caracterización Física La caracterización física incluye todas las características topográficas, geológicas y geométricas de la cuenca, como forma, área, elevación media, pendiente, tipo de suelo y otras que contribuirán a la interpretación de información climática y de escorrentía. Tabla #3: Características físicas más impotantes de la cuenca del Río Abangares (Hasta Limonal Viejo) y de las subcuencas Aguas Claras y Gongolona. Característica Abangares Aguas Claras Gongolona Área (km 2 ) Perímetro (km) Elevación media (msnm) Longitud del cauce principal (km) Densidad de drenaje Índice de pendiente, Ip Pendiente media del río, Ir (%) Caracterización Hidrometeorológica Debido a la escasa información hidrometeorológica, debió utilizarse información de la Clasificación de Zonas de Vida desarrollada por el ecólogo Leslie Holdrige y ampliada por el Centro Científico Tropical. A partir de esta se sintetizan los datos de precipitación, comparando las zonas de vida presentes en la región de estudio con las de las estaciones pluviométricas aledañas.

4 Tabla #4: Estaciones Pluviométricas de las que se uso información. Nombre Altitud (msnm) Precipitación media anual registrada Zona de Vida Rango de precipitación Tilarán mm bh-t D mm Las Juntas mm bh-t mm Miramar mm bh-t mm Cerro San José mm bmh-p mm Ubicando estaciones ficticias en la cuenca y asociándoles la información relativa a las zonas de vida se interpolaron superficies de precipitación con el programa ARCVIEW. De esta manera se calculó la precipitación total en la cuenca y en las subcuencas en estudio. Los mapas presentan la precipitación promedio anual, promedio mensual en la cuenca en estudio y también la precipitación promedio anual y promedio mensual basados en los datos para el año más seco del registro (1972), que se consideró como el año crítico. A continuación se presentan las distribuciones de precipitación promedio anual para el año seco y para el año promedio.

5 Simbología Comparación entre distribuciones de precipitación promedio y mínima para la cuenca N Curvas de Nivel Zonas de Vida Subcuencas: Aguas Claras y Gongolona Precipitación Mínima (mm) Precipitación Promedio (mm) Metros

6 Tabla #5: Precipitación Promedio a partir de mapas. Período Abangares (mm) Aguas Claras (mm) Gongolona (mm) Mayo 230,9 208,1 218,0 Junio 305,1 256,7 268,8 Julio 245,7 239,1 235,5 Agosto 309,0 263,5 258,3 Setiembre 371,9 282,0 327,1 Octubre 399,7 327,0 350,5 Noviembre 179,3 177,2 161,9 Diciembre 61,7 96,5 73,6 Enero 28,9 50,5 38,7 Febrero 14,8 25,0 20,0 Marzo 15,0 15,5 13,0 Abril 47,2 36,1 27,4 Anual 2209, Balance Hídrico Para verificar la distribución de precipitaciones se realizó un balance hídrico en la estación de Limonal Viejo, donde se contaba con datos de escorrentía para un período de 22 años de registro. Se calculó la evapotranspiración por el método de Thornthwaite debido a la imposibilidad de aplicar el método de Penman, por falta de información de velocidad promedio de viento y de promedio de horas diarias de brillo solar para la zona. Los resultados de escorrentía de este balance se revisaron contra el registro de caudales promedio de la estación fluviográfica de Limonal Viejo ( ). Siguiendo el procedimiento para el cálculo del balance hídrico propuesto por Leopold Luna y Thomas Dunne en el libro Water in Environmental Planning y con información de los porcentajes de absorción del suelo del Estudio para aumentar el nivel de detalle del Mapa de Suelos de Costa Rica del Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG), se obtuvo una distribución de escorrentía para el año promedio y el año más seco. El primero da una idea general de la cantidad de escorrentía que en promedio se cuenta cada año y el segundo, del mínimo disponible, ambos casos para el período de registro de 22 años.

7 Tabla #6: Caudales para el año promedio de la cuenca del Río Abangares y las subcuencas Aguas Claras y Gongolona. PERIODO Año Promedio (l/seg) Aguas Claras + Abangares Aguas Claras Gongolona Gongolona (l/s) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Nota: Los valores en rojo indican déficit. Tabla #7: Caudales para el año seco de la cuenca del Río Abangares y las subcuencas Aguas Claras y Gongolona. PERIODO Año Seco (l/seg) Aguas Claras + Abangares Aguas Claras Gongolona Gongolona (l/s) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Nota: Los valores en rojo indican déficit.

8 Tabla #20: Comparación de caudales registrados y caudales calculados del Río Abangares Mes Caudal medido en Limonal Viejo (m 3 /seg) Caudal calculado Año Promedio (m 3 /seg) Enero 1,302 2,884 Febrero 0,772 1,852 Marzo 0,515 0,970 Abril 0,502 0,581 Mayo 1,325 0,326 Junio 3,844 2,249 Julio 3,370 4,061 Agosto 5,298 6,529 Setiembre 11,837 9,804 Octubre 16,542 11,783 Noviembre 8,680 8,858 Diciembre 2,923 4,972 Total 56,910 54,869 Rafael Oreamuno Escuela de Ingeniería Civil Universidad de Costa Rica Tel