6. Se hicieron mediciones de calidad de agua en 7 puntos del humedal en 3 sitios

Transcripción

1 RESUMEN Contexto El estudio Los humedales como solución natural para mejorar la seguridad hídrica en la Cuenca del Maipo Región Metropolitana de Chile fue desarrollado por The Nature Conservancy con apoyo técnico de la Universidad de Chile y el financiamiento del Banco HSBC a través de su Water Programme. Su objetivo era demostrar el valor de los humedales alto andinos como solución natural (o Infraestructura Verde ) para mantener calidad y regulación de los flujos de agua. La parte alta de la cuenca del río Maipo en la zona central de Chile fue seleccionada como área de estudio. La cuenca del río Maipo se caracteriza por la presencia de diversas actividades humanas que ejercen una fuerte presión en el uso de los recursos hídricos. En esta cuenca se hace especialmente relevante el consumo urbano asociado a la ciudad de Santiago, donde habita más del 40% de la población total del país (6-7 millones de habitantes). Un 80% del consumo urbano de aguas en Santiago proviene del río Maipo. La cuenca del río Maipo abarca una superficie total de km 2 y tiene un caudal promedio de 92,3 m 3. Los ríos y embalses presentes en la cuenca del Maipo proveen el 75% del abastecimiento de agua potable de la Región Metropolitana de Santiago, y además aportan el 80% del agua para las ha regadas en el valle del Maipo, donde hoy viven aproximadamente 7 millones de habitantes (Universidad de Chile, 2014). El estudio definió una serie de parcelas pilotos y el monitoreo sistemático de los caudales y de la calidad de las aguas y comprobó el rol de estos humedales para retener sedimentos y regular los flujos. También evaluó los potenciales impactos y beneficios que se obtendrían como consecuencia de proteger los humedales alto andinos en la zona central de Chile y las consecuencias de no hacerlo. Los humedales corresponden a zonas de la superficie terrestre que mantienen una condición de inundación o de saturación de agua temporal o permanente (Bó y Quintana, s/a). En ellos surge vegetación especializada (Fernández et al., s/a) que cumple un rol fundamental en el reciclaje de nutrientes, la mantención de la cadena alimentaria, así como la estabilización de sedimentos y de la calidad de las aguas superficiales y subterráneas (Fernández et al., s/a). El balance de disponibilidad de agua y las características del suelo determinan el comportamiento del nivel de agua en diferentes momentos, el que a su vez es modificado por las características físicas del terreno y la proximidad a otros cuerpos de agua (Mitsch y Gosselink, 2000). Las condiciones impuestas por el el comportamiento del nivel de agua en diferentes momentos son muy importantes para el mantenimiento de la estructura y el funcionamiento de este ecosistema, ya que crean condiciones físico-químicas únicas que determinan características tales como la oxigenación del suelo, la acumulación de materia orgánica, disponibilidad de nutrientes, la riqueza y abundancia de especies y productividad primaria (Middleton, 1999; Mitsch y Gosselink, 2000). El agua almacenada en el humedal se desplaza lentamente por procesos de infiltración atravesando las distintas capas del suelo, drenando finalmente hacia cauces superficiales

2 y/o al acuífero. Normalmente el agua que deriva hacia el acuífero llega limpia y apta para el consumo humano (CONAMA, 2006; Tabilo-Valdivieso, 2004). En tanto, la vegetación ayuda a regular y reducir la velocidad del flujo y a capturar sedimentos, mejorando la calidad de los flujos superficiales (CONAMA, 2006; Tabilo-Valdivieso, 2003). Este proyecto se levanta como estudio piloto en el contexto de la iniciativa de The Nature Conservancy para la creación de un Fondo de Agua para la ciudad de Santiago, institucionalidad que se busca diseñar e implementar en conjunto con otros actores de los sectores público y privado presentes en la cuenca, con alta incidencia sobre el uso y manejo de los recursos hídricos. Este proyecto es desarrollado por el trabajo conjunto entre los científicos de TNC y un equipo de expertos de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. Figura 1: Área de estudio, Cuenca alta del río Maipo. Datos del estudio: 1. Se seleccionaron 4 sitios de estudio: Casa Piedra, Aparejo, Campamento Minero y Parque El Yeso, todos en la parte alta de la cuenca del río Yeso 2. El estudio tomó 26 meses 3. Se instalaron 3 cámaras trampa para monitorear el cauce del río, utilizadas para generar visualizaciones de lapso de tiempo y verificar incidentes registrados en los sensores de nivel de agua 4. Se establecieron 39 parcelas de exclusión para estudiar el impacto del turismo no regulado y de la ganadería en el crecimiento y composición vegetacional 5. Se instalaron 17 sensores de nivel de agua automáticos, 3 barómetros y 2 perfiles de medición de temperatura del suelo para medir el tiempo de congelamiento en diferentes puntos de las zonas de estudio

3 6. Se hicieron mediciones de calidad de agua en 7 puntos del humedal en 3 sitios El área de estudio (ver Figura N 1) se realizó un análisis de la producción de sedimentos de las cuencas altas de la cuenca del Río Maipo, donde a través del uso de la herramienta de modelaje InVEST 1 y del modelo SDR (Sediment Delivery Ratio Model) 2 se ha estimado la potencialidad de producción y retención de sedimentos de las cuencas. Esto permite identificar las áreas donde el retorno de la inversión en infraestructura verde es más alto al realizar actividades de conservación (es decir los beneficios que entregan a la ciudad las acciones para conservar la naturaleza). EL Modelo denominado SDR o Sediment Delivery Ratio Model tiene como objetivo mapear la generación de sedimentos en las cuencas y la entrega de éstos al torrente. Las unidades de análisis corresponden a 30 x 30 metros de lado, o 900 metros cuadrados cada una, puesto que el análisis se realizó en base a imágenes en escala 1: Los resultados del modelo de sedimentos incluyen la carga de sedimentos entregado a la corriente a una escala de tiempo anual, así como la cantidad de sedimento erosionado de las cuencas y una cuantificación del servicio de retención por la vegetación y las características topográficas. Generación de escenarios: Este ejercicio de modelación supuso tres escenarios para evaluar y analizar configuraciones alternativas del paisaje en cuanto a cobertura vegetal del suelo: Línea Base, Escenario sin cobertura vegetal y Escenario con cobertura vegetal potencial. Resultados El humedal actúa como un depósito de almacenamiento, acumulando el agua de la nieve que se derrite en la primavera y regulando el flujo del agua hacia la ciudad durante la porción seca del año. Esto es especialmente relevante cuando se producen eventos de aumentos repentinos del flujo por la fusión de la nieve. Esta hipótesis se comprobó al analizar los flujos de cauces, asociados (Casa Piedra) y no asociados a humedales (Aparejo), en los primeros hubo una mayor regulación del flujo, mientras en los segundos, aunque hubo regulación está fue menor.

4 Figura 2: ubicación de los pozos en el transecto longitudinal del humedal Casa Piedra. Esta imagen muestra la ubicación de los pozos en una línea imaginaria en el humedal de Casa Piedra, donde el pozo 1 (P1) está más abajo en el humedal, espacio en que hay más vegetación y el pozo 7 (P7) está a más altura en un lugar desprovisto de vegetación. Los sensores están ubicados en el extremo inferior de cada pozo, a la misma profundidad con respecto al nivel del mar, por lo que el pozo 1 es menos profundo que el pozo 7. Figura 3: distribución de los pozos en el humedal Casa Piedra (imagen tomada de video de difusión del proyecto).

5 Figura 4: variación del nivel de agua subterránea en el humedal Casa Piedra. En este gráfico las líneas azul, verde y rojo muestran poca variación del nivel de agua, lo que significa que la profundidad del agua es estable en esa parte del humedal. El tipo de suelo junto con la vegetación presente en esa parte del humedal, permiten que éste se comporte como una especie de esponja controlando la salida de agua del humedal. Además, se puede observar que el nivel de agua está más bajo en septiembre y empieza a subir en octubre coincidiendo con los deshielos de la temporada primaveral. La variación en la profundidad del agua en el suelo significa que el humedal está almacenando agua en primavera y regulando el flujo durante verano y otoño. Esto permite tener un flujo constante de agua hacia el embalse el Yeso, que provee el agua a la ciudad de Santiago.

6 Figura 5: Comportamiento de los flujos superficiales y caudal en el humedal Casa Piedra. Los niveles de agua subterránea en la parte baja del humedal muestran un patrón de descarga y recarga, donde el nivel más cercano a la superficie se alcanza a principios de febrero y se encuentra a mayor profundidad a principios de septiembre. Todos los pozos a lo largo del humedal (ver Figura 2) mostraron el mismo patrón, aunque la velocidad de disminución del almacenamiento de agua fue mayor en los pozos en la parte superior. Figura 6: Comportamiento de los flujos superficiales y temperatura en el arroyo Aparejo Este arroyo corresponde a un cauce que parece responder a aluviones rápidos, donde hay picos de caudales de altos valores y de corta duración, los que corresponderían a eventos de precipitación superficial, con poca o ninguna contribución del agua subterránea. Como no hay ningún humedal en esta cuenca, no observamos ninguna indicación de que haya almacenamiento de agua subterránea y posterior regulación de flujo. Hay ha de humedal sobre los msnm de acuerdo al resultado del Maxent 3 en toda la cuenca. De ellos, ha de están en la cuenca del Maipo, 796 ha aguas arriba de los embalses. Dentro de este total hay 430,3 ha en estado Pobre (8,5%), mientras que el 70% de los humedales está en estado Regular de acuerdo al análisis efectuado (3.559,9 ha). En estado Bueno está solo el 20% con cerca de ha. En la cuenca de El Yeso, combinando aguas arriba y abajo de los embalses, se sigue el mismo patrón con 110 ha en estado Pobre (7,5%), 972 ha en estado Regular (66%) y 381 ha en estado Bueno (26%). Estas 796 ha de humedales aguas arriba de los embalses del Yeso hoy exportan toneladas de sedimentos anuales según los datos disponibles, la degradación de estos supondría un incremento a toneladas y su restauración una reducción a 1.889, siendo un 28% menos de toneladas de sedimentos anuales exportados por los humedales de dicha cuenca.

7 Figura 2: Exportación absoluta de sedimentos en humedales en toneladas/cuenca/año. Figura 3: Áreas con mayor susceptibilidad a la erosión y exportación de sedimentos, obtenido con la herramienta SDR. Los tonos rojos indican los valores mayores. Cuenca del Río Yeso a la altura de los embalses. Como se observa en la imagen, una de las ventajas de los resultados de la herramienta SDR es la posibilidad de discriminar en el paisaje la distribución espacial de las áreas de mayor susceptibilidad a los procesos erosivos. En el área detallada en la figura es posible observar que algunas cuencas tienen una mayor proporción de su área en condiciones de alta susceptibilidad que otras. Son estas sub-cuencas las que pueden considerarse prioritarias para el trabajo de restauración y conservación de los humedales en sus desembocaduras ya que su función de amortiguador natural se hace más relevante según haya una mayor exportación de sedimentos en el área aguas arriba de estas. En esta misma imagen es posible ver esto en el área encerrada por el recuadro verde que corresponde a

8 las áreas de aporte de sedimentos arriba de los humedales de Casa Piedra y del sitio Aparejo. Figura 4: Estado de conservación de humedales en la subcuenca de El Yeso, para todos los sitios de trabajo en campo. Estado de Conservación del humedal: Rojo = Pobre; Amarillo = Regular; Verde = Bueno Este análisis que identifica todas las áreas de humedales y las diferencian según su valor de NDVI 4, indicando la vigorosidad de la vegetación, se encuentra disponible para toda la zona alta de la cuenca sobre los msnm. El principal objetivo de este análisis es conocer la importancia de los humedales en la exportación/retención de sedimentos en las cuencas de interés.

9 1 El software InVEST consiste en un paquete de software que incorpora diversos modelos de mapeo y evaluación de los servicios ecosistémicos que ofrecen a las sociedades. Está basado en el modelamiento de los procesos biofísicos en un entorno explícito espacialmente ya que están vinculados a de sistemas de información geográficos. Este paquete de herramientas de modelación desarrollado por el Natural Capital Project es de código abierto y uso libre ( y cuenta con modelos para diversos servicios ambientales, en el ámbito terrestre, como la captura de carbono y los servicios de polinización en paisajes agrícolas, en ámbitos marinocosteros, como la protección costera basada en ecosistemas, y en el ámbito hidrológico, como son los modelos de rendimiento hídrico, purificación de contaminantes y exportación/retención de sedimentos. 2 EL Modelo denominado SDR o Sediment Delivery Ratio Model tiene como objetivo mapear la generación de sedimentos en las cuencas y la entrega de estos al torrente. Está basado en una formulación de la ecuación universal revisada de pérdida de suelos (RUSLE), bajo un enfoque de enrutamiento según el trabajo de Borselli et al. (2008), donde se incorporan los procesos de exportación/retención de suelos cuesta abajo en un paisaje. 3 Maxent( es un programa multiuso basado en una aproximación estadística llamada máxima entropía que permite hacer predicciones utilizando información incompleta, en este caso datos de presencia u ocurrencia de la distribución potencial de una especie (Philips et al., 2006, 2008). 4 Normalized Difference Vegetation Index, es un índice que arroja valores estimados del "verdor" del bosque que resultan del análisis de datos obtenidos mediante satélite