UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE MINAS MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE MINAS MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL AMBIENTAL MODELACIÓN HIDROLÓGICA DE LA CUENCA DEL RÍO LIMARÍ USANDO UN ENFOQUE DE DINÁMICA DE SISTEMAS Alumna Memorista Profesor Patrocinante Dr. Ing. Ricardo Oyarzún L. Profesional Guía Guido Soto. Carrera Ingeniería Civil Ambiental. La Serena, Diciembre de 2010.

Dedicado para A mis Padres y Hermana Por brindar ese Amor y apoyo incondicional siempre. A mi Familia en especial a mi Tía Pachi y mi Nana Alicia Sin su existencia nada hubiera sido posible. A mis amigos y mi compañero de Alma Ariel Agradeciendo a A Mi profesor Guía Prof. Ricardo Oyarzún y al Sr.Guido Soto por su apoyo y su buena disposición A CAZALAC por facilitar uso de información A Nicole Kretschmer, Gustavo Freixas, Carlos Galleguillos y Manuel Muñoz

Resumen Se realizó una modelación hidrológica de la cuenca del río Limarí mediante el programa de simulación de Dinámica de Sistemas STELLA, con la finalidad de entregar una herramienta de gestión del recurso hídrico que sea de fácil acceso para los organismos encargados de gestionar y fiscalizar el recurso en la región de Coquimbo. Como una etapa previa, se trabajó en forma preliminar con el programa Excel, por medio del uso de la función Solver. Esto, para visualizar de mejor manera los datos y analizar cuál era la mejor formar de alcanzar una buena representación del comportamiento hidrológico de la cuenca, en particular la distribución anual de los procesos precipitación - escorrentía. Lo realizado permitió optimizar ciertos parámetros empíricos que fueron incorporados a la simulación. Una vez logrado esto, se tradujo lo obtenido en el programa MS Excel al lenguaje STELLA. Los resultados obtenidos de esta modelación fueron en general satisfactorios para las simulaciones de los ríos de la cuenca del Limarí (Río Cogotí, Hurtado, Huatulame, Grande aguas arriba y abajo del embalse La Paloma y Limarí). En cambio los resultados de las modelaciones de los embalses La Paloma, Recoleta y Cogotí presentaron niveles importantes de discrepancia con respecto a los valores históricos reales. En efecto, los índices de desempeño obtenidos de la simulación de todos los ríos de la cuenca fueron NSE=0.7, RMSE =12.4 m 3 /s, MAE=61.8%, D=0.8 y CRM=0.8. En cambios los embalses de la cuenca estos fueron NSE =0.4, RMSE=170.1 Mm 3 /mes, MAE=51.4%, D=0.8 y CRM=-0.1. La situación descrita se atribuye a la falta de información en particular de los caudales de extracción en algunos tramos de la cuenca, situación que de ser mejorada podría favorecer un mejor desempeño del modelo.

Abstract An hydrological model for the Limarí River watershed was developed using the system dynamic software STELLA. This, in order to obtain a management tool for the basin surface water resources easy to use and accessible for different stakeholders, water user s organizations and public services of the Coquimbo region. As a preliminary step, MS Excel was employect in order to better characterize the annual distribution of rainfall-runoff episodes. In particular, the Solver tool of Excel was used to calibrate empirical parameters. Once obtained, the identified relationships were translated to STELLA. Modeling results were satisfactory in general terms for river runoff simulation of the Cogotí, Hurtado, Huatulame, Grande upstream La Paloma, Grande downstream La Paloma and Limarí. On the other hand, major discrepancies between actual and simulated values in monthly water accumulation were found for the La Paloma, Recoleta and Cogotí reservoirs. Indeed, model performance indices for rivers simulations in general were NSE=0.7, RMSE =12.4 m 3 /s, MAE=61.8%, D=0.8 y CRM=0.8. On the other hand, these figures were NSE =0.4, RMSE=170.1 Mm 3 /mes, MAE=51.4%, D=0.8 y CRM=-0.1 for reservoirs. This is probably due the lack of information, specially withdrawall water volumes in some reaches of the basin, a situation that if improved could favor better model performance.

1 ÍNDICE Introducción... 10 Objetivos... 13 Objetivos Generales... 13 Objetivos Específicos... 13 CAPITULO I... 14 Descripción General del Área de Estudio.... 14 1.1 Cuenca del Río Limarí.... 14 1.2 Condiciones climáticas y meteorológicas de la cuenca del Río Limarí.... 16 1.2.1 Precipitaciones.... 16 1.2.2. Humedad... 18 1.2.3 Tipos de climas que se presentan en la cuenca del Río Limarí.... 18 1.2.3.1 Semiárido con nublados abundantes... 18 1.2.3.2 Semiárido templado con lluvias invernales... 18 1.2.3.3 Semiárido frío con lluvias invernales... 19 1.3 Subcuencas.... 19 1.3.1 Subcuenca Río Grande.... 19 1.3.1.1 Río Mostazal.... 20 1.3.1.2 Río Rapel.... 21 1.3.1.3 Río Huatulame.... 21 1.3.2 Subcuenca Río Hurtado.... 21 1.3.3 Subcuenca del Río Cogotí.... 23 1.3.3.1 Río Pama.... 24 1.4 Actividades económicas de la cuenca del Río Limarí.... 25 1.5 Sistema Paloma.... 26 1.5.1 Embalse La Paloma.... 26 1.5.2 Embalse Cogotí.... 27 1.5.3 Embalse Recoleta.... 27

2 1.5.4 Reglas operacionales del Sistema Paloma.... 29 CAPITULO II.... 33 Dinámica de Sistemas... 33 2.1. Introducción.... 33 2.2 Modelación y simulación con Dinámica de Sistemas.... 34 2.2.1 Definición del problema... 35 2.2.2 Conceptualización del Sistema... 35 2.2.3 Formalización... 36 2.2.4 Comportamiento del modelo... 38 2.2.5 Evaluación del modelo... 38 2.2.6 Análisis del Sistema... 38 2.3 Dinámica de Sistemas en hidrología... 40 2.4. STELLA.... 41 2.4.1 Utilidades del programa STELLA... 42 2.4.2 Características principales... 42 2.4.3 Análisis y simulación... 43 2.4.4 Funcionamiento del Programa STELLA.... 43 CAPÍTULO III... 45 Conceptualización del Sistema, Información de entrada y Construcción del Modelo.... 45 3.1. Modelo conceptual.... 45 3.2. Esquema de la modelación.... 47 3.3 Estadísticas de Precipitaciones.... 49 3.4. Generación de caudales.... 50 3.5. Canales.... 57 3.6. Recuperaciones.... 62 3.7. Calibración del Modelo.... 63 3.8. Embalses.... 70 3.8.1 Tasa de Evaporación de los embalses.... 71 3.8.2. Rebalse.... 72 CAPÍTULO IV... 73 Modelo en STELLA.... 73

3 4.1 Modelo... 73 4.2 Evaluación del Modelo.... 101 CAPÍTULO V... 103 Resultados.... 103 5.1 Resultados.... 103 5.1.1 Simulación del caudal de ríos de la cuenca del río Limarí.... 103 5.1.1.1 Análisis Gráfico.... 103 5.1.1.2 Indicadores de desempeño.... 112 5.1.2 Simulación de Embalses de la cuenca del río Limarí.... 115 5.2 Conclusiones... 122 5.2.1 Herramienta Solver... 122 5.2.2 Sobre la Herramienta STELLA... 122 5.2.3 Sobre el modelo hidrológico.... 123 REFERENCIAS.... 124 ANEXO 1... 128 STELLA.... 128 A.1.1 Uso y funciones del STELLA.... 128 A.1.2 Sector Frame.... 135 A.1.3 Importación de datos.... 138 A.1.4 Exportación de datos.... 140 ANEXO 2... 142 Ecuaciones del modelo... 142 A.2.1 Ecuaciones... 142 ANEXO 3... 162 Diagramas Causal Loop del modelo.... 162 A.3.1 Diagramas Causal Loop en el Programa STELLA... 162 A.3.2 Diagramas Causal Loop del modelo.... 166 A.3.2.1 Embalse La Paloma... 166 A.3.2.2 Embalse Recoleta... 169 A.3.2.3 Embalse Cogotí... 171

4 ÍNDICE DE TABLAS Tabla N 1 Porcentaje y volumen de distribución anual del Sistema Paloma (JVRGYLYA, s/a).... 30 Tabla N 2 Simbología y funciones para convertir un Diagrama Causal a un Diagrama de Forrester (Maneiro y Ortiz, 2006).... 37 Tabla N 3 Elementos para la construcción de un modelo en lenguaje STELLA (Martin, 1997).... 44 Tabla N 4 Área aproximada de cada subcuenca del río Limarí... 51 Tabla N 5 Estadísticas de la estación mixta (Pluviométrica y Fluviométrica) Las Ramadas (1997 y 1978). Se ha destacado la época de ocurrencia de la mayor precipitación y caudal.... 52 Tabla N 6 Caudal (no distribuido) de la estación Las Ramadas.... 53 Tabla N 7 Parámetros de desfase y coeficiente de escorrentía para Las Ramadas... 55 Tabla N 8 Número de canales y caudal total separado por eficiencias y sector (Modificado Rhodos, 2005).... 58 Tabla N 9 Tramo 1... 61 Tabla N 10 Capacidades de canales según estudio Ingendesa (Rhodos, 2005).... 61 Tabla N 11 Constantes calculadas mediante la herramienta solver para el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma.... 64 Tabla N 12 Constantes calculadas mediante la herramienta solver para el río Grande aguas abajo del embalse La Paloma.... 65 Tabla N 13 Constantes calculadas mediante la herramienta solver para el río Huatulame.... 65 Tabla N 14 Constantes calculadas mediante la herramienta solver para el río Hurtado.... 66 Tabla N 15 Constantes calculadas mediante la herramienta solver para el río Cogotí.... 69 Tabla N 16 Relaciones cota- volumen, cota-filtración y cota-superficie (Rhodos, 2005).. 70 Tabla N 17 Tasas de evaporación (mm/mes) desde los embalses (Rhodos, 2005).... 72 Tabla N 18 Índices estadísticos... 112 Tabla N 19 Índice estadístico general de la simulación de los ríos en la cuenca.... 113 Tabla N 20 Indicadores estadísticos de cada embalse de la cuenca en estudio.... 121 Tabla N 21 Indicadores estadísticos de los embalses en general.... 121 ÍNDICE DE FIGURAS Figura N 1 Cuenca del Río Limarí.... 15 Figura N 2 Precipitaciones de las estaciones Pabellón, Cogotí en Embalse, Las Ramadas y Paloma en Embalse... 17 Figura N 3 Subcuenca del Río Grande.... 20 Figura N 4 Subcuenca del Río Hurtado... 22

5 Figura N 5 Subcuenca del Río Cogotí... 23 Figura N 6 Representación esquemática de los regímenes hidrológicos de la cuenca del Río Limarí (Modificado de Rhodos, 2005).... 25 Figura N 7 Representación esquemática de las redes hidrográficas de la Cuenca del Limarí (Modificado de Cristi et al., 2001).... 28 Figura N 8 Estadísticas de volúmenes embalsados en la cuenca del Limarí, período 1973-2003... 29 Figura N 9 Sistema Paloma (suma de los volúmenes embalsados de los 3 embalses de la cuenca del Limarí) y Umbral de 500 Mm 3 (valor asignado en reglas operaciones del Sistema Paloma)... 32 Figura N 10 Estación río Grande en Puntilla de San Juan, Sistema Paloma y Umbral del Sistema Paloma.... 32 Figura N 11 Evolución de las aplicaciones de la Dinámica de Sistemas (Maneiro y Ortiz, 2006).... 34 Figura N 12 Diagrama Causal (Ford, 1999).... 36 Figura N 13 Proceso de modelación y simulación con Dinámica de Sistemas (modificado de Maneiro y Ortiz, 2006).... 39 Figura N 14 Modelo conceptual de la cuenca del Río Limarí.... 45 Figura N 15 Esquema de la Modelación de la cuenca del Río Limarí... 48 Figura N 16 Mapa de estaciones Pluviométricas utilizadas en este estudio.... 49 Figura N 17 Esquemas de áreas que abarcan las subcuencas de la cuenca del río Limarí. 51 Figura N 18 Cuadro de diálogo de la herramienta de optimización Solver.... 54 Figura N 19 Representación gráfica de la Ecuación (2)... 56 Figura N 20 Esquema de distribución de número de canales por tramos en el modelo de la cuenca del Limarí... 58 Figura N 21 Agrupación de canales por sectores en tramos en la Subcuenca del río grande aguas arriba del embalse La Paloma.... 59 Figura N 22 Extrapolación de canales... 60 Figura N 23 Parte de la red de canales del sistema Paloma utilizados para esta modelación... 62 Figura N 24 Mapa de las estaciones fluviométricas río Cogotí en entrada de Embalse y Fraguita.... 66 Figura N 25 Estación Cogotí en entrada de Cogotí Embalse (Alfaro y Honores, 2001) v/s Estación Cogotí en Fraguita (DGA)... 67 Figura N 26 Estación Cogotí en entrada de Cogotí Embalse (Rhodos) v/s Estación Cogotí en Fraguita (DGA).... 68 Figura N 27 Vista general del Modelo.... 73 Figura N 28 Primera parte de la vista general del modelo. El núcleo central del modelo.. 74 Figura N 29 Segunda parte de la vista general del modelo (Figura N 27).... 74 Figura N 30 Tercera parte de la vista general del modelo (Figura N 27).... 75

6 Figura N 31 Diagrama en Stella del embalse Recoleta, converters, flujos de entrada y salida.... 76 Figura N 32 Diagrama en STELLA del embalse La Paloma, Converters, Flujos de entrada y Salida.... 78 Figura N 33 Diagrama en STELLA del embalse Cogotí, converters, flujo de entrada y salida.... 80 Figura N 34 Diagrama en STELLA del río Limarí... 82 Figura N 35 Función de STELLA Sector Frame la cual contiene los resultados de los tres embalses de la cuenca del Río Limarí.... 83 Figura N 36 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por las estaciones pluviométricas Cogotí 18 y Cogotí en Embalse.... 84 Figura N 37 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Cogotí... 85 Figura N 38 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones del río Cogotí.... 86 Figura N 39 Diagrama en STELLA del resultado final de la simulación del río Cogotí.... 87 Figura N 40 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por la estación pluviométrica Combarbalá.... 88 Figura N 41 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Combarbalá... 88 Figura N 42 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones del río Combarbalá.... 89 Figura N 43 Diagrama en STELLA del resultado final de la simulación del río Combarbalá.... 89 Figura N 44 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por las estaciones pluviométricas Carén, La Paloma en Embalse y Las Ramadas... 90 Figura N 45 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma, separada en tres tramos 1, 2A y 2B... 91 Figura N 46 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones para el tramo 1 en el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma... 91 Figura N 47 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones para el tramo 2A en el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma.... 92 Figura N 48 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones para el tramo 2B en el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma.... 92 Figura N 49 Diagrama en STELLA del resultado final de la simulación del río Grande aguas arriba del embalse La Paloma.... 93 Figura N 50 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por las estaciones pluviométricas Pabellón.... 93 Figura N 51 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Hurtado.... 94 Figura N 52 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones el río Hurtado.... 94 Figura N 53 Diagrama en STELLA del resultado final de la simulación del río Hurtado.. 95 Figura N 54 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por las estaciones pluviométricas Cogotí en embalse y El Tome... 95 Figura N 55 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Huatulame.... 96

7 Figura N 56 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones el río Huatulame... 96 Figura N 57 Diagrama en STELLA del resultado final de la simulación del río Huatulame.... 97 Figura N 58 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por las estaciones pluviométricas Paloma en embalse.... 97 Figura N 59 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Grande aguas abajo del embalse La Paloma.... 98 Figura N 60 Diagrama en STELLA del cálculo de las recuperaciones el río Grande aguas abajo del embalse La Paloma.... 98 Figura N 61 Diagrama en STELLA del resultado final de la simulación del río Grande aguas abajo del embalse La Paloma.... 99 Figura N 62 Diagrama en STELLA del cálculo de la distribución del caudal generado por la estación pluviométrica Ovalle en DGA.... 99 Figura N 63 Diagrama en STELLA del cálculo de Extraciones para el río Limarí.... 100 Figura N 64 Diagrama en STELLA para el cálculo de recuperaciones el río Limarí... 100 Figura N 65 Caudal simulado (rojo) y real (azul) para el río Hurtado (considera estación fluviométrica Angostura de Pangue, valores en m 3 /s)... 103 Figura N 66 Caudal simulado (rojo) y real (azul) para el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma (considera estación fluviométrica Puntilla de San Juan, valores en m 3 /s)... 104 Figura N 67 Caudal simulado (rojo) y real (azul) para el río Cogotí (considera estación fluviométrica Cogotí en embalse, valores en m 3 /s)... 104 Figura N 68 Caudal simulado (rojo) y real (azul) para el río Huatulame (considera estación fluviométrica El Tomé, valores en m 3 /s).... 105 Figura N 69 Caudal simulado (rojo) y real (azul) para el río Grande aguas abajo del embalse La Paloma (considera estación fluviométrica Peñones Bajos, valores en m 3 /s)... 106 Figura N 70 Caudal simulado (rojo) y real (azul) para el río Limarí (considera estación fluviométrica Peñones Bajos, valores en m 3 /s).... 106 Figura N 71 Caudal simulado (rojo) para el río Combarbalá (valores en m 3 /s).... 107 Figura N 72 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para el río Hurtado.... 108 Figura N 73 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para el río Grande aguas arriba del embalse La Paloma... 108 Figura N 74 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para el río Cogotí... 109 Figura N 75 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para el Río Huatulame.... 109 Figura N 76 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para el río grande aguas abajo del embalse La Paloma.... 110 Figura N 77 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para el río Limarí.... 110

8 Figura N 78 Comparación de valores medidos (Eje X) y valores simulados (Eje Y) para todos los ríos de la cuenca del río Limarí... 111 Figura N 79 Detalle de la figura anterior considerando sólo caudales menores a 70 m 3 /s... 112 Figura N 80 Volúmenes mensuales acumulados en el Embalse La Paloma (Mm 3 ). La línea azul representa la estadística real del embalse, mientras que la línea roja representa la simulada.... 115 Figura N 81 Volúmenes mensuales acumulados en el Embalse Recoleta (Mm 3 ). La línea azul representa la estadística real del embalse, mientras que la línea roja representa la simulada.... 116 Figura N 82 Volúmenes mensuales acumulados en el Embalse Cogotí (Mm 3 ). La línea azul representa la estadística real del embalse, mientras que la línea roja representa la simulada.... 116 Figura N 83 Diagrama de flujo del embalse La Paloma.... 118 Figura N 84 Volumen del embalse La Paloma (1973-2003) comparado con el volmen simulado calculado con Ecuación (17) con estadísticas reales.... 119 Figura N 85 Comparación de volúmenes medidos (Eje X) y volúmenes simulados ( Eje Y) para el Embalse La Paloma.... 119 Figura N 86 Comparación de volúmenes medidos (Eje X) y volúmenes simulados ( Eje Y) para el Embalse Recoleta... 120 Figura N 87 Comparación de volúmenes medidos (Eje X) y volúmenes simulados ( Eje Y) para el Embalse Cogotí... 120 ÍNDICE DE FIGURA EN ANEXO N 1 y 3 Figura N A-1 Diagrama en STELLA del ejemplo utilizado para explicar las funciones del programa.... 128 Figura N A-2 Cuadro de dialogo de las características del stock.... 129 Figura N A-3 Cuadro de dialogo de las características del converter.... 130 Figura N A-4 Barra de herramientas donde se encuentra ubicada la herramienta Ghost. 131 Figura N A-5 Diagrama en STELLA de la utilización herramienta Ghost.... 131 Figura N A-6 Barra de herramientas donde se encuentra la función para insertar un gráfico.... 132 Figura N A-7 Diagrama en STELLA de la utilización de la función gráfica.... 132 Figura N A-8 Cuadro de diálogo para definir variables a graficar.... 133 Figura N A-9 Gráfico en STELLA.... 133 Figura N A-10 Barra de herramientas donde se encuentra ubicada la función para insertar un Tabla al modelo.... 134 Figura N A-11 Cuadro de dialogo para definir variables a mostrar por la Tabla.... 134 Figura N A- 12 Tabla de STELLA... 134

9 Figura N A-13 Barra de herramientas donde se encuentra la función Sector Frame.... 135 Figura N A-14 Diagrama en STELLA de la función Sector Frame.... 135 Figura N A- 15 Diagrama en Stella con los elementos insertados en la función Sector Frame.... 136 Figura N A- 16 Función utilizada en Sector Frame para seleccionar todos los elementos que se encuentran al interior de ésta.... 136 Figura N A- 17 Función Candado, utilizada para inmovilizar los elementos al interior de la función Sector Frame.... 137 Figura N A- 18 Barra de herramientas donde se encuentra ubicada la opción Sector Specs.... 137 Figura N A-19 Cuadro de dialogo de la opción Sector Specs.... 138 Figura N A- 20 Barra de Herramientas donde se encuentra ubicada la función Import Data.... 138 Figura N A-21 Cuadro de diálogo de la opción Import Data.... 139 Figura N A-22 Barra de Herramientas donde se encuentra ubicada la opción Export Data.... 140 Figura N A-23 Cuadro de diálogo de la opción Export Data.... 141 Figura N A- 24 Diagrama en STELLA de la opción para llegar a la capa (layer) Interfase.... 162 Figura N A- 25 Diagrama en STELLA de la capa (layer) Interfase.... 163 Figura N A- 26 Barra de Herramientas donde se encuentra ubicada la opción Loop Pad... 163 Figura N A- 27 Cuadro diálogo de la función Loop Pad... 164 Figura N A- 28 Cuadro de diálogo para definir Loop Object.... 164 Figura N A- 29 Cuadro de diálogo para definir Loop Object.... 165 Figura N A- 30 Resultado Diagrama Causal.... 166 Figura N A- 31 Diagrama en STELLA del Embalse La Paloma.... 166 Figura N A- 32 Diagrama Causal Loop del Embalse La Paloma... 167 Figura N A- 33 Diagrama Causal Loop del Embalse Recoleta... 168 Figura N A- 34 Diagrama en STELLA del Embalse Recoleta... 169 Figura N A- 35 Diagrama Causal Loop del Embalse Recoleta... 170 Figura N A- 36 Diagrama Causal Loop del Embalse Recoleta... 170 Figura N A- 37 Diagrama en STELLA del Embalse Cogotí.... 171 Figura N A- 38 Diagrama Causal Loop del Embalse Cogotí... 172 Figura N A- 39 Diagrama Causal Loop del Embalse Cogotí.... 172

10 Introducción La cuarta parte de nuestro planeta está formada por tierras áridas y un sexto de la población mundial vive en ellas, según las estadísticas de la UNESCO (2006). África, Asia y América Latina son las regiones del mundo donde están declarados más de 110 países que poseen una amenaza inminente a la desertificación. Aunque América Latina y el Caribe son reconocidos mundialmente por sus bosques tropicales, el 25% de su superficie la componen desiertos y zonas áridas. Estas tierras secas se están deteriorando a causa de la sobre explotación de sus recursos naturales. Para clasificar una superficie en un terreno árido o semiárido, este debe cumplir ciertas características, (Bertonatti et al., 2000; Campos et al., 2000; Corcuera et al., 2001; De Pedro et al., 2001). Los terrenos áridos son los que tienen por lo menos 12 meses consecutivos sin lluvia, o sea, que el agua no está disponible para el desarrollo de la vegetación. Sin embargo, la aridez por sí sola no proporciona una descripción exacta de lo que es un desierto. Por lo tanto, se agrega otro criterio, el cual es la evapotranspiración: cuando ésta supera el total de la precipitación pluviométrica, se considera una zona árida. En una zona árida o semiárida es necesario tener un uso eficiente del recurso hídrico, debido a su inherente escasez. Esta situación se ve aún más acentuada en la Región de Coquimbo, al tratarse de una zona en que son elevadas y en permanente aumento las demandas tradicionales de agua potable, agricultura, minería e industria, y también existe un crecimiento de las demandas no tradicionales, como lo son las medioambientales (Rhodos, 2005). Según el estudio de CALAZAC- Rhodos (2005) el uso eficiente de agua, en una región como la de Coquimbo, se hace especialmente deseable dada la gran riqueza de recursos que existen en la región, como la agricultura, la minería, el turismo, la ecología. Todos estos usuarios, generadores o preservadores de riqueza, compiten por el mismo recurso escaso, y

11 por lo tanto, le confieren al agua un gran valor, característica de las zonas áridas y semiáridas. Díaz (2008) señala que Limarí posee una superficie total de 1.324.900 hás, que corresponde al 33% del total de la región de Coquimbo. La superficie de riego de la cuenca del Limarí es de 53.000 hás lo cual equivale al 53% de la superficie total de la región, siendo la cuenca del Limarí la mayor superficie regada en la región. El sector frutícola en la región de Coquimbo alcanzó una superficie de 14.152 hás para el año 1999, en tanto para el año 2005 esta era de 21.462 hás. Esto significa que el crecimiento de superficie en ese período ha sido de 7.310 hás (51.7%). Por esto, es de suma importancia contar con herramientas de gestión que permitan apoyar el uso adecuado de los recursos hídricos a nivel de cuenca. Según Rhodos (2005) los modelos de simulación son una herramienta poderosa que permiten conocer los flujos que se producen entre los diversos elementos que configuran hídricamente un sistema. Un claro ejemplo de la implementación del uso de modelos de simulación enfocados en la hidrología de una cuenca, es el estudio Aplicación de metodologías para determinar la eficiencia de uso del agua estudio de caso en la región de Coquimbo realizada por Rhodos y CAZALAC en el año 2005. Este estudio realizó una modelación de gestión hidrológica mediante la herramienta MAGIC, buscando acercar a todos los usuarios y organismos que tengan competencias en el uso del recurso hídrico de la región, a optimizar dicho uso. Sin embargo, en la práctica no se ha logrado alcanzar este objetivo dado que, la herramienta utilizada para esta modelación no es de tan fácil acceso para los usuarios. Debemos tener presente que la idea de estos modelos de simulación, es proporcionar ayuda para comprender y desarrollar una gestión correcta de los sistemas ambientales, ya que el

12 ambiente puede comportarse de manera no conocida. Por esta razón es muy importante proporcionar a los usuarios herramientas didácticas y de fácil acceso y uso. Un ejemplo de ésta es el programa STELLA. Así, la presente memoria desarrolló un estudio para la cuenca del Río Limarí, basándose en el estudio de CAZALAC-Rhodos (2005) y utilizando la herramienta de Dinámica de Sistema STELLA.

13 Objetivos Objetivos Generales Implementar un modelo de simulación dinámica para la cuenca del Río Limarí que incorpore factores climáticos, procesos hidrológicos y parámetros de gestión. Objetivos Específicos Caracterizar la situación actual de oferta, demanda hídrica, factores de clima y aspectos de gestión en la cuenca del Río Limarí. Implementar un modelo en lenguaje Stella del sistema ambiental de la zona de estudio. Evaluar el uso potencial del enfoque de dinámica de sistemas para ayudar a comprender un sistema hidrológico ambiental a escala de cuenca y apoyar su gestión integrada

14 CAPITULO I Descripción General del Área de Estudio. 1.1 Cuenca del Río Limarí. La cuenca del río Limarí está situada en la Región de Coquimbo, Provincia del Limarí entre los paralelo 30º15 y 31º31 de latitud sur y los meridianos 70º15 y 71º45 de longitud oeste. Esta cuenca se sitúa entre los valles de los río Elqui por el norte y Choapa por el sur. Al Este, la cuenca limita con la Cordillera de Los Andes y al oeste con el Océano Pacífico (Figura N 1). Está compuesta de tres subcuencas, las cuales son la del río Grande, Huatulame y Hurtado. La cuenca posee en general un régimen pluvio-nival similar al de la cuenca del río Elqui, con crecidas en invierno y primavera producto de las lluvias y deshielos respectivamente y tiene una superficie de aproximadamente 11.800 km 2, constituyendo la cuenca de mayor extensión de la región de Coquimbo (Alfaro y Honores, 2001). El cauce principal de esta cuenca es el río Grande, el cual cambia de nombre a río Limarí a partir de la confluencia con río Hurtado, a unos 4 km aproximadamente aguas arriba de la ciudad de Ovalle. Luego de la formación del río Limarí, este recorre alrededor de 60 km y desemboca en el mar en la localidad denominada Punta Limarí. Entre la ciudad de Ovalle y su desembocadura, el río Limarí recibe dos afluentes de menor importancia. Ellos son el Estero El Ingenio por el Norte y Punitaqui por el Sur, teniendo ambos sus orígenes en la Cordillera de la Costa (CADE-IDEPE, 2004).

15 Figura N 1 Cuenca del Río Limarí. El régimen del río Limarí es variado, ya que en sus afluentes de cabecera se aprecia un claro régimen nival, mientras que en la parte baja la influencia pluvial se hace importante, hasta el punto que el último afluente de importancia del Limarí antes de su desembocadura, el Estero Punitaqui, presenta un régimen pluvial. El régimen nival se puede apreciar en la mayoría de sus afluentes y subafluentes de importancia, como los ríos Hurtado, Los Molles, Grande, Mostazal, Tascadero, Cogotí y Combarbalá. Finalmente, un régimen mixto se observa en la parte baja del río Grande y Cogotí (CADE-IDEPE, 2004). En relación a éstos, los ríos de la cuenca presentan en general un régimen nivo-pluvial, con grandes caudales entre Noviembre y Diciembre, producto de los deshielos cordilleranos y con caudales de consideración entre Julio y Agosto, debido a lluvias invernales. El período de estiaje ocurre en el trimestre Febrero-Abril (Gutiérrez, 2007)

16 La cuenca del Limarí, considerando las tres subcuencas antes mencionadas, cuenta con uno de los mejores sistemas de regulación hídrica interanual del país con tres embalses que forman parte del Sistema Paloma, que da a la provincia un gran potencial en cuanto a desarrollo agrícola, capacidad y seguridad de riego. En efecto, el Sistema Paloma está constituido por los embalses La Paloma, Cogotí y Recoleta que en conjunto tienen una capacidad nominal de mil millones de metros cúbicos (Mm 3 ), y al mismo tiempo cuenta con 466 canales (DGA, 2008) con una extensión total aproximada de 1500 Km (Rhodos, 2005). 1.2 Condiciones climáticas y meteorológicas de la cuenca del Río Limarí. El clima de la cuenca del río Limarí está influenciado por el Anticiclón del Pacífico, sistema que genera altas presiones y desplaza las masas de aire en espiral calentándolas durante su descenso, hasta que en la superficie del mar son enfriadas. Esto, debido a que la Corriente de Humboldt mantiene la temperatura del mar en la costa menor a la esperada para estas latitudes, originando una inversión térmica bajo 1.000 m., lo cual ocasiona las neblinas en el litoral (Gutiérrez, 2007). 1.2.1 Precipitaciones. La inversión térmica que caracteriza a esta zona y a la región de Coquimbo en general, limita los movimientos verticales de aire generándose un régimen árido con escasas precipitaciones de lluvias. Estas se acumulan en un 60% en los meses de invierno, llegando a ser casi nulas en verano. Las precipitaciones anuales están comprendidas entre los 70 mm por el norte y los 275 mm por el sur para la región de Coquimbo. La exposición de las laderas modifica notablemente el régimen hídrico, existiendo una considerable influencia marina en las laderas situadas a sotavento, lo que incide en la deposición de rocío o condensación de neblinas sobre la vegetación. Cabe señalar que la DGA cuenta con 13 estaciones pluviométricas dentro de la cuenca del Limarí, cuyos registros permiten contar con series históricas desde inicios de la década de los 70 s (Baldessari, 2007; Gutiérrez,

17 2007). Estas estaciones se ubican entre los 410 y 2.020 m.s.n.m., circunscribiéndose a los ríos Hurtado, Grande, Huatulame y Limarí. El análisis anual de las precipitaciones indica que en las estaciones situadas entre los 1.020 y 1.350 m.s.n.m. (Las Ramadas, Tascadero y Tulahuén) se concentra la mayoría de las precipitaciones superiores a 500 mm, mientras que en las estaciones del sector medio y bajo de la cuenca del río Limarí las lluvias sólo alcanzan valores entre los 300 a 500 mm/año en años lluviosos (bajo la influencia del Fenómeno El Niño). Por otra parte el análisis mensual de las precipitaciones indica una mayor concentración es en los meses de Mayo (12,7±1,3%), Junio (24±1,8%), Julio (33,7±3,8%) y Agosto (16,4±1,9%) (Gutiérrez, 2007). En la Figura N 2 se observan el régimen de precipitaciones de algunas de las estaciones de la cuenca del río Limarí. Figura N 2 Precipitaciones de las estaciones Pabellón, Cogotí en Embalse, Las Ramadas y Paloma en Embalse

18 1.2.2. Humedad La humedad relativa es bastante estable durante el año, registrándose un promedio anual del 85% en los sectores litorales. Sin embargo, hacia los valles interiores ésta disminuye hasta un 50%, sobre todo en los cursos altos de éstos. La tasa de evaporación anual fluctúa entre 1.000 mm en el litoral y 1.600 mm al interior de la cuenca, registrándose valores de evapotranspiración de 1.400 mm en las áreas cordilleranas (Gutiérrez, 2007). 1.2.3 Tipos de climas que se presentan en la cuenca del Río Limarí. Lo señalado anteriormente respecto a la meteorología de la cuenca del río Limarí, sumado a la topografía accidentada de esta región, favorece la conformación de varios microclimas, dentro de los cuales podemos encontrar tres tipos con diferentes características meteorológicas: el Semiárido con nublados abundantes, Semiárido templado con lluvias invernales y Semiárido frío con lluvias invernales (Gutiérrez, 2007; DGA, 2008). En general, esta cuenca se encuentra bajo la influencia de un bioclima con escasez de precipitaciones y durante nueve meses del año presenta un déficit hídrico (DGA, 2008). 1.2.3.1 Semiárido con nublados abundantes Se presenta a lo largo de la costa, percibiéndose su influencia hasta aproximadamente 40 km tierra adentro, por medio de los valles transversales y quebradas (DGA, 2008). Este tipo de clima va acompañado de abundante nubosidad, humedad, temperaturas moderadas, con un promedio de 130 mm de precipitaciones anuales y un período seco que abarca 8 a 9 meses (Gutiérrez, 2007). 1.2.3.2 Semiárido templado con lluvias invernales Se sitúa en el valle del río Limarí, caracterizándose por ser un clima seco en que predomina la evaporación sobre la precipitación, por lo cual no hay excedentes hídricos. Las temperaturas medias anuales son inferiores a 18 C (Gutiérrez, 2007; DGA, 2008).

19 1.2.3.3 Semiárido frío con lluvias invernales: Se localiza en la Cordillera de Los Andes sobre los 3.000 m de altitud y se caracteriza por altas precipitaciones, temperaturas bajas y nieves permanentes que constituyen un aporte significativo de agua en el período estival. La estación agroclimática de Ovalle registra una temperatura media anual de 16,6 C, con una mínima de 9,4 C y una máxima de 23,8 C. La precipitación media anual es de 10,5 mm y el total de agua caída por año alcanza a 125,7 mm (Gutiérrez, 2007; DGA, 2008). 1.3 Subcuencas. A continuación, se presenta una descripción de las diferentes subcuencas que forman parte de la zona de interés de este estudio. 1.3.1 Subcuenca Río Grande. El afluente más importante del río Limarí es el río Grande. Esta subcuenca aporta un gran porcentaje del caudal del río Limarí. Nace en la Cordillera de los Andes, en el cerro Las Ramadas a 4.040 m.s.n.m. (DGA, 2008). Tiene una longitud aproximada de 115 km hasta su confluencia con el río Hurtado. Su orientación general es hacia el noroeste. En la confluencia del río Huatulame y el río Grande está emplazado el embalse La Paloma. Los principales cauces tributarios del río Grande en su curso superior son Torca, Tascadero y Turbio. Más abajo afluyen los ríos Mostazal, Rapel, Ponio y el Huatulame. Aguas abajo del embalse La Paloma, el río Grande tiene como afluente principal la quebrada seca, que prácticamente presenta caudal sólo en las épocas de lluvia (Alfaro y Honores, 2001). En la Figura N 3 se observan los río, tributarios y localidades de la Subcuenca del río Grande.

20 Figura N 3 Subcuenca del Río Grande. El río Grande en toda su extensión presenta los regímenes pluvial, nival y mixto. El primero se observa en la parte baja del río mientras que el régimen nival en la cabecera del río a la altura de las estaciones Ramadas, Tascadero, Rapel y en río Los Molles. El régimen mixto se observa a altura del río Ponio (CADE-IDEPE, 2004). Los mayores caudales se presentan entre Octubre y Diciembre, debido a los importantes aportes nivales, salvo en la estación Huatulame en el Tome, que muestra importantes caudales tanto en invierno como primavera. El período de estiaje es común a toda la subcuenca y ocurre en el trimestre Marzo - Mayo (Gutiérrez, 2007). 1.3.1.1 Río Mostazal. El río Mostazal nace en la alta Cordillera Andina, en las cercanías del paso fronterizo Portillo. Escurre con una orientación general suroeste hasta confluir con el río Grande frente a la localidad de Carén. En sus aproximadamente 50 km de largo recibe la afluencia

21 de numerosas quebradas de fuerte pendiente y corta extensión. Por la ribera derecha descargan las quebradas Mollaquita, El Maitén, Rapelcillo, Agua Amarilla y Colliguay. Por la ribera izquierda, desembocan las quebradas Panguecillo, Sasso, El Manqui, Pampa Grande y Los Palquis. Los ríos San Miguel y Tulahuencito, que afluyen por la ribera izquierda, son los tributarios más importantes tanto por su extensión, como por los caudales aportantes (Alfaro y Honores, 2001). 1.3.1.2 Río Rapel. Por la ribera derecha, el río Rapel recibe la afluencia de las quebradas del Buitre, Cabrerñia, El Rincón, El Bato, El Maqui y el río Tomes. La quebrada Ñipas es la única quebrada significativa que cae por la ribera izquierda (Alfaro y Honores, 2001). El río Rapel presenta un régimen nival con sus mayores caudales entre Noviembre y Enero, producto de los deshielos cordilleranos. Los menores caudales se presentan entre Junio y Agosto debido a la baja influencia pluvial (Gutiérrez, 2007). 1.3.1.3 Río Huatulame. El río Huatulame se forma de la confluencia de los ríos Cogotí y Pama. Estos provienen del sureste y del sur de la cuenca respectivamente. Ambos ríos, con sus afluentes, drenan la parte sureste de la cuenca del río Limarí. Agua abajo del embalse Cogotí, el río Huatulame escurre con orientación general SN hasta desembocar en el embalse La Paloma. A lo largo de su desarrollo desembocan en el río Huatulame varias quebradas de curso intermitente, que aportan recursos en épocas de lluvia. Las más significativas son las quebradas La Coipa y Cárcamo (Alfaro y Honores, 2001). 1.3.2 Subcuenca Río Hurtado. El río Hurtado es el menos importante, en términos de aporte de caudal a la cuenca del Limarí, porque se encuentra más al norte y presenta menor pluviosidad. Nace en el paso El Viento en la Cordillera de los Andes y escurre en dirección NO para girar 90º a la altura de la localidad de Hurtado y tomar la dirección SO hasta su confluencia con el río Grande en

22 la Puntilla de Peñones (DGA, 2008). La longitud total del río es de aproximadamente 125 km. En su curso inferior está emplazado el embalse Recoleta. Sus afluentes, en su mayoría, son quebradas de escaso caudal, las que se distribuyen a lo largo de su cauce. De ellos los más significativos son las Quebradas Venado y San Agustín en su curso superior y las quebradas Chape, Pichasca, Minilla y Cachaco en su curso medio. Finalmente la quebrada Higuerilla y Villaseca caen directamente al embalse (Alfaro y Honores, 2001). En la Figura N 4 se presenta la subcuenca del río Hurtado. Figura N 4 Subcuenca del Río Hurtado La subcuenca del río Hurtado presenta regímenes nival con influencia pluvial. Los mayores caudales en años húmedos se observan entre Noviembre y Enero, producto de importantes deshielos, mientras que en años secos los caudales son muy bajos y se distribuyen de manera bastante regular a lo largo del año. El período de estiaje ocurre en el trimestre dado por los meses de Junio, Julio y Agosto (CADE-IDEPE, 2004).

23 1.3.3 Subcuenca del Río Cogotí. El río Cogotí se origina en el cordón de cerros andinos, a los pies del cerro Curamávida. El río Cogotí escurre con orientación general NO hasta confluir con el río Pama y formar el río Huatulame. En dicha confluencia está emplazado el embalse Cogotí. A lo largo de su desarrollo el río Cogotí recibe la afluencia de esteros y quebradas de escaso caudal. Por la ribera derecha afluyen en el estero Andacollito, las quebradas del Morado y las tres quebradas; por la ribera izquierda el estero Los Pingos y Chépica, las quebradas Tenca y Los Sapos (Alfaro y Honores, 2001). En la Figura N 5 se observa la subcuenca del río Cogotí. Figura N 5 Subcuenca del Río Cogotí

24 En esta subcuenca se observan los tres regímenes hidrológicos: en el naciente del río por las estaciones Cogotí en Fraguita y río Combarbalá en Ramadillas se observa un régimen de características nivales, mientras que en la parte baja del río Combarbalá y del río Pama posee un régimen pluvial. Por otro lado en la parte baja del río Combarbalá y Cogotí se observa un régimen mixto (CADE-IDEPE, 2004). 1.3.3.1 Río Pama. El río Pama se origina con el nombre de estero Valle Hermoso, en el cordón de cerros preandinos conocidos como cordillera Fredes. Dicho cordón separa en esta parte la cuenca del río Limarí de la del río Choapa. El río Pama escurre con orientación general noroeste, hasta confluir con el río Cogotí y formar el río Huatulame. En la zona de la confluencia está emplazado el embalse Cogotí. El principal afluente del río Pama es el río Combarbalá, que proviene del suroeste y desemboca por la ribera derecha (Alfaro y Honores, 2001). De forma esquemática, y a modo de resumen, la Figura N 6 muestra distintos colores para diferenciar los regímenes hidrológicos que presenta la cuenca del Limarí distinguiendo entre nivales (celeste), mixtas (verde) y pluviales (azul).

25 Figura N 6 Representación esquemática de los regímenes hidrológicos de la cuenca del Río Limarí (Modificado de Rhodos, 2005). 1.4 Actividades económicas de la cuenca del Río Limarí. La economía de la Cuenca del Limarí se basa en la explotación del sector primario, agricultura y minería. El sector agrícola en la cuenca en los últimos años, se ha visto apoyado por iniciativas gubernamentales de inversión en obras de riego en particular revestimiento de canales y riego tecnificado a nivel predial (Díaz, 2008). Según el estudio de CADE-IDEPE (2004) el Valle del Limarí, debido a su disponibilidad de suelos y aguas de riego, cuenta con una amplia diversidad de cultivos. Se presentan importantes superficies de praderas establecidas en las terrazas altas, que permiten la

26 existencia de ganadería mayor. Además, existe una abundante actividad hortícola, con alta especialización en cultivos de tomate y pimentón, a los que se incorpora alta tecnología de riego y de manejo, mediante el empleo de goteo, invernaderos y otros. Este valle también presenta una importante superficie de viñas, orientada principalmente a la elaboración de pisco. Entre las explotaciones mineras de mayor valor se pueden mencionar la plata y el cobre, además de yacimientos no metálicos entre los que destaca el de lapislázuli, piedra nacional de chile, de la cual nuestro país es, junto a Afganistán, uno de los dos productores mundiales. 1.5 Sistema Paloma. El Sistema Paloma, es decir, la existencia y operación coordinada de los embalses Cogotí, La Paloma y Recoleta, ha permitido la regulación de los recursos disponibles y de esta manera otorga una mayor seguridad de riego, a los diferentes valles y sectores de la cuenca. En la década del 30` fueron construidos los embalses Recoleta (100 Mm 3 ) en el río Hurtado y Cogotí (150Mm 3 ) en la confluencia de los río Pama y Cogotí. La puesta en servicio del embalse La Paloma (750 Mm 3 ) en 1968, permitió regular y almacenar un máximo de 1.000 Mm 3 en los tres embalses. 1.5.1 Embalse La Paloma. El embalse La Paloma, es una obra construida por el estado y puesta en servicio el año 1968. Está emplazado en el Río Grande, en la confluencia con el río Huatulame a 23 km al este de la ciudad de Ovalle. La superficie inundada alcanza a 3.000 has y tiene una capacidad útil de 750 Mm 3 (Alfaro y Honores, 2001).

27 El conjunto de obras de infraestructura que permite asegurar el riego de la amplia zona que queda bajo cota del embalse está constituido por los canales Matriz Paloma; Derivado Recoleta, Derivado Cogotí, Derivado Punitaquí y subderivados El Toro y la Higuera. Cabe señalar que las aguas embalsadas en La Paloma, a través del canal Camarico y Tabalí riegan prácticamente la totalidad de las zonas de terrazas o llanos sur del río Limarí (Alfaro y Honores, 2001). 1.5.2 Embalse Cogotí. El embalse Cogotí es una obra construida por el Estado, que entró en operación el año 1938 y está emplazado en la confluencia de los ríos Cogotí y Pama a 43 km aguas arriba del embalse La Paloma. La superficie inundada alcanza a 850 has. Tiene una capacidad útil de 150 Mm 3. La propiedad de la obra pertenece a los usuarios y es administrada por la asociación de canalistas del embalse Cogotí. Los canales que distribuyen los recursos del embalse Cogotí son Matriz Cogotí, Derivado Palqui Cauchil, Derivado Tabalí, Derivado Cerro Grande y Derivado Punitaquí. Las obras de entrega del embalse Cogotí tienen salida al río Huatulame. Los recursos destinados al canal Cogotí son captados por éste en la ribera izquierda, a uno 15 km abajo del embalse (Alfaro y Honores, 2001). 1.5.3 Embalse Recoleta. El embalse Recoleta es una obra construida por el Estado y puesta en servicio el año 1935 y está emplazado sobre el río Hurtado, a 14 km aguas arriba de la confluencia del río Grande. La superficie inundada alcanza a 555 has. El embalse Recoleta posee una capacidad útil de 100 Mm 3. El canal que reparte los recursos de este embalse es el canal Recoleta. La propiedad del embalse pertenece a los usuarios y es administrada por la Asociación de Canalistas del Embalse Recoleta (Alfaro y Honores, 2001). La Figura N 7 presenta un esquema simplificado de las redes hidrográficas de la Cuenca del Limarí (canales matrices, ríos). En ella aparece señalado los distintos canales de la

28 cuenca. Cabe destacar que el Canal Alimentador Recoleta dejó de funcionar hacia el año 1972, debido a las garantías de riego que ofrecía el Embalse La Paloma, para la superficie cultivada en ese entonces. Existen estudios que buscan rehabilitar el canal Alimentador Recoleta que antiguamente transportaba agua desde el río Grande hasta el Embalse Recoleta, para así mejorar las condiciones de los agricultores que utilizan las aguas del Sistema Paloma (Arumí et al., 1995). Figura N 7 Representación esquemática de las redes hidrográficas de la Cuenca del Limarí (Modificado de Cristi et al., 2001). La gran capacidad de regulación interanual permite efectuar una redistribución de agua en toda la cuenca. Estas operaciones de distribución se ven facilitadas por la existencia de una vasta red de canales. Los terrenos situados aguas abajo de los embalses, pueden regarse con los sobrantes de los años de abundancia acumulados en él y los de aguas arriba se ven beneficiados al no tener que tributar aguas a los canales ubicados bajo los embalses. El sistema opera de acuerdo a las disponibilidades de agua de cada embalse, de forma que se

29 obtenga una seguridad de riego uniforme y un máximo aprovechamiento de los recursos disponibles (Alfaro y Honores, 2001). En la Figura N 8 muestra los volúmenes históricos almacenados por los embalses de la cuenca del Limarí para el periodo de interés de este estudio. Figura N 8 Estadísticas de volúmenes embalsados en la cuenca del Limarí, período 1973-2003 1.5.4 Reglas operacionales del Sistema Paloma. El modelo operacional del Sistema Paloma está establecido y aprobado por la Dirección de Obras Hidráulicas (DOH) y la Dirección General de Aguas (DGA) y aceptado por todas las organizaciones de usuarios beneficiarios del embalse La Paloma. Este señala que la asignación máxima anual de agua a distribuir a las organizaciones de regantes que extraen directamente de los embalse Recoleta, Cogotí y Paloma es de 320 Mm 3 cuando el volumen acumulado en los tres embalses sea superior a los 500 Mm 3. Cuando el volumen acumulado es inferior a 500 Mm 3 la asignación será igual a la mitad del volumen embalsado

30 (JVRGYLYA, s/a). Esta asignación se aplica el 1º de mayo de cada año y se revisa la situación de los embalses en Septiembre de cada año, considerando el comportamiento invernal (M. Muñoz. 1, com. pers). El volumen anual asignado a las organizaciones de usuarios del embalse La Paloma que extraen aguas directamente desde los embalses Recoleta, Cogotí y Paloma deberá ser distribuido entre ellas en los porcentajes que se indican en la Tabla N 1. Tabla N 1 Porcentaje y volumen de distribución anual del Sistema Paloma (JVRGYLYA, s/a). Organización de Usuarios Embalse Paloma Porcentaje (%) Volumen (m 3 ) Asociación de Canalistas del Embalse Recoleta 35.75 114.400.000 Asociación de Canalistas del Embalse Cogotí 31.09 99.488.000 Junta de vigilancia del Río Grande, Limarí y Afluentes 19.63 62.816.000 Asociación de Canalistas del Canal Camarico 7.90 25.280.000 Junta de Vigilancia del Río Huatulame 2.96 9.472.000 Asociación de Canalistas del Canal Punitaquí 2.67 8.544.000 Total 100 320.000.000 El volumen máximo a extraer de cada uno de los embalses para operar con una seguridad del 85% es la siguiente: Embalse Recoleta: 40 Mm 3 ; Embalse Cogotí: 40 Mm 3 ; Embalse La Paloma: 240 Mm 3. El sistema tiene una clasificación de falla cuando el volumen embalsado del Embalse La Paloma posee un volumen menor a 64 Mm 3, mientras que Cogotí y Recoleta se clasifica en falla con 16 Mm 3 (P. Álvarez 2, com. pers) 1 Manuel Muñoz Zepeda, Administrador de la Junta de Vigilancia de Río Grande y Limarí y sus Afluentes Pasaje Manuel Peñafiel 293, Of 404, Ovalle. Fono: 53 448239; 448240. Fax: 53 448242

31 La Figura N 9 muestra las estadísticas de los volúmenes almacenados, y en ella se observa el umbral de 500 Mm 3 que señala las reglas operacionales del Sistema Paloma. Mientras tanto, en la Figura N 10 se agrega una nueva variable al gráfico, la cual es el análisis de la estación pluviométrica río Grande en Puntilla de San Juan. El caudal que se muestra en dicha figura es los caudales promedios mensuales desde los años 1973 y 2003. Además este se encuentra clasificado en años niño (azul), niña (rosa), neutro (gris) (Rochette, 2010). Esto se realizó con el fin de analizar en forma preliminar y cualitativa la relación entre los años Niño - Niña en el régimen hidrológico y los volúmenes embalsados. 2 Pablo Álvarez. Ingeniero Agrónomo. Académico del Departamento de Agronomía. Universidad de la Serena. Campus Limarí, Av. La Paz s/n, Ovalle. Fono: 204144.