Proyecto Integrado de Recursos Hídricos Cuenca del Río Loa Integrantes: Ignacio Farías Paulina Génova Alfonso Ugarte Profesora: Carolina Meruane Fecha: 03/11/2015

Balance hídrico en condiciones naturales Objetivos Caracterización uso y tipo suelo Caracterizar la meteorología de la cuenca. Caracterizar la hidrología de la cuenca. Caracterizar la hidrogeología de la cuenca. Balance hídrico en condiciones naturales

Programa de Trabajo Propuesta Metodológica: Fórmulas y pasos Cálculos cada caracterización Obtención balance hídrico en condiciones naturales

Carta Gantt

Metodología 1. Caracterización General Uso y tipo de suelo Clima y meteorología Hidrología Hidrogeología 2. Balance Hídrico Modelo conceptual Relaciones teóricas para el cálculo de los flujos en el balance Identificación de año seco, normal y húmedo

Metodología: Clima y Meteorología Precipitación. Temperatura y Humedad relativa Variación de la isoterma cero. Campo de vientos Radiación solar incidente Tasas de evapotranspiración.

Metodología: Precipitación 𝑌 1 =𝑎∙ 𝑌 2 +𝛽+ 1− 𝑅 2 ∙𝜀∙ 𝑆 𝑌 Relleno de Datos A partir de información de precipitaciones diarias Promedio Precipitación Mensual por Estación

Metodología: Evapotranspiración de Referencia Fórmula de Penman Monteith: 𝑬 𝑻 𝒐 = 𝟎.𝟒𝟎𝟖∆ 𝑹 𝒏 −𝑮 +𝜸 𝟗𝟎𝟎 𝑻+𝟐𝟕𝟑 𝑼 𝟐 𝒆 𝒔 − 𝒆 𝒂 ∆+𝜸 𝟏+𝟎.𝟑𝟒 𝑼 𝟐 𝐸 𝑇 𝑜 : Evapotranspiración de referencia [mm día-1] 𝑅 𝑛 : Radiación neta [MJ m-2 day-1] 𝐺 : Flujo de calor del suelo [MJ m-2 day-1], 𝑒 𝑠 − 𝑒 𝑎 : Déficit de presión de vapor de aire [kPa] 𝑇: Temperatura media diaria del aire a 2 metros de altura [°C] 𝑈 2 : Velocidad del viento a 2 metros de altura [m/s] 𝛾: Constante phisiométrica [kPa °C-1] Δ: pendiente de la curva de presión de vapor [KPa°C^-1]

Metodología: Hidrología Infiltración Delimitación de las cuencas e identificación de la red hídricos. Curvas de variación estacional de caudales medios. Curvas de variación estacional caudales máximos instantáneos.

Metodología: Infiltración Curva número a nivel diario Determinar 3 tasas de infiltración mensuales para años seco, normal y húmedo.

Metodología: Curvas Variación Estacional Caudales medios y máximos instantáneos Rellenar estaciones Distribución Weibull Curvas de variación estacional

Metodología: Hidrogeología Delimitación de unidades hidrogeológicas superficiales y caracterización de sus condiciones de permeabilidad e infiltración. Limnigrama de pozos. Mapas con superficies equipotenciales, indicando dirección de flujo.

Metodología: Balance Hídrico Modelo Conceptual Escorrentía superficial: Q superficial = Pp – Infiltración – Intercepción – ETR. Flujo subterráneo y recarga del acuífero: Q subterráneo = Recarga – Afloramientos. Ecuación general: Q superficial = Pp – Infiltración – Intercepción – ETR + Afloramientos. Identificación año seco, húmedo y normal

Resultados Clima y meteorología Hidrología Hidrogeología Uso y tipo de suelo Clima y meteorología Hidrología Hidrogeología Balance hídrico año normal Balance hídrico año seco Balance hídrico año húmedo

Uso y tipo de suelo Uso de suelo Area (km²) % HUMEDALES - Vegas 54 0.16% CUERPOS DE AGUA - Lagos-Lagunas-Embalses-Tranques 3 0.01% URBANAS E INDUSTIRAL - Ciudades-Pueblos-Zonas Industriales 20 0.06% TERRENOS AGRICOLAS - Terrenos de Uso Agrícola 33 0.10% PRADERAS MATORRALES - Matorral-Suculentas Muy Abierto 21 PRADERAS MATORRALES - Matorral Pradera Abierto 214 0.65% PRADERAS MATORRALES - Matorral Muy Abierto 1169 3.53% PRADERAS MATORRALES - Matorral Abierto 59 0.18% PRADERAS MATORRALES - Estepa Altiplánica 3102 9.38% AREAS SIN VEGETACION - Terrenos Sobre Limite Vegetación 778 2.35% AREAS SIN VEGETACION - Salares 1202 3.63% AREAS SIN VEGETACION - Playas y Dunas 4 AREAS SIN VEGETACION - Otros Terrenos Sin Vegetación 26421 79.87% Total 33080 100.00%

Mapa Uso de Suelo

Meteorología: Precipitación

Meteorología: Precipitación

Meteorología: Variación Isoterma cero Ubicación Isoterma Cero en Cuenca Loa Área Nival=3.6%

Meteorología: Evapotranspiración Mapa Isoclinas de Eto en Cuenca Loa

Meteorología: Evapotranspiración Subcuenca Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Anual Salar de Llamara 170 164 158 140 127 117 122 133 147 175 182 1799 Rio Loa bajo junta Estero Chela 107 104 97 105 89 72 77 86 98 115 123 121 1194 Rio Loa entre Quebrada Amarga y Desembocadura 241 195 162 108 75 56 60 82 109 152 185 231 1656 Rio Loa entre Rio San Salvador y Quebrada Amarga 179 173 167 148 134 129 154 172 184 191 1893 Rio Loa Entre Estero Chela y Bajo Junta Quebrada de Hachas 116 125 106 85 91 102 137 146 143 1417 Rio Loa entre Quebrada de Hachas y Rio San Pedro 119 112 83 88 99 132 141 138 1370 Rio San Pedro 96 103 71 113 1175 Rio Loa entre Rio San Pedro y Rio Salado 142 128 139 118 95 101 159 1575 Rio San Salvador 149 111 120 165 1628 Rio Salado 126 114 84 90 135 144 1399 Rio Loa entre Rio Salado y Rio San Salvador 131 124 153 163 1681 Río Loa 161 177 1744

Hidrología: Infiltración Resultado no es satisfactorio En cuanto a terrenos semiáridos-áridos como los de la cuenca en estudio la clasificación es gruesa y arroja curvas número que varían entre 82 y 85 dependiendo del nivel de cobertura de los matorrales. La influencia del uso de suelo es prácticamente nula. Se adopta un valor estándar para toda la cuenca de 83. Se asume humedad antecedente 0 por lo cual es necesario corregir las curvas al tipo I (seco).

Hidrología: Delimitación de las cuencas Delimitación sub-subcuencas de Loa

Hidrología: Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Medios

Curvas de Variación Estacional Caudales Máximos Instantáneos

Curvas de Variación Estacional Caudales Máximos Instantáneos

Curvas de Variación Estacional Caudales Máximos Instantáneos

Hidrogeología: Delimitación de Unidades Hidrogeológicas Superficiales Zona acuífero Calama-El Loa (en amarillo), en celeste los demás cuerpos de agua subterránea. Se tienen 2 cuerpos de agua subterránea, Uno en la parte sur de la cuenca que se extiende desde Calama hasta la cordillera. El segundo proviene de la cuenca inmediatamente al norte del Loa.

Hidrogeología: Limnigrama de Pozos

Hidrogeología: Mapas con Superficies Equipotenciales Estación UTM Norte [mts] UTM Este [mts] Nivel [m.s.n.m] Aeropuerto 7511112 514456 2363.24 Chiu-Chiu 7529912 541478 2542.11 Isla Grande 1 7526170 538122 2493.62 Isla Grande 2 7526509 537665 2493.18 Turi 2 7540042 571648 3051.66 Turi 7 7540427 574799 3074.09 Niveles estáticos para la construcción del mapa de equipotenciales

Hidrogeología: Mapas con Superficies Equipotenciales Mapa de equipotenciales acuífero de Calama

Modelo Conceptual Balance Hídrico

Balance Hídrico Probabilidad de excedencia 90% 50% 10% Estación Seco Normal Húmedo RIO LOA ANTES REPRESA LEQUENA 2011 1996-1989 1987-1977-1997 RIO SAN PEDRO EN PARSHALL N1 1985 1991 2002 RIO SAN PEDRO EN PARSHALL N2 (BT. CHILEX) 2006-1979 2001 RIO LOA EN SALIDA EMBALSE CONCHI 2007 2006 2012 RIO SALADO EN SIFON AYQUINA 1994-1982 2007-1995-1985 RIO SALADO A. J. LOA* 2010 2004 RIO LOA EN FINCA 1996 1983 1984 RIO LOA D. J. SAN SALVADOR (CHACANCE)* RIO LOA D. J. SAN SALVADOR-(M. ELENA)* 1998 1997 RIO HUATACONDO EN COPAQUIRE 1982 RIO LOA EN DESEMBOCADURA 1993 1992 2000 *estaciones con pocos datos

Balance Hídrico Se elige año 1996 seco, 1983 normal y 1984 seco. En toda la cuenca el balance arroja que nada de la precipitación se transforma en escorrentía. Se concluye que el acuífero es quien aporta el escurrimiento. Problema, no existe en toda la cuenca. Balance solo para el área con acuífero. Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Acum Seco Medio Húmedo

Balance Hídrico Rio San Pedro Rio Salado Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Prom Seco 1.304 1.228 1.113 1.188 1.012 0.938 0.942 0.830 0.917 0.911 0.919 1.036 Medio 0.828 0.839 0.820 0.811 0.791 0.783 0.817 0.760 0.810 0.772 0.824 0.803 Húmedo 0.861 0.875 0.904 0.858 0.823 0.788 0.734 0.755 0.697 0.703 0.696 0.695 0.782 Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Prom Seco 0.322 0.343 0.388 0.409 0.424 0.355 0.326 0.324 0.342 0.303 0.295 0.294 0.344 Medio 0.337 0.327 0.299 0.379 0.375 0.360 0.333 0.502 0.434 0.289 0.296 0.357 Húmedo 1.210 0.748 0.519 0.354 0.438 0.464 0.440 0.420 0.369 0.312 0.500

Balance Hídrico Zona embalse Conchi Zona Calama Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Prom Seco -0.242 -0.148 -0.531 -0.857 -0.764 -0.708 -0.683 -0.599 -0.642 -0.349 -0.061 -0.225 -0.484 Medio 0.703 0.310 0.273 -0.112 -0.190 -0.508 -0.509 -0.541 -0.448 -0.272 -0.006 -0.042 -0.1117 Húmedo 2.912 5.117 0.572 0.012 -0.542 -0.046 -0.065 0.167 0.356 0.560 0.623 0.790 0.871 Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Prom Seco -1.137 -1.211 -0.693 -0.447 -0.314 -0.166 -0.107 -0.112 -0.154 -0.452 -0.956 -0.727 -0.540 Medio -1.270 -1.008 -1.045 -0.582 -0.097 0.305 0.594 0.185 -0.300 -0.636 -0.736 -0.734 -0.443 Húmedo -2.139 -4.846 -0.583 -0.451 0.127 0.045 0.263 -0.262 -0.515 -0.854 -1.073 -1.224 -0.959

Discusiones y Conclusiones Resultado poco satisfactorio Recarga en parte baja/Afloramientos parte alta. No se logran explicar las escorrentías en las partes mas altas de la cuenca y también las aguas abajo de Calama. No es posible replicar el régimen natural Derechos de agua superficiales no explican las diferencias Zona Caudal[l/s] Rio Salado 497.6 Rio San Pedro 36.6772 Rio San Salvador 54.79 Rio Loa entre Rio Salado y Rio San Salvador 52.8352 Rio Loa entre Rio San Pedro y Rio Salado 0.3

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