sábado, 24 de octubre de 2020

Modelo WEAP: herramienta de modelación de Recursos Hídricos


Eduardo Bustos, Sebastian Vicuña, Francisco Flores, Charles Young, Marisa Escobar, David Purkey.

Uno de los principales desafíos del proyecto MAPA es la integración de distintos componentes del sistema natural y humano en un marco de análisis que permita estudiar las condiciones actuales y futuras de oferta y demanda de los recursos hídricos, incluidos aspectos de calidad del agua. En este sentido, y siguiendo el desarrollo del Objetivo Nº 3 del proyecto: “Diseñar una herramienta de modelación que integre la oferta y demanda de agua, teniendo en cuenta elementos de calidad y cantidad de agua, bajo escenarios de variabilidad y cambios en el clima”, es que se ha adoptado al modelo WEAP como una herramienta de modelación clave para el proyecto.

WEAP es una herramienta de simulación para la planeación integrada de recursos hídricos, que analiza sistemas de suministro de agua enmarcados en un contexto de demanda de uso, calidad de agua y protección y preservación de ecosistemas. WEAP es una herramienta desarrollada por el Stockholm Environment Institute (SEI), una organización internacional de investigación científica sin fines de lucro, que ha estudiado aspectos ambientales y de desarrollo a nivel de política local, nacional, regional y mundial durante más de 20 años. El objetivo de SEI es lograr un cambio para el desarrollo sostenible, cerrando la brecha entre la ciencia y las políticas, mediante la realización de análisis integrados que apoyan la toma de decisiones. SEI trabaja en todo el mundo en la creación de capacidad para la planificación integrada de la sustentabilidad, a través de la formación y colaboración de recursos humanos y cuenta con centros en Estocolmo Suecia, York y Oxford en el Reino Unido, Estados Unidos, Tallin Estonia, Bangkok Tailandia y Nairobi Kenia. El Centro de SEI en los Estados Unidos (SEI-US) cuenta con oficinas en Davis California, Seattle Washington y Boston Massachusetts, en donde también es filial de investigación de la Universidad de Tufts.

WEAP se destaca por su método para simular sistemas de recursos hídricos y por su capacidad para analizar políticas de manejo del recurso. WEAP balancea la ecuación entre la demanda y la oferta de agua con una capacidad para tratar un amplio rango de temas, incluyendo análisis de demanda sectorial, conservación de agua, derechos de agua y transferencia de prioridades, modelación de precipitación-escorrentía y flujos mínimos, operaciones de embalses, generación de hidroelectricidad, calidad del agua, requerimientos de ecosistemas, y análisis de costo-beneficio de proyectos entre otros.

Esquema WEAP-Maipo

Figura 1. Esquema del modelo WEAP existente para las cuencas altas del Maipo, indicando los elementos adicionales a incluir durante el desarrollo del proyecto.

En el marco del proyecto MAPA, con el apoyo de cuatro investigadores del SEI-US (Dr. David Purkey, Dr. Charles Young, Dra. Marisa Escobar y el Dr. Francisco Flores-Lopez) se está desarrollando un modelo WEAP para la cuenca del Rio Maipo que considera la hidrología superficial en la zona de cabecera (ya desarrollada de manera previa al proyecto) y de la zona intermedia hasta la confluencia del Río Maipo con el Río Mapocho (ver Figura 1). En la zona de cabecera se implementará un modulo específico para la modelación explícita de glaciares, a partir de la parametrización de un modelo para los glaciares San Francisco y Pirámide. En la zona intermedia el modelo incluirá una modelación explícita de la hidrología urbana, así como del consumo de agua en este sector, caracterizado a partir de encuestas y estimación del riego de parques y áreas verdes. Para el caso de las zonas agrícolas, se utilizará un modelo de simulación de cultivos integrado en WEAP, llamado Plant Growth Model (PGM), el cual es capaz de estimar rendimientos de cultivos, demandas de agua para riego, eficiencias de aplicación y caudales de retorno. Se contempla tambien en esta zona intermedia de la cuenca la inclusión de un modelo de simulación de la hidrología subterránea, en cual permitirá estudiar las interacciones existente en el acuífero Maipo-Mapocho, sus recargas y extracciones y su efecto en la disponibilidad de agua para la cuenca. Finalmente, se calibrará un modelo de calidad de aguas (Qual2K), para la zona baja del área de estudio, el cual estará integrado a la plataforma WEAP y permitirá evaluar posibles escenarios futuros de calidad de aguas.