Análisis de la variación del potencial de riego del SRLM bajo cambio climático

VARIACIÓN EN EL POTENCIAL DE RIEGO DEL
SISTEMA LAS MAJAGUAS BAJO CONDICIONES DE
CAMBIO CLIMATICO
Maestría en Desarrollo de los Recursos de Aguas y Tierras
Mención: “Planificación y Desarrollo de los Recursos
Hidráulicos”
Francisco Vásquez
OCTUBRE 2021

 El agua dulce es un recurso finito y vulnerable esencial para
sostener la vida, el desarrollo y el medio ambiente.
 Venezuela cuenta con una enorme cantidad de recursos
hídricos, sin embargo en su mayoría no son aprovechados
eficientemente.
 En el año 1936, el gobierno nacional inicia la construcción de
sistemas de riego que garantizarían el bienestar alimentario
del país, siendo uno de esto el sistema de riego Las
Majaguas.
Centro Interamericano de Desarrollo e Investigación Ambiental y Territorial

 Los niveles de Dióxido de Carbono en el aire son los mas
altos de la historia.
 Los 19 años con mayores temperaturas históricas medidas,
han ocurrido desde el año 2000.
 La temperatura media global ha incrementado 1.18˚C desde
1880.
 El nivel medio de los océanos a nivel mundial, ha
incrementado 178mm en los últimos 100 años.

 Fue conceptualizado para regar 90.000 ha de las cuales en la
actualidad solo se riegan 12100 ha, generando la necesidad
de realizar un análisis de la oferta y demanda de agua del
sistema.
 Se incluyo el efecto del Cambio Climático en el análisis, ya
que tal como lo expresa António Guterres Secretario General
de las Naciones Unidas, “…es el desafío definitorio de nuestro
tiempo…”.

1. Evaluación del Funcionamiento Actual del Sistema de Riego.
2. Hidrología de los Ríos Cojedes y Sarare. (SIHIM)
3. Análisis del Cambio Climático en la Zona.
◦ Se desarrollo una nueva Metodología de análisis en el país.
4. Análisis de las Demandas de Riego.

Diagnostico del
SRLM
Hidrología de los Ríos
Cojedes y Sarare
Análisis del Cambio
Climático en la Zona
Análisis de las
Demandas de Riego

Diagnostico del SRLM

DIAGNOSTICO
DEL
SRLM

Cap. Util
222.30 Hm3
Tomas de los ríos
Tomas del SR
M5
M7
Canales Principales SR
Canales Tomas Ríos
Embalse Las Majaguas
Área Bajo Riego
12100 ha
Área regada SRLM
DIAGNOSTICO
DEL
SRLM

DIAGNOSTICO
DEL
SRLM
1964 2017
1964 2017

DIAGNOSTICO
DEL
SRLM
1964 2017
1969 2016

DIAGNOSTICO
DEL
SRLM
235
237
239
241
243
245
247
249
251
253
255
0 50 100 150 200 250 300 350
ELEVACIÓN
(msnm)
CAPACIDAD 106m3
ORIGINAL (1940)
CIDIAT (1993)
2009

Hidrología de los Ríos
Cojedes y Sarare

HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE

HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE
Se emplearon tres criterios
para la selección de las
estaciones:
1. Según su ubicación
geográfica.
2. Cantidad de años de
registro de cada estación.
3. Calidad de la
información.

HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
DUACA 1268 1
BARQUISIMETO-AEROPUERTO 1282
YARITAGUA 1288 1
LASIERRA 2303 5 1 3 1
MAPORAL 2208 1 1
CUBIRO 2225 1 2 #
LAS CUMBRES 2287 2
LAS DELICIAS 2288
AÑOS DEREGISTRO/ ESTACIONES DE
PRECIPITACIÓN
8 Estaciones de Precipitación
2 Estaciones de Evaporación.
2 Estaciones Hidrométricas.

HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE
ESTACIÓN
N° NOMBRE SERIAL
PRECIPITACIÓN
1 MAPORAL 2208
2 LAS DELICIAS 2288
3 LAS CUMBRES 2287
ESTACIÓN
N° NOMBRE SERIAL
PRECIPITACIÓN
1 DUACA 1268
2 BARQUISIMETO B/A 1282
3 YARITAGUA 1288
4 CUBIRO 2225
5 LA SIERRA 2303

HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE
La estimación de los caudales se realizó con el modelo SIHIM para
los periodos que se muestran:
AÑOI AÑOF
CALIBRACIÓN 1952 1961 10
MODELACIÓN 1 1952 1982 31
CALIBRACIÓN 1968 1983 16
COJEDES
SARARE
CUENCA ETAPA
PERIODO SIMULADO AÑOS DE
REGISTRO

HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE
0
10
20
30
40
50
dic-51 may-53 sep-54 ene-56 jun-57 oct-58 mar-60 jul-61
Q(m3/s)
TIEMPO (MESES)
Qobs
Qsim
0
2
4
6
8
10
12
14
16
ago-67 may-70 feb-73 nov-75 jul-78 abr-81 ene-84
Q
(m3/s)
TIEMPO (MESES)
QSIM
QOBS
Coef. Correlación 0.85
Coef. Correlación 0.79

0
20
40
60
80
100
120
dic-51 feb-56 mar-60 abr-64 jun-68 jul-72 ago-76 sep-80
Q(m3/s)
TIEMPO (MESES)
HIDROLOGÍA
DE
LOS
RÍOS
COJEDES
Y
SARARE
0
5
10
15
20
25
30
35
ago-67 nov-70 mar-74 jun-77 oct-80 ene-84 may-87 ago-90 nov-93 mar-97 jun-00 oct-03 ene-07
Q
(m3/s)
TIEMPO (MESES)
Qprom=24.11m3/s
Qprom=8.94m3/s

Análisis del Cambio
Climático en la Zona

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
El cambio climático según lo define la Convención Marco de las Naciones
Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC), es el cambio en el clima atribuido
directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composición de
la atmosfera global y que se suma a la variabilidad natural del clima
observada durante periodos de tiempo comparables.
Los cambios en el clima global pueden identificarse gracias a parámetros
medibles en el tiempo; el aumento en el Dióxido de Carbono presente en el
aire, el incremento de la Temperatura Media Global, la disminución del Hielo
Marino Ártico, la disminución en las Capas de Hielo Terrestre y el aumento
en el Nivel del Mar.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
Medidas desde el 2005 hasta Septiembre del 2021

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
El IPCC evalúa todos lo modelos climáticos desarrollados por diferentes institutos,
seleccionando aquellos que mejor representen los datos históricos de las variables
precipitación, temperatura y evaporación entre otras a nivel mundial.
Sin embargo para el desarrollo de un proyecto en una zona especifica en el que se
tome en cuenta los efectos del cambio climático, es necesario obtener los valores
de alguna de las siguientes formas:
❖ El desarrollo de un modelo climático para nuestra zona de estudio.
❖ Utilizar los datos obtenidos de los modelos climáticos avalados por el IPCC y
verificar cual o cuales se adaptan mejor a nuestra zona de estudio.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
En Venezuela, la incorporación del cambio climático en los grandes proyectos de
desarrollo no es algo nuevo. Sin embargo los proyectos son regidos en función de
lo dispuesto por la segunda comunicación de cambio climático en Venezuela, en la
cual se utilizaron los modelos Eta_HADGEM2 y Eta_MIROC5.
Sin embargo, los datos generados por estos modelos están en función de una
media de todo el país, por lo que al analizar el efecto del cambio climático por
zonas, los resultados podrían no ser lo mejores.
Es por ello que para el presente estudio, se desarrollo una metodología basada en
la comparación de todos los modelos aprobados por el IPCC en su quinta
comunicación. Esto nos permitió conocer cuales modelos reflejan de mejor manera
los resultados obtenidos en nuestra área de estudio.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
La Quinta Publicación del IPCC plantea cuatro escenarios conocidos como RCP, definidas por
los porcentajes de aplicación de medidas para la disminución de los GEI.
❖ RCP 2,6, escenario de mitigación estricto (Aumento rad para 2100 de 3 W/m2).
❖ RCP 4,5, escenario de mitigación intermedio alto (4.5 W/m2).
❖ RCP 6,0, escenario de mitigación intermedio bajo (6 W/m2).
❖ RCP 8,5, escenario sin aplicación de medidas (8.5W/m2).
Para efectos del presente estudio se utilizó el escenario RCP 4,5, ya que es el que más se
asemeja a las condiciones actuales y lo que se espera ocurra en la zona de estudio.
La metodología consiste en obtener los datos históricos y futuros de precipitación y
evaporación de la página web del Climate Explorer para un RCP 4.5 para dos periodos de
tiempo, el primero hasta el año 2020 y el segundo desde el año 2021 hasta el año 2050.
Luego utilizar los datos de la página Web WorldClim para realizar la reducción de escala.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
Se utilizaron un total de 23 estaciones, con el periodo de información medido desde
1968 al 2005 y se comparo con los 19 modelos del AR5.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
El proceso de selección se dividió en las siguientes fases:
1. Se calcularon los coeficientes de correlación entre los datos históricos medidos
y los datos históricos generados para cada uno de los 19 modelos en el
periodo 1968-2005.
2. Se graficaron los datos de los 4 modelos con mejores coeficientes de
correlación (>0.70) versus los datos históricos medidos, con sus respectivas
líneas de tendencia.
3. Se seleccionaron los tres modelos cuya grafica y tendencia representaran mejor
a los datos medidos para la generación de caudales en el periodo 2021 – 2050.
4. Se utilizó el modelo con mejor correspondencia con los datos medidos para
generar los caudales hasta el año 2020.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
China Beijing Climate Center BCC-CSM1.1 0.48
Centre National de Recherches Météorologiques,
Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique
Australia
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization/Bureau of
Meteorology
ACCESS1.0 0.63
Russian Academy of Sciences,
Institute of Numerical Mathematics
Brasil National Institute For Space Research HadGEM2-ES 0.72
Francia Institut Pierre Simon Laplace IPSL-CM5A-LR 0.22
Atmosphere and Ocean Research Institute (The University of Tokyo), MIROC-ESM 0.70
National Institute for Environmental Studies, and MIROC-ESM-CHEM 0.68
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology MIROC5 0.60
Japón Meteorological Research Institute MRI-CGCM3 0.56
EEUU NASA/GISS (Goddard Institute for Space Studies) GISS-E2-R 0.74
CCSM4 0.56
CESM1(CAM5.1,FV2) 0.59
Bjerknes Centre for Climate Research,
Norwegian Meteorological Institute
National Institute of Meteorological Research,
Korea Meteorological Administration
GFDL-CM3 0.63
GFDL-ESM2G 0.48
EEUU Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
Noruega NorESM1-M 0.50
Corea del Sur HadGEM2-AO 0.49
EEUU National Center for Atmospheric Research
0.59
Alemania Max Planck Institute for Meteorology MPI-ESM-LR 0.74
Japón
Reino Unido Met Office Hadley Centre HadGEM2-CC
Rusia INMCM4.0 0.64
País Centro de Investigación Modelo
Coeficiente de
Correlación
Francia CNRM-CM5 0.68

AÑOI AÑOF
CALIBRACIÓN 1952 1961 10 MEDIDOS
MODELACIÓN 1 1952 1982 31 MEDIDOS
CLIMATE EXPLORER MPI-ESM-LR
(HISTORICO MPI RCP 4.5)
CLIMATE EXPLORER 3 MODELOS
(FUTURO RCP 4.5)
CALIBRACIÓN 1968 1983 16 MEDIDOS
MODELACIÓN 1 1968 2007 40 MEDIDOS
CLIMATE EXPLORER MPI-ESM-LR
(HISTORICO MPI RCP 4.5)
CLIMATE EXPLORER 3 MODELOS
(FUTURO RCP 4.5)
SARARE
COJEDES
CUENCA ETAPA
AÑOS DE
REGISTRO
ORIGEN DE LOS DATOS
PERIODO SIMULADO
ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
Histórico: Se tomaron los datos de las estaciones para el periodo en común 1968
– 1982, con los cuales se obtuvieron los factores multiplicadores para el calculo de
caudales en los periodos 1983 -2020 para la cuenca del río Cojedes y 2008 –
2020 para la cuenca del río Sarare.
Futuro: Se utilizaron los datos futuros obtenidos de la página web del WorldClim
para el año 2040 para los modelos MPI-ESM-LR, HadGEM2-ES y GISS-E2-Rp1. Con
estos datos se calcularon los factores para reducir la escala al nivel de estaciones.
Por ultimo se multiplicaron los datos de precipitación obtenidos del Climate
Explorer en el periodo 2021 al 2050 por sus respectivos factores, pudiendo
conseguir los valores de precipitación para cada estación.
La reducción de escala se llevó a cabo calculando un factor multiplicador, el cual
relaciona mes a mes cada estación con el promedio de las estaciones involucradas.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
0
20
40
60
80
100
120
dic-82 ago-85 may-88 feb-91 nov-93 ago-96 may-99 feb-02 oct-04 jul-07 abr-10 ene-13 oct-15 jul-18 abr-21
Q(m3/s)
TIEMPO (MESES)
CAUDALES SIMULADOS CUENCA COJEDES DESDE 1983 A 2020 MPI RCP 45
0
5
10
15
20
25
30
nov-07 ene-10 abr-12 jun-14 ago-16 oct-18 ene-21
Q
(m3/s)
TIEMPO (MESES)
CAUDALES SIMULADOS CUENCA SARARE DESDE 2008 A 2020 MPI RCP 45

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
0
20
40
60
80
100
120
sep-20 jun-23 mar-26 dic-28 sep-31 jun-34 mar-37 nov-39 ago-42 may-45 feb-48 nov-50
Q(m3/s)
TIEMPO (MESES)
CAUDALES SIMULADOS CUENCA COJEDES DESDE 2021 A 2050 RCP 45
MPI-ESM-LR
HADGEM2-ES
GISS-E2-Rp1
Linéaire (MPI-ESM-LR)
Linéaire (HADGEM2-ES)
Linéaire (GISS-E2-Rp1)
0
5
10
15
20
25
30
sep-20
dic-22
feb-25
abr-27jul-29
sep-31
nov-33
ene-36
abr-38
jun-40
ago-42
oct-44
ene-47
mar-49
may-51
Q
(m3/s)
TIEMPO (MESES)
CAUDALES SIMULADOS CUENCA SARARE DESDE 2021 A 2050 RCP45
MPI-ESM-LR
HADGEM2-ES
GISS-E2-Rp1
Linéaire (MPI-ESM-LR)
Linéaire (HADGEM2-ES)
Linéaire (GISS-E2-Rp1)

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
Comparación de caudales para diferentes periodos de tiempo, a través del Q70.
Periodo
Oferta Q70 (m3/seg)
Río Cojedes Río Sarare Total
1968 - 1982 12.26 4.21 16.47
2008 - 2020 9.71 3.24 12.95
2021 -2050 7.31 2.36 9.67

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
La tendencia de los caudales simulados en cada periodo de tiempo
analizado, es a disminuir su valor en ambos ríos.
La oferta disminuye considerablemente, desde un Q70 de 16.47m3/seg
en el periodo 1968-1982 a 9.67m3/seg en el periodo 2021-2050, para
un total de 41% de reducción del caudal de los dos ríos.
Esto nos deja claro que el área es seriamente afectada por el cambio
climático, pudiendo presentar déficit en el periodo 2021–2050, en
función del comportamiento de la evaporación dentro del sistema de
riego.

Análisis de las Demandas
de Riego

ANÁLISIS
DE
LAS
DEMANDAS
DE
RIEGO
64%
8%
27%
1%
Arroz
Pasto
Caña de Azucar
Otros

ANÁLISIS
DE
LAS
DEMANDAS
DE
RIEGO
El análisis de las demandas de riego se llevo a cabo bajo dos aspectos
principales.
1. Comparación de las demandas históricas versus las futuras.
a) Demandas en el periodo 2006 – 2016.
b) Demandas en el periodo 2021 – 2050.
2. Modificación de los patrones de siembra, para identificar como afecta la
variación de los rubros sembrados a la demanda del sistema.
a) Plan de siembra histórico.
b) Plan de siembra bajo la tendencia actual.
c) Plan de siembra equitativo.

ANÁLISIS
DE
LAS
DEMANDAS
DE
RIEGO
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Requeriemitno
de
riego
en
(l/s/ha)
Tiempo (meses)
Requerimientos de Riego Periodo 2006-2016
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Requeriemitno
de
riego
en
(l/s/ha)
Tiempo (meses)
Requerimientos de Riego Periodo 2021-2050
Total: 5.6 l/s/ha
Total: 1.2 l/s/ha

0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Requeriemitno
de
riego
en
(l/s/ha)
Tiempo (meses)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Requeriemitno
de
riego
en
(l/s/ha)
Tiempo (meses)
ANÁLISIS
DE
LAS
DEMANDAS
DE
RIEGO
Requerimientos de Riego Tendencia Actual
Requerimientos de Riego Patrón Equitativo
Total: 1.4 l/s/ha
Total: 0.9 l/s/ha
Cultivos
% de Área
Sembrada
Arroz 90
Caña de
Azúcar
8
Pasto 2
Cultivos
% de Área
Sembrada
Arroz 34
Caña de
Azúcar
33
Pasto 33

ANÁLISIS
DE
LAS
DEMANDAS
DE
RIEGO
1. La evaporación en el periodo 2006–2016 es mucho mayor que la arrojada
por el Climate Explorer en el periodo 2021–2050, siendo los requerimientos
de riego mayores en el periodo histórico que en el futuro, por lo que el
cambio climático no aumentaría las demandas de riego sino que por el
contrario las disminuiría.
2. Al analizar los rubros sembrados, los requerimientos hídricos al cambiar el
patrón de siembra no varían considerablemente.
3. El caudal máximo requerido por el sistema en el periodo 2021-2050 es de
8.50m3/seg, mucho menor que el requerido en el periodo 2006-2016 de
12.70m3/seg.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
La disponibilidad de agua del sistema de riego Las Majaguas se ve afectada por
varios factores:
1. En primer lugar las malas condiciones de los mecanismos de regulación de
agua del sistema, que no permiten un adecuado manejo del mismo.
2. En segundo lugar existe una alta influencia del cambio climático en la zona, el
cual por una parte disminuye las precipitaciones y por ende los caudales de los
ríos Cojedes y Sarare, mientras que por otro lado reduce los valores de
evaporación dentro del sistema generando una disminución en la demanda de
riego.
3. Por ultimo, la modificación de los patrones de riego no tiene una gran
incidencia en la disponibilidad de agua del sistema, por lo que la misma es
despreciable siempre que se consideren solamente los tres rubros analizados.

ANÁLISIS
DEL
CAMBIO
CLIMÁTICO
EN
LA
ZONA
1. Realizar las reparaciones en las estructuras del sistema de riego Las majaguas,
desde su tomas en los ríos, su conducción, almacenamiento y distribución, en
función de los resultados obtenidos en el diagnostico del sistema.
2. Establecer nuevas reglas de operación del embalse, en función del cambio
climático para cada temporada de riego, pudiendo prever épocas de sequias
que afecten considerablemente la producción del sistema.
3. Realizar cambios en los patrones de riego y en los rubros a sembrar en el
sistema, utilizando cultivos con mayor resistencia a los cambios del clima en la
zona y modificar los patrones en cada temporada en función de los cambios
observados.

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