cuenca del rio neuquen
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AUTORIDAD INTERJURISDICCIONAL DE LAS CUENCAS DE LOS RIOS LIMAY, NEUQUEN Y NEGRO CUENCA DEL RIO NEUQUEN ANALISIS DEL FENOMENO PRECIPITACION - ESCORRENTIA RESUMEN JOSE LUIS VALICENTI SECRETARIA DE PLANIFICACION Y DESARROLLO Cipolletti, junio de 2001 INDICE página 1. INTRODUCCION 1 2. CARACTERIZACION DE LA CUENCA REGIMEN PLUVIAL DESCRIPCION DE LA RED HIDROGRAFICA REGIMEN HIDROLOGICO 3 3 3 4 3. PLANTEO DEL PROBLEMA 7 4. OBJETO Y ALCANCE DEL ESTUDIO 10 5. MODELO DE SIMULACION 11 6. ESCENARIOS DE ANALISIS EL ESCENARIO FUTURO 14 14 7. OCURRENCIA DE LA TORMENTA DE REFERENCIA EN LOS ESCENARIOS ACTUAL Y FUTURO RESULTADOS 23 23 8. CONCLUSIONES 27 1. INTRODUCCION Las precipitaciones producen en las cuencas hidrográficas una respuesta que las caracteriza, tanto por la cantidad de agua que se infiltra en el subsuelo como por la que escurre por los cauces de su red de drenaje superficial. La componente de infiltración será función de la permeabilidad de los suelos y de la permanencia del agua en el sitio. El tipo y uso del suelo y la cobertura vegetal son trascendentes en este aspecto. Los suelos compactos y desnudos contribuyen a generar una componente de escorrentía importante, mientras que los suelos sueltos y vegetados producen el efecto contrario. La escorrentía esperable en un determinado punto de la cuenca no sólo es consecuencia del tenor de infiltración, sino que involucra varios elementos adicionales. La cobertura areal de la tormenta, el tipo de precipitación (lluvia y/o nieve), su intensidad y duración, conjuntamente con las variables físicas de la cuenca: la geometría, el relieve, y la presencia de reservorios naturales, representan el conjunto de variables principales que rigen el fenómeno. La cuenca del río Neuquén, caracterizada principalmente por poseer escasa cobertura vegetal, un relieve de laderas empinadas y carencia de reguladores naturales, produce significativos torrentes en las zonas altas y crecidas preocupantes para los habitantes de la parte inferior. Los torrentes de la parte superior han producido y continúan generando un proceso creciente de erosión hídrica, componente fundamental del fenómeno de desertización que se ha instalado en casi toda la patagonia. Las crecidas en la parte baja de la cuenca, han sido atenuadas para un gran espectro de caudales hasta un valor de 11.500 m3/seg. No obstante para caudales de valor superior no existe resguardo, y aunque se trata de eventos de baja probabilidad de ocurrencia no revisten carácter de imposible. La solución a la que habitualmente se recurre para atenuar el efecto de las crecidas consiste en interponer, en el curso del río, un reservorio con capacidad suficiente para almacenarla y soltarla de modo que resulte menos dañina para los bienes y vidas que se pretende preservar. Sin embargo, existe otro tipo de soluciones que apuntan a intervenir en la modificación de las condiciones naturales de la cuenca que participan en la formación de la componente de escorrentía. Implícitamente se está haciendo referencia a cambios en la cobertura vegetal en algunas zonas estratégicas de la cuenca. En el presente trabajo, se pretende analizar la respuesta hidrológica provocada por cambios de la cobertura vegetal en algunas áreas de la cuenca, evaluando la alteración del pico de las grandes crecidas y compararla con valores compatibles con la capacidad de derivación de Portezuelo Grande. Para conseguir este objetivo es necesario realizar varios pasos. En primer lugar se impone el desarrollo de un modelo matemático que permita simular con razonable precisión la evolución del fenómeno precipitación - escorrentía en la 1 cuenca. Seguidamente será necesario realizar un análisis de las posibilidades de éxito al realizar plantaciones de protección de la cuenca y finalmente la detección y selección de las soluciones que mejor contribuyan a satisfacer el objetivo buscado. Es razonable pensar en la forestación como plantación de cobertura. Su implementación, no sólo permitiría satisfacer el objetivo central de este estudio, sino que se adicionarían otros no menos relevantes: la importante mejora paisajística, el retroceso del proceso de desertización, el aumento de la biodiversidad y la creación de nuevos y calificados puestos de trabajo, entre otros. No se descarta el atractivo económico como elemento motivante para impulsar su realización. 2 2. CARACTERIZACION DE LA CUENCA REGIMEN PLUVIAL La cuenca del río Neuquén, ubicada en el noroeste de la provincia homónima, tiene una extensión aproximada de 32.500 Km2. Se halla comprendida entre los paralelos de latitud sur 36º 10’ y 39º 10’ y los meridianos de longitud oeste 68º 00’ y 71º 10’. El mecanismo meteorológico que provoca las precipitaciones en esta parte de la cordillera de los Andes tiene explicación en el ingreso de masas de aire húmedo provenientes del océano Pacífico que, obligadas a ascender por la cadena montañosa, se enfrían adiabáticamente por disminución de la presión atmosférica, se condensan y precipitan en forma de lluvia o nieve. Las precipitaciones más importantes, del orden de 3.000 mm. anuales, ocurren en la parte alta de la cordillera, en el límite con Chile. En la parte oriental de la cuenca la precipitación media anual es sólo 200 mm. Esta brusca variación es causada por la pérdida de gran parte de la humedad de las masas de aire en la muralla cordillerana y en otras barreras orográficas que se interponen entre uno y otro extremo de la cuenca. DESCRIPCION DE LA RED HIDROGRAFICA La cuenca de aporte, que no supera un tercio de la superficie total, se ubica en las estribaciones orientales de la cordillera de los Andes. La parte restante, cuenca media y baja, se extiende en un área de características semiáridas, cuya red hidrográfica constituye virtualmente el drenaje natural de la cuenca superior. El curso principal del río colecta desde su naciente hasta Paso de los Indios(1), los aportes de afluentes que, con dirección O - E, drenan la falda oriental de la cordillera. La red hidrográfica de la cuenca se describe seguidamente. Aproximadamente a 1.470 metros de altura sobre el nivel del mar se produce el encuentro de los arroyos Los Chenques y Pehuenche, punto de inicio del río Neuquén. En este sitio cuenta con un caudal medio del orden de 7 m3/seg. Seguidamente transita con dirección N - S recibiendo el aporte de varios tributarios de menor importancia. Quince kilómetros aguas abajo, siendo su caudal medio del orden de 17 m3/seg, recibe desde el oeste, el aporte de 20 m3/seg. del río Pichi Neuquén, aproximadamente en cota 1.300 m.s.n.m. y treinta y cuatro kilómetros más abajo se encuentra con el río Varvarco, que le vierte sus aguas por la margen iz- Este sitio es clave en la cuenca, no sólo por contar con una estación de aforos operable desde 1903, sino porque todos los afluentes del río se hallan ubicados aguas arriba de este lugar. (1) 3 quierda en cota 1.140 m.s.n.m. En este sitio el caudal medio que escurre es aproximadamente 58 y 103 m3/seg, antes y después de la confluencia respectivamente. Siempre con dirección N - S, el río se encajona entre la cordillera del límite y la cordillera del Viento colectando el aporte de tributarios menores, hasta sobrepasar Andacollo. En las inmediaciones de esta localidad, desembocan por la margen occidental los ríos Nahueve y Lileo en un punto situado a 102 Km. desde su nacimiento y 970 m.s.n.m. Con estos aportes alcanza un caudal medio del orden de 172 m3/seg. Cinco kilómetros aguas abajo, por la misma margen, confluye el río Guañacos, del que recibe 3 m3/seg. en cota 950 m.s.n.m, y cinco kilómetros más abajo, aporta su caudal de 50 m3/seg, por la misma margen y en cota 940 m.s.n.m, el río Reñileuvú. En este sitio su curso gira con dirección E, sorteando por el sur la cordillera del Viento, hasta recibir el río Curi Leuvú por la margen izquierda, en proximidades de la localidad de Chos Malal, en un punto situado 160 Km. desde su naciente y con cota 680 m.s.n.m. A partir de allí el caudal alcanza a 247 m3/seg. A continuación, toma dirección NO - SE y luego tuerce un poco al S. Los aportes de los tributarios, en este tramo, son de escasa relevancia. Tal es así, que en un trayecto de 180 Km, el caudal aportado no compensa las pérdidas que se producen por infiltración. Al final de este tramo se encuentra con el río Agrio, su más importante afluente, que le aporta por la margen derecha un caudal medio de 60 m3/seg. A partir de este punto retoma la dirección NO – SE y seguidamente, también por la margen derecha, confluye el río Covunco que contribuye con un caudal aproximado de 7 m3/seg. En Paso de los Indios el módulo del río es 310 m3/seg. REGIMEN HIDROLOGICO El régimen hidrológico del río Neuquén, de rasgo pluvionival, se caracteriza por poseer doble onda de crecida anual. La primera de ellas ocurre en época invernal, principalmente en el período mayo - agosto, época en que se produce el 70 al 80 % del total de precipitaciones en la cuenca. Por su distribución areal, una parte importante de estas precipitaciones, bajo forma de nieve, se acumula en la parte alta de la cuenca. La porción que precipita bajo forma de lluvia es la que produce la onda invernal, caracterizada por poseer un pico de gran magnitud con relación al volumen escurrido. Los derrames medios estimados para el período mayo - agosto representan el 34 % del total anual. La segunda onda de crecida, habitual hacia fines de la primavera (noviembre diciembre), se origina principalmente por la fusión de la nieve. Se caracterizan por resultar más moderadas que las invernales. En promedio, el aporte medio entre octubre y marzo es 54 % del derrame medio anual. Los estiajes son habituales hacia fines del verano y comienzo del otoño (febrero - abril). 4 El régimen hidrológico del río principal no se altera hasta un punto ubicado en la parte inferior de la cuenca denominado Portezuelo Grande. En este sitio se ha emplazado un azud derivador de caudales a dos cuencas laterales consecutivas: Los Barreales y Mari Menuco, sobre la margen derecha. Entre ambos reservorios se ubica la obra de control Loma de la Lata, que posibilita que el lago Mari Menuco posea nivel constante, circunstancia que permite aumentar la eficiencia de la central hidroeléctrica Planicie Banderita, sitio desde el que, mediante un canal de restitución, se reintegra el agua al curso del río, aunque con un régimen visiblemente diferente al que naturalmente arriba a la derivación. Todas estas obras integran el denominado Complejo Cerros Colorados. Aguas abajo del sitio de restitución se han emplazado la presa compensadora de caudales El Chañar y el dique derivador Ingeniero Ballester, capaz de desviar caudales a la cuenca Vidal(2) y permitir la captación de alrededor de 60 m3/seg. y algo más de 4 m3/seg. para el riego del sistema Alto Valle, en la margen izquierda y la Colonia Centenario, en la margen derecha, respectivamente. (2) Conocido también como Lago Pellegrini. 5 6 3. PLANTEO DEL PROBLEMA La cobertura vegetal de la cuenca es escasa. No posee áreas de bosques naturales relevantes, sólo montes arbustivos dispersos y pasturas de escaso desarrollo, lo que deriva en una reducida capacidad de retención de las precipitaciones. Este fenómeno se halla agravado, en extensas zonas, por el pastoreo del ganado, principalmente caprino. Esto ha generado procesos erosivos progresivos, que a la vez de acentuar los mecanismos de desertización, contribuyen al aumento de la producción de sedimentos. Adicionalmente, la carencia de lagos naturales con capacidad suficiente para posibilitar una regulación significativa, producen la transformación de la precipitación pluvial en una componente de escorrentía significativamente alta que se concentra rápidamente en el curso principal. Merced a la importante pendiente longitudinal del río, los torrentes se trasladan velozmente a la parte baja de la cuenca produciendo una onda de marcado crecimiento y magnitud. Precisamente en época otoño - invernal se producen ciertas condiciones meteorológicas que originan las tormentas más peligrosas considerando el grado de torrencialidad. En los últimos cien años, se han registrado las situaciones que se exponen en el siguiente cuadro(3). Se incluye el caudal máximo del hidrograma en Paso de los Indios y el caudal de operación para el manejo de la crecida en función de las obras de derivación y/o regulación existentes en ese entonces. FECHA AÑO MES CAUDAL MAXIMO PASO DE LOS INDIOS EROGADO EL CHAÑAR DESVIADO CUENCA VIDAL OBSERVACIONES 3 [m /seg] 1899 Julio 6.000 Estimado. 1914 Junio 3.670 Sólo existe un registro diario, no necesariamente coincidente con el máximo real. 1915 1945 1949 Julio Mayo Junio 4.700 5.340 3.600 1958 1972 Julio Mayo 3.180 5.620 1.500 910 390 1979 Agosto 3.100 355 - 1980 1981 1986 5.700 3.085 5.400 1.300 700 700 235 - Junio Mayo Junio 740 1.690 1.390 Ambos caudales estimados por R. Ballester. La estimación de ambos caudales corresponde al máximo nivel del río. Estimado por M. Boffano y R. Vallejos (1958). La estimación del caudal pasante en Paso de los Indios y el caudal desviado a la cuenca Vidal corresponden al máximo nivel del hidrómetro. El caudal consignado aguas abajo de El Chañar se ha deducido de la operación de las obras hidráulicas. Fuente: AGUA Y ENERGIA ELECTRICA S.E. e HIDRONOR S.A. (3) Se han seleccionado sólo las que poseen un valor máximo superior a 3.000 m3/seg. 7 A fines del siglo XVIII comienza a conocerse el peligro real que representaban las crecidas del río Negro(4), ocasionadas por sus afluentes. Cien años después, a medida que fue cobrando intensidad la colonización de los valles de los ríos Limay, Neuquén y Negro, comenzó la preocupación por la integridad de las personas y bienes de los asentamientos litorales, altamente vulnerables a la acción de estos eventos. Como consecuencia de ello, a principios de este siglo, comenzaron los estudios correspondientes para determinar la magnitud de las crecidas extraordinarias y para la definición de las obras de regulación necesarias para atenuar sus efectos. La primera obra que se ejecutó con esta finalidad fue el dique nivelador(5) y el canal derivador a la cuenca Vidal. Originalmente, el dique fue diseñado para operar 5.000 m3/seg. posibilitando el desvío de hasta 2.000 m3/seg. a la mencionada cuenca, quedando un remanente de 3.000 m3/seg. para continuar circulando por el cauce aguas abajo de estas obras. Posteriormente, por recomendación del Ing. R. Ballester, el caudal de diseño del dique se elevó a 8.000 m3/seg, agregándose, en consecuencia, cinco vanos a los doce de la estructura original. No obstante, aun con la posibilidad de desviar hasta 2.000 m3/seg.(6) con la finalidad de descabezar el pico de las crecidas importantes, no se evitaba la circulación de caudales de magnitud destructiva por el cauce, aguas abajo del dique. Esta situación se mantuvo hasta 1972, momento en que comenzó a operar el complejo Cerros Colorados. El caudal de diseño de la estructura de derivación Portezuelo Grande es 11.500 m3/seg.(7), posibilitándose el desvío de 8.000 m3/seg. a la cuenca Los Barreales. El caudal excedente, 3.500 m3/seg, circularía por el cauce del río hasta el dique Ing. Ballester, lugar en que se realizaría una segunda partición, hacia la cuenca Vidal y por el cauce del río, aguas abajo del dique. PASO DE LOS INDIOS 3 11.500 m /seg. PORTEZUELO GRANDE 3 EMBALSE EL CHAÑAR 3.500 m /seg. DIQUE ING. BALLESTER 3 8.000 m /seg. CUENCA LOS BARREALES 3 3.500 m /seg. CUENCA MARI MENUCO LAGO PELLEGRINI 3 1.200 m /seg. CAUCE RIO NEUQUEN 3 2.300 m /seg. En 1779, a sólo dos meses de su fundación, la ciudad de Viedma fue destruida por la creciente del río Negro. Iniciado en 1910 y concluido en 1915. En ese entonces se lo denominó Dique del Neuquén, en la actualidad Ingeniero R. Ballester. (6) Este valor es variable, dependiendo del caudal afluente, de la operación del dique y de las condiciones de escurrimiento que detente el canal derivador. El valor máximo está limitado por la capacidad del canal, estimada precisamente en 2.000 m3/seg. (7) Caudal máximo de la crecida a la que se ha atribuido una recurrencia de 5.200 años. (4) (5) 8 Posteriormente, Agua y Energía Eléctrica S.E. en oportunidad de llevar a cabo el proyecto del aprovechamiento El Chihuido I, desarrolló los estudios tendientes a determinar la crecida máxima probable del río Neuquén(8). El caudal instantáneo calculado en base a la maximización de la tormenta ocurrida en mayo de 1945 es de 17.700 m3/seg, correspondiéndole un volumen estimado en 3.900 Hm3. La operación del embalse de El Chihuido I, al que se le ha asignado el rol de atenuador de crecidas, permitiría amortiguar el caudal máximo de la C.M.P. hasta un valor de descarga del vertedero cercano a 10.000 m3/seg, con lo cual el caudal máximo en el río, aguas abajo del dique Ing. R. Ballester, resultaría del orden de 1.500 m3/seg(9). La presa El Chihuido I no se ha construido aún. Mientras tanto existe el riesgo de que el caudal de diseño del derivador Portezuelo Grande resulte superado, en cuyo caso “ante una crecida de tamaña magnitud, colapsarían todas las obras de cierre frontal emplazadas sobre el valle del río Neuquén, lo cual equivaldría a tener que enfrentar una situación de verdadera catástrofe”(10). Es obvio que una crecida de igual o mayor magnitud que la de diseño de Portezuelo Grande tiene una probabilidad de ocurrencia muy escasa, en este caso del orden de una vez cada 5.200 años, pero no es imposible que suceda. Tampoco es imposible que lo sea en los próximos tiempos si las condiciones meteorológicas se combinan para originar un fenómeno de esta magnitud. Como se ha expresado precedentemente una de las soluciones para este problema parecería ser la construcción de la presa El Chihuido I(11). Otro tipo de solución que puede aplicarse a esta problemática se orienta a la modificación de algunas condiciones físicas de la cuenca que inciden en la componente del escurrimiento superficial. Agua y Energía Eléctrica S.E. CALCULO DE LA CRECIDA MAXIMA PROBABLE DEL RIO NEUQUEN PARA EL ESTUDIO DE LA PRESA DE EMBALSE DE LOS CHIHIUDOS. Buenos Aires. 1975. (9) El análisis del funcionamiento del dique Ing. R. Ballester en condiciones razonables de seguridad, concluye que el caudal máximo a derivar a la cuenca Vidal es del orden de 1/3 del caudal afluente (Consorcio Inconas – Latinoconsult. ESTUDIO PARA EL APROVECHAMIENTO INTEGRAL DEL RIO NEGRO. INFORME FINAL. ETAPA I. HIDROLOGIA. Agua y Energía Eléctrica. S.E 1987). (10) Devoto G. COMPLEJO CERROS COLORADOS. VOLUMEN I. ANEXO HIDROLOGIA. ANTECEDENTES Y ESTUDIOS DE CRECIDAS DEL RIO NEUQUEN. Hidroeléctrica Cerros Colorados S.A.1995. (11) O de cualquier otra que posibilite laminar la C.M.P. hasta valores compatibles con el caudal de diseño de Portezuelo Grande. (8) 9 4. OBJETO Y ALCANCE DEL ESTUDIO Este trabajo se refiere al análisis del fenómeno precipitación - escorrentía en la cuenca, de modo de comprender los elementos que se conjugan para provocar una respuesta hidrológica tan particularmente brusca, la localización de subcuencas o áreas que contribuyen con mayor protagonismo en el desarrollo del evento y en la detección y análisis de acciones tendientes a aumentar la capacidad natural de retención de agua de los suelos y provocar, en consecuencia, el retardo del tiempo de concentración en Paso de los Indios y la disminución del pico del hidrograma representativo de la crecida resultante. En términos más concretos, puede expresarse como la detección y cuantificación del efecto hidrológico que produciría una acción, a gran escala, de modificación de la cobertura vegetal y/o de uso del suelo, que produzca una atenuación del pico de las crecidas que resulte adecuado para aumentar la seguridad de la obra de derivación Portezuelo Grande para un rango de caudales superior a 11.500 m3/seg. De este modo se pretende disminuir el riesgo de destrucción de vidas y bienes asentados en el valle de los ríos Neuquén y Negro, ante la eventualidad de ocurrencia de eventos meteorológicos de esta magnitud. Coincidentemente, las soluciones a implementar tendrán vigencia en la operación de crecidas de menor envergadura y, consecuentemente, se producirán beneficios complementarios ante la ocurrencia de eventos más pequeños. La naturaleza de las soluciones que se pretenden detectar se orientan exclusivamente a la modificación artificial de los parámetros que inciden en forma notable en el escurrimiento superficial de las lluvias que precipitan en la cuenca, de modo de retardar el tiempo de concentración de la escorrentía en sitios de considerable vulnerabilidad. El alcance de los trabajos se circunscribe a la detección y evaluación de esta gama de soluciones con la finalidad de individualizar las más atractivas. No se prevé, en esta instancia, realizar el análisis comparativo con otras soluciones ingenieriles con la finalidad de establecer la conveniencia de unas con relación a las otras, en el entendimiento que ambas pueden convivir por la multiplicidad de los objetivos que pueden satisfacer individualmente. En otro orden de cosas, al término de los estudios, el aumento del conocimiento del escenario físico de la cuenca, contribuirá además a la planificación de las acciones tendientes a: 9 mejorar las condiciones generales de la cuenca en lo referente a la inversión del proceso de erosión y de- sertización que acontece en vastas áreas de la región. 9 mejorar la cobertura vegetal de las áreas de pastoreo y las técnicas de manejo de la ganadería. 9 orientar eventuales inversiones en emprendimientos forestales. 9 generar puestos de trabajo para los pobladores del área y provocar nuevos asentamientos humanos. 10 5. MODELO DE SIMULACION Para realizar el análisis del fenómeno precipitación – escorrentía se ha escogido el método ideado por el SOIL CONSERVATION SERVICE del BUREAU OF RECLAMATION en 1972(12), mediante la utilización de un modelo de simulación de tratamiento de imágenes encuadrado en el grupo de los denominados determinísticos(13). La acción de una tormenta de varios días de duración cubriendo zonas de la cuenca con distinto tipo de suelo, uso y cobertura vegetal, provoca diferentes particularidades en el escurrimiento que, al resultar consideradas por el modelo, lo sitúan entre los denominados distribuidos(14) de flujo no permanente(15). El software utilizado para el tratamiento de imágenes se ha seleccionado para satisfacer razonablemente la necesidad de representar el fenómeno con la mayor fidelidad posible. En primer término, se ha utilizado el WODITEM(16) para la obtención del modelo digital del terreno, la realización de mapas temáticos (suelos y cobertura vegetal), la obtención de algunos datos relevantes del relieve de la cuenca y modelizar el movimiento de la escorrentía sobre la superficie y cauces de los ríos que constituyen la red de drenaje. El SURFER(17) ha sido utilizado para convertir la información de lluvia registrada de modo puntual en las estaciones pluviométricas en imágenes raster que simulan la cobertura de la precipitación para cada día de duración de la tormenta seleccionada. Por último, el IDRISI(18) completa la secuencia. Se lo ha utilizado para la resolución de la ecuación que permite calcular la escorrentía y la obtención del hidrograma de la crecida resultante como consecuencia de la precipitación en la cuenca. La información utilizada en todo este desarrollo puede apreciarse seguidamente: 9 Digitalización del contorno de la cuenca, de la red hidrográfica y de las curvas de nivel en la cartografía elaborada por el Servicio Geológico Minero Nacional a escala 1:100.000 y el complemento de información obtenida de fotografía aérea a escala 1:50.000. 9 Mapa de Vegetación de la Provincia de Neuquén(19). Organismo gubernamental dependiente del Ministerio de Interior de EEUU. Carece de aleatoriedad; una misma causa produce siempre el mismo efecto. (14) Posibilitan el análisis espacial pormenorizado del evento en todo el área de la cuenca. (15) Posibilitan el análisis de la variación del fenómeno en función del tiempo. (16) Watershed Oriented DIgital TErrain Model, versión 2.0 para Windows, desarrollado por la Universidad de Padova y Beta Studio S.R.L. (Italia). (17) Versión 6 para Windows, desarrollado por Golden Software Inc. (EEUU). (18) Versión 2.0 para Windows, desarrollado por Clark Labs for Cartographic Technology and Geographic Analysis (EEUU). (19) Movia Clara Pía y Otros. MAPA DE VEGETACION DE LA PROVINCIA DE NEUQUEN. Escala 1:500.000. Programa de Uso de la Vegetación de la Provincia de Neuquén. Secretaría de Estado de Recursos Naturales del Ministerio de Economía y Hacienda de la Provincia de Neuquén. 1983. (12) (13) 11 9 Mapa de Suelos de la Provincia de Neuquén(20). 9 Información pluviométrica y de caudales extraída de la base de datos HIDRO, desarrollada y administrada por la A.I.C. El modelo de simulación ha sido calibrado para la ocurrencia del evento de precipitación pluvial ocurrido entre el 25 de mayo y el 17 de junio de 1993, que ocasionó una crecida con un máximo de 3.160 m3/seg. en Paso de los Indios el 6 de junio. Posteriormente se lo verificó satisfactoriamente para la tormenta acaecida entre el 22 de mayo y el 3 de junio de 1991, que provocara una crecida, el día 29 de mayo, con valor máximo de 5.860 m3/seg. Para analizar el contraste del comportamiento hidrológico de la cuenca que puede esperarse al modificar la cobertura vegetal, se ha elegido un evento meteorológico de gran magnitud denominado “tormenta máxima probable”(21). Su determinación ha sido realizada por maximización de la tormenta de tres días de duración registrada en la cuenca entre el 28 y el 30 de mayo de1945. La cobertura areal de la TORMENTA DE REFERENCIA resultante puede observarse en las imágenes expuestas a continuación. Ferrer J.A, Irisarri J.A. y Mendía J.M. MAPA DE SUELOS DE LA PROVINCIA DEL NEUQUEN. Escala 1:500.000. Consejo Federal de Inversiones y Secretaría de Estado del COPADE de la Provincia de Neuquén. 1998. (21) Agua y Energía Eléctrica S.E. CALCULO DE LA CRECIDA MAXIMA PROBABLE DEL RIO NEUQUEN PARA EL ESTUDIO DE LA PRESA DE EMBALSE DE LOS CHIHUIDOS. Buenos Aires.1975. En el presente estudio, se la denominará “tormenta de referencia”. (20) 12 COBERTURA AREAL DE LA TORMENTA DE REFERENCIA DIA 1 DIA 2 DIA 3 6. ESCENARIOS DE ANALISIS Se analizará la ocurrencia de la TORMENTA DE REFERENCIA sobre dos escenarios: el ACTUAL y el FUTURO. El indicado en primer término corresponde a una situación representada por las condiciones de escurrimiento que surgen a partir de la cobertura vegetal actual de la cuenca, representadas en la imagen de COBERTURA VEGETAL ACTUAL, extraído del Mapa de Vegetación de la Provincia de Neuquén(19). Al final de este capítulo se incluye la imagen correspondiente al área de la cuenca, en la que se han representado sólo siete grandes grupos de vegetación (bosque, estepa arbustiva, herbáceo – arbustiva y arbustiva, vega, especies de llanos aluviales y salitrales y especies propias de áreas desérticas). El escenario futuro está representado en el MAPA DE APTITUD FORESTAL(22) representado al finalizar este capítulo. Se trata de un escenario que señala la tendencia hacia la cual habría que orientar las acciones de cambio de la cobertura vegetal de la cuenca. Las superficies que corresponden a zonas con diferente aptitud de crecimiento se exponen en el cuadro siguiente: APTITUD SUPERFICIE [hectáreas] [%] EXCELENTE 189.825 6,3 BUENA 339.150 11,2 MODERADA 401.150 13,3 BAJA 166.700 5,5 NINGUNA 1.925.100 63,7 TOTAL 3.021.925 100,0 Se deduce que aproximadamente el 36 % del área total de la cuenca posee aptitud en alguna graduación. EL ESCENARIO FUTURO Con la finalidad de analizar las sucesivas transformaciones que acontecerán a medida que se produce la forestación de la cuenca, se han generado una gama de escenarios, resultado de la combinación de una serie de circunstancias que se analizan seguidamente. Frugoni M.C, Peña O, de Jong G, Bertani L y Ambrosio M. APTITUD DE LAS TIERRAS PARA EL CRECIMIENTO DE PLANTACIONES DEL GENERO PINUS EN LA CUENCA DEL RIO NEUQUEN. Convenio AIC-UNC. 1999. Este mapa debe interpretarse superpuesto a la imagen de COBERTURA VEGETAL ACTUAL, modificando sólo aquellas zonas seleccionadas para ser forestadas. (22) 14 En la cuenca coexisten parcelas de propiedad privada y otras que pertenecen al Estado Provincial. En la representación gráfica denominada MAPA DE PROPIEDAD DE LA TIERRA(23) se describe con mayor detalle esta situación. El análisis de la imagen nos revela que, en la cuenca del río Neuquén, las tierras(24) de propiedad privada suman una superficie de 1.621.425 has, mientras que las que pertenecen al Estado Provincial son 1.069.625 has. En términos relativos 60 y 40 % con respecto al total de la superficie de los cinco departamentos que poseen algún grado de aptitud. El balance de la aptitud de las tierras involucradas se muestra en el cuadro siguiente. APTITUD PROPIEDAD EXCELENTE BUENA TOTAL MODERADA BAJA [hectáreas] ESTADO PROVINCIAL 71.600 112.050 153.150 60.700 397.500 PRIVADA 118.225 227.100 248.000 106.000 699.325 TOTAL 189.825 339.150 401.150 166.700 1.096.825 Se considera que las iniciativas para concretar este proyecto de protección de la cuenca provendrán del Estado Provincial, que podrá actuar en forma directa en las áreas de su propiedad, mientras que en las zonas restantes su participación podrá circunscribirse a la implementación de políticas u otras intervenciones indirectas para incentivar la acción individual de los propietarios o conjunta con éstos. No obstante, en las áreas de propiedad privada, se considera que la atractiva rentabilidad del negocio forestal será la principal motivación que permitirá impulsar un programa de plantación de bosques en esa zona. En función de ello, será necesario realizar un tratamiento diferencial de las áreas de propiedad del Estado Provincial y de propiedad privada, individualizando las distintas modalidades de actuación de los actores involucrados, lo que se traducirá en resultados también diferentes. Tanto en las zonas de propiedad del Estado Provincial como de propiedad privada, el área suceptible de ser plantada se circunscribirá a las de excelente, buena y moderada aptitud forestal. Ello involucra a 336.800 y 593.325 hectáreas respectivamente. Se estima razonable suponer que el cubrimiento areal comenzará en las zonas de mayor aptitud (excelente) hasta agotarlas y luego se desplazará para cubrir y agotar sucesivamente a los niveles siguientes de aptitud (buena y moderada). Respecto al ritmo de plantación, se considera apropiado la adopción de magnitudes diferentes teniendo en cuenta la naturaleza de la propiedad. Para las áreas que tienen al Estado Provincial como propietario se opta por un valor de 10.000 hectáreas por año, mientras que en las de propiedad de operadores priDirección Provincial de Estadísticas, Censos y Documentación, Secretaría de Estado del Consejo de Planificación y Acción para el Desarrollo de la Provincia de Neuquén. (24) Unicamente las ubicadas en los departamentos Minas, Chos Malal, Ñorquín, Loncopué y Picunches, en razón de que las áreas de los restantes departamentos en que se ubica la cuenca (Pehuenches, Añelo y Zapala) carecen de aptitud. (23) 15 vados, a los que se les asigna una mayor capacidad de ejecución, la cifra es de 20.000 hectáreas por año. La densidad de plantación en uno y otro caso también serán diferentes. Teniendo en cuenta que la finalidad principal de las plantaciones en las tierras de propiedad del Estado Provincial es de protección, se estima razonable una densidad de 2.500 plantas por hectárea, mientras que en las tierras de propiedad privada este valor puede ser algo inferior considerando su objetivo comercial. Dos mil plantas por hectárea se supone más adecuado. Las tareas de raleo, práctica conducente a lograr a un mayor volumen de madera, sólo alcanzará a las plantaciones de propiedad privada. Esta tarea se realizará al cumplirse 15 años, provocando una disminución de la densidad del orden de 1.000 plantas por hectárea. Por último, al alcanzar 35 años de antigüedad, en las plantaciones comerciales se producirá el corte definitivo y el replantado de la misma superficie. A partir de entonces comenzará la repetición de un nuevo ciclo con iguales características que las indicadas precedentemente. Por sus características proteccionistas, en las zonas de propiedad del Estado Provincial, no se prevé realizar cortes, por los que los árboles continuarán con su proceso de crecimiento. No obstante lo expuesto anteriormente para la formulación de los supuestos de forestación de las áreas más aptas de la cuenca, la primera hipótesis que se expone no hace distinción del propietario de la tierra involucrada y considera que el bosque resultante persigue sólo fines de protección. El ritmo de plantación es similar al adoptado para las plantaciones en tierras de propiedad del Estado Provincial. HIPOTESIS I Esta suposición se ha realizado con la finalidad de recrear la hipótesis de modificación de la cobertura vegetal, cuya incidencia en el proceso de modificación de la escorrentía sería máxima. La hipótesis de plantado puede resumirse del siguiente modo: PLANTACION CON LA SIGUIENTE SECUENCIA TEMPORAL: etapa 1. cubrimiento del área que posee excelente aptitud (189.825 has) a realizar entre los años 1 y 18 etapa 2. cubrimiento del área que posee buena aptitud (339.150 has) a realizar entre los años 18 y 52 etapa 3. cubrimiento del área que posee moderada aptitud (401.150 has) a realizar entre los años 52 y 93 Seguidamente, teniendo en cuenta los supuestos descriptos en el punto anterior, pueden describirse las siguientes hipótesis de forestación: 16 HIPOTESIS II PLANTACION SOLO EN AREAS DE PROPIEDAD DEL ESTADO PROVINCIAL CON LA SIGUIENTE SECUENCIA TEMPORAL: etapa 1. cubrimiento del área que posee excelente aptitud (71.600 has) a realizar entre los años 1 y 7 etapa 2. cubrimiento del área que posee buena aptitud (112.050 has) a realizar entre los años 7 y 18 etapa 3. cubrimiento del área que posee moderada aptitud (153.150 has) a realizar entre los años 18 y 33 HIPOTESIS III PLANTACION SOLO EN AREAS DE PROPIEDAD PRIVADA CON LA SIGUIENTE SECUENCIA TEMPORAL: etapa 1. cubrimiento del área que posee excelente aptitud (118.225 has) a realizar entre los años 1 y 5 etapa 2. cubrimiento del área que posee buena aptitud (227.100 has) a realizar entre los años 5 y 17 etapa 3. cubrimiento del área que posee moderada aptitud (248.000 has) a realizar entre los años 17 y 29 HIPOTESIS IV COMBINACION DE LAS DOS HIPOTESIS ANTERIORES CON REALIZACION SIMULTANEA Y LA SIGUIENTE SECUENCIA TEMPORAL: etapa 1. cubrimiento del área de propiedad privada que posee excelente aptitud (118.225 has) a realizar entre los años 1 y5 etapa 2. cubrimiento del área de propiedad del Estado Provincial que posee excelente aptitud (71.600 has) a realizar entre los años 1 y 7 etapa 3. cubrimiento del área de propiedad privada que posee buena aptitud (227.100 has) a realizar entre los años 5 y 17 etapa 4. cubrimiento del área de propiedad del Estado Provincial que posee buena aptitud (112.050 has) a realizar entre los años 7 y 18 etapa 5. cubrimiento del área de propiedad privada que posee moderada aptitud (248.000 has) a realizar entre los años 17 y 29 etapa 6. cubrimiento del área de propiedad del Estado Provincial que posee moderada aptitud (153.050 has) a realizar entre los años 18 y 33 La secuencia de cubrimiento espacial de las zonas aptas de la cuenca puede observarse, para cada una de las hipótesis consignadas, en las imágenes expuestas al término de este capítulo. En el mismo sentido, se adiciona un cuadro que permite ilustrar acerca de tiempos necesarios para implementar las cuatro hipótesis de forestación, individualizando la secuencia de realización de las etapas de plantación, raleo y corte y replantado, de acuerdo a los criterios fijados precedentemente. 17 COBERTURA VEGETAL ACTUAL DE LA CUENCA 18 MAPA DE APTITUD FORESTAL 19 MAPA DE PROPIEDAD DE LA TIERRA 20 SECUENCIA DE FORESTACION DE LA CUENCA HIPOTESIS I HIPOTESIS II HIPOTESIS III HIPOTESIS IV 21 SECUENCIA DE FORESTACION DE LA CUENCA HIPOTESIS I aptitud exc bue mod superficie 1 2 3 4 bue mod exc HIPOTESIS III 6 7 8 9 bue mod 339.150 1 estado provincial bue mod ETAPA 2 71.600 privada 118.225 estado provincial 112.050 privada 227.100 estado provincial 153.150 privada 248.000 1 estado provincial 118.225 estado provincial 112.050 privada 227.100 estado provincial 153.150 privada 248.000 1 estado provincial 2 3 71.600 privada ETAPA exc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 401.150 ETAPA HIPOTESIS IV 5 189.825 ETAPA exc HIPOTESIS II propiedad 2 3 71.600 privada 118.225 estado provincial 112.050 privada 227.100 estado provincial 153.150 privada 248.000 1 3 2 5 4 6 NOMENCLATURA PLANTACION INICIAL RALEO CORTE Y REPLANTADO tiempo [años] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 3 97 98 99 7. OCURRENCIA DE LA TORMENTA DE REFERENCIA EN LOS ESCENARIOS ACTUAL Y FUTURO La ocurrencia de la TORMENTA DE REFERENCIA en el ESCENARIO ACTUAL produce en el sitio de control elegido, Paso de los Indios, una onda de crecida cuyo hidrograma puede observarse en el gráfico dispuesto al término de este capítulo. Se destacan sus parámetros más relevantes: el pico de 15.281 m3/seg. y el volumen de la componente de escurrimiento de 2.717 Hm3. En la mencionada representación se ha marcado el hidrograma en trazo azul, en gris la precipitación media areal (incluyendo el aporte de la fusión nival) en milímetros de lámina y con trazo celeste, rojo y verde la escorrentía correspondiente a los días 1, 2 y 3 de duración de la tormenta respectivamente. Para analizar las consecuencias de la ocurrencia de la misma tormenta en el ESCENARIO FUTURO, se ha utilizado también el modelo de simulación, aplicándolo, para cada hipótesis de cubrimiento forestal del área, en momentos representativos de la evolución del bosque durante cien años de análisis. RESULTADOS Los resultados de todas las simulaciones de la ocurrencia de la TORMENTA DE REFERENCIA en la cuenca, considerando los escenarios seleccionados en las cuatro hipótesis de trabajo, pueden observarse en los gráficos denominados EVOLUCION DEL CAUDAL MAXIMO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN FUNCION DEL TIEMPO, EVOLUCION DEL VOLUMEN INFILTRADO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN FUNCION DEL TIEMPO y EVOLUCION DEL CAUDAL MAXIMO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN FUNCION DE LA SUPERFICIE FORESTADA. En el gráfico citado en primer término, puede observarse, para cada una de las hipótesis de plantado, la variación del valor máximo esperable del pico de la crecida ocasionada por la TORMENTA DE REFERENCIA a medida que el bosque resultante adquiere madurez. Puede advertirse que, en general, la caída del valor del pico de la crecida resultante durante los primeros años depende del ritmo de incorporación del área plantada. La secuencia de valores observados en las HIPOTESIS I y II (trazos color negro y azul respectivamente), a las que se ha asignado un rendimiento de 10.000 hectáreas por año, revelan modificaciones menos bruscas del pico del hidrograma que en los de las HIPOTESIS III y IV (trazos color rojo y verde, en ese orden), con un ritmo de plantado de 20.000 y 30.000 hectáreas por año respectivamente. Otra característica de estas líneas es el cambio de pendiente que presentan. En todos los casos, la mayor modificación se observa durante la etapa de plantado y de crecimiento de los retoños y se atenúa durante la etapa más tardía de desarrollo de los especímenes que constituyen el bosque. Sin duda, durante los primeros años es que se logra un mayor impacto en las condiciones de escurrimiento del área, al producir la plantación con la consiguiente modificación 23 de uso por acción de la necesaria clausura del área involucrada. Este efecto también es observable en el gráfico que corresponde a la variación del volumen infiltrado. Por último, en el gráfico restante, la representación de la variación del caudal pico de la crecida resultante en función del área forestada, se compone de líneas quebradas representativas de esta evolución. En todos los casos, el final de la representación es una línea vertical que evidencia que, aunque el área plantada ha llegado a su valor máximo, el valor del pico de la crecida aun continúa disminuyendo por efecto de la acción del crecimiento de los ejemplares que componen el bosque. No obstante ello, la disminución que se logra en esta fase de crecimiento sin incorporación de superficie plantada es sensiblemente menor a la alcanzada en el período que le precede. En el siguiente cuadro se resumen los resultados más significativos provocados en la escorrentía por la forestación de la cuenca: PARAMETRO RITMO DE PLANTACION SUPERFICIE TOTAL PLANTADA VALOR MINIMO DEL PICO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA ALCANZADO DISMUNICION DEL PICO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA HIPOTESIS UNIDAD I II III IV hectáreas/año 10.000 10.000 20.000 30.000 hectáreas 930.125 336.800 593.325 930.125 3 12.132 13.943 13.671 12.361 m /seg 3 3.149 1.338 1.582 2.920 % 20,6 8,8 10,4 19,1 31,5 13,4 15,8 29,2 3,4 4,0 2,7 3,1 600 217 324 556 m /seg 3 m /seg.año GRADIENTE MEDIO DE DISMINUCION DEL PICO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA (en 100 años) litros/hectárea plantada AUMENTO DEL VOLUMEN INFILTRADO Hm 3 24 20.000 100 18.000 90 HIDROGRAMA CALCULADO ESCURRIMIENTO DEL DIA 01 ESCURRIMIENTO DEL DIA 02 ESCURRIMIENTO DEL DIA 03 PRECIPITACION MEDIA AREAL 16.000 14.000 80 70 12.000 60 10.000 50 8.000 40 6.000 30 4.000 20 2.000 10 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tiempo [días] precipitación media areal [mm] caudal [m3/seg] HIDROGRAMA DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN EL ESCENARIO ACTUAL caudal máximo [m3/seg] EVOLUCION DEL CAUDAL MAXIMO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN FUNCION DEL TIEMPO 16.000 15.000 14.000 13.000 HIPOTESIS I HIPOTESIS II 12.000 HIPOTESIS III HIPOTESIS IV Q máx. PORTEZUELO GRANDE 11.000 10.000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 tiempo [años] volumen infiltrado [Hm3] EVOLUCION DEL VOLUMEN INFILTRADO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN FUNCION DEL TIEMPO 4.300 HIPOTESIS I 4.200 HIPOTESIS II HIPOTESIS III 4.100 HIPOTESIS IV 4.000 3.900 3.800 3.700 3.600 3.500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 tiempo [años] caudal máximo [m3/seg] EVOLUCION DEL CAUDAL MAXIMO DE LA CRECIDA DE REFERENCIA EN FUNCION DE LA SUPERFICIE FORESTADA 16.000 15.000 14.000 13.000 HIPOTESIS I HIPOTESIS II 12.000 HIPOTESIS III HIPOTESIS IV 11.000 Q máx. PORTEZUELO GRANDE 10.000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 superficie forestada [miles de has] 26 8. CONCLUSIONES Modificar la cobertura vegetal en algunas áreas de la cuenca del río Neuquén seleccionadas por su aptitud para ser forestadas, provoca un cambio importante en el hidrograma de la crecida que se registraría en Paso de los Indios si se produjera una tormenta de con características similares a la “de referencia”. Si bien la disminución del pico de la crecida resultante, no alcanza para satisfacer el objetivo de situarla por debajo del valor máximo de derivación de Portezuelo Grande, en un escenario forestado conforme a lo indicado para la HIPOTESIS IV, por ejemplo, el caudal alcanza 12.361 m3/seg, 2.920 m3/seg. por debajo del valor inicial determinado para la misma tormenta en las condiciones de escurrimiento en que se halla la cuenca en la actualidad (15.281 m3/seg). Esto representa una disminución de 19 % y coloca a este nuevo escenario a sólo 861 m3/seg. por encima de los 11.500 m3/seg. que puede soportar el sistema de atenuación de crecidas del río Neuquén. Aceptando este factor en la disminución del pico de las crecidas, puede especularse que la cuenca forestada de esta forma posibilitaría soportar en el futuro crecidas que en la actualidad poseen una magnitud de hasta 13.685 m3/seg, lo que significa ampliar el resguardo en algo menos de 2.200 m3/seg. Es importante destacar que la cobertura de la tormenta elegida para este análisis excede arealmente el espacio suceptible de ser forestado. Esto significa que gran parte del área de la cuenca, por carecer de aptitud para emprendimientos forestales, no puede ser tratada para producir la deseada modificación de la relación precipitación – escorrentía (20.918 Km2, 69 % de la superficie de la cuenca). En el cuadro expuesto a continuación se expone esta situación. Cada condición de precipitación y fusión de nieve totalizada para la toda la tormenta, se corresponde con un área parcial afectada. En la imagen adjunta, denominada COBERTURA DE LLUVIA Y FUSION DE NIEVE TOTAL DE LA TORMENTA DE REFERENCIA QUE PRECIPITA EN EL AREA NO FORESTABLE DE LA CUENCA, se muestra el total de agua de la tormenta que afecta la cuenca, en la que se ha excluido la cobertura en el área forestable. El volumen total de la precipitación de la TORMENTA DE REFERENCIA es de 6.310 Hm3. En cada porción de la cuenca (la forestable y la no forestable) precipitan 3.068 y 3.242 Hm3 de agua respectivamente durante los tres días que dura el evento. Esto equivale a considerar que 49 % del volumen total de la tormenta precipita fuera del área forestable. Esta porción de la cuenca, aunque sin aptitud para ser forestada podría contribuir en la disminución de la escorrentía merced a la utilización de sencillas prácticas agropecuarias en áreas estratégicas de la cuenca para posibilitar el aumento de la infiltración. El incremento de la cobertura vegetal, tanto arbustiva como las pasturas, la disposición de cultivos en laderas con surcos siguiendo las curvas de nivel y las zanjas de infiltración son algunos de los recursos que pueden aplicarse en ese sentido. 27 COBERTURA DE LLUVIA Y FUSION DE NIEVE TOTAL DE LA TORMENTA DE REFERENCIA QUE PRECIPITA EN EL AREA NO FORESTABLE DE LA CUENCA RANGO DE PRECIPITACION AREA [Km2] [mm] 0 - 50 50 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250 250 - 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 450 - 500 500 - 550 ACUMULADA PARCIAL 5.772 4.731 2.528 2.106 1.984 1.287 647 383 369 722 389 AREA FORESTABLE AREA TOTAL DE LA CUENCA [%] 5.772 10.503 13.031 15.137 17.121 18.408 19.055 19.438 19.807 20.529 20.918 19 35 43 50 57 61 63 64 66 68 69 9.301 30.219 31 100 28