Modelo desarrollado en Python, para determinar la disponibilidad del recurso hídrico superficial y efectos de la variabilidad climática en la cuenca del río Atulapa, Esquipulas, Chiquimula, Guatemala

Abstract

La determinación de la disponibilidad del recurso hídrico superficial en las cuencas hidrográficas de Guatemala y su monitoreo continuo, es de gran importancia para mitigar los actuales efectos de la variabilidad climática en la región. Es necesario el conocimiento sobre la dinámica del balance hidrológico del suelo para evaluar los parámetros de precipitación, evapotranspiración, contenido de humedad y escorrentía (excedentes hídricos). En tal sentido, un modelo bidimensional puede cuantificar el volumen del agua y simular el ciclo hidrológico en cuencas hidrográficas, permitiendo comprender el efecto de los cambios biofísicos y variabilidad climática. En el globo terrestre, el 96,5% del recurso hídrico se localiza en los océanos; los porcentajes de agua dulce en los continentes son bajos. Se menciona, a nivel global, que los lagos poseen un 0,007%, las aguas subterráneas un 0,76% y los ríos un 0,0002%. En la región centroamericana, Costa Rica y Guatemala comparten el tercer puesto en cuanto a la disponibilidad o volúmenes de agua. La zona donde se localizó la investigación pertenece a la vertiente del Atlántico, con un 32% del territorio nacional. (Hydrometeorological, 1971). La cuenca del río Atulapa posee una extensión de 42,72 km2 y forma parte del río Olopa, tributario del río Lempa que desemboca en el Pacífico, región de interés Trinacional, compartida por El Salvador, Guatemala y Honduras. Los métodos y técnicas, para este trabajo de investigación, incluyeron la generación y evaluación de registros hidrometeorológicos mediante estaciones digitales instaladas; así también, la utilización de estaciones locales. Posteriormente, se utilizó un sistema de información geográfica para desarrollar el modelo bidimensional del balance hídrico en Python; de esa manera, se simuló la distribución espacial de la precipitación, evapotranspiración potencial y real, contenido de humedad en el suelo, almacenamiento y escorrentía superficial. Según De la Cruz (Comisión Trasnacional Trifinio, 2007; De la Cruz S, 1982), la cuenca del río Atulapa posee tres zonas de vida: bosque húmedo subtropical (templado), con 46% del área total; bosque muy húmedo subtropical (frío) con 50% y bosque húmedo montano bajo subtropical con 4%. Se localizan, principalmente, en la parte alta de la zona de estudio. Los principales usos y coberturas de la tierra en la cuenca del río Atulapa son: el café con 81,23% del área total, el bosque con 11,38%, zonas con cultivos anuales con 6,0% y el porcentaje restante corresponde a pastos y centros poblados. El principal río de la cuenca es el Atulapa, el cual tiene una longitud de 17,60 kilómetros desde su nacimiento, en los caseríos El Duraznal y Plan de la Arada, hasta su punto de aforo; allí se une al río Olopa, a una distancia de 2,3 kilómetros de la Aldea Atulapa, en el municipio de Esquipulas. Sus principales afluentes son las quebradas Raspada, Piedra, Liquidámbar y Paxashtal (IGN, 2009). Las principales formaciones geológicas, son Qa/Qal, aluviones cuaternarios y Tv, materiales volcánicos terciarios. (MAGA, 2001). En la cuenca del río Atulapa se observa la variabilidad de las propiedades físicas del suelo; la mayor posee el horizonte superficial con textura franco arcillo-arenoso, aproximadamente de 2,2 ha. A nivel horizonte sub-superficial, la textura predominante es franco-arcillosa, con 2,0 ha. (García, 2010). El caudal medio mensual en el río Atulapa es de 1,39 m3/seg para el mes de enero; en abril posee un promedio de 0,50 m3/seg, lo cual representa un aporte del flujo de agua subterránea, principalmente de los acuíferos colgados en la parte alta de la cuenca. En la época lluviosa, de mayo a octubre, el caudal es de 2,22 m3/seg. En la cuenca, la precipitación es de 1.920 mm por año; la evapotranspiración real posee un registro de 873 mm al año. De mayo a octubre se presenta un acumulado de 702 mm, correspondiendo al 80% del total. La evapotranspiración real es menor a lo largo de seis meses, de noviembre a mayo, con 171 mm; es el 20% del valor calculado. Para determinar la disponibilidad del recurso hídrico en el suelo, se verificó que la evapotranspiración potencial es de 1.339 mm y la evapotranspiración real es de 873 mm; por consiguiente, el déficit de agua es de 465 mm al año. En el análisis de la variabilidad espacial, el excedente de humedad de mayo a octubre presenta una desviación estándar de 54 mm. La escorrentía proveniente de la saturación de los suelos en julio se mantiene, pese a la canícula; si se prolonga por efectos de la variabilidad climática global, disminuye sustancialmente el escurrimiento de la cuenca, hasta el punto de agotar las corrientes intermitentes que desaguan hacia la red de drenaje permanente.