Preliminary Report Ayapel -May 2015- (Spanish)



¿EN DÓNDE SE ENCUENTRA LA CIÉNAGA DE AYAPEL?: La ciénaga de Ayapel está localizada en el departamento de Córdoba en Colombia. Hace parte del macrosistema de humedales y zonas inundables de la depresión Momposina en la región caribe (Aguilera, 2009). La cuenca de la ciénaga tiene una extensión de 1504 km2 y una topografía que varía entre los 20 y los 150 m.s.n.m. La ciénaga es considerada un importante acuífero y reservorio íctico de la llanura aluvial del río San Jorge (Aguirre et al., 2005). Presenta un ambiente de humedal permanente y poco profundo con valores medios cercanos a los 6 m (Jiménez et al., 2010).

¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA CIÉNAGA DE AYAPEL?La ciénaga es cuna de especies de aves migratorias y residentes. Además controla las inundaciones en esta región del país debido a su nexo hidrológico con el rio San Jorge y el río Cauca. Las ciénagas y zonas inundables de los grandes ríos tienen un gran significado en el mantenimiento de la producción biológica de las aguas continentales (Aguirre et al., 2005). La importancia de estos sistemas radica en los bienes y servicios ambientales que prestan, no solo a la diversidad de flora y fauna de la zona sino a las poblaciones o asentamientos humanos. Según estudios realizados por Montoya (2009), Colombia posee 1.900 ciénagas con un área total de 478.418 Ha.

¿CUÁL ES EL OBJETIVO DEL PROYECTO PEER EN LA CIÉNAGA DE AYAPEL?El proyecto PEER tiene como propósito evaluar sistémicamente el impacto potencial del cambio climático sobre el pulso de inundación y las actividades socioeconómicas de los pobladores de la ciénaga de Ayapel mediante un modelo hidro-social bajo diferentes escenarios climáticos. El pulso de inundación (controlado parcialmente por las crecientes de los ríos San Jorge y Cauca) determina la dinámica hídrica de la ciénaga y en gran medida las actividades socio-económicas que se desarrollan en su área de influencia. Así mismo, la ciénaga alberga una gran variedad de especies de flora y fauna. Sin embargo, la variabilidad climática y el impacto de las actividades antrópicas han provocado una afectación en su dinámica hidrológica y un desbalance por las inundaciones en los últimos años. Muchos de los modelos actuales que integran aspectos climáticos sirven para simular o predecir fenómenos a corto, mediano y largo plazo. Este modelo hidro-social usa la dinámica de sistemas, la cual permite además estudiar cómo interactúan las actividades sociales y las variables climáticas en la ciénaga de Ayapel.

¿QUÉ FACTORES CONSIDERA EL MODELO?: En la elaboración del modelo se tuvieron en cuenta aspectos como: balance hidrológico, calibración y ajuste, proyecciones climáticas, análisis de índices climáticos globales y su relación con la precipitación y los niveles del lago, distribución mensual de la precipitación, escenarios climáticos y sociales.

¿QUÉ ES UN BALANCE HIDROLÓGICO?: Un balance hidrológico es el cálculo de las entradas y salidas de agua en un sector de una cuenca a lo largo del tiempo. Es el equilibrio entre los recursos hídricos que entran al sistema y los que salen del mismo. Para una cuenca hidrográfica las entradas pueden ser precipitaciones o trasvase de agua desde otras cuencas y las salidas pueden ser evapotranspiración de plantas, evaporación en las superficies liquidas, derivaciones para riego o consumo doméstico e Industrial y la salida natural de la cuenca hacia un receptor o hacia el mar.

¿CÓMO SE SIMULA EL BALANCE HÍDRICO DE LA CIÉNAGA DE AYAPEL?: Para el cálculo del balance hidrológico se tuvieron en cuenta como datos de entrada:El balance hídrico de la Ciénaga de Ayapel se realiza mediante la estimación de los caudales y flujos de entrada y salida de la Ciénaga. Para ello, se implementó un modelo de tanques como el que se muestra en la figura 3, que simplifica la visión de una cuenca en términos de las entradas de precipitación y las salidas de evapotranspiración, infiltración, flujos subsuperficiales y caudales directos de las corrientes a la ciénaga. En el esquema general del modelo que se muestra en la Figura 3 se observan dos tanques cuyo balance está relacionado con entradas y salidas de agua. En el primer tanque, la entrada de agua corresponde a la que cae por precipitación en la cuenca hasta llegar al suelo y la salida corresponde a la fracción de transpiración de las plantas y evaporación del suelo. Parte del agua precipitada se convierte en escorrentía directa (por medio de un coeficiente de calibración) y otra fracción se infiltra al segundo tanque que controla la cantidad de agua que sale de él subsuperficialmente cada mes. Finalmente el caudal de entrada a la ciénaga es la combinación del flujo subsuperficial y el flujo de escorrentía. Este modelo mensual se utilizó en las cinco subcuencas en las que se dividió la ciénaga de Ayapel.

¿CÓMO VARÍAN LA PRECIPITACIÓN, LA EVAPORACIÓN Y LA TEMPERATURA EN LA CIÉNAGA DE AYAPEL?:Para conocer la variación de la precipitación se escogieron seis estaciones pluviométricas distribuidas en la cuenca, con registros mensuales de 43 años. La distribución espacial de la precipitación en la cuenca se determinó mediante interpolación espacial usando isolíneas. Esta distribución multianual muestra que en la zona sur-oriental se presentan altas lluvias en la región conocida como el “Nudo del Paramillo”, sitio de nacimiento de los ríos San Jorge y Sinú. En esta zona se alcanzan valores de hasta 4600 mm/año que van disminuyendo hasta llegar a la ciénaga con precipitaciones que oscilan alrededor de los 2600 mm/año. Por otra parte se puede ver la distribución anual de la precipitación, temperatura y evaporación mediante los diagramas de cajas de bigotes muy asociadas al pulso de inundación de la ciénaga. Para el caso de la precipitación el comportamiento es unimodal con una época de lluvias intensas de mayo a octubre y poca lluvia de diciembre a marzo. La temperatura también presenta un comportamiento unimodal inverso a la precipitación con temperaturas que alcanzan los 30°C y valores mínimos de 26°C. Finalmente la evaporación muestra una oscilación entre los 100 y 160 mm como lo muestra la figura

¿CUÁLES SON LAS APLICACIONES DEL MODELO PARA LA CIÉNAGA?: Este modelo permite conocer de manera rápida y sencilla los elementos que hacen parte de un balance hídrico mensual y tomar decisiones de aspectos relacionados con el uso del recurso hídrico. La ventaja de los modelos interactivos radica en que sirven de apoyo a la toma de decisiones ya que pueden usarse como herramientas importantes de gestión, en este caso del recurso hídrico, en cuanto a su cantidad y su calidad. El modelo hidro-social de la Ciénaga de Ayapel, realizado en macros de Excel, integra los aspectos relativos a la naturaleza de los flujos de entrada y salida del agua, incorporando factores sociales desde el punto de vista de las actividades socioeconómicas más importantes de la zona como la pesca y la minería.

En la Figura se muestra la interfaz gráfica del modelo, resaltando en ella la variación anual de los niveles reales y simulados. Además de la decisión de los usuarios de escoger los escenarios climáticos que quiere proyectar, así como las diferentes series de temperatura, humedad, evaporación, brillo solar, volumen de la ciénaga, área de la ciénaga, precipitación de la ciénaga y de las subcuencas. Los diagramas ubicados en la parte inferior derecha muestran el cambio en el nivel de la ciénaga y la variación del área representada en forma circular. En la parte central, el usuario puede tomar decisiones de la cantidad de oro que quiere producir y así por medio de relaciones matemáticas estimar la cantidad de mercurio que podría ingresar a la ciénaga por una inadecuada extracción. Finalmente el mismo usuario puede ver el comportamiento poblacional de dos especies de peces, seleccionar el tipo de pesca (selectiva o no selectiva) y definir la cantidad de pesca que habrá en un año determinado.

¿QUÉ ESCENARIOS CLIMÁTICOS SE PROPONEN EN EL MODELO PARA LA CIÉNAGA DE AYAPEL?: Los escenarios climáticos propuestos en este proyecto fueron adoptados del Cuarto informe de evaluación establecido por el IPCC (2007). En la Figura 6 se muestra el diagrama de cuatro escenarios de variabilidad climática basados en diferentes estimaciones futuras de gases de efecto invernadero. El escenario 1 (E1) representa un incremento en la temperatura ambiental de la ciénaga de Ayapel de 2°C hasta el 2050 y sin incremento de la precipitación. El escenario 2 (E2) representa un incremento en la temperatura de 2°C con un incremento en el 10% de la precipitación que cae sobre el humedal. Para el escenario 3 (E3) se muestra un incremento en la temperatura también de 2°C pero con una disminución de 10% en la precipitación. Finalmente para el escenario 4 (E4) no existen cambios en los valores medios históricos de temperatura y precipitación.

¿CÓMO CAMBIAN LOS NIVELES DE LA CIÉNAGA SEGÚN LOS ESCENARIOS PROYECTADOS?: Los niveles de la ciénaga de Ayapel fueron proyectados hasta el año 2047, usando los cuatro escenarios de variabilidad climática como lo indica la figura. El escenario más crítico corresponde al E2 que evidencia un incremento en los picos de la serie superando los 26 msnm, sin bajar de los 23 msnm. Con estos niveles se podrían provocar inundaciones y generar afectaciones en cultivos y ganadería. El segundo escenario crítico es E3 cuya tendencia es a disminuir en el tiempo. Para este caso un 90% de los picos altos no superan los 26 msnm., asociado principalmente a la disminución de las precipitaciones. Por otro lado los escenarios E1 y E4 mantienen una tendencia constante en el tiempo. La condición diferencial de estos escenarios es el incremento de la temperatura que al parecer no afecta en gran medida la oscilación de los niveles, siendo la ciénaga un sistema que busca el balance hídrico mostrando una estabilidad en esta estructura, mientras que en E2 y E3 la precipitación juega un papel fundamental en la variación de los niveles. Estas proyecciones no tienen en cuenta el efecto de la ruptura del dique sobre el río Cauca, solamente las variaciones esperadas de condiciones hidrológicas “normales”.

¿CÓMO INFLUYE EL CLIMA GLOBAL SOBRE LAS VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA CIÉNAGA DE AYAPEL? : Para entender cómo influye el clima global sobre la hidrología de la ciénaga, se correlacionaron las variables de precipitación, temperatura y niveles con los índices climáticos más importantes para la región: la Oscilación Decadal del Pacifico (PDO), el Índice de Oscilación Sur (SOI) y la Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO), obtenidas de la NOAA. El estudio se realizó sobre los promedios móviles de 12 meses de las anomalías de las variables durante el periodo de 1985 hasta el 2012, En la tabla se muestran las correlaciones de las variables de estudio con los índices climáticos, donde se observa que las correlaciones más altas correspondieron en su orden a la relación de los niveles con el índice SOI y con el negativo del índice PDO. La precipitación también mostró una buena correlación con el índice SOI. Al construir los gráficos que presentaron las correlaciones (SOI con niveles, SOI con precipitación y SOI con temperatura) se pudo ver una influencia significativa en el comportamiento sobre las tres variables climáticas, donde valores bajos en la serie del SOI indican eventos Niño (sequía) mientras que valores altos indican eventos Niña (lluvia), lo que evidencia una respuesta importante de la ciénaga ante fenómenos globales .