FASE 2: COMPONENTES DEL SISTEMA

Para poder alimentar y generar los escenarios de asignación, WEAP requiere datos e información como se indica en la tabla 5.

Tabla 5: Datos e información requerida por WEAP

COMPONENTE DESCRIPCIÓN

1. MARCO ESPACIAL Denominado como Área de estudio por WEAP, corresponde a una capa GIS en formato vector o

raster en la cual se definen claramente los límites espaciales del área de estudio

2. MARCO TEMPORAL Denominado Incremento de Tiempo por WEAP, es el periodo de tiempo en años, en el que se

manejan los datos requeridos por el modelo.

3. RED DE DRENAJE Denominado por WEAP Río, es la línea que representa una corriente de agua y que representa la

red de drenaje desde el nacimiento hasta la desembocadura del curso principal.

3.1 Escorrentía superficial Denominado por WEAP como flujo al inicio, es la escorrentía mensual promedio de agua que teóricamente ingresa a una corriente de agua. Para el presente estudio fue calculada por medio del método del número de curva (Anexo 3)

4. SITIO DE DEMANDA Punto o nodo a partir del cual se georreferencian las diferentes demandas del recurso hídrico

dentro de la cuenca hidrográfica bajo estudio. 4.1 Población Humana, Animal o

Área cultivada (POB).

Es la población humana, animal o área cultivada que demanda agua, calculadas para diferentes horizontes de tiempo, según dinámica poblacional interanual. WEAP denomina esta información como Nivel de actividad anual (Anexo 4).

4.2 Ritmo de uso de agua por año (RUAA)

Tasa anual de uso de agua por tipo de demanda expresada en metros cúbicos por persona (o persona equivalente).

COMPONENTE DESCRIPCIÒN

4.3 Variación mensual Variación mensual de la demanda anual en porcentaje. Para el caso de la demanda agrícola se considera el uso consuntivo del agua relacionado con los periodos de crecimiento de los cultivos (Anexo 6).

4.4 Consumo (C) Cantidad real de agua consumida por los diferentes tipos de uso incluidos en el estudio y que no retoma a la naturaleza (20% para consumo humano y animal).

5. ÁREA DE CAPTACIÓN Porción de la superficie terrestre que encierra una red de drenaje superficial de diferente magnitud.

Para el caso específico, se refiere a cada una de las seis subcuencas en que está dividida a la cuenca hidrográfica de la quebrada Cune.

5.1 Tipo de cultivo Especie; fecha de siembra; periodo vegetativo (longitud de las etapas de crecimiento: inicial, desarrollo, media y final); Kcb (inicial, medio y final) de cada uno de los cultivos incluidos en el estudio.

5.2 Área Superficie ocupada por cada tipo de cultivo dentro de cada área de capacitación. 5.3 Espesor de la capa superficial Profundidad de la capa superficial sujeta a secado por evaporación (cm) 5.4 Espesor total del suelo Profundidad total de las capas del suelo (cm)

5.5 Capacidad de humedad del suelo

Capacidad de almacenamiento de agua disponible del suelo (AWC); Capacidad de campo (CC); punto de Marchitez (PM). Expresado en porcentaje de volumen.

5.6 Precipitación efectiva Porcentaje de precipitación disponible para evapotranspiración. Su valor se estima en el 70% de la precipitación total.

5.7 Tasa máxima de infiltración (mm/dia)

Cantidad de agua que puede infiltrarse en el suelo durante un periodo de 24 horas.

5.8 Tasa máxima de percolación (mm/dia)

Cantidad de agua que puede filtrases desde el suelo a las aguas subterráneas en un periodo de 24 horas.

5.9 Precipitación Precipitación diaria en milímetros. 5.10 Evapotranspiración de

referencia

Evapotranspiración potencial calculada con base en la fórmula más apropiada para la zona de estudio. Para el presente estudio se utilizó la fórmula de Turc (Anexo 5).

5.11 Temperatura mínima Temperatura mínima diaria en grados Celsius. 5.12 Temperatura máxima Temperatura máxima diaria en grados Celsius.

5.13 Latitud Ubicación latitudinal de la estación climatológica de referencia. 5.14 Humedad relativa mínima Humedad relativa mínima diaria en porcentaje.

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5.16 Velocidad del viento Velocidad media del viento en metros por segundo. 5.17 Altura de medición de la

velocidad del viento

Altura sobre el suelo a la que se mide la velocidad del viento en metros. 5.18 Altitud Altitud de la estación climatológica de referencia, en metros

5.19 Brillo solar Número de horas del día sin nubes.

6. CONECTOR DE

TRANSFERENCIA

Línea de flujo ficticia que indica la conexión existente entre un nodo y un curso de agua real.

7. FLUJO DE RETORNO Línea que representa la fracción del flujo de salida un nodo o sitio de demanda.

Fuente: (Environment, 2009) (Hernandez & Londoño Pérez , 2014)

3.2.1.1 Ritmo de uso de agua por año (RUAA)

Ya que los censos tienen la ventaja de presentar una panorámica de toda la población en un periodo determinado debido a su complejidad, se determinó la tasa anual de uso de agua por tipo de demanda expresada en metros cúbicos por persona (o persona equivalente), para esto, se tuvo en cuenta el número de personas del sector rural del municipio de Villeta , obtenido en censos realizados por el DANE entre los años de 1964 y 2005 con una tasa de crecimiento de 1,002% y una proyección de su población hasta el año 2045 como se muestra en la ilustración 13.

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Ilustración 13: Proyección de población rural DANE Fuente: Autores, 2015

Al tener el número de habitantes por unidades de tierra y la dotación de consumo por habitante día según el Acuerdo No. 31 del 19 de septiembre de 2005 asignado por la CAR correspondiente a 140 L /hab*dìa, para pisos térmicos cálidos en zonas rurales; se obtuvo la dotación de consumo de agua por cada mes en cada una de las subcuencas.

3.2.2 Procesos

Corresponde al conjunto de cálculos realizados por el modelo, con base en algoritmos y fórmulas incorporados en el mismo (tabla 6).

Tabla 6: Procesos llevados a cabo para la implementación de WEAP

COMPONENTE DESCRIPCIÓN

AJUSTE ESPACIAL WEAP valida y ajusta la capa de información GIS del área de estudio al sistema de proyección cartográfica al que corresponda.

PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN WEAP proyecta la población con base en la tasa de crecimiento intercensal calculada para el caso particular por el DANE.

CÁLCULO DE LA DEMANDA PARCIAL (DP)

Se calcula para cada demanda de agua en particular (Consumo Humano, Consumo Animal y Consumo Agrícola), multiplicando la Población Humana, Animal o el Área cultivada (POB) por su respectivo Ritmo de Uso de Agua por año (RUAA):

𝐷𝑃𝐶𝐻= 𝑃𝑂𝐵𝐻∗ 𝑅𝑈𝐴𝐴𝐻

𝐷𝑃𝐶𝐴= 𝑃𝑂𝐵𝐴∗ 𝑅𝑈𝐴𝐴𝐴

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CÀLCULO DE LA DEMANDA TOTAL Es la sumatoria de las demandas parciales de agua:

𝐷𝐴 = ∑ 𝐷𝑃𝐶𝐻+ 𝐷𝑃𝐶𝐴+ 𝐷𝑃𝐶𝐴𝐺

CÁLCULO DEL BALANCE HÍDRICO WEAP presenta las siguientes opciones para el cálculo de balance hídrico: i) Demandas de riego, ii) Método de escorrentía simplificado, iii) Método de la humedad del suelo y, iv) Método MABIA.

Para el presente estudio se utilizó el método MABIA, ya que este involucra elementos climatológicos, edafológicos y agronómicos (Anexo 7).

CÁLCULO DEL FLUJO DE RETORNO Es el agua que retorna a la naturaleza después de los consumos reales y se calcula por la diferencia que existe entre las demandas de agua y las pérdidas por consumo (C).

CÁLCULO DEL AGUA SUBTERRÁNEA WEAP calcula la fracción de agua que se convierte en agua subterránea permitiéndole al usuario mantener un control evitando que el volumen de almacenamiento exceda su capacidad ya que el exceso se desbordará y se pierde en el sistema.

Fuente: (Environment, 2009) (Hernandez & Londoño Pérez , 2014).

3.2.3 Salidas

Corresponde a los resultados arrojados por el modelo luego de las corridas (Tabla 7). Tabla 7: Salidas obtenidas con la implementación de WEAP

COMPONENTE DESCRIPCIÓN

ESCORRENTÍA/INFILTRACIÓN Cantidad de agua proveniente de la precipitación que fluye de manera superficial, subsuperficial o subterránea, hasta llegar a la red hidrográfica de la cuenca, dando lugar a los caudales. (m3/s).

AGUA SUBTERRANEA Capacidad máxima teórica de almacenamiento de un acuífero.

DEMANDA NO SATISFECHA Es una cuantificación de los usuarios que no alcanzan a satisfacer las demandas de agua para consumo humano, uso pecuario y uso agrícola.

COMPONENTE DESCRIPCIÒN

DEMANDA SATISFECHA Es una cuantificación de los usuarios que pueden satisfacer sus requerimientos de agua (al menos en cantidad) para consumo humano, uso pecuario y uso agrícola, sin necesidad de utilizar subsidios. WEAP la denomina Cobertura.

Fuente: (Environment, 2009) (Hernandez & Londoño Pérez , 2014)