Análisis hidrológico de la cuenca del río Olivares frente a sequías extremas en escenarios de retroceso glaciar mediante la implementación del modelo glacio-hidrológico TOPKAPI-ETH

Memoria para optar al título de Ingeniero CivilLos Andes semi-áridos de Chile constituyen un importante reservorio natural de agua fresca que sustenta los ecosistemas locales y la actividad humana de los principales valles emplazados en la zona central del país. En años secos, los glaciares ubicados en la alta cordillera juegan un rol importante debido a que su contribución mantiene los caudales mínimos al término del año hidrológico. Estas reservas se ven comprometidas según las proyecciones de cambio climático y recurrencia de sequías multianuales. Apoyados en el modelo glacio-hidrológico TOPKAPI-ETH, de motivación física, espacialmente distribuido (100 m) y a resolución temporal diaria, se analizan los patrones de retroceso glacial y la respuesta hidrológica frente a sequías severas, en escenarios de cambio climático, de la cuenca del río Olivares antes de junta río Colorado (33°10 S; 70°10 O), ubicada ~50 km al noreste de Santiago de Chile, en la zona central de Los Andes semiáridos chilenos. Para ello se emplean dos escenarios definidos por (1) serie sintética estacionaria de precipitación y temperatura, generada según los registros observados entre 1990-2009, y (2) selección de modelos climáticos (GCM) que representan un aumento de 1,5°C en la temperatura media global (Acuerdo de París). De la modelación en el periodo de referencia se observa que, durante la mega-sequía de 2010-2015, tanto la precipitación líquida como el derretimiento de nieve presentaron una disminución de ~40% y ~50% respectivamente, mientras que, el aporte glacial aumentó entre octubre y marzo respecto a la condición de clima normal (2000-2009), alcanzando su máximo aumento en enero (~80%). Además, se concluye que en la cuenca la sequía estuvo asociada sólo a un déficit de precipitaciones (i.e., sequía meteorológica). A futuro se observa que 1) habrá un incremento de 0,5°C en la temperatura media anual promedio a escala de cuenca, coherente entre los diferentes modelos climáticos, 2) la superficie glacial se reducirá entre un 22-31% a causa del retroceso frontal de los glaciares, 3) el volumen de hielo disminuirá entre un 22-35% según el escenario de cambio climático, y 4) 24 glaciares (área inicial = 0,02-0,43 km2), de un total de 94 inventariados por la DGA, desaparecerán hacia el año 2065. En comparación a la sequía de referencia (2010-2015), en escenarios de cambio climático se obtiene que 1) la escorrentía total disminuye en promedio ~30% entre diciembre y marzo, 2) los patrones de derretimiento nival cambian, observándose un adelanto en el mes de ocurrencia del máximo derretimiento, y 3) el caudal glacial disminuye 58% en el estiaje. Finalmente, se concluye que, si bien hoy los glaciares logran mitigar sequías, dicha capacidad se verá reducida en el futuro debido a la desaparición de algunos glaciares y el rápido retroceso de los glaciares más importantes de la cuenca. No obstante, continuarían representando un aporte importante a la escorrentía durante sequías, pero menor al observado hasta hoy