Efectos de los cambios de cobertura y uso de suelo en la dinámica hidrológica de cuencas asociadas a humedales de importancia internacional

Abstract

Las cuencas de los ríos Arroyo Seco y María García asociadas a la laguna Barra de Navidad y sistema Agua Dulce - El Ermitaño respectivamente, han sufrido deterioro por las actividades económicas que se realizan en ellas; por lo tanto, entender las contribuciones de los impulsores del cambio en el balance hídrico, es de ayuda en la gestión de los recursos hídricos. Por ello, el objetivo de este trabajo fue cuantificar los efectos de los cambios de cobertura y uso de suelo en el sistema hidrológico de estas cuencas. Con ese fin, se crearon tres bases de datos cartográficas de coberturas y usos del suelo para analizar los procesos de cambios suscitados. Adicionalmente, se realizaron análisis de anomalías climáticas y se probaron las tendencias en los registros de precipitación y temperatura por medio de la prueba de Mann-Kendall. La dinámica hidrológica se simuló con apoyo del modelo SWAT, utilizando el método de regionalización con una cuenca donante para calibrar los modelos ante la falta de datos de aforo. La cuenca donante fue calibrada con el programa SWAT-CUP y a través del cumplimiento de la eficiencia NSE y las similitudes hidrológicas, fue posible la trasferencia de parámetros para calibrar las cuencas de los ríos Arroyo Seco y María García; con ello se estableció la línea base que ayudaría a detectar los efectos de los cambios de cobertura y uso de suelo sobre la dinámica hidrológica, esto a partir de la utilización de tres escenarios de cobertura y uso y el periodo climático que representaban. Para evaluar las contribuciones de los cambios de uso de suelo, se aplicó un análisis de regresión múltiple por pasos, que incluyó cuatro clases de uso de suelo y la precipitación como variables independientes y los componentes del sistema hídrico como dependientes. Entre los principales resultados se encontró que los bosques tropicales fueron la cobertura con mayores pérdidas por el crecimiento agropecuario; en el caso de la cuenca del río María García, el factor detonante fue la construcción del distrito de riego; en el caso de la cuenca del río Arroyo Seco, el desarrollo turístico trajo modificaciones en la Laguna Barra de Navidad y sus confluencias. En lo que respecta a la simulación de la dinámica hidrológica, se estimó que el estero El Ermitaño recibe 5.3 m3/s de caudal del río María García; mientras que la Laguna Barra de Navidad recibe 2.4 m3/s procedente del río Arroyo Seco. Con el análisis de tendencias se encontró evidencia que ambas cuencas se encuentran bajo procesos de cambio climático regional, por un lado se observaron incrementos de las temperaturas, por otro, las precipitaciones tuvieron tendencias decrecientes, pero no significativas; no obstante, se pudo identificar que la precipitación controla la dinámica hidrológica de estas cuencas; su influencia es mayor en los cambios de los componentes del ciclo hidrológico que los cambios de uso de suelo; la deforestación y la urbanización influenciaron cuando los cambios fueron intensivos. El procedimiento utilizado para la calibración de los modelos hidrológicos, es el más robusto posible dadas las características de calidad y cantidad de datos de estas cuencas. Este trabajo es de los primeros en el país en calibrar por métodos indirectos un modelo de simulación hidrológica SWAT, además de cuantificar los efectos de los cambios de uso de suelo y de la variabilidad climática sobre el sistema hídrico desde un componente espacial. Este enfoque se puede replicar y utilizar en regiones con características similares que también adolecen de datos de caudal y donde el entendimiento del sistema hídrico es de suma importancia con propósitos de planificación y conservación de la unidad cuenca-humedal.