Respuesta hidrológica de la subcuenca del río Quillcay respecto a la variabilidad climática andina en un contexto de cambio climático

Abstract

El calentamiento global, viene ocasionando el acelerado retroceso de los glaciares tropicales andinos y variaciones en los recursos hídricos, impactando la sostenibilidad hídrica del sector socio-económico de la población vulnerable Andina. Esta investigación, tuvo como objetivo estimar los cambios de algunas variables hidrológicas de la subcuenca del río Quillcay (Ancash, Perú) bajo escenarios de variabilidad y cambio climático, donde en dicha área de estudio se muestra una relación directa entre la generación de aguas frescas (deshielo, glaciar, caudales) desde ambientes glaciares y el abastecimiento de dicho recurso vital a la ciudad de Huaraz y actividades socioeconómicas de importancia. Se usó el Índice Diferencial Normalizado de Nieve sin información de agua (NDSInw) y el Índice Diferencial Normalizado de Agua sin información de nieve (NDWIns) para analizar la disminución en la cobertura de nieve en la subcuenca del río Quillcay para el periodo 1986 a 2021. Para ello, se utilizaron imágenes satelitales de Landsat 5, 8 y 9 de Google Earth Engine (GEE). Los datos espaciales se procesaron mediante R. Los resultados revelan disminución del 27.8 % en la cobertura de nieve en los últimos 35 años. Para la década de 2050s se proyecta el decrecimiento de la cobertura glaciar alrededor del 69.5 %, según el coeficiente de determinación R2 de 0.96. Se utilizaron los modelos hidrológicos SWAT y HEC-HMS, se observó que, en términos de precisión, SWAT superó a HEC-HMS, con un índice de Nash-Sutcliffe de 0.77, además, el coeficiente de determinación de SWAT con los datos observados R2 de 0.91, sugiriendo un buen ajuste del modelo SWAT. Se evaluaron los fenómenos El Niño de 1998 y 2016, que afectan la precipitación y el comportamiento hidrológico de la subcuenca. Esto ayuda a entender la variación en la cobertura de nieve y su influencia para la gestión sostenible de los recursos hídricos.

Global warming has been causing the accelerated retreat of the Andean tropical glaciers and variations in water resources, impacting the water sustainability of the socio-economic sector of the vulnerable Andean population. This research aimed to estimate the changes in some hydrological variables of the Quillcay River sub-basin (Ancash, Peru) under scenarios of climate variability and change. In this study area, there is a direct relationship between the generation of fresh water (melting, glacier runoff) from glacial environments and the supply of this vital resource to the city of Huaraz and important socio-economic activities. The Normalized Difference Snow Index without water information (NDSInw) and the Normalized Difference Water Index without snow information (NDWIns) are used to analyze the decrease in snow cover in the Quillcay River sub-basin for the period from 1986 to 2021. For this purpose, satellite images from Landsat 5, 8, and 9 from Google Earth Engine (GEE) were used. Spatial data were processed using R. The results reveal a 27.8 % decrease in snow cover over the last 35 years. By the 2050s, glacier cover is projected to decrease by approximately 69.5 %, according to the coefficient of determination R2 of 0.96. The hydrological models SWAT and HEC-HMS were used, and it was observed that, in terms of accuracy, SWAT outperformed HEC-HMS, with a Nash-Sutcliffe efficiency index of 0.77. Additionally, the coefficient of determination of SWAT with the observed data was R2 of 0.91, suggesting a good fit of the SWAT model. The El Niño phenomena of 1998 and 2016, which affect precipitation and the hydrological behavior of the sub-basin, were evaluated. This helps to understand the variation in snow cover and its influence on the sustainable management of water resources.