Hidrología de la comunidad Piedra Grandes No2, Juigalpa

Introducción

1.1 Descripción y alcance del estudio El presente estudio hidrológico fue elaborado para determinar las características hidrometeorológicas de la cuenca del Rio Manigua, comprendida dentro de la sub-cuenca del Río Mayales dentro de la cual se encuentra asentada la comunidad de Piedras Grandes 2, en su parte media alta y alta, en específico dentro del área de drenaje del río Manigua, afluente del río Carca ubicado en la ciudad de Juigalpa, Chontales.

Lo anterior se fundamenta en la necesidad de verificar con base en la información existente y recabada en campo, la disponibilidad de los recursos hídricos, con el fin de establecer de tomar decisiones para el abastecimiento de agua potable para la comunidad involucrada en el presente estudio considerando los términos de referencia que fueron establecidos por el Nuevo FISE.

Para este análisis se contó con la información de datos colectados en la estación meteorológica más cercana a la microcuenca correspondiente a la estación meteorológica de Juigalpa con datos registrados entre 1960 y 2015.

El presente estudio describe, las características físicas de la cuenca así como la caracterización climática de la zona y el comportamiento fluvial de los cauces.

1.2 Ubicación del área de estudio El área de interés (comunidad de Piedras Grandes 2) se encuentra dentro de las coordenadas UTM-WGS84 681016 (Este), 1346203 (Norte) y 691113 (Este), 1339075 (Norte) de la hoja topográfica Juigalpa escala 1:50,000 editada por el INETER.

Demográficamente, la comunidad de Piedras Grandes se encuentra subdividida en sectores dispersos, los cuales están asentados entre dos quebradas conocidas principalmente como quebrada del río Manigua y parte de la quebrada del río El Caracol, ambas de flujo no permanentes que solamente corren en periodo de lluvia siendo afluente al cauce principal del río Carca.

En general el área de estudio ha sido históricamente una zona rural con tendencias al desarrollo agroforestal y de ganadería. En la zona de estudio las vías de acceso principales se encuentran son caminos que no están asfaltados y que tienen acceso mediante vehículo hasta el caserío conocido como El Jicaral, para acceder al resto de la comunidad es necesario recorrerla a pie, vehículo de doble tracción y en los casos más remotos a través de algún equino.

II. Antecedentes

Previos estudios han enfatizado que la región centro americana se encuentra actualmente afectada por diversas presiones que incluyen escasez de agua, inseguridad alimentaria, perdida de diversidad entre otros, los cuales son inducidos por el recurrente cambio climático que enfrenta el planeta. De acuerdo a un estudio realizado por el CEPAL en 2011, la región ha sufrido eventos extremos de inundaciones y deslizamientos además de extremas sequias. En este sentido, Nicaragua y en específico la comunidad de Piedras Grandes 2, no está exenta de ser afectada por dichas condiciones climáticas. El efecto Climático de periodos secos del Niño, es un claro ejemplo de las afectaciones que Nicaragua enfrenta de manera cada vez más frecuente y que tiene mayor repercusión en las zonas rurales.

Ante dicha situación el Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional ha implementado un plan de gestión y acción llamado Proyecto de adaptación al cambio Climático para Agua y Saneamiento (PACCAS) el cual en sus primeras fases ha realizado diversos estudios en comunidades aledañas a la comunidad de Piedras Grandes 2 que inluyen San Ramon, Murra y San Juan de Limay. Como resultado de dichos estudios, actualmente existen mapas de Zonas Potenciales de Recarga Hídrica (ZPRH) para cada municipio. Al mismo tiempo se ha definido una lista de comunidades vulnerables a los efectos adversos del cambio climático y su grado de prioridad en base a la falta de un sistema de agua potable para el abastecimiento de su población, considerando su atención mediante inversiones en sub-proyectos pilotos de adaptación para aumentar la resiliencia climática.

De igual manera a través de un estudio de Análisis de Riesgo de las Fuentes de Agua ante el Cambio Climático en Comunidades Rurales, se delimitaron las cuencas de interés y las comunidades en donde se llevarán a cabo los estudios requeridos para identificar y evaluar las fuentes hídricas que aseguren el abastecimiento de agua de las comunidades en alto riesgo, dentro de las cuales se encuentra la microcuenca del Río Manigua.

La Autoridad Nacional del Agua (ANA) con el apoyo de la cooperación alemana (Deutsche Gesellschaft Für Internationale Zusammenarbeit – giz GmbH) a través del componente 2 del Programa de Asistencia Técnica en Agua y Saneamiento (PROATAS) también han elaborado un estudio de Gestión Integrada de los Recursos Hídricos (GIRH) obteniendo como resultado el Plan de Gestión Integrada de Recursos Hídricos de (PGIRH) la Sub-cuenca Mayales.

El PGIRH es el instrumento de la GIRH y se basa en un diagnóstico enfocado en el estado hídrico de la cuenca en referencia. Este plan es principalmente un conjunto de medidas que contiene objetivos, indicadores, plazos y responsabilidades. Su principal objetivo es el mejoramiento de la calidad de los recursos hídricos y su uso sostenible.

III. Objetivos

1) Definir las principales características hidrológicas de la cuenca Manigua, las cuales servirán de base de factores de riesgo de las fuentes de agua ante el cambio climático en comunidades rurales del municipio de Juigalpa, específicamente para la comunidad de Piedras Grandes 2.

2) Realizar un inventario de los principales recursos hídricos en el área de influencia de la comunidad Piedras Grandes No.2 3) Determinar la recarga potencial en la cuenca Manigua a través de un balance hídrico de suelos.

IV. Recopilación de la información

De acuerdo a lo mencionado en los TDR, en este punto se realizó la recolección de la información existente vinculada al área de estudio para diferentes aspectos como: geología, hidrología, cartografía, edafología, asi como también imágenes satelitales y modelos digitales de elevación, así como los siguientes documentos principalmente:

a) Plan de gestión integrada de recursos hídricos de la sub-cuenca Mayales. b) Análisis de riesgo de las fuentes de agua ante el cambio climático en comunidades rurales, en el municipio de Juigalpa, Chontales.

c) Plan municipal de protección ambiental de las familias ante el cambio climático de Juigalpa, Chontales.

También se utilizaron registros de información meteorológica, actualizando algunos datos ya que en los estudios anteriores la información no está al año 2015.

El presente estudio hidrológico se llevó a cabo mediante el análisis hidrometeorológico de la microcuenca del Río Manigua, siendo esta la principal para el estudio del Sub-proyecto 19791 de Agua y Saneamiento en Comunidad Piedras Grandes 2, Municipio de Juigalpa, Departamento de Chontales, con un enfoque en adaptación al cambio climático.

V. Inventario de los Recursos Hídricos

Con el objetivo de evaluar la capacidad de las posibles fuentes de aguas para el abastecimiento de la comunidad en estudio se desarrolló un trabajo de campo exhaustivo con el fin de realizar un inventario de los pozos perforados y excavados dentro del área de influencia de la comunidad Piedras Grandes No.2 asi como de confirmar o descartar los manantiales más representativos según los lugareños.

Es importante mencionar que la comunidad no cuenta con energía eléctrica por lo que todos los pozos están equipados con bomba de mecate y los manantiales tienen pequeñas pilas de captación construidas de forma artesanal.

En las Tabla 1 y Tabla 2 se muestra de forma resumida las principales características de las fuentes hídricas visitadas, y en los Mapa 1 y se muestran las ubicaciones de las fuentes inventariadas.

El método que se aplicó para medir el caudal de cada manantial fue el volumétrico el cual consiste en medir el tiempo en que se llena un recipiente de determinado volumen y a través de la siguiente ecuación se calcula el caudal de la fuente:

Una vez que se obtuvo el inventario, se ingresaron los datos en un sistema de Información geográfica con el fin de obtener un mapa actualizado de pozos y manantiales existentes.

Mapa 1: Mapa de ubicación de los pozos excavados y perforados visitados.

Fuente: Elaboración propia del consultor (2016) a partir de visitas de campo y utilizando hoja geodésica No.3152-III editada por INETER. Escala: 1:5000.

5.1 Análisis de los pozos de la zona En base a la campaña de campo realiza en el área de influencia de la comunidad Piedras Grandes No.2, se observó que la mayoría de los pozos tanto excavados como perforados se encuentran en la parte baja de la cuenca tal a como se muestra en el Mapa 1. Se constató que la mayoría de los pozos excavados no superan los 20m a excepción del pozo de Don Alexis Hernández (Sector 1 El Jicaral) que tiene una profundidad de 21m, respecto a los pozos perforados estos tienen una profundidad de 60m como máximo.

Dos de estos pozos excavados en la parte alta de la cuenca, se hicieron en el lecho de dos vaguadas o quebradas que están secas las cuales no representan un potencial significativo (Cipriano Salablanca y Victoria Salablanca).

En base a la ubicación topográfica, geología, área visual de recarga y profundidad del inventario de los pozos, se seleccionaron los siguientes pozos para realizarles prueba de bombeo para conocer su potencial real, los cuales fueron los siguientes:

Pozo No.1 Dueño: Comunal, Ubicación: Detrás de capilla De estos tres pozos de acuerdo a la campaña de prueba de bombeo realizada, el que demostró mejor rendimiento fue el Pozo No.1 con un caudal en promedio de 10 GPM (Análisis pendiente en capítulo de Hidrogeología). Por lo que representa la mejor fuente de los pozos bombeados (Imagen 1).

Imagen 1: Pozo perforado ubicado en terreno comunal, perforado y equipado con bomba de mecate por CARITAS en el año 2002 aprox.

Consideraciones a ser tomadas en cuenta: ? Pozo de vieja data, por lo que no se sabe su calidad constructiva.

Construido en el año 2002 según información de los lugareños.

? Representa la principal fuente de abastecimiento para la comunidad en la parte baja de la cuenca. Para conocer el verdadero potencial del acuífero del que se abastece el pozo, se recomienda realizar una prospección geofísica para conocer el verdadero espesor saturado hasta donde se podría aprovechar en una perforación (Sólo en caso de ser utilizada como fuente alternativa complementaria).

Pozo No.15 Dueño: Wilmer Fernández, Ubicación: El Jicaral, a 80m del Rio Manigua Luego en segundo lugar el que demostró un mejor rendimiento fue el de Don Wilmer Fernández el cual se bombeo a 2.40 GPM rebajando sólo 0.62m. (Detalles de la prueba en capítulo de Hidrogeología), esta fuente podría proyectarse como una alternativa complementaria para satisfacer la demanda de la localidad (Imagen 2).

Imagen 2: Pozo excavado ubicado en terreno privado del Sr. Wilmer Fernández.

Consideraciones a ser tomadas en cuenta: ? Pozo excavado de baja profundidad (9.35m), por lo que no se sabe el verdadero potencial de la zona de recarga y no se aprovecha más el probable espesor saturado del acuífero.

? Sólo se pudo probar a un caudal máximo de 2.40 GPM debido a su baja profundidad.

? Ubicado en propiedad privada (Finca perteneciente al Sr. Wilmer Fernández).

Pozo No.2 Dueño: Comunal, Ubicación: Contiguo a propiedad de Doña Erenia En tercer lugar quedó relegado el pozo No.15 (Imagen 3) ya que no logró estabilizarse durante la prueba de bombeo realizada a 2.50 GPM (Detalles de la prueba en capítulo de Hidrogeología) Consideraciones a ser tomadas en cuenta: ? Pozo de vieja data ? Ubicado contiguo de corrales de ganado y el nivel estático está relativamente cerca de 13m de profundidad.

? Bajo rendimiento, no se logró estabilizar durante el tiempo de bombeo 2 horas, aún considerando que es un pozo perforado de 60m de profundidad, por lo que se descarta a ser utilizado como fuente de abastecimiento.

Imagen 3: Pozo perforado por proyecto CARUCA y equipado con bomba de mecate por CARITAS 5.1 Análisis de las fuentes superficiales de la zona De acuerdo a la visita de campo realiza en el área de influencia de la comunidad Piedras Grandes No.2, y dentro de la cuenca de drenaje del Rio Manigua, se observó que la mayoría de las quebradas se encuentran totalmente o parcialmente secas con algunas pequeñas pozas intermitentes que no representan una fuente de abastecimiento para la comunidad.

A excepción del punto de descarga de la cuenca en estudio, que se encuentra retirado del centro de la comunidad. El punto de captación más viable respecto a las quebradas es el afluente Monte Fresco (Número 4 en la tabla de inventario) el cual según aforo volumétrico realizado a finales del mes de Enero dio como resultado un caudal de 0.607 Lt/s siendo un valor muy por encima de cada uno de los manantiales inventariados (Imagen 4).

Imagen 4: Quebrada ubicada en Monte Fresco.

Consideraciones a ser tomadas en cuenta: A pesar que la Fuente principal en la parte alta de la cuenca y de las fuentes superficiales, está ubicada en la quebrada del afluente Monte Fresco. Esta se encuentra en una posición topográfica más baja que algunas casas por lo que hay que evaluar operativamente esta alternativa, sin embargo al momento de la redacción de este informe la fuente ya se ha secado, solamente quedando algunas pozas, según información de visita de campo.

De acuerdo a visita de campo y a relatos de los lugareños, la quebrada en mención es suceptible al arrastre de rocas de considerable tamaño por lo que habría que adoptar medidas de protección para el sistema de captación (Imagen 4).

Respecto a la calidad del agua en los meses donde el verano es más intenso hay depósito de hojas sobre la quebrada según versión de lugareños, lo cual aumenta la carga de materia orgánica sobre el agua influyendo esto en su sabor.

Adicionalmente se realizaron aforos volumétricos a la mayoría de los manantiales, más sin embargo estos no representan una fuente importante a ser tomados en cuenta para un sistema típico de fuente-red– almacenamiento, dadas las condiciones topográficas de los lugares y el muy bajo rendimiento que tienen, por lo que habría que evaluar socialmente si funcionan como sistemas de captación independiente y mejoras las condiciones de almacenamiento e higiene de los manantiales No.3, 5 y 6 del inventario de fuentes superficiales.

Mapa 2: Inventario de fuentes superficiales (Gran mayoría corresponde a manantiales) visitadas. Fuente: Elaboración propia a partir de visitas de campo y utilizando hoja geodésica No.3152-III editada porINETER.Escala:1:50,00.

VI. Estudio de la subcuenca

6.1 Ubicación de la cuenca de estudio En su Macro-localización, la mayor área de influencia de la comunidad de Piedras Grandes 2 se encuentra dentro de la microcuenca del Rio Manigua que a su vez está ubicada en la zona media alta de la cuenca del Río Mayales. Esta subcuenca se encuentra localizada dentro de la región central de Nicaragua y es parte de la Macro cuenca 69 o Cuenca del Rio San Juan.

De acuerdo a datos del INETER, la cuenca del Río Mayales se encuentra a su vez subdividida en seis subcuencas, dentro de las cuales se incluye la subcuenca Mayales, a la cual pertenece la Microcuenca del Río Manigua objeto de este estudio. La Tabla 3 muestra las características generales de cada una de las seis microcuencas.

En su micro localización, como ya se ha mencionado previamente, la microcuenca del Río Manigua se encuentra específicamente dentro del área de drenaje de la subcuenca Mayales y sirve de afluente del río Carca.

En el Mapa 3 se muestra la Macro localización y micro localización de la sub-cuenca mayales y sus microcuencas así como de la comunidad Piedras Grandes 2 la cual es el objeto de este estudio. Los límites de la cuenca hidrográfica en estudio se establecieron con base en la hidrografía de la zona que se identifica en los mapas cartográficos vigentes editados y publicados por el INETER.

Mapa 3: Ubicación de la cuenca del Rio Manigua respecto a la Subcuenca Mayales y a la Macrocuenca No.69 (Rio San Juan). Fuente: Elaboración propia a partir de información cartográfica de INETER y ANA-GIZ PGIRH Sub-cuenca Mayales (2015).

6.2 Características físicas de la microcuenca del Río Manigua. La microcuenca del Río Manigua (Mapa 4) consiste en una cuenca ligeramente alargada exorreica que drena hacia el rio carca y es parte de la cuenca del Río Mayales. De acuerdo al número de corrientes que existen en la microcuenca, el Río Manigua se define como una corriente de tercer orden.

En lo sub-acápites siguientes se definen los diversos parámetros geomorfológicos de la microcuenca del Río Manigua.

6.2.1 Parámetros Físicos de la microcuenca del Río Manigua a. Área y perímetro de la microcuenca del Río Manigua A través de la elaboración de mapas utilizando herramientas de ArcGis, se ha determinado que el área aproximada de la microcuenca del Río Maniguas es de 35.69km2 y su perímetro de unos 30.40km.

b. Coeficiente de Gravelius y factor de forma Estos parámetros son responsables en gran parte del comportamiento de las crecientes de la cuenca. El coeficiente de Gravelius (kc) no es más que la relación que existe entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área igual al de la cuenca. En cuanto al coeficiente de forma (kf), este es la relación entre el ancho medio de la cuenca y su longitud. Cuanto menor sea el coeficiente de forma, la cuenca estar sometida a menos crecidas.

Las ecuaciones para determinar ambos coeficientes se muestran a continuación.

Donde: P: perímetro A: área Lc: Longitud de la Cuenca B: Ancho medio de la cuenca Para este caso de la microcuenca del río Manigua se encontró un coeficiente de Gravelius (kc) de 1.43 y un coeficiente de forma (Kf) de 0.31.

c. Densidad de drenaje Este parámetro está determinado por la relación que existe entre la longitud total de los cursos de agua dentro de la microcuenca y el área total de la microcuenca. Valores altos de este parámetro indican que las precipitaciones influirán inmediatamente sobre la descarga de los Ríos (tiempo de concentración cortos) y altas velocidades. La baja densidad de drenaje es favorecida en regiones donde el material del subsuelo es altamente resistente bajo una cubierta de vegetación muy densa y de relieve plano.

A partir de los cálculos se determinó que la microcuenca del Río Manigua tiene un factor de densidad de drenaje de 0.94, lo cual da pautas para poder conocer de ante mano que el comportamiento de la influencia de la lluvia será severa, con tiempos de concentraciones sumamente cortos.

d. Coeficiente de torrencialidad Ct (Ríos/km²) Índice que mide el grado de torrencialidad de la cuenca, por medio de la relación del número de cauces de orden uno con respecto al área total de la misma. A mayor magnitud, mayor grado de torrencialidad presenta una cuenca. Se utiliza principalmente para estudios de máximas crecidas, por lo que da un índice de las características físicas y morfológicas de la cuenca.

Este coeficiente Ct para la microcuenca Río Manigua en estudio es de aproximadamente 0.336.

e. Tiempos de Concentración Este parámetro se usa para estimar el tiempo de viaje de una gota de agua de lluvia que escurre superficialmente desde el lugar más lejano de la cuenca hasta el punto de salida. Para su cálculo es recomendable emplear varias ecuaciones empíricas disponibles en la literatura científica, por lo menos cinco. A continuación se presenta en la Tabla 4 los diferentes métodos aplicados y sus resultados para la microcuenca del río Manigua. Finalmente se promedió el valor de los Tc encontrados con cada método excluyendo los valores extremos. De esta manera el tiempo de concentración de la microcuenca es de aproximadamente 1.34 horas Tabla 4: Valores de tiempo de concentración para la microcuenca Manigua

Fuente: Elaboración propia.

6.2.2 Geomorfología y Topografía Desde el punto de vista topográfico la cuenca del Rio Manigua, presenta grandes elevaciones y un relieve montañoso y accidentado en su parte parta alta, en donde se localizan cerros que forman parte de la cordillera Amerrisque, la cual funciona como parteaguas de la cuenca en estudio. Para conocer las características topográficas y geomorfológicas fue necesario elaborar un mapa topográfico a partir del modelo elevaciones ASTER DEM de 30mX30m del cual se generaron las curvas de nivel con una equidistancia de 20m información básica para generar el mapa de pendientes (Mapa 5) del cual se generó información para el cálculo de la recarga hídrica de la cuenca en estudio.

La cuenca en sus partes más accidentadas topográficamente hablando presente valores de pendientes desde los 34 a 60% luego en la parte que corresponde más a las llanuras y valles, varía desde el 20 al 34% Topográficamente, la cuenca presenta elevaciones alrededor de los 900m en su parte más alta, luego alrededor de los 200m en su parte media y finalmente alrededor de los 100m en su parte más baja. A partir de la información topográfica se elaboró a través de SIG un mapa geomorfológico que permitiera clasificar los límites de la cuenca en estudio en: Alta, Media y Baja. (Mapa 6). Respecto a la región geomorfológica clasificada como Alta, la topografía oscila entre los 982m a los 681m, la clasificada como media oscila entre los 681m y los 380m, la clasificada como baja, oscila entre los 380m y los 79m.

Mapa 4 : Mapa hidrográfico de la cuenca del Rio Manigua, delimitado a partir de modelo de elevación digital a través de SIG. Fuente: Elaboración propia del consultor (2016).

Mapa 5 Mapa de pendientes de la cuenca del Rio Manigua, delimitado a partir de modelo de elevación digital a través de SIG. Fuente: Elaboración propia del consultor (2016).

Cuencas Hectareas

Localidades

REP08UCA DE NICARAGUA

DEPARTAMENTO DE CHONTALES

MUNICIPIO DE JUIGALPA

P ROY ECTO

Agua y Saneamiento en

Comunidad P iedras Grandes 2

PLANO DE CUENCAS

NUEVO FISE

Mapa 6 Mapa de caracterfsticas geomorfol6gicas de Ia cuenca del Rio Manigua, delimitado a partir de modelo de elevaci6n digital a traves de SIG. Fuente: Elaboraci6n propia del consultor (2016).

VII. Climatología de la zona de estudio.

La determinación de las características climáticas de la zona de estudio se realizó en base a un análisis de los datos meteorológicos existentes y registrados en la estación meteorológica más cercana al área de estudio. En este caso las estaciones meteorológica más cercana a la cuenca del Rio Manigua corresponden a la estaciones meteorológica de Juigalpa y La Libertad, las cual tiene un registro de más de 50 y 49 años que van desde 1960 a 2015 y 1962 a 2007 respectivamente. La Tabla 5 y La Tabla 6 muestran los datos descriptivos de dicha estación.

7.1 Clasificación climática En base al mapa meteorológico de clasificación del clima Koppenn para Nicaragua, el área de estudio se encuentra en una zona climática clasificada como Clima de Sabana"" o "Clima caliente y sub-húmedo con lluvias en verano, tal como se muestra en el Mapa 7

Mapa 7: Mapa de clasificación climática Fuente: Mapa modificado a partir de mapa del clasificación climática del INETER Por otro lado, de acuerdo a los datos de la estación meteorológica de Juigalpa, y luego de seguir la metodología de Koppen, el área de estudio se ubica dentro de la clasificación climática AW1(w) igw tal como se muestra en la Tabla 7.

Este tipo de clima es característico en la zona del pacifico y en las estribaciones del macizo central donde se encuentra la zona de estudio. El rasgo principal del régimen de precipitación, es que los máximos mensuales de precipitación ocurren en el verano astronómico (Junio – Agosto). Sin embargo, en la zona de Juigalpa este se presenta durante los meses de agosto a octubre. La precipitación anual máxima en este tipo de clima es cerca de 2000mm y mínima de 700mm a 800mm con temperaturas medias entre 21 grados Celcius y 30 grados Celsius.

7.2. Régimen de precipitación Para establecer el régimen de precipitaciones en la microcuenca se realizó un rellenado de datos a los registros de las estaciones más cercanas, la de Juigalpa y la de la libertad. El rellanado de datos se realizó empleando el programa Calculo Hidrometeorológico de Aportaciones y Crecidas (CHAC) y ponderando las precipitaciones considerando un 60% de influencia de la de Juigalpa y un 40% de la de la Libertad sobre la microcuenca.

De acuerdo a dicho registro histórico de datos de precipitación de 55 años (1960 – 2015), en la zona de estudio la precipitación media anual es de aproximadamente 1,352.80mm. Lo cual coincide con lo establecido en la clasificación climática de Koppen descrita previamente. Se puede observar en la Figura 1 que la tendencia de las precipitaciones a lo largo de más de 50 años ha ido incrementando gradualmente, lo cual puede ser atribuido a los efectos de cambio climático.

Con respecto a los años más secos presentados en el registro histórico los menores valores registrados en la estación corresponden a los años 1967, 1972, 1987, 1994, 1997, 2007 y 2015, que indican intervalos de recurrencia de 5 a 7 años que pueden ser además atribuidos a los efectos de El Niño.

7.2.1 Escenario de precipitación actual Debido a que la comunidad de Piedras Grandes se encuentra dentro de la región central de Nicaragua, esta se caracteriza por presentar dos periodos de precipitación bien marcados: El lluvioso de Mayo a Octubre y el seco de Noviembre hasta Abril.

Dentro de la marcha anual de las precipitaciones en la zona se observa que éstas aumentan a partir de Mayo, alcanzando el máximo acumulado mensual de precipitación en los meses de Agosto a Octubre, para luego disminuir en el resto de los meses del año.

En la Figura 2 se presenta el comportamiento medio mensual de las precipitaciones ocurridas desde 1960 en la zona de estudio de acuerdo a la estación meteorológica de Juigalpa. De igual manera la figura muestra las precipitaciones mínimas y máximas alcanzadas en todo el periodo. La precipitación mínima y máxima ocurrida en la zona son de aproximadamente 0.1mm en los meses de febrero a Marzo y de 643.40mm en uno de los meses de agosto, respectivamente en el periodo.

7.2.2 Escenario de precipitación futura Tomando en consideración la página No.18 de los TDR facilitados por el Nuevo FISE, al analizar la tendencia de los efectos del cambio climático y considerando estudios previos realizados en la zona sobre Análisis de riesgo de las fuentes de agua ante el Cambio climático en comunidades rurales, en el municipio de Juigalpa, Chontales. Se estima que para el año 2050 se produzca un cambio en el régimen de precipitación. Dicho cambio tendrá una influencia en la reducción de 2mm en la precipitación media anual la cual es poco significativa. En la Figura 3 se muestra dicha reducción principalmente en los meses de junio y septiembre.

7.3 Temperatura 7.3.1 Escenario de temperatura actual La temperatura media de la zona ha sido determinada a partir de los datos registrados en la estación meteorológica más cercana al área de estudio. A partir del análisis de dichos datos se determinó que la temperatura promedio anual dentro de la microcuenca es de aproximadamente 26.71°C, con una media mínima mensual de 24.1°C registrada en los meses de septiembre y una máxima media mensual de 30.1°C en el mes de abril. En la Figura 4 se muestran los valores de temperatura media mensual en el la zona.

En general las temperaturas medias mensuales del aire más bajas en la zona ocurren durante los meses de Diciembre y Enero, con valores que varían de 17.5 ºC a 22.1ºC. Esto coincide con el hecho de que durante el período del 23 de Diciembre al 22 de Marzo, el Hemisferio Norte se encuentra bajo la influencia del Invierno Astronómico, período durante el cual se producen algunos frentes fríos que se proyectan hasta nuestro país, haciendo bajas las temperaturas del aire.

Así mismo, como la dirección del viento es predominante del Norte/Noreste, se genera un traslado hacia Centroamérica de las masas de aire del anticiclón frío continental, que para esas fechas afecta Norteamérica. En la Figura 5 se muestran los valores promedios de las temperaturas mínimas mensuales en la zona de estudio.

Por otra parte, las temperaturas medias mensuales más altas que se presentan en la zona ocurren durante el mes de abril con valores que varían de 32.30°C a 39.20°C. Durante el período de Junio a Noviembre, que se presentan los mayores acumulados de precipitación, en la zona, se observa que las diferencias de las temperaturas a nivel mensual, son menores que durante los otros meses del año. La Figura 6 se muestran los valores promedios de las temperaturas máximas mensuales en la zona de estudio.

7.3.2 Escenario de temperatura al 2050 En el escenario de la temperatura futura en el área de estudio, teniendo como base el estudio de Análisis de riesgo de las fuentes de agua ante el cambio climático en comunidades rurales, en el municipio de Juigalpa, Chontales se ha encontrado que la temperatura media en la microcuenca se incrementara en aproximadamente 2°C. Lo cual es bastante significativo para afectar el balance hídrico del suelo al incrementar la evapotranspiración. En la Figura 7 se puede observar el incremento de temperatura que se espera ocurra para el año 2050. Dicho incremento se ve que ocurrirá principalmente en los meses Julio a Diciembre.

7.4 Humedad Relativa (mg/m3) La humedad relativa media anual se ha estimado en 2162.38mg/m3. Sin embargo esta varía a lo largo del año al estar influida por otros parámetros como la temperatura y la precipitación. Tal como se observa en la Figura 8, los meses más húmedos son los meses con mayor precipitación que van de junio a Noviembre y los periodos menos húmedos coincide con la estación seca principalmente en los meses de febrero, marzo y abril. En general en los dos últimos años la humedad relativa media mensual en la zona se ha estimado en 75%.

7.5 Evapotranspiración potencial en la zona Para la determinación de este parámetro se utilizó el procedimiento de Thornthwaite, el cual utiliza las siguientes ecuaciones para determinar la evaporización potencial.

Esta evapotranspiración calculad debe corregirse de acuerdo al número de días por mes (d) y el número de horas de solo por días (N) el cual depende de la latitud y se obtiene en base a tablas preestablecidas.

7.5.1 Escenario de evapotranspiración en condiciones actuales Para el caso de la microcuenca del Río Manigua y evaluando las condiciones actuales de temperatura y precipitación se ha obtenido un valor de evapotranspiración media mensual de 141.41mm. Tal como se muestra en la Tabla 8 y en la Figura 9, la evapotranspiración que ocurre en la zona presenta una variabilidad a lo largo del año con los mayores valores de evapotranspiración ocurriendo durante los meses secos de marzo a mayo.

Al realizar una comparación entre la precipitación media mensual con la evapotranspiración media mensual ocurrida en la zona a lo largo del año, se puede observar en la Figura 10, que la evapotranspiración tiende ser mayor que la precipitación en algunos meses del año. También se puede observar que solo en los meses de Mayo a Noviembre la precipitación supera los valores de evapotranspiración.

Se estima que actualmente el ETP medio anual alcanzado en la zona es de 1,696.93 mm siendo superior que el valor de la precipitación media anual que se estima de 1,138.73mm, esto hace suponer que existe una escasez de agua en la cuenca todo el año.

7.5.2 Escenario de evapotranspiración en condiciones futuras Al analizar el posible escenario de incremento de temperatura y una mínima reducción de la precipitación en el área de la microcuenca del río Manigua, se ha encontrado que para el año 2050 se podría incrementar significativamente la evapotranspiración. Dicho incremento causara a su vez una reducción en la capacidad de recarga de los suelos. En la Tabla 9 se muestran los cálculos y en Figura 11 se muestra dicho escenario. Se observa el incremento de la evapotranspiración media mensual a lo largo del año, se estima que la ETP media mensual sea 179.56mm y una ETP anual de 2116.31mm, lo que indica un aumento de 38.15mm y 419.38mm comparado a los valores actuales de 141.41mm y 1696.93mm, respectivamente.

De igual manera en la figura se observa como la ETP supera los valores de precipitación incluso durante algunos meses en los que actualmente se encuentra por debajo, tal es el caso de los meses Junio, Julio y Agosto.

VIII. Mapeo geológico a escala local

Respecto al contexto geológico de la zona del proyecto, en la mayor parte alta media y algunos afloramientos en la parte baja de la cuenca está compuesto por formaciones de rocas volcánicas dacíticas-andesíticas, brechas ignimbríticas y basaltos. Las rocas duras de las formaciones volcánicas forman mesas escalonadas, colinas aisladas, mesetas y cuerpos intrusivos en la parte alta, los cuales se encuentran fuertemente fracturados producto de un tectonismo intenso ocurrido durante las formaciones geológicas Matagalpa-Coyol.

Por otra parte las rocas de menor dureza fueron erosionadas y transportadas hasta llegar a formar depósitos coluviales (Imagen 5) que llegaron a formar valles en las depresiones de la parte media y baja de la cuenca.

Imagen 5: (Punto No.8 Mapa geológico) Fotografia de Afloramiento de depositos coluviales en margen derecha de afluente del Rio Manigua, en la parte inferior interdigita con rocas ígneas, la cual represente el posible basamento. Fuente: Propia del consultor (2016). Coordenadas: 685404 (Este), 1341674 (Norte) UTM-WGS84

Imagen 6 Ampliación de fotografía donde se muestra el afloramiento de depositos coluviales en margen derecha de afluente del Rio Manigua, en la parte inferior interdigita con rocas ígneas, la cual represente el posible basamento. En esta fotografía se puede apreciar como la roca ígnea que se encuentra presente en el lecho del cauce está diaclasada en todas las direcciones, lo que indica el fuerte tectonismo que hubo en la zona. Fuente: Propia del consultor (2016). Coordenadas: 685404 (Este), 1341674 (Norte) UTM-WGS84

Durante el recorrido de la red de drenaje principal de la cuenca en estudio, se identificaron algunos puntos de afloramientos litológicos de las principales unidades geológicas que predominan en al área del proyecto. En el punto No.2 (Imagen 7) del mapa se muestra un afloramiento de roca ígnea fracturada principalmente en dos direcciones. # 1: Rumbo fractura N 40 ° O, # 2 Rumbo fractura N 70° E.

Imagen 7, Fuente: Propia del consultor (2016).

En la mayoría de los puntos de afloramientos de la parte más baja de la cuenca (Imagen 8) se lograron identificar este tipo de afloramientos que se encuentran fuertemente fracturados en varias direcciones

Imagen 8 Afloramiento rocoso del punto No. 7 mostrado en el mapa Geológico. Fuente: Propia del consultor (2016).

Respecto a la parte media-baja de la cuenca predomina un valle que ha sido rellenado con depósitos coluviales lo cual llega a constituir acuíferos de bajo a moderado rendimiento. El afloramiento de este tipo de unidad litológica se muestra en la Imagen 5.

Mapa 8 Mapa Geológico del área del proyecto. Fuente: Elaboración propia del consultor (2016) a partir de visitas de campo y utilizando hoja geodésica No.3152-III editada por INETER. Escala: 1:5000.

IX. Estimación de la recarga subterránea de la microcuenca del Río Manigua

La recarga principal de las aguas subterráneas es la que proviene de las lluvias. De estas, una parte es retenida por la vegetación, otra parte escurre sobre la superficie del terreno, otra evapora, y otra más infiltra profundo y se almacena en un medio hidrogeológico llamado acuífero.

Para calcular dicha recarga se debe considerar las características edafológicas de los suelos y las condiciones climáticas en la zona para tal efecto, fue necesario a través de SIG diseñar un mapa que combinara estos factores (Mapa 9) . Los principales componentes en la estimación de la recarga potencial y balance hídrico son la precipitación, la evapotranspiración, pendiente topográfica, textura de los suelos, la litoestratigrafía (factor geológico) y la profundidad de raíces de los cultivos.

El procedimiento metodológico para estimar la cantidad de lluvia que infiltra, incluye la determinación en campo de la capacidad de infiltración de los suelos (fc), seguido del cálculo del porcentaje de infiltración efectiva de la lluvia, realizados a partir de ecuaciones y utilizando hojas de cálculo electrónicas.

En este caso se ha tomado en cuenta los datos de climatología descritos previamente en este documento. De igual manera este cálculo además tuve en cuenta las características del suelo, el tipo de vegetación y las propiedades de infiltración.

Para el tipo de suelo, en este cálculo se ha dividido la microcuenca por tipo de suelo y tipo de vegetación para los cuales se ha calculado un potencial de recarga individual por suelo multiplicándolo por sus áreas de cobertura respectiva y sumándolos al final para determinar el potencial de recarga total de la microcuenca. En el Mapa 9 se muestran los tipos de suelo y vegetación existente en el área de estudio.

Para los datos reales de infiltración se consideraron los resultados de las pruebas realizados en el área empleado la metodología propuesta por Schosky y Losilla y presentados en el Anexo 1 de este documento.

Mapa 9: Tipos de suelo y vegetación existente en la microcuenca del Río Manigua.

Fuente de datos ocupadas para la generación de capas temáticas: INETER y visitas de campo.

El cálculo del potencial de recarga subterránea de la microcuenca en estudio se ha estimado para dos escenarios, el de las condiciones actuales y el de futuro con aumentos de la temperatura medias mensuales en la microcuenca de acuerdo a lo calculado y expuesto en el capítulo de climatología del presente estudio. Dichos cálculos y sus resultados son presentados y discutidos en los acápites siguientes. Las tablas de cálculo completas se presentan además en los anexos 2 y 3.

9.1 Escenario de Recarga Potencial en condiciones actuales El resultado obtenido para el escenario de las condiciones actuales revela que la recarga potencial en la zona es de aproximadamente 6.61Mm3 por año, es decir un 13.75% de la precipitación anual en la microcuenca. En la Tabla 10 se presentan los resultados del balance hídrico de suelos realizado por cada tipo de suelo y la vegetación existente.