modelacion calidad de aguas en cuencas baker y pascua

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 1 de 33RESUMEN EJECUTIVOHIDROAYSEN S.A. tiene proyectado desarrollar el potencial hidroeléctrico enlos ríos Baker y Pascua, en el sur de la XI Región de Aysén del General CarlosIbáñez del Campo, mediante la construcción de un conjunto de cinco centraleshidroeléctricas en dichos ríos, además de una central de pasada en el río DelSalto, para el abastecimiento de faenas durante la etapa de construcción delProyecto Hidroeléctrico Aysén (PHA).En dicho contexto se solicitó al Centro de Ecología Aplicada Ltda. el desarrollode un estudio del efecto de la operación de las centrales sobre la calidad de lasaguas de los ríos Baker, Pascua y Del Salto, sobre la base de información delínea de base disponible y modelaciones computacionales.La modelación de calidad de aguas tiene por objetivo determinar los cambiosgenerados ante diferentes escenarios hidrológicos y de operación de lascentrales en los ríos Baker, Pascua y Del Salto, mediante el uso de modelosmatemáticos acoplados a un modelo de escurrimiento.Las cuencas de los ríos Baker, Pascua y Del Salto se sitúan en la zonameridional de la Región Aysén, próximo a los Campos de Hielo Norte yCampos de Hielo Sur. La mayoría de los ríos de la región tienen su origen en elsector trasandino de los Andes, atravesando la cordillera para desembocar enel Océano Pacífico. Tienen gran pendiente y son muy caudalosos producto delo angosta que se presenta la Cordillera de los Andes, los principales ríos de laregión son el Baker, Pascua, Palena, Aysén, Cisnes y Bravo. Por su parte, loslagos son compartidos en su mayoría con Argentina, destacándose el LagoGeneral Carrera que es el de mayor superficie de Chile, seguido por elO’Higgins y el Cochrane.Metodología generalPara la modelación de calidad de las aguas es necesario conocer elfuncionamiento de los ríos y embalses, los cuales son regulados principalmentepor las condiciones climáticas, el caudal y los nutrientes, entre otros factores.Sin embargo, no todos los factores tienen la misma jerarquía en cuanto a su rolcomo factor regulador de su funcionamiento. En este sentido, los factoresrelevantes en términos de calidad del agua en el comportamiento de los ríos,

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 2 de 33embalses, estuarios y fiordos, están dados por las condiciones climáticas queson de orden superior y que controlan a su vez la hidrodinámica, latemperatura y otros componentes, a través de los mecanismos de radiación,vientos, lluvias y la presencia de glaciares.En la Figura R.1 se presenta la jerarquía de los factores relevantes en términosde calidad del agua, donde se observa que los factores físicos son los másimportantes, luego los químicos y los biológicos.Figura R-1. Representación conceptual de los distintos componentes de un ecosistemay su jerarquización.En especial en los embalses, el comportamiento de la calidad del agua estáíntimamente relacionada con los factores biológicos como el proceso deeutroficación, que de acuerdo con numerosos autores, entre los que seencuentran: Welch, 1952; Sawyer, 1966; Fruh et al., 1966; Golterman, 1973y Margalef, 1983, existe un grupo de características morfométricas(profundidad, margen de la cuenca, etc.), químicas (oxígeno y nutrientes) ybiológicas (productividad biomasa, especies indicadoras, etc.) que definen losprincipales estados tróficos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 3 de 33Existen Índices de Estado Trófico que representan un esfuerzo por entregar uníndice cualitativo, con el propósito de clasificar y ordenar los cuerpos de aguacomo lagos, ríos y embalses, desde el punto de vista de la evaluación de lacalidad del agua. Entre otros índices, están los propuestos por Carlson (1977),que considera distintos parámetros para evaluar el Índice de Estado Trófico:uno utiliza la transparencia o turbiedad, otro lo hace utilizando lasconcentraciones de clorofila-A y finalmente, se utilizan también los niveles defósforo.Smith et al. (1999), sintetizó y planteó valores límites de concentraciones paraalgunos de los parámetros propuestos por Carlson (Clorofila-A, Fósforo Total) yademás, consideró el Nitrógeno Total. De este modo, la clasificación tróficaestará dada por el valor que presenten dichos parámetros dentro de un cuerpode agua (ríos, lagunas o mares).En el presente informe se utilizan los límites y clasificaciones propuestos porSmith et al. (1999), los que se muestran en la Tabla R.1. Estos estados deeutroficación en función de los nutrientes, son estados potenciales de alcanzaren los sistemas acuáticos, ya que los procesos de eutroficación estáncontrolados por factores físicos (climáticos) de orden superior que imponen,por ejemplo en los ríos Baker y Pascua, condiciones limitantes de temperaturaen invierno y condiciones de baja penetración de luz en verano, debido a lapresencia de sólidos suspendidos proveniente de los deshielos.Tabla R.1: Límites y clasificación de trofía. Smith et al.(1999).CuerpoAguaLagosRíosMaresdeEstado Trófico Nitrógeno Total[mg/L]Fósforo Total[mg/L]Clorofila-A[ug/L]Oligotrófico 25Oligotrófico 30Oligotrófico 0,04 >5

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 5 de 33Considerando las características del proyecto y la distribución de sus centrales,el río Baker se ha subdividido en un tramo de río antes del embalse Baker 1(RBK1), el embalse Baker 1 (BK1), un tramo de río entre Baker 1 y Baker 2(RBK1-BK2), el embalse Baker 2 (BK2), el tramo de río entre Baker 2 (RBK3) yla desembocadura (Figura R.3). Para la evaluación del estuario se considera eldominio entre 8 km aguas arriba de la desembocadura y el sector en el fiordodonde se produce el quiebre topográfico del cauce del río. Finalmente, el fiordose considera entre la desembocadura de los ríos Baker y Pascua y el límite deéstos con el canal Baker.Para el caso del Pascua (Figura R.4), se considera el tramo antes de Pascua 1(TRP1), los embalses Pascua 1, 2.1 y 2.2 (Embalse Pascua) como un soloembalse y el tramo de río desde Pascua 2.2 a desembocadura (TRP2).Figura R.3. Segmentación de los distintos ambientes de modelación en el río Baker.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 8 de 33condiciones basales de calidad de aguas, tanto en el tiempo como en elespacio . Esta caracterización debe considerar las condiciones hidráulicas,fisicoquímicas y biológicas del área de estudio antes del proyecto, así como,los rangos de variación natural.El análisis histórico de la información, incluye los valores de los parámetrosobtenidos en las campañas de línea de base llevadas a cabo durante agosto ynoviembre 2006 y enero 2007, y las campañas del informe complementariorealizadas durante septiembre y noviembre de 2007, enero y abril de 2008 yenero y febrero de 2009.La descripción de los sistemas acuáticos locales en base a la informacióndisponible y de la caracterización de las condiciones basales, permitirá generarlos patrones de comportamiento que deberán cumplir los sistemas, lo cualrepresentará una forma de validación de los modelos empleados. Si bien, ladescripción de los sistemas locales son representaciones puntuales en eltiempo, son lo suficientemente fuertes como para utilizarla en lacalibración/validación de los modelos.Discusión metodológicaUna vez conceptualizado el modelo de funcionamiento para cada uno de lossistemas de ríos, embalses, estuarios y fiordo Aysén, se eligió el modelonumérico a aplicar. En el caso de ríos, compuestos por sistemas muy alargadosy de altura y ancho reducido, es esperable que debido a los altos niveles deturbulencia asociados a éstos, los distintos constituyentes se encuentren bienmezclados tanto en la dirección vertical como transversal al flujo,registrándose los mayores gradientes en la dirección del flujo. Por esto, seutilizó el modelo unidimensional HEC-RAS, el que permite calcular el ejehidráulico del sistema y la variación temporal de la calidad de sus aguas en ladirección del flujo.En el caso de los embalses proyectados, se escogió el modelo bidimensionalpromediado transversalmente CE-QUAL-W2, el cual cumple con lascaracterísticas de modelación requeridas, ya que los embalses proyectadosposeen una geometría alargada, fuertes caudales y vientos asociados, lo queproduce que presenten gradientes horizontales importantes, inducidos por laacción del viento y dinámica de los flujos de entrada orientados a romper launidimensionalidad vertical del sistema.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 12 de 33Tabla R.4 Periodos de muestreo de los estudios de calidad de agua en los ríos Baker yPascua.CampañaAgosto de 2006Noviembre de2006Enero de 2007Septiembre de2007Noviembre de2007Enero de 2008Abril de 2008Enero -febrero2009Sectores estudiadosSector río Baker Sector río PascuaLago Bertrand a Lago Chico a Lagolaguna Vargas QuetruLago Bertrand a Lago Chico a Lagolaguna Vargas QuetruLago Bertrand a Lago Chico a Lagolaguna Vargas QuetruTramo inferior del río, Tramo inferior del río,incluye Estuario incluye EstuarioTramo inferior del río, Tramo inferior del río,incluye Estuario incluye EstuarioTramo inferior del río, Tramo inferior del río,incluye Estuario incluye EstuarioTramo inferior del río, Tramo inferior del río,incluye Estuario incluye EstuarioRío, fiordo, estuario y Río, fiordo, estuario yLagosLagosPeriodos de muestreo7 – 17 de agosto de200613 – 27 de noviembrede 20064 – 15 de enero de20075 – 29 de septiembre de200720 – 28 de noviembrede 200728 – 30 de enero de200829 de abril – 9 de mayode 200810-31 EneroFebrero de 2009Para las modelaciones se utilizaron los registros de: Temperatura, Salinidad,Clorofila, nutrientes (Ortofosfato, Fósforo Total, Nitrógeno de Amonio,Nitrógeno de Nitrato, Nitrógeno de Nitrito, Nitrógeno Orgánico Total, Sílice,DBO5, Oxígeno Disuelto, Sólidos Totales Suspendidos, Cadmio y Mercurio.Estos últimos dos se usaron en el modelo de Bioacumulación del presenteestudio.Finalmente, el análisis se basa en los valores de las campañas realizadas enestaciones de verano e invierno entre los años 2006 y 2009, dado que lasgrandes variaciones en los parámetros se manifiestan entre estos períodos,debido a los regímenes nivales de caudales que presentan los ríos y a quepresentan una mayor distribución superficial.Antecedentes adicionales de parámetros físicos químicosComo parte de la caracterización del sistema de cuerpos de agua, ha sidonecesario efectuar campañas de medición e instalación de sensores de sondasmultiparamétricas CTD de registros continuo para registrar el comportamientode los lagos aledaños y los tramos inferiores de los ríos Baker y Pascua,incluyendo las zonas del fiordo cercanas a sus desembocaduras.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 13 de 33Esta información da soporte a la descripción física de los sistemas y sustentaparte de la modelación numérica de hidrodinámica y calidad de aguas. Loscuatro grupos de antecedentes considerados son:• Perfiles CTD (conductividad, temperatura y profundidad) en los tramosinferiores de los ríos Baker y Pascua efectuados durante 2007 y 2008.• Medición continua con sondas multiparamétricas ancladas en lostramos inferiores de los ríos Baker y Pascua, efectuada durante enero -febrero de 2009.• Perfiles CTD en lagos aledaños, efectuados durante enero - febrero de2009.• Perfiles CTD en el fiordo, cercano a zona de desembocadura de los ríosBaker y Pascua, durante enero - febrero de 2009.Estimación de la biomasa sumergidaPara realizar una completa modelación de la calidad de aguas de un proyectode construcción de una central hidroeléctrica, es necesario considerar labiomasa que será inundada en el momento en que dicha central comience sufase operacional.La biomasa al entrar en contacto con el agua puede comenzar su degradación,generando nutrientes (fósforo, nitrógeno y carbono mayoritariamente), loscuales entran en el sistema acuático provocando de esta manera un aporte enlas concentraciones de la columna de agua. Esta mayor concentración denutrientes dentro del sistema acuático, podría eventualmente modificar elestado trófico del sistema y consecuentemente provocar un cambio en lacalidad de las aguas.Antecedentes de oceanografía físicaLas campañas de mediciones de corrientes Eulerianas, marea y vientosutilizadas para la calibración y verificación del modelo, se realizaron entre losmeses de febrero y mayo de 2009. Las Tablas 3.10 y 3.11 presentan lascaracterísticas de las mediciones de Corrientes y Marea del Sector Río Baker yRío Pascua, respectivamente.Como los registros de la dirección de las corrientes y vientos son referidosoriginalmente al norte magnético, éstos fueron referidos al norte geográfico,empleándose para tal efecto, la corrección de desviación magnética local. Con

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 14 de 33la información registrada (datos cada 10 minutos, Data Report), se elaboróseries de tiempo horarias.La información de corrientes fue sometida a un análisis estadístico defrecuencias por rangos de dirección y magnitud para una rosa de 8 direcciones(tabla e histograma). Por su parte, las series horarias fueron sometidas a unanálisis de series de tiempo (diagrama de trazos, DVP y espectral).La información de vientos fue sometida a un análisis estadístico de frecuenciaspor rangos de dirección y magnitud para una rosa de 8 direcciones (tabla ehistograma). Por su parte, las series horarias fueron sometidas a un análisis deseries de tiempo (espectral).Finalmente, con el objeto de visualizar las relaciones causa – efecto entre losforzantes vientos y marea con las corrientes Eulerianas, se realizó un análisisde correlación cruzada.Antecedentes de oceanografía químicaSe realizaron perfiles de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y clorofila a,en un total de diecinueve (19) estaciones de muestreo (E-1 - E-19), localizadasen el área de estudio. El muestreo de estas variables se realizó en unacampaña de mediciones entre el 2 y 4 de mayo de 2009. Las mediciones serealizaron desde una embarcación contratada en el área, con un instrumentomarca OTT modelo DS5 (sensor de registro continuo de salinidad(conductividad), temperatura, profundidad, oxígeno disuelto y clorofila a),debidamente calibrado. El instrumento fue programado para que ejecutaraintegraciones de la magnitud de estos parámetros, cada 5 segundos a medidaque desciende por la columna de agua, hasta 60 metros de profundidad,aproximadamente. La información recolectada se guardó en la memoria sólidade la sonda, la cual fue luego transferida a un PC para su posteriorprocesamiento.La localización de los puntos o estaciones de muestreo se efectuó utilizandoun sistema de posicionamiento GPS. Este procedimiento de localización depuntos o estaciones georreferenciadas, fue estándar para todas las estacionesde muestreo consideradas en este estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 15 de 33Los registros de temperatura (ºC), salinidad (psu), oxígeno disuelto (ppm) yclorofila a (ppb) para la totalidad de las estaciones analizadas, se presentan enla forma de perfiles verticales.En términos de calidad del agua, los parámetros analizados fueron: sólidossuspendidos totales, sílice y turbidez. Estos parámetros fueron analizados en 6estaciones de muestreoEl muestreo de agua de mar fue llevado a cabo el 4 de mayo de 2009, conapoyo de una embarcación contratada en el sector. Las condiciones climáticasdurante el muestreo, fueron de cielo con nubosidad parcial, viento fuerteproveniente del W, y con intenso oleaje, verificándose alturas de olas sobre1,5 metros, lo que provocó condiciones de marejada.En cada estación de muestreo, se colectaron muestras de agua de mar a nivelsuperficial. Las muestras fueron obtenidas directamente con el envaseproveniente del laboratorio analítico y conservadas en estos recipientes,debidamente rotuladas y despachadas al laboratorio. Los análisis de lasmuestras de agua obtenidas en la campaña de terreno fueron realizados por elLaboratorio de la facultad de Ciencias Químicas y Bioquímicas de laUniversidad de Valparaíso.Resultados y conclusiones de la modelaciónSistemas embalses - ríosModelo numérico• El modelo conceptual de sucesión embalse-río-embalse generado,sumado a los modelos numéricos empleados en cada segmento,constituye una herramienta adecuada para estudiar la evolución futurade la calidad de las aguas en la zona de los ríos Baker y Pascua productode la construcción del PHA.• La modelación de los ríos muestra que estos actúan como un medio detransporte sin grandes cambios en sus componentes, dadas lascondiciones hidrodinámicas de su funcionamiento. En especial, los ríospresentan un bajo tiempo de retención de las aguas (del orden de horas)que hace que la transferencia neta de calor entre el agua y la atmósferasea reducida, haciendo que los procesos internos queden controlados

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 16 de 33por las fuertes mezclas que mantienen el sistema homogeneizado en ladirección del flujo.• En cuanto a la hidrodinámica modelada en los embalses, se observa quelos resultados obtenidos están de acuerdo a lo esperado, según lopredicho por el análisis de números adimensionales y según lasobservaciones realizadas en lagos de la zona. A grandes rasgos, losembalses muestran tendencia a la mezcla, con episodios de gradientessuperficiales débiles e intermitentes• En zonas cercanas al muro, siendo la mezcla y transporte gobernadoprincipalmente por la dinámica de caudales y en menor medida por elviento. Estas conclusiones demuestran que el modelo numérico escogido(CE-QUAL-W2) y su implementación a los embalses del PHA, es capazde modelar de buena forma los patrones de mezcla, transporte,estructura térmica y calidad de las aguas de estos sistemas acuáticos enestudio.• Para el caso de la central Del Salto, bajo distintos escenarioshidrológicos tendría tiempos de retención entre 1 a 3 horas. Tanto lascondiciones hidráulicas, térmicas e hidrodinámicas indican que estesistema somero mantendría las características de sistema lótico, conuna columna vertical mezclada (por la turbulencia propia del flujo).Considerando las características geométricas someras, condiciones deflujo y procesos de mezcla, se puede prescindir de un modelo numéricoque resuelva el comportamiento hidrodinámico. Los cortos tiempos deretención del sistema, indican que no habría efectos sobre la calidad deagua (temperatura y sólidos suspendidos), dado que existe un reducidoefecto atmosférico sobre el balance radiativo y aguas en movimiento,que limitan la sedimentación de partículas suspendidas.Termo-Hidrodinámica• Los resultados obtenidos de la modelación permiten concluir que losembalses no presentan gradientes térmicos importantes y, por lo tanto,tampoco de densidad, por lo que los embalses tienen poca tendencia ala estratificación, promoviendo así la continua transferencia de masa,momentum y calor, entre la zona superficial y profunda. En términoshidrodinámicos, hay predominancia de eventos que desestabilizan al

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 17 de 33sistema, como lo son los grandes caudales afluentes y el régimen devientos, por lo que la tendencia del sistema es a mantenerse mezclado.• Si bien es cierto, la radiación solar es capaz de aumentar la temperaturasuperficial de los embalses, no se observan gradientes verticalesimportantes, tendientes a generar zonas de estratificación,entendiéndose como estratificación el gradiente vertical de temperaturasmayor a 1°C por metro. Los mayores gradientes verticales detemperatura se generan en los sectores cercanos al muro, dondeaumenta la potencialidad de estratificación y donde los embalsesadquieren realmente una condición léntica. En la Figura R.5 se muestrauna comparación de la estructura de los lagos aledaños en conjunto conlos perfiles verticales de los embalses modelados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 18 de 33Profundidad (m)020406080100120140160180200220Temperatura (ºC)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18LagosBertrand (perfil 3)Cochrane (perfil 3)Colonia (perfil 3)Esmeralda (perfil 2)Larga (perfil 1)Quetru (perfil 5)Leal (perfil 2)Negra (perfil 1)Quiroz (perfil 9)Lago Chico (perfil 6)O'higgins (perfil 3)Termoclina (gradiente 1ºC/m)Profundidad (m)020406080100120140160180200220Temperatura (º C)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Embalses PHABaker 1 (zona del muro)Baker 2 (zona del muro)Pascua 1 (cubeta principal zona más profunda)Pascua 2.1 (zona del muro)Pascua 2.1 (zona del muro)Figura R.5: Comparación de perfiles verticales de temperatura de los lagos aledaños ylos embalses (resultado de simulaciones) para una condición de verano que representael mayor potencial de estratificación. En línea segmentada se señala las zonasprofundas de Baker 1 y Baker 2 que tendrían aguas con menor recirculación y menortemperatura.• Tanto en Baker 1 como en Baker 2 se identificaron zonas profundas (enel área cercana al muro) que tendrían aguas con menor recirculación yque potencialmente pueden tener propiedades distintas del resto de lacolumna de agua por su aislamiento. En la Figura R.5 se señala estazona con línea segmentada sobre el perfil vertical de temperatura. Estaszonas profundas son muy localizadas y representan una fracción muypequeña del embalse. En el caso de Baker 1, este volumen aislado

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 19 de 33representa cerca de un 0,5 % del volumen total embalsado, en tantoque en Baker 2 representa un 0,1 % del volumen total embalsado.• Si bien es cierto se observan aumentos en las temperaturas de veranode los embalses, estos aumentos están principalmente modulados por elalza en las temperaturas afluentes y en menor medida por el intercambiode calor con la atmósfera. Los efectos de la radiación solar sobre lasuperficie de los embalses se manifiesta débilmente en verano,provocando aumentos de no más de un par de grados, respecto delresto de las aguas del embalse, generalmente en sectores cercanos almuro donde aumenta la potencialidad de estratificación. Aunque esposible identificar ciertas tendencias a la estratificación superficial entrelos meses de enero a marzo, estas son más bien débiles y esporádicas(algunos días) tendientes a desaparecer fácilmente ante eventos devientos moderados o crecidas importantes.• Los caudales afluentes controlan en gran medida el transporte demomentum, temperatura y otros constituyentes asociados con la calidadde aguas, no registrándose cambios importantes en sus valores porprocesos internos, lo cual se debe a la gran capacidad de mezcla y bajostiempos de retención.• Se observa también que la velocidad del flujo dentro del embalse estáfuertemente condicionada por la geometría de éste, siendo el anchosuperficial del embalse una variable importante que divide zonas de altasy bajas velocidades, definiendo así como se presentó en el modeloconceptual, la zona de transición río-embalse, o zona semi-léntica yléntica.• Respecto a la temperatura, se observa que los embalses no generancambios significativos sobre la calidad de las aguas efluentes,mostrando diferencias de no más de 0,5 ºC entre las temperaturasafluentes y efluentes, salvo en el caso de Baker 2 donde se observa unamayor fluctuación alcanzando un aumento de hasta 2°C en el periodode verano. Dentro del embalse, los aumentos de temperatura puedenllegar hasta 2 ó 3 °C por sobre los valores de temperaturas afluentes.Sin embargo, como se mencionó anteriormente, estas alzas quedanacotadas a zonas muy superficiales cercanas al muro, lo que norepresenta un impacto significativo sobre la temperatura del embalse. El

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 20 de 33resto del embalse, responde casi exclusivamente a la dinámica térmicade los flujos de entrada.• El efecto conjunto sobre las temperaturas producto del PHA sobre lossectores del río Baker y Pascua, se traduce en diferencias de unos pocosgrados (1 a 2 °C) en comparación con las temperaturas medidas en losmismos ríos. Además se observa un leve desfase en la variaciónestacional de las temperaturas, adelantando el periodo de calentamientoy enfriamiento de las aguas en aproximadamente 10 a 15 días. Estefenómeno se explica debido a la mayor área de aguas expuesta a laatmósfera producto de la construcción de los embalses lo que intensificalos flujos radiativos netos desde y hacia la atmósfera. Por último, seobserva que las temperaturas asociadas al sistema de embalses del ríoPascua, resultan significativamente más bajas que las asociadas alsistema Baker, variando entre limites de 4 a 8 °C en el caso de Pascuacomparado con un rango de 4 a 12 °C en el caso de Baker. Esteresultado puede explicar diferencias en la calidad de aguas de ambossistemas, ya que las bajas temperaturas asociadas al sistema Pascuapueden constituir una fuerte limitante a la producción primaria debiomasa. En los embalses del río Baker se esperan concentraciones declorofila a levemente mayor, debido a la mayor temperatura y menorturbidez.• Dado el corto tiempo de retención de los ríos (del orden de horas), elmodelo numérico mostró que el efecto atmosférico sobre el intercambiode calor es reducido, por lo tanto, las temperaturas de cabecera de lostramos de río (que provienen principalmente de la salida de losembalses) condicionan fuertemente la estructura térmica hacia aguasabajo. Esto debido a que los caudales que aportan los embalsesrepresentan entre un 75% y 90% del caudal total del sistema lótico.Calidad de Aguas• Para el análisis de la calidad de aguas dentro de los embalses se modelóla dinámica temporal y espacial de distintos constituyentes indicativosde la calidad y limnología de estos cuerpos de agua. La discusión sobreel estado trófico esperado para los embalses del PHA, se concentró enla dinámica asociada a la producción de biomasa, representada por laconcertación de Clorofila a. Además, siguiendo la clasificación de Smith

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 21 de 33et al (1999), se determinó el potencial trófico de cada embalse desde elpunto de vista de los nutrientes: fósforo total y nitrógeno total. Si bienel aumento en los niveles de nutrientes en un sistema acuático facilita elcrecimiento de la biomasa, existen otros factores ambientales, como latemperatura y penetración de la luz, que pueden limitar el crecimiento.Por ello, la concentración de nutrientes no necesariamente resultarepresentativa del nivel trófico en algunos sistemas acuáticos. Ademásde las variables anteriores, se presentan resultados de la dinámica desólidos suspendidos y oxígeno disuelto.• En el caso de los embalses de cabecera, Baker 1 y Pascua 1, seconsideró una distribución discreta de concentración de cadaconstituyente representativa de invierno y verano. Para el resto de losembalses, las concentraciones de entrada afluentes vienen dadas por lassalidas del embalse anterior, por lo que se encuentran moduladas por ladinámica del embalse de aguas arriba. Las entradas asociadas a otrosafluentes secundarios son modeladas de la misma forma, es decir,suponiendo una distribución discreta de invierno y verano de lasconcentraciones asociadas.• Se consideran dos distintos escenarios de modelación: 1) El primero deellos constituye el caso base, en el cual sólo se considera el aporte denutrientes y otros compuestos provenientes desde sus afluentes, valoresestimados a partir de la campañas de muestreo realizadas para elestudio de línea base, y 2) El segundo escenario considera además unaentrada extra de nutrientes provenientes de la descomposición demateria orgánica asociada a la vegetación inundada por cada embalse.Para efectos de la modelación, el exceso de nutrientes asociado a ladescomposición de la vegetación inundada, fue incorporada como unaconcentración extra de nutrientes en los caudales afluentes a cadaembalse.• También se realizaron escenarios de sensibilización respecto delescenario base (sin vegetación) para un horizonte de modelación de 5años, en función de los parámetros forzantes: viento y cobertura denubes. Para la sensibilización del modelo se considera una disminuciónde un 20 % en los valores del viento respecto de la condición base y,para el caso de nubes, se aumenta la cobertura a un 100% durante elperiodo de invierno.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 22 de 33• Al igual como ocurre en el caso de la temperatura, se observa que ladinámica de los distintos constituyentes esta modulada principalmentepor los valores afluentes, siendo algunos procesos internos más omenos importante dependiendo del constituyente y de la física particularde cada embalse. Debido al modelo discreto de los datos de entrada, losconstituyentes dentro del embalse tienden a mostrar un patróncaracterístico asociado a épocas de verano e invierno.• En relación al oxígeno disuelto, los resultados muestran altos niveles deoxigenación dentro de los embalses, presentando valores entorno a los10 mg/l durante todo el año con pequeñas fluctuaciones entorno a estevalor. En el caso de embalses profundos, como el Baker 1 y Pascua 1,se observan eventos de disminución del oxígeno disuelto en el fondo,alcanzando valores mínimos entorno a los 5 a 8 mg/L. Este efecto seencuentra relacionado con el fenómeno de estratificación térmicaprofunda descrito anteriormente, el cual tiende a aislarhidrodinámicamente ese sector del embalse, impidiendo la renovación desus aguas y, por lo tanto, aportes de oxígeno disuelto, entre otrosconstituyentes. A pesar de estos fenómenos puntuales, lasconcentraciones de salida de oxígeno disuelto en los embalses casi nose ve alterada respecto de sus concentraciones afluentes, indicando queno existe un impacto mayor en relación a esta variable de calidad. Laincorporación de la vegetación al modelo, no registró cambiossignificativos respecto del caso base.• Con relación a los nutrientes, se observa que los niveles de nitrógeno seencuentran acotados a niveles de oligotrofia, lo que indica una buenacalidad de las aguas en relación a este parámetro. Su variaciónestacional está determinada en gran medida por sus concentracionesafluentes. En relación a los embalses de cabecera, se nota unadisminución de no más de 1 mg/L en las concentraciones de nitrógenoefluentes de estos embalses, respecto de sus valores de entrada en laépoca de verano. Esta disminución podría estar relacionada con elcrecimiento de fitoplancton observado en verano.• La incorporación de la masa vegetal inundada en la modelación provocóun aumento significativo en los niveles de nitrógeno durante losprimeros años de modelación, pudiendo alcanzar valores máximos porsobre los 2 mg/L durante los primeros años en algunos embalses,concentraciones en el rango hipertrófico. El aumento de nitrógeno en el

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 23 de 33sistema responde exclusivamente a los aportes de nitrógenos derivadosde la degradación de la masa vegetal inundada y no a la dinámicainterna del sistema. Por ello, el decaimiento del nitrógeno en el sistemadepende fuertemente del decaimiento de la vegetación sumergida. Losresultados muestran que luego de 5 a 6 años de modelaciónprácticamente se han recuperado los valores simulados según el casobase (sin vegetación).• Según la condición de línea base, el fósforo se presenta enconcentraciones menores a los 0,005 mg/L en la mayoría de los ríosafluentes a los embalses del PHA, concentraciones dentro del rangooligotrófico. Si bien esta condición se mantiene según los resultadosobtenidos para el embalse Baker 1, el resto de los embalses presentaaumentos importantes respecto de esta condición base, alcanzandoniveles mesotróficos en los embalses Baker 2 y Pascua 1, y eutróficosen los embalses Pascua 2.1 y Pascua 2.2.• Al igual que en el caso del nitrógeno, la incorporación de la vegetacióninundada en la modelación, provoca aumentos significativos en losniveles de fósforo durante los primeros años de modelación, pudiendoalcanzar valores por sobre 0,1 mg/L, en algunos embalsescorrespondientes a niveles hipertróficos. De todas formas, no existenvariaciones significativas de fósforo al interior de los embalses, respectode sus concentraciones afluentes, lo que demuestra que los aumentosen sus valores es consecuencia del aporte de nitrógeno derivado de lamateria orgánica en descomposición. Por ello, las concentraciones defósforo disminuyen rápidamente en función de las tasas de degradaciónasociadas a la vegetación sumergida, retomando niveles similares a lossimulados en el caso sin vegetación luego de unos 5 a 6 años demodelación.• En cuanto al Sílice, se observa que este se encuentra enconcentraciones por sobre los 4 mg/L en el sistema Baker, por lo que noconstituye un factor limitante para el crecimiento de micro-algas en elsistema. En cuanto a la dinámica al interior de los embalses, este nopresenta variaciones significativas, manteniendo concentracionesprácticamente constantes durante todo el periodo. El sistema pascua encambio presenta concentraciones en torno a 1 mg/L. Sin embargo, no seobserva un consumo importante de este constituyente en el sistema, porlo que el Sílice mantiene concentraciones prácticamente constantes

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 24 de 33durante todo el período de modelación. Lo anterior, es consecuencia dellimitado crecimiento de algas en estos sistemas, el cual está controladoprincipalmente por las bajas temperaturas asociadas y altos nivelesturbidez.• La producción primaria dentro de los embalses fue representada por ungrupo único de diatomeas, alga predominante en este tipo de sistemas.Los resultados muestran que la concentración de algas en los distintossistemas, está condicionada principalmente por la temperatura yconcentración de sólidos suspendidos en superficie, los que limitan lapenetración de luz en el sistema. Según los resultados de clorofila aobtenidos de las simulaciones, se observa que sus valores medios yefluentes se encuentran acotados entre valores de 0,4 a 1,8 µg/l, lo quecorresponde a una condición oligotrófica de los embalses.• Si bien es cierto, algunos resultados sobre las concentraciones declorofila a en superficie muestran valores altos, pudiendo inclusoalcanzar niveles eutróficos como en el caso de Baker 1, éstos resultanpoco probables de ocurrir en los embalses del PHA, debido a que estosmáximos en los valores de clorofila a, están directamentecorrelacionados con bajas concentraciones de sólidos suspendidos ensuperficie (bajo 4-5 mg/L), lo que facilita la penetración de luz en elembalse aumentando así la actividad fotosintética. Sin embargo, ladisminución en las concentraciones de sólidos suspendidos resulta unartefacto de la modelación, la cual considera un solo tamañorepresentativo de sólidos en suspensión, caracterizado por una tasa desedimentación igual a 0,72 m/día. Estudios de laboratorio muestran quela velocidad de sedimentación asociada a las fracciones más finas de lossedimentos transportados por los ríos Baker y Pascua son del orden de0,07 m/día, es decir, un orden de magnitud inferior al valor utilizado enlas simulaciones. Un análisis de sensibilidad realizado en función dedistintas tasas de sedimentación en el embalse Baker 2, muestra que lasedimentación de las fracciones más finas resulta prácticamentedespreciable, por lo que no se espera una disminución significativa delos sólidos suspendidos en superficie. Este análisis sugiere que losmáximos de clorofila a en niveles eutróficos encontrados en losembalses Baker 1 y Pascua 2.1 no resultan realistas, ya que elsedimento en suspensión esperado en superficie mantendría los nivelesde clorofila a acotados a máximos cercanos a los 2 µg/L.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 25 de 33• La incorporación de la vegetación inundada en la modelación de losembalses, no reportó ningún cambio significativo en las concentracionesde clorofila a simuladas respecto del escenario de modelación sinvegetación. Lo anterior, demuestra que el crecimiento de micro-algas enel sistema no está limitado por nutrientes, ya que a pesar de losimportantes aumentos de fósforo y nitrógeno durante los primeros añosde modelación, el sistema no registró un aumento en la concertación declorofila a respecto de la condición base. Los resultados muestran que lalimitación al crecimiento de micro-algas en los embalses del PHA son decarácter físico, siendo la temperatura y penetración de la luz lasvariables de mayor importancia.• A pesar del alto potencial trófico asociado a los nutrientes producto dela descomposición de la masa vegetal inundada, los bajos niveles declorofila a simulados (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 26 de 33• Los altos valores de retención asociados al embalse Baker 2, motivó unanálisis de sensibilidad sobre la retención de Sólidos Suspendidos enfunción de distintas tasas de sedimentación, asociadas a distintostamaños de partículas. Los resultados se muestran en la Tabla R.6 yFigura R.6.Tabla R.6: Sensibilización del porcentaje de retención promedio de sólidossuspendidos en función de la velocidad de sedimentación, para el Embalse Baker 2.Velocidad desedimentaciónmodelación numéricaTamaño de partículaequivalentePorcentaje deretención promedioen Embalse Baker 2(m/d) (um) (%)0,01 0,24 0,5 %0,04 0,50 1,8 %0,15 1,00 6,4 %0,72 2,00 28,4 %50%45%Retención de sólidos suspendidos en Embalse Baker 2Porcentaje de retención (%)40%35%30%25%20%15%10%5%0%0 0,5 1 1,5 2 2,5Tamaño de la párticula (µm)Figura R.6: Sensibilización del porcentaje de retención promedio de sólidossuspendidos en función de la velocidad de sedimentación, para el EmbalseBaker 2.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 27 de 33Los resultados muestran una variación importante del porcentaje deretención de Sólidos Suspendidos en el embalse Baker 2, en función dela velocidad de sedimentación de las partículas. Al considerar unavelocidad de sedimentación de 0,07 m/día, valor estimado por el informede la Universidad de Chile (2007), como característico de la fracciónmás fina (~1 µm) de Sólidos Suspendidos en el sistema, se obtienenretenciones cercanas al 6%.Este resultado es indicativo de la gran variabilidad sobre lasedimentación de las distintas fracciones granulométricas, asociadas alos sólidos suspendidos afluentes al embalse. Si bien la retención de lafracción más gruesa de sedimentos puede resultar considerable, éstapuede ser prácticamente despreciable para las fracciones más finas. Enfunción de éste resultado, se estima que las fracciones más finas,responsables del transporte de silicatos hacia el fiordo, no presentaráncambios significativos en sus concentraciones.• Para el análisis de la calidad de aguas en los ríos se modela la dinámicatemporal y espacial de la clorofila a; cuyo resultado muestra que no seregistran cambios significativos asociados a esta variable a lo largo delsistema. Esto se debe principalmente a que las condiciones físicas(temperatura en invierno y a nivel de penetración de la luz en verano),controlan como variables de primer orden el desarrollo de clorofila a enlos ríos, debido a la existencia de sólidos en suspensión. Además, lahidrodinámica simulada indica que los tiempos de retención son menoresque las tasas típicas de reacción de los procesos ambientales (fijación denutrientes, fotosíntesis, crecimiento de algas, etc.), por lo que entérminos prácticos, los ríos sólo transportan constituyentes. Si bien, lasconcentraciones de nutrientes aguas abajo de cada embalse eslevemente mayor que la condición de línea base, con excepción de losprimeros años de modelación en el escenario “con vegetaciónsumergida”, el estado oligotrófico se mantiene en los ríos. En síntesis,para evaluar cambios en la calidad de agua en el sistema completo anivel de cuenca, se debe poner énfasis en los procesos que puedanocurrir en los embalses.• En términos generales, se concluye que la calidad de las aguas dentro delos sistemas de embalses asociados a los ríos Baker y Pascua mantienenuna buena calidad de sus aguas, controlando el crecimiento yconcentración de algas en rangos oligotróficos y sin observar latendencia a una evolución negativa de esta condición. A pesar de que el

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 28 de 33nitrógeno constituye una limitante sobre la producción primaria respectodel fósforo, el crecimiento de algas esta principalmente modulado por elrégimen de temperaturas y penetración de luz asociado a cada embalse,sin ser los nutrientes un factor determinante en la dinámica delfitoplancton. Por esto, y a pesar de que el fósforo se puede encontraren rangos eutróficos en algunos de los sistemas, los embales pueden serclasificados como sistemas oligotróficos.• Respecto a la modelación de bioacumulación de metales en la biotaacuática, la concentración de un elemento traza dentro de un pez es elresultado de los flujos químicos en los peces, es decir, el balance entrela incorporación por el alimento y el agua, y los flujos de salida, queestán relacionados a la eliminación debido a la respiración y a laexcreción, y la reducción química de la concentración por la dilucióndebida al crecimiento (Reinfelder et al., 1998). Un equilibrio total sepuede dibujar sumando los flujos de entrada y salida, a través deecuaciones de balance de masas (Ciardullo et al., 2008), que es laaproximación empleada en este estudio. Los resultados obtenidos paralos distintos escenarios propuestos, con el modelo bioenergético deGalaxias maculatus, acoplado al modelo de bioacumulación de cadmio ymercurio, son concordantes con los valores de metales en peceslímnicos, en los cuales se han registrado concentraciones de cadmiosuperiores a 1 mg/kg en Carpas (Vinodhini & Narayanan, 2008), yconcentraciones de mercurio entre 0,27 y 7,3 mg/kg en pecesictiófagos (Stokes & Wren, 1987). Por otro lado, el escenario de mayorimpacto, que incluye un aumento de temperatura por el embalsamientode las aguas y un aumento en diez veces la concentración de metales enel agua, lleva a las concentraciones de metales a niveles inferiores a losrecomendados para consumo humano, por lo que no revestiría unproblema de salud pública. Debe tomarse en cuenta, que el modelodesarrollado es conservador en el tratamiento de las variables yparámetros, utilizando como valores de entrada los valores equivalentesal límite de detección, para la concentración de cadmio y mercurio en elagua, aun cuando no han sido detectados estos metales en los sistemasy, por lo tanto, presentan valores reales muy inferiores a los utilizadosen el modelo. Complementariamente, el modelo considera que todo elmetal esta biodisponible, sin hacer distinción entre compuestosinorgánicos y orgánicos, siendo estos últimos, en la mayoría de loscasos, los susceptibles a bioacumularse (Rodgers & Qadri, 1982), comoes el caso de las formas metiladas de mercurio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 29 de 33EstuariosModelo Numérico• El modelo utilizado fue capaz de reproducir los procesos hidrodinámicosprincipales del estuario, identificados con los antecedentes y medicionesefectuadas en terreno, a saber: 1) efecto de control hidráulico que ejercela marea sobre los ríos (régimen subcrítico), 2) curva de descargaestimada en una sección del tramo inferior de ambos ríos, 3) ingreso deuna cuña salina que se desplaza por el fondo del lecho hacia aguasarriba, dependiendo de la combinación de caudales afluentes y altura demareas (evento que ha sido documentado para el río Baker) y 4)variación estacional de la profundidad de la capa de agua dulce que sedescarga en el fiordo.Calidad de Aguas• El estudio de calidad de agua de la zona estuarina, se ha enfocadoexclusivamente en la componente de salinidad.• Para evaluar los efectos de la operación de los embalses sobre ladistribución de salinidad en el estuario, se implementó un modelonumérico bidimensional promediado lateralmente (CE-QUAL-W2), el cualsimula las condiciones de salinidad, flujo y marea que induce lainteracción del Fiordo Mitchell con el tramo inferior de los ríos Baker yPascua.• Para los dos estuarios se pudieron definir procesos y comportamientossimilares, por lo que las conclusiones aplican en general para ambos,salvo cuando se indica explícitamente la diferencia.• Se efectuaron simulaciones bajo diferentes escenarios hidrológicos,evaluando la respuesta de la distribución de salinidades con unhidrograma de caudales variables, considerando un rango entre el caudalmínimo/ecológico hasta el caudal de diseño/generación.En el caso del estuario Baker, para el escenario de caudales bajos (delorden de 400 m 3 /s), el sistema naturalmente tendría una intrusión salina.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 30 de 33Efectivamente, este evento fue registrado con mediciones de perfilesverticales de salinidad (CEA, 2008). Para los escenarios de caudalessuperiores a 600 m 3 /s, el sistema es capaz de rechazar el ingreso deagua salobre.En el estuario Pascua se obtuvo un resultado similar, donde caudalesbajos (del orden de 300 m 3 /s) permitieron el ingreso de una cuña salina;sin embargo, sobre caudales de 450 m 3 /s, este evento no ocurriría.• Se evaluó el efecto operacional de las centrales hidroeléctricasasumiendo que los caudales naturales del río pasan por una regla deoperación que los regula en forma intradiaria, generando un hidrogramade salida de modo binario: 1) ocho horas de horario punta con caudal demáximo de diseño y 2) 16 horas con caudal mínimo de operación. Si nohay caudal suficiente para seguir esa regla de operación, se reduceproporcionalmente el horario de punta.Para el estuario Baker, cuando los caudales naturales son del orden de400 m 3 /s, la operación produce una intensificación (aumento salinidad22%) y aumento de frecuencia (20% más frecuentes) de los eventos deintrusión salina. Para caudales de 600 m 3 /s, se producirían ocho nuevoseventos en un mes. El resto de los caudales por sobre 800 m 3 /sseguirían siendo capaz de rechazar el ingreso de la intrusión salina.Análogamente, para el estuario Pascua se obtuvo que para caudalesnaturales de 300 m 3 /s, la operación produce una intensificación(aumento salinidad 14%) y aumento de frecuencia (7% más frecuentes)de los eventos de intrusión salina. Para caudales de 450 m 3 /s, seproducirían siete nuevos eventos en un mes. El resto de los caudalespor sobre 600 m 3 /s seguirían siendo capaz de rechazar el ingreso de laintrusión salina.• Basándose en las campañas de terreno y simulaciones efectuadas en eltramo inferior de los ríos Baker y Pascua, se ha podido establecer que elalcance de la cuña salina, estaría acotado a un tramo de 1,5 km desdela desembocadura hacia el estuario Baker y de 1,0 km hacia el estuarioPascua.• Según lo observado en la modelación, se concluye que el efecto de labatimetría del lecho del río y las condiciones hidrodinámicas, tendrían un

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 31 de 33rol fundamental en detener el avance de la cuña salina hacia aguasarriba del cauce, bajo todos los escenarios hidrológicos.• En síntesis, la cuña se intensifica moderadamente, aumenta sufrecuencia pero mantiene su alcance hacia aguas arriba del cauce (iguala las condiciones naturales en la situación sin proyecto).• Si bien podría existir agua salobre que se desplaza por el lecho, el flujodel río no presenta reversibilidad (contracorriente) del escurrimiento porefecto de la marea llenante, por lo que no se verían afectadas lascondiciones de tiempo de retención, como para generar efectos en latemperatura del agua. Asimismo, se infiere que esto no constituye unabarrera hidráulica para el transporte de sólidos suspendidos, dado que semantienen las condiciones de flujo de un sistema lótico.• Los factores que controlan el estado de trofía del estuario, estángobernados por la calidad de aguas arriba que portan los ríos y por lascondiciones físicas e hidrodinámicas (tiempos de residencia) de éste. Porlo tanto, se concluye que se mantendrá la oligotrofia que existía enforma natural.FiordosModelo Numérico• Los resultados muestran que los modelos generados logran reproducircalibradamente la hidrodinámica del Canal Baker y de los principalesríos, cuyos caudales generan la circulación estuarina propia de losfiordos australes, con excepción de los valores de salinidad superficialen la zona de las desembocaduras, cuya situación es mejor representadapor los modelos de estuarios. Al respecto, el modelo cartesiano-sigmalogra generar un mejor ajuste, aún cuando produce una capa superficialsomera con relación a los datos disponibles.• El resultado de la validación muestra que el modelo, en condiciones dealto caudal, reproduce la zona de baja salinidad superficial con valorescoincidentes para la superficie. La diferencia entre ambos, reside en queel modelo produce una haloclina más superficial, lo que reafirma la

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 32 de 33propuesta respecto de la falta de agua dulce en el modelo. Sin embargo,tanto el grosor de la capa de baja salinidad y la profundidad de lahaloclina son coincidentes con los datos recolectados en campañasanteriores.• Analizadas la estabilidad numérica de los modelo cartesiano ycartesiano-sigma. El resultado muestra que el modelo cartesiano de 31capas es más estable numéricamente, que el cartesiano-sigma. Por lotanto, se usa el modelo cartesiano para simular el efecto de las represasrespecto de la concentración de sólidos en suspensión en la zonacercana a la desembocadura del Baker y el Pascua.Calidad de Aguas• Los escenarios simulados fueron 15%, 50% y 85 % de excedencia,usando la concentración de sólidos en suspensión como la variable deestado, respecto de la cual se analizaron los potenciales cambios aobservar en el ecosistema del fiordo. Esta decisión se basa en que lossólidos en suspensión juegan un rol importante en la óptica de lacolumna de agua (e.g. aumento del coeficiente de extinción de la luz), elque a su vez afecta la producción primaria del ecosistema.• Para el caso de los caudales con probabilidad de excedencia de 15%, nohubo diferencias entre la condición con y sin proyecto, respecto de laconcentración de sólidos en suspensión y coeficiente de extinción de laluz. Para el caso de los caudales con probabilidad de excedencia de 50%y 85%, las diferencias entre ambos escenarios se presentaron solo paralas estaciones localizadas en las desembocaduras de los ríos Baker(estación 1) y Pascua (estación 5), tales diferencias son bajas, inferioresal 10%, y se presentan en forma cíclica por la fluctuación intradiaria delos caudales en la condición con proyecto,.• Al comparar los diferentes escenarios con su respectiva condición sinproyecto (ej. probabilidad de excedencia 85% sin y con proyecto, esteúltimo considera la fluctuación intradiaria y retención de sedimentos enlos embalses), los resultados muestran que no se esperan cambiossignificativos en la distribución de sedimentos suspendidos y/o turbidezen el sistema de fiordos del canal Baker. Lo anterior, responde a que losembalses retendrán marginalmente la fracción fina de sedimentos que es

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Resumen Ejecutivo, Página 33 de 33exportada hacia el mar y que los efectos de la fluctuación intradiaria, seconcentran en el escenario de 85% de excedencia, periodo en el cual lacarga de sedimentos disminuye naturalmente por las bajas temperaturasque reducen el aporte de los ríos de origen glacial (ej. ríos Nef, Colonia,Quirós).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y PascuaRESUMEN EJECUTIVOINDICECap. Pág.1 INTRODUCCION1.1 Generalidades 1 11.2 Antecedentes de Sistemas Reófilos Baker y Pascua 1 3BAKER 1 3PASCUA 1 4DEL SALTO 1 51.3 Clima 1 61.4 Antecedentes Bibliográficos Cuencas Regiones XI y XII 1 91.5 Efectos de los Embalses sobre la Calidad del Agua 1 112 OBJETIVO GENERAL Y OBJETIVOS ESPECIFICOS2.1 Objetivo General 2 12.2 Objetivos Específicos 2 13 METODOLOGIA3.1 Metodología General 3 13.2 Segmentación Modelación de Calidad PHA 3 33.3 Enfoque modelación 3 73.3.1 Representación conceptual 3 83.3.2 Representación funcional 3 103.3.3 Representación computacional 3 113.4 Discusión Metodológica 3 123.5 Recopilación de Antecedentes 3 143.5.1 Meteorológicos 3 143.5.2 Hidrológicos 3 153.5.3 Morfológicos 3 173.5.4 Parámetros físicos, químicos y biológicos 3 203.5.5 Campañas adicionales de parámetros físico-químicos 3 303.5.6 Estimación de la biomasa sumergida 3 343.6 Oceanografía física 3 343.7 Oceanografía química 3 374 CARACTERIZACION GLOBAL DEL AREA DE ESTUDIO4.1 Sector Baker 4 14.1.1 Parámetros físicos y químicos 4 2

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua4.1.2 Sílice 4 184.1.3 Nutrientes 4 204.1.4 Clorofila a 4 294.2 Sector Pascua 4 324.2.1 Parámetros físicos y químicos 4 324.2.2 Sílice 4 484.2.3 Nutrientes 4 504.2.4 Clorofila a 4 595 DESCRIPCION DE LOS SISTEMAS LOCALES YMODELO CONCEPTUAL5.1 Descripción física de los ríos 5 15.1.1 Río Baker 5 15.1.2 Río Pascua 5 35.1.3 Análisis de información y modelo conceptual 5 45.2 Embalses 5 205.2.1 Descripción Física del sistema 5 205.2.2 Modelo Conceptual 5 325.3 Estuarios 5 345.3.1 Descripción física del sistema 5 345.3.2 Modelo Conceptual 5 415.4 Caracterización Fiordo 5 435.4.1 Corrientes Eulerianas 5 435.4.2 Vientos 5 675.4.3 Correlación cruzada 5 725.4.5 Estudios oceanografía química 5 786 MODELOS NUMERICOS 6 16.1 Elección de modelos numéricos 6 16.2 Descripción de modelos numéricos 6 26.2.1 HEC-RAS 4.0 6 26.2.2 CE-QUAL W2 6 76.3 Datos de entrada, modelación y validación 6 76.3.1 Ríos 6 76.3.2 Embalses 6 226.3.3 Estuarios 6 306.4 Resultados 6 406.4.1 Ríos 6 406.4.2 Embalses 6 456.4.3 Estuarios 6 171

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua7 MODELACION NUMERICA DEL FIORDO 7 17.1 El Sistema de modelación MOHID 7 17.1.1 Modelación anidada 7 27.1.2 Grillas numéricas 7 37.2 Generación de los modelos hidrodinámicos 7 57.2.1 Condiciones de borde 7 57.2.2 Implementación numérica del modelo hidrodinámico 7 77.2.3 Modelo cartesiano 7 87.2.4 Modelo mixto cartesiano-sigma 7 97.3 Resultados modelos hidrodinámicos 7 107.3.1 Mareas 7 107.3.2 Modelo cartesiano 7 127.3.3 Modelo cartesiano-sigma 7 227.3.4. Discusión del modelo hidrodinámico 7 277.4 Implementación del modelo para sólidos en suspensión. 7 317.4.1 Dinámica de los sólidos en suspensión 7 317.4.2 Implementación de escenarios 7 327.4.3 Resultados de la simulación de sólidos en suspensión 7 337.4.4 Discusión de los escenarios para los sólidos en suspensión 7 398 BIOACUMULACION CADMIO Y MERCURIO 8 18.1 Introducción 8 18.2 Metodología 8 28.2.1 Bioenergética de Galaxias maculatus 8 28.2.2 Dinámica de los metales en sedimento y agua 8 38.2.3 Bioacumulación de metales en Galaxias maculatus 8 48.3 Resultados 8 68.3.1 Calibración 8 68.3.2 Efecto del proyecto 8 79 CONCLUSIONES 9 110 REFERENCIAS 10 111 EQUIPO DE TRABAJO 11 1

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua12 APÉNDICESApéndice A: Meteorología (Datos en archivo digital)Apéndice B: Caudales Medios DiariosApéndice C: Campañas monitoreo calidad de aguas (Figuras)Apéndice D: Campañas monitoreo calidad de aguas (Tablas)Apéndice E: Perfiles verticales de temperatura en lagosApéndice F: Escenarios hidrológicos para eventos de intrusión salinaApéndice G: Medición continua de sondas multiparamétricasApéndice H: Antecedentes de intrusión salina retenida en depresiones del lechoApéndice I: Descripción Modelo CE-QUAL-W2Apéndice J: Descripción Geometría de EmbalsesApéndice K: Cálculo y referencia datos de entrada modeloApéndice L: Perfilajes CTD en el tramo inferior de los ríos Baker y PascuaApéndice M: Central Del SaltoApéndice N: Estudio OceanográficoApéndice O: Informe Sólidos en suspensiónApéndice P: Estimación de la vegetación sumergida y aporte de nutrientes

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 1 de 14CAPÍTULO 1INTRODUCCIÓN1.1 GeneralidadesHIDROAYSEN S.A. tiene proyectado desarrollar el potencial hidroeléctrico en losríos Baker y Pascua, en el sur de la XI Región de Aysén del General Carlos Ibáñezdel Campo, mediante la construcción de un conjunto de cinco centraleshidroeléctricas en dichos ríos, además de una central de pasada en el río DelSalto, para el abastecimiento de faenas durante la etapa de construcción delProyecto Hidroeléctrico Aysén (PHA).En dicho contexto se solicitó al Centro de Ecología Aplicada Ltda. la contrataciónde un estudio del efecto de la operación de las centrales sobre la calidad de lasaguas de los ríos Baker, Pascua y Del Salto, sobre la base de información de líneade base disponible y modelaciones computacionales.La región de Aysén forma parte de la denominada zona austral de Chile, selocaliza aproximadamente, entre los 43º 38’ y los 49º 16’ de latitud sur, y desde los71º 06’ de longitud oeste hasta el océano Pacífico, con una superficie de 106.990km 2 .Las cuencas de los ríos Baker, Pascua y Del Salto se sitúan en la zona meridionalde la Región Aysén, próximo a los Campos de Hielo Norte y Campos de Hielo Sur(Figura 1.1).La mayoría de los ríos de la región tienen su origen en el sector trasandino de losAndes, atravesando la cordillera para desembocar en el Océano Pacífico. Tienengran pendiente y son muy caudalosos producto de lo angosta que se presenta laCordillera de los Andes, los principales ríos de la región son el Baker, Pascua,Palena, Aysén, Cisnes y Bravo. Por su parte, los lagos son compartidos en sumayoría con Argentina, destacándose el Lago General Carrera que es el de mayorsuperficie de Chile, seguido por el O’Higgins y el Cochrane.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 2 de 14Figura 1.1. Localización general del Proyecto Hidroeléctrico Aysén. (Fuente: EIA PHA,Capítulo 1, Lámina 1.1-A)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 3 de 141.2 Antecedentes de Sistemas Reófilos Baker y PascuaBAKERLa cuenca del río Baker se sitúa entre el paralelo 46º y 48º de latitud sur y laslongitudes 71º y 73º 30’, abarca una superficie total de 27.150 km 2 (Figura 1.2).Posee un régimen pluvio-nival, en el que las mayores crecidas se producendurante los meses de verano. Entre sus afluentes destacan los ríos Nef,Chacabuco, Cochrane, Del Salto, Colonia, Los Ñadis, Ventisquero y Vargas. Loslagos principales presentes en esta cuenca son el General Carrera, Bertrand,Cochrane, Colonia, laguna Larga. El río Baker en su desembocadura forma undelta con dos brazos principales, de los cuales sólo el norte es navegable.Figura 1.2. Cuenca del río Baker. (Fuente: EIA PHA, Apéndice D, Apéndice 4, Figura 5)

PASCUAModelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 4 de 14La cuenca del río Pascua abarca la mayor parte del área comprendida entre losparalelos 47°35’ y 49°20’ de latitud sur y las longitudes 71°40´ y 73°35´. En suextremo septentrional limita con la cuenca del Río Bravo, mientras que por elmeridional lo hace con el vasto Campo de Hielo Sur. La superficie que encierra lacuenca es de 14.500 km 2 , perteneciendo 7.130 km 2 a Chile y los 7.370 restantes(51% del total) a Argentina (Figura 1.3).El lago O´Higgins, con una superficie de 1.000 km 2 , o sea un 6,9 % del total de lacuenca, también se encuentra dividido por el límite territorial. La hoya afluente a éles de 13.300 km 2 , superficie que representa un 92% del total de la cuenca del RíoPascua y que es drenada por innumerables esteros y ríos de poco caudal. Loslagos principales son el Quetru, Leal, Gabriel Quirós, Chico y laguna Negra.Figura 1.3. Cuenca del río Pascua. (Fuente: EIA PHA, Apéndice D, Apéndice 4, Figura 6)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 5 de 14DEL SALTOLa cuenca del Río Del Salto se encuentra entre los paralelos 47º16'40"y 47º25'50"latitud sur y los 72º42'30'' y 72º35'24'' longitud oeste. Al norte limita con Río Bakery al sur con el estero El Salto. La superficie de la cuenca es de 1238 km2 y seencuentra 100% en territorio nacional (Figura 1.4).Figura 1.4. Cuenca del río Del Salto. (Fuente: EIA PHA, Apéndice D, Apéndice 4, Figura7)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 6 de 141.3 ClimaLa región de Aysén presenta una notable variedad de tipos climáticos (DirecciónMeteorológica de Chile) que afectan la dinámica de los ecosistemas acuáticos,estas zonas climáticas son (Figura 1.5 y 1.6):Clima templado frío de costa occidental con máxima invernal de lluvias: Es laprolongación del clima de la región de Los Lagos y se extiende hasta la región deMagallanes. Se presenta en los canales, tiene intensas precipitaciones los cualespueden alcanzar unos 4.000 mm. al año, presenta grandes vientos que hacen quela temperatura sean bajas, pero que no descienden más allá de los 4°C. Presentaademás una gran nubosidad durante todo el año.Clima continental trasandino con regeneración esteparia: Se extiende desdeel río Cisne hasta el extremo sur de la región. Las precipitaciones son más bajasque el clima anterior ya que el sector se ve protegido por la Cordillera de losAndes, registrando un promedio de 1.200 mm. en Coyhaique y unos 730 enCochrane. Las oscilaciones térmicas son más altas registrando entre el mes máscálido y el más frío unos 12º C y las temperaturas medias son 1º a 2º C inferioresa las del clima de la zona más occidental en la misma región.Clima de hielo por efecto de altura: Corresponde a las zonas de los Campos deHielo ubicadas sobre los 800 mt. de altura en la Cordillera de los Andes, es unazona afectada por grandes vientos, con temperaturas muy bajas promediandosiempre sobre los 0° C, lo que permiten la mantención de estos hielos y laimposibilidad de crear asentamientos humanos.Clima de estepa fría: Se ubica en el sector oriental de la región conprecipitaciones que disminuyen, presentando meses secos con registros bajo los40 mm. y en los meses invernales alcanzan sobre los 600 mm. en Balmaceda y300 en Chile Chico. Las temperaturas también son menores que las de los climasdel oeste, mostrando valores medios anuales de 6º a 9º C, las cuales junto a losvientos y precipitaciones, permiten la aparición de una vegetación de estepa.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 7 de 14Figura 1.5 Zonas climáticas del área del área de Baker PHA (Fuente: DirecciónMeteorológica de Chile)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 8 de 14Figura 1.6 Zonas climáticas del área del área de Pascua PHA (Fuente: DirecciónMeteorológica de Chile)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 9 de 141.4 Antecedentes Bibliográficos Cuencas Regiones XI y XIIA continuación se presenta una revisión de los antecedentes de algunas cuencasde las regiones XI y XII que cuentan con estudios de sus cuerpos de agua. Entreellas están: a) Río Baker, b) Río Aysén, c) Río Cisnes y d) Río Serrano.Cuenca Río BakerSalas (2004) determinó la calidad actual en todos los tramos definidos en lacuenca. La calidad global en todos esos tramos clasificó como de ClaseExcepcional. Sin embargo, en la mayoría de los tramos se tienen parámetros fuerade está clase, el parámetro más recurrente es el Aluminio. Otros parámetros queen algunos tramos se clasificaron fuera de la Clase de Excepción son el Boro,Cobre, Sulfuro, Hierro, Manganeso, Sólidos Suspendidos y Molibdeno. Sinembargo, no se detectaron fuentes de origen antropogénico para estosparámetros.El estudio sugiere que se deben efectuar estudios complementarios de loscuerpos de agua ubicados en la cuenca del río Baker como el lago GeneralCarrera, lago Bertrand, lago Cochrane, entre otros. Es importante conocer lahidrodinámica y procesos en estos cuerpos dado que los cauces más importantesde la cuenca se inician de los desagües de esto, de manera que la calidad deagua de ellos esta relacionada en forma directa.Cuenca Río AysénLa cuenca hidrográfica del Río Aysén pertenece a la XI Región y se extiende entrelos paralelos 45º y 46º16’ latitud sur y meridianos 71º20’ y 73º longitud oeste.Abarca una superficie de 11.456 Km2. Cubre parcialmente el territorio de lasProvincias de Aysén y Coyhaique. La cuenca se caracteriza por abundancia deprecipitaciones y gran disponibilidad de recursos hídricos que se manifiesta en lapresencia de numerosos lagos y ríos. Las principales actividades económicas serelacionan con los rubros agropecuario, silvícola, industrial y turístico.DGA (2004a) indica que la calidad natural de la cuenca del Aysén es buena aexcepción de los ríos Emperador Guillermo y Aysén en su tramo inferior. Seidentificó que los siguientes parámetros de calidad exceden la clase de excepción:aluminio, manganeso, cromo, boro y cobre.El aluminio se encuentra omnipresente en toda la cuenca del Aysén, ya que éstese encuentra formando parte de las arcillas que escurren en las escorrentías.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 10 de 14Cuenca Río CisnesLa hoya trasandina del río Cisnes forma parte de la XI Región de Aysén delGeneral Carlos Ibáñez del Campo y ocupa una situación céntrica en la franjacontinental de la Patagonia Occidental; posee una extensión de 5.464 km2. El ríoCisnes se forma de la reunión de varios arroyos que nacen al pie occidental delcordón limítrofe, que aquí constituye la divisoria de aguas, y desemboca en labahía de Puerto Cisnes, en la ribera oriental del canal Puyuhuapi. Su recorridototal es 160 km, en un lecho interrumpido por múltiples accidentes: gargantas,rápidos, saltos, marmitas gigantes, rocas provenientes de derrumbes, etc., que leconfieren un rasgo dominante al valle medio por la sucesión regular de angosturasy ensanchamientos de cierta extensión. Recoge numerosos y caudalosostributarios por ambas bandas y también numerosos arroyos que bajan de lasabruptas laderas de las montañas.La calidad natural del río Cisnes en general es de excelente a buena calidad.Predominan el cobre y aluminio producto de las formaciones geológicas, lascuales son lixiviadas por las aguas superficiales y subterráneas. La grancobertura vegetal y el clima presente en la cuenca del río Cisnes aporta a que sepreserven los parámetros de calidad en la clase de excepción (DGA, 2004b).Cuenca Río SerranoEsta hoya forma parte de la XII Región de Magallanes, es de tipo trasandino conuna extensión de 6.673 km2, formando parte de ella una serie de grandes ypequeños lagos concatenados y otros situados en paralelo.Los ríos Serrano, Grey y Paine nacen como emisarios de cuerpos de agua, loscuales se formaron por arrastre de materiales glaciales (morrenas), por las cualesse filtran aguas que emergen más abajo incorporándose en abundancia en loscursos de agua. La calidad natural de estos ríos está determinada fuertemente porlas características de los lagos: Pehoe, Del Toro, Sarmiento, Grey Nordenskjold.DGA, (2004c) indica que la calidad natural de los cursos de agua que conformanla cuenca del Serrano en general son de excelente a buena calidad. Predominanlos metales pesados producto de las formaciones geológicas, las cuales sonlixiviadas por las aguas subterráneas las cuales comienzan a recargan al ríodesde la parte media hasta la desembocadura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 11 de 141.5 Efectos de los Embalses sobre la Calidad del AguaEn términos generales, la construcción y operación de embalses produce uncambio en las condiciones de escurrimiento del río original, transformando alsistema fluvial en un cuerpo de agua de características lacustres. Comoconsecuencia del cambio del patrón de escurrimiento se pueden potencialmenteproducir cambios en las propiedades y calidad del agua en términos de laestructura térmica, densidad, concentración de sólidos suspendidos, parámetrosfisicoquímicos y biológicos, como lo es el fitoplancton.Los embalses han sido generalmente considerados sinónimos de los lagos, por loque el enfoque para estudiar los embalses es idéntico al enfoque utilizado en elestudio de cuerpos lacustres, y los resultados se pueden interpretar dentro delcontexto convencional de la limnología de lagos (Thornton et al., 1990).El comportamiento hidrodinámico de un lago o embalse depende principalmentedel intercambio de masa, calor y cantidad de movimiento con el medio. Esteintercambio está asociado a procesos específicos que ocurren en la naturaleza,como lo son la incidencia de radiación solar, el régimen de vientos y lasprecipitaciones, entre otros factores ambientales forzantes del sistema, tal comose muestra en la Figura 1.7.Debido a la acción de las variables forzantes (hidrología, meteorología u operacióndel embalse), la estructura física de la columna de agua puede sufrir variacionespor el desarrollo de variados procesos hidrodinámicos, que interactúan ademáscon procesos fisicoquímicos y biológicos relacionados por ejemplo, con lasreacciones de los elementos geoquímicos, nutrientes y desarrollo de biotaacuática como el crecimiento de microalgas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 12 de 14Figura 1.7. Esquema de procesos transferencia de masa, momentum y calor queinteractúan en un embalse.Tanto Gore y Petts (1989), Thornton et al. (1990) y Cooke (1993), muestran quelos embalses debido a su configuración geométrica presentan zonas concomportamientos diferenciados a lo largo del cuerpo de agua (ver Figura 1.8).Los tramos usualmente descritos dentro de un embalse, se componen de: a) Zonafluvial, caracterizada por una sección angosta, somera y bien mezclada confuerzas advectivas importantes que tienen gran capacidad de transporte, b) Zonade transición, donde se produce una compensación entre las fuerzas advectivas yla estructura vertical de densidad, y c) Zona lacustre, caracterizada por ser unazona más profunda y ancha donde predomina la estabilidad de la estructuravertical de la densidad.Figura 1.8. Esquema de la estructura interna de un embalse (Fuente: Gore y Petos,1989)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 13 de 14En esta última zona lacustre, se puede presentar una potencial estratificaciónvertical en capas, que se produce por la interacción de la zona superficial con elambiente. El calentamiento y mezcla turbulenta de las capas superiores produceuna capa homogénea de agua templada a cálida (epilimnion), mientras que en lazona más profunda se mantiene una capa de agua más fría aislada de laperturbaciones superficiales (hipolimnion).En casos en que los embalses son alimentados por caudales importantes, uno delos parámetros claves que controlan el comportamiento biogeoquímico del sistematiene relación con el tiempo promedio en que el agua permanece dentro de losbordes que limita el cuerpo de agua (Rueda et al., 2006), lo que se conoce comotiempo de residencia (o tiempo de retención). Junto con el caudal también esrelevante la regla de operación del embalse, pues el tiempo de retención está endirecta relación con el balance entre estos 2 elementos. El estudio de un embalse,además supone la incorporación de procesos de menor escala que puedanpermitir la caracterización del transporte y mezcla dentro del cuerpo de agua, entrelos cuales se encuentran procesos como la advección, convección, turbulencia,difusión, corte, dispersión y sedimentación.Por otra parte, en zonas geográficas con aportes glaciales naturales, esimportante considerar los procesos de las capas superficiales (Davis-Colley,1988), como la relación entre la profundidad de mezcla y la zona eufótica(convencionalmente tomada como la profundidad en la cual la luz se atenúa a un1% de su valor superficial). Esto explica, por ejemplo, por qué la productividadprimaria en aguas muy turbias puede ser más baja que la esperada según laconcentración de nutrientes (Grobbelaar, 1985).En relación a la potencial eutrofización, ésta no se manifiesta con la mismaintensidad en todos los cuerpos de agua, ya que dependerá del tipo de embalseque se construya y opere (Palau, 2003). La susceptibilidad que presentan losembalses a la eutrofización, se explica por la carga de materia orgánica queprocesan aguas arribas y a la relación existente entre las superficies de la cuencay la lámina de agua, favoreciendo el tiempo de residencia de los nutrientesaportados por unidad de superficie (Palau, 2003). El estado trófico de losembalses y lagos varían también según las condiciones climáticas del sectorgeográfico en el que se sitúan (De León et al., 2003).Otro de los efectos sobre los embalses, se refiere a la sedimentación que seproduce en base a diversos factores, como la erosión que se produce aguas arribadel embalse, que varía en función de la erodabilidad del sustrato, protección delsuelo, densidad de la cubierta vegetal e intensidad de la lluvia; transporte dematerial desde la ladera hasta los cauces fluviales, altura de la lámina de agua almomento de crecidas y la forma de laminación. La acumulación de sedimentos

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 1, Página 14 de 14(aterramiento) influye directamente en el volumen de almacenamiento del embalse(López et al., 2003). Esta acumulación interviene en la calidad del agua, ya que lossedimentos son zonas de acumulación de nutrientes y el material sedimentadoorgánico contiene nitrógeno de amonio y fósforo.En base a lo anterior, el estado eutrófico que podrían presentar los embalsespersisten debido a la recirculación de nutrientes entre el agua y el sedimento(Armengol, 1998). Cabe recordar que una mayor concentración de turbidez ysólidos suspendidos, pueden afectar la zona fótica; y que un aumento de amonio yfósforo incrementan la producción primaria en las zonas con mayor penetración dela luz. Además, los sedimentos tienen la capacidad de acumular sustanciastóxicas que producen efectos negativos sobre la biota acuática (Armengol, 1998).Finalmente, cabe señalar que para resolver simultáneamente los procesos másrelevantes que ocurren en el embalse, se debe considerar la interacción de losprocesos tanto físicos, químicos y biológicos. Para ello, el uso de la modelaciónnumérica resulta una herramienta valiosa que permite efectuar una representaciónsimulada del comportamiento de la hidrodinámica y calidad de agua, en función delos cambios de los parámetros forzantes que la afectan, como lo son la hidrología,meteorología y/o reglas de operación del embalse.

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Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 11, Página 1 de 1CAPÍTULO 11EQUIPO DE TRABAJONombre Profesión Titulo Función en el proyectoNatacha Oyola Cartógrafa Magister en Teledetección Encargada SIG y CartografíaJulio Vallejos Ingeniero Civil Hidráulico MBA Encargado modelación ríosCecilia Urrutia Ingeniero Civil Hidráulico Ingeniero Encargado Modelación NuméricaToradji UraokaIngeniero Civil Hidráulico Ingeniero Responsable Modelación NuméricaSantiago MontserratManuel DuránRodrigo PardoIngeniero Civil HidráulicoGeólogoLimnólogoMagíster en recursos y medioambiente hídrico (U de Chile) Responsable Modelación Conceptual yDoctorado en Fluidodinámica Análisis de Resultados(Candidato U. de ChileGeólogo, HidrogeólogoCoordinador Responsable IntegraciónModelosMagíster en Ciencias Biológicasc/m Ecología, Universidad deChile. 1999-2002. Doctor Modelación Metales pesados y apoyo(Candidato U. de Chile) en limnologicoCiencias Mención: Ecología yBiología Evolutiva.Olga MartinezIngeniería Ambiental (2003).Instituto de CapacitaciónProfesional (INACAP). Post-título en ContaminaciónEncargada Información yQuímico Laboratorista Ambiental (1997). Facultad deCalidad de Agua(1994).Ciencias, Universidad de Chile.Universidad TecnológicaMetropolitanaanálisis deManuel ContrerasAntonio TironiVictor MarínLimnólogoBiólogo AmbientalBiólogoLicenciatura en Ciencias conmención en Biología (1986).Universidad de Chile. Magisteren Ciencias Biológicas conmención en Ecología (1993). Coordinador General del ProyectoUniversidad de Chile. Doctoradoen Ciencias Biológicas conmención en Ecología (1998).Universidad de Chile.Magíster en Ciencias Biológicasc/m Ecología, Universidad deChile. 1999-2002. DoctorModelación Numérica Fiordo(Candidato U. de Chile) enCiencias Mención: Ecología yBiología Evolutiva.Modelación Conceptual y NuméricaPhD Oceanografíadel Fiordo

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 2, Página 1 de 1CAPÍTULO 2OBJETIVO GENERAL Y OBJETIVOS ESPECÍFICOS2.1 Objetivo GeneralDeterminar los cambios en la calidad del agua ante diferentes escenarioshidrológicos y de operación de las centrales en los ríos Baker, Pascua y Del Salto,mediante el uso de modelos matemáticos acoplados a un modelo deescurrimiento.2.2 Objetivos Específicos• Determinar el futuro estado trófico de los embalses asociados a lascentrales del PHA, así como en los tramos de ríos aguas abajo de éstas.• Determinar el efecto de las centrales del PHA sobre la pluma de dispersiónde sedimentos en el estuario.• Determinar la concentración de metales no esenciales (cadmio y mercurio)asociados a los fenómenos de bioacumulación y biomagnificación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 1 de 403.1 Metodología GeneralCAPÍTULO 3METODOLOGÍAEl funcionamiento de los ríos y embalses es regulado principalmente por factorescomo las condiciones climáticas, el caudal, y los nutrientes, entre otros. Sinembargo, no todos los factores tienen la misma jerarquía (importancia), en cuantoa su rol como factor regulador. En la Figura 3.1 se presenta la jerarquía de losfactores relevantes en términos de calidad del agua, a partir de los cuales sedesprende que los factores físicos son los más importantes, luego los químicos ypor último, los biológicos.Esto podemos ejemplificarlo de la siguiente manera en un río: podemos agregaruna cantidad de nutrientes extremadamente alta, sin que ocurran cambios en lacondición trófica del río, debido a que los tiempos de residencia (renovación delagua) son muy bajos.Lo anterior, nos lleva a plantear la necesidad de utilizar esta jerarquía cada vezque estudiamos los ecosistemas acuáticos presentes en los ríos, en el caso delpresente informe, cuando estudiemos la calidad y comportamiento de la condicióntrófica del sistema, debe existir coherencia entre ésta y las propiedades de losríos.FísicosQuímicosBiológicosFigura 3.1. Distribución jerárquica de los factores que controlan los ríos de tipo ritrónico.(Fuente: EIA PHA 2008, Apéndice D, Apéndice 4, Figura 13).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 2 de 40En este sentido, los factores relevantes en términos de calidad del agua en elcomportamiento de los ríos, embalses, estuarios y fiordos, estarán dados por lascondiciones climáticas que son de orden superior y que controlan a su vez lahidrodinámica, la temperatura y otros componentes, a través de los mecanismosde radiación, vientos, lluvias y la presencia de glaciares.En un orden inferior, el comportamiento de la calidad del agua, en especial de losembalses, está íntimamente relacionada con factores biológicos como el procesode eutroficación, que de acuerdo con numerosos autores, entre los que seencuentran: Welch, 1952; Sawyer, 1966; Fruh et al., 1966; Golterman, 1973 yMargalef, 1983, existe un grupo de características morfométricas (profundidad,margen de la cuenca, etc.), químicas (oxígeno y nutrientes) y biológicas(productividad biomasa, especies indicadoras, etc.) que definen los principalesestados tróficos.En este sentido, existen Índices de Estado Trófico que representan un esfuerzopor entregar un índice cualitativo, con el propósito de clasificar y ordenar loscuerpos de agua como lagos, ríos y embalses, desde el punto de vista de laevaluación de la calidad del agua. Entre otros índices, están los propuestos porCarlson (1977), que considera distintos parámetros para evaluar el Índice deEstado Trófico: uno utiliza la transparencia o turbiedad, otro lo hace utilizando lasconcentraciones de clorofila-A y finalmente, se utilizan también los niveles defósforo.Smith et al. (1999), sintetizó y planteó valores límites de concentraciones paraalgunos de los parámetros propuestos por Carlson (Clorofila-A, Fósforo Total) yademás, consideró el Nitrógeno Total. De este modo, la clasificación trófica estarádada por el valor que presenten dichos parámetros dentro de un cuerpo de agua(ríos, lagunas o mares).En el presente informe se utilizan los límites y clasificaciones propuestos por Smithet al. (1999), los que se muestran en la Tabla 3.1. Estos estados de eutroficaciónen función de los nutrientes son estados potenciales de alcanzar en los sistemasacuáticos, ya que como se expuso, los procesos de eutroficación estáncontrolados por factores físicos (climáticos) de orden superior que imponen, porejemplo en los ríos Baker y Pascua, condiciones limitantes de temperatura eninvierno y condiciones de baja penetración de luz en verano, debido a la presenciade sólidos suspendidos proveniente de los deshielos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 3 de 40Tabla 3.1: Límites y clasificación de trofía. Smith et al.(1999)Cuerpo de Agua Estado Trófico Nitrógeno Total Fósforo Total Clorofila-A[mg/L][mg/L][ug/L]Lagos Oligotrófico 25Ríos Oligotrófico 30Mares Oligotrófico 0,04 >5En general, se puede considerar que los mecanismos más importantes queinfluyen en el comportamiento de los embalses son el intercambio de calor, masay cantidad de movimiento. En la actualidad existen varios modelos numéricos parala evaluación del estado trófico, los cuales permiten efectuar una evaluación delcomportamiento hidrodinámico de los sistemas y llevan acoplados modelos decalidad, que permiten hacer simulaciones en el tiempo para evaluar elcomportamiento de variables de calidad química y biológica del agua.En países de latitudes templadas, como Alemania, Canadá, Estados Unidos deAmérica y España, los modelos de evaluación de estado trófico se encuentranmuy desarrollados, en muchos casos se ha intentado aplicar sus resultados anuestras latitudes; sin embargo, hay que aplicarlos con las consideracionesnecesarias a las condiciones locales.3.2 Segmentación para la Modelación de Calidad de AguasEl desarrollo del Proyecto Hidroeléctrico Aysén (PHA) considera la construcción decinco centrales, las que se han denominado Baker 1, Baker 2, Pascua 1, Pascua2.1 y Pascua 2.2, y una central para abastecimiento eléctrico para las faenas deconstrucción, denominada Del Salto.Las centrales que componen el Proyecto Hidroeléctrico Aysén tendrán unapotencia total instalada aproximada de 2.750 MW y producirán en conjunto unaenergía media anual de 18.430 GWh a inyectar al Sistema Interconectado Central.Considerando las características del PHA y la distribución de sus centrales, para laevaluación de la modelación de calidad de aguas se ha efectuado unasegmentación de cada río, basada en tramos de río y embalses. De esta manera,el río Baker se ha subdividido en un tramo de río antes del embalse Baker 1(RBK1), el embalse Baker 1 (BK1), un tramo de río entre Baker 1 y Baker 2

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 4 de 40(RBK1-BK2), el embalse Baker 2 (BK2), el tramo de río entre Baker 2 y ladesembocadura (RBK3) (Figura 3.2). Para la evaluación del estuario se considerael dominio entre 8 km aguas arriba de la desembocadura y el sector en el fiordo,donde se produce el quiebre topográfico del cauce del río. Finalmente, el Fiordo seconsidera entre la desembocadura y el límite de éste con el Golfo de Penas.Para el caso del río Pascua (Figura 3.3), se considera el tramo antes de Pascua 1(TRP1), los embalses Pascua 1, 2.1 y 2.2 (Embalse Pascua) como un soloembalse y el tramo de río desde Pascua 2.2 a desembocadura (TRP2).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 5 de 40Figura 3.2. Segmentación de los distintos ambientes de modelación en río Baker.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 6 de 40Figura 3.3. Segmentación de distintos ambientes de modelación en el río Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 7 de 403.3 Enfoque de la ModelaciónPara la evaluación de los cambios de calidad del agua por efecto de laconstrucción del PHA, se ha considerando la condición de línea de base decalidad del agua, la que es comparada con una representación modelada decalidad del agua bajo las condiciones de diseño y operación del PHA.Un modelo numérico es una representación utilizada para simular las condicionesambientales y su respuesta ante estímulos o impactos determinados. Una vez queel modelo ha sido seleccionado o construido, pueden ser evaluados los efectos dela acción propuesta y sus alternativas. Los modelos de calidad de aguas tienenpor finalidad, determinar las nuevas concentraciones de contaminantes del cuerpode agua en cada punto y a lo largo del período de interés, cuando las condicionesde modificación y el estado inicial son conocidos.El objetivo del desarrollo de cualquier modelo de calidad de agua, es producir unaherramienta que tenga la capacidad de simular el comportamiento de lascomponentes hidrológicas y de calidad de un cuerpo de agua. El desarrollo deesta herramienta para simular el comportamiento del prototipo, se hace aplicandoun modelo matemático, producto de tres fases generales:• Representación conceptual.• Representación funcional.• Representación computacional.El desarrollo de un modelo de calidad de aguas, así como de cualquier otro, debeseguir las etapas que se muestran en la Figura 3.4.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 8 de 40Especificación delProblemaTeoríaGeneralConstrucciónTeóricaEspecificaciónNuméricaDatos deDiseñoDatos deLaboratorioResultadosCalculadosCalibración delModeloVerificación delModeloFigura 3.4. Etapas en el desarrollo de un modelo de calidad de aguas. Modificado deThoman y Mueller (1987).3.3.1 Representación conceptualComo se mencionó en el punto 3.1 los factores relevantes que controlan elcomportamiento de los ríos, embalses, estuarios y fiordos en términos de lacalidad del agua, están dados por las condiciones climáticas que son de ordensuperior y que controlan a su vez la hidrodinámica, la temperatura y la luz, a travésde los mecanismos de radiación, nubes, vientos y lluvias. Por lo tanto, la primerafase de la representación modelada, incluirá una modelación hidrodinámica quesirva de plataforma para la modelación de calidad.En un orden inferior, el comportamiento de la calidad del agua, en especial de losembalses, está íntimamente relacionada con el proceso de eutroficación, cuyoestado se puede representar con el Índice de Estado Trófico.Por lo anterior, los procesos fundamentales que rigen la calidad de agua de uncuerpo acuático, ya sea fluvial o lacustre, son los térmicos, hidrológicos y

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 9 de 40bioquímicos. Los procesos hidrológicos deben entenderse, como aquellosexclusivamente relativos al comportamiento hidrodinámico.Una visualización esquemática de estos procesos y sus relaciones de jerarquía sepresenta en la Figura 3.5.Por lo tanto, los esfuerzos de la modelación se concentran en determinar loscambios de variables forzantes del sistema como temperatura, caudal, sólidos ensuspensión y de variables de respuesta como clorofila, nutrientes (Fósforo total yNitrógeno total), concentración de oxígeno disuelto y salinidad según correspondaa ríos, embalse, estuario o fiordo.Figura 3.5. Representación conceptual de los distintos componentes de un ecosistema ysu jerarquización.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 10 de 403.3.2 Representación funcionalLos modelos de calidad de aguas de las cuencas de los ríos Baker y Pascua sonparte de un modelo integrado de simulación que involucra embalses, ríos,estuarios y fiordo (Figura 3.6), con el fin de evaluar en el largo plazo el impactosobre la calidad en algunos elementos físico-químicos y biológicos de interésambiental, producto de la construcción de las centrales Baker 1, Baker 2, Pascua1, Pascua 2.1 y Pascua 2.2.Figura 3.6. Modelo funcional que integra modelos parciales de ríos, embalses, estuario yfiordo en un perfil esquemático.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 11 de 403.3.3 Representación computacionalEn la actualidad existen varios modelos numéricos para la evaluación del estadotrófico, que incluyen los modelos de río, embalse y estuario. Estos modelospermiten efectuar una evaluación del comportamiento hidrodinámico de lossistemas y cuya calibración se puede realizar a través de datos de temperatura y/osalinidad. Estos modelos llevan acoplados modelos de calidad del agua, quepermiten hacer simulaciones en el tiempo para evaluar el comportamiento devariables de calidad química y biológica.La aproximación metodológica para llegar a describir y modelar la calidad del aguade los sistemas acuáticos asociados al PHA, se basa en la secuencia de variasetapas en las que se van recopilando los antecedentes existentes u otrasmediciones de terreno específicas, tales que permitan realizar el análisis de losdatos orientados a describir el comportamiento del conjunto de los sistemasacuáticos en estudio.La recopilación de antecedentes está orientada a definir la fuente de los datosutilizados en el presente estudio, tal que se pueda aplicar una trazabilidad de lainformación. Los antecedentes se componen de diversos campos, como losregistros meteorológicos, estadísticas hidrológicas, morfología, calidadfisicoquímica y biológica, entre otros. Para cada grupo de datos se especifica eltratamiento de ellos, es decir, que procesos de limpieza de datos, relleno ointerpolación se han utilizado.En base al análisis de la información, se podrá describir la estructura de lossistemas y su funcionamiento. Cada uno de los sistemas (ríos, embalses,estuarios y fiordo) tendrán un comportamiento que está dominado principalmentepor procesos físicos de gran, media y pequeña escala, como por ejemplo: lasvariables forzantes meteorológicas, procesos de mezcla debido al escurrimiento yviento, u otros procesos, como la cuña salina que se puede localizar en sectoresacotados del estuario. Por lo tanto, es de importancia conocer cuáles son losfactores de relevancia para los sistemas acuáticos del PHA.Para tener un punto de referencia para analizar los potenciales efectos de laconstrucción y operación del PHA, es necesaria una caracterización con lascondiciones basales de calidad de aguas, tanto en el tiempo como en el espacio .Esta caracterización debe considerar las condiciones hidráulicas, fisicoquímicas ybiológicas del área de estudio antes del proyecto, así como, los rangos devariación natural.El análisis histórico de la información, incluye los valores de los parámetrosobtenidos en las campañas de línea de base llevadas a cabo durante agosto ynoviembre 2006 y enero 2007, y las campañas del informe complementario

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 12 de 40realizadas durante septiembre y noviembre de 2007, enero y abril de 2008 y eneroy febrero de 2009. Los valores de estos parámetros según el sistema acuáticoanalizado (cauce principal, tributarios y estuario) se encuentran en el Apéndice Ddel presente estudio de modelación.La descripción de los sistemas acuáticos locales en base a la informacióndisponible y de la caracterización de las condiciones basales, permitirá generar lospatrones de comportamiento que deberán cumplir los sistemas, lo cualrepresentará una forma de validación de los modelos empleados. Si bien, ladescripción de los sistemas locales son representaciones puntuales en el tiempo,son lo suficientemente fuertes como para utilizarla en la calibración/validación delos modelos.3.4 Discusión MetodológicaLos modelos numéricos asociados a describir la calidad del agua de distintossistemas acuáticos, resuelven una serie de ecuaciones cinéticas orientadas acuantificar la cantidad o transporte de un cierto constituyente o contaminanteasociado a la calidad de aguas del sistema. La tasa de variación y transporteasociado a estos constituyentes, son generalmente moduladas por lahidrodinámica del sistema, por lo que, además del modulo de calidad de aguas, enprimer lugar los modelos numéricos deben resolver la hidrodinámica del cuerpo deagua.Gran parte de la complejidad de un modelo numérico, radica en la cantidad deforzantes físicas y dimensiones relevantes para describir el transporte demomentum en el sistema. Así en ríos donde existe una sola dirección principal,modelos numéricos unidimensionales promediados en la transversal (profundidady ancho) son suficientes como para resolver la hidráulica del sistema y, por lotanto, la calidad de sus aguas.Para el caso de lagos o embalses estratificados y donde no existen gradienteshorizontales importantes, modelos numéricos unidimensionales promediados en lahorizontal han otorgado buenos resultados. Sin embargo, sistemas más complejosdonde existen fuertes gradientes horizontales, pueden requerir de la utilización demodelos en 2 ó 3 dimensiones. Para el caso de embalses alargados donde seespera que exista estratificación, además de gradientes horizontales importantessólo en la dirección principal del cuerpo de agua, modelos en 2 dimensionespromediados lateralmente, han demostrado ser herramientas adecuadas para suestudio. Si bien es cierto, que los modelos en 3 dimensiones son capaces decapturar dinámicas complejas asociadas a corrientes y ondas internas, su altocosto computacional y gran requerimiento de datos, limita su uso práctico asimulaciones de corto plazo (algunos pocos días).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 13 de 40Una práctica normal para la caracterización de los distintos procesoshidrodinámicos relevantes en un sistema acuático, consiste en la cuantificación deéstos mediante la utilización de números adimensionales adecuados. Estacuantificación permite determinar los procesos más relevantes en la hidrodinámicadel cuerpo de agua y que otros procesos pueden ser despreciados o consideradosde menor importancia. De esta manera, es posible acotar y simplificar lamodelación como también elegir la complejidad y dimensionalidad de los modelosnuméricos a utilizar.En el caso de la hidráulica tradicional, existe una metodología bien establecidabasada en los números adimensionales de Reynolds (Re) y de Froude (Fr), losque permiten determinar el estado o comportamiento del flujo con relación a losefectos derivados de la viscosidad, gravedad y fuerzas inerciales. Toda vez que unflujo es caracterizado en función de estos números adimensionales, una serie deotras características se hacen evidentes, simplificándose su análisis (CHOW,1994; Imberger, 2001).La mayor cantidad de procesos importantes en la hidrodinámica de sistemaslímnicos, hacen que la caracterización en términos de los números de Reynolds yFroude sea insuficiente y poco adecuada. En la literatura han sido definidosnúmeros adimensionales característicos del comportamiento de sistemasacuáticos complejos, donde los efectos del viento, corrientes, transferencia decalor y gradientes de densidad, entre otros, dominan la dinámica del sistema.Estos números adimensionales buscan parametrizar la dinámica de la capasuperficial, la dinámica de ondas internas y la dinámica de corrientes asociadas aflujos afluentes y efluentes del sistema acuático (Imberger, 2001).Esta metodología, basada en la utilización de números adimensionales, ha sidoincorporada al presente estudio, sentando las bases para la conceptualización delmodelo hidrodinámico de los embalses del PHA y la elección del modelo numéricoa utilizar. El análisis de números adimensionales, se presenta en detalle en elCapítulo 5 de este informe.Por lo anteriormente expuesto, para los segmentos de río se utiliza el modeloHEC-RAS y para los segmentos de embalse y estuario se implementa el modeloCE-QUAL-W2, mientras que para el fiordo la modelación se efectúa a través delmodelo 3D, MOHID.Los datos para cargar estos modelos, han sido levantados al menos a nivelestacional, otros a nivel mensual, diario e incluso horario, lo que produceresultados útiles a nivel de la estimación de la variación de calidad de las aguas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 14 de 403.5 Recopilación de antecedentes3.5.1 MeteorológicosEl objetivo de la caracterización meteorológica para las cuencas de los ríos Bakery Pascua, es presentar la información necesaria que permita realizar lamodelación de calidad de aguas bajo un escenario de Línea Base (Situación sinProyecto) y los escenarios asociados al funcionamiento de las centraleshidroeléctricas del PHA.Para realizar la caracterización meteorológica, fue necesario complementar lainformación existente disponible en el estudio de impacto ambiental (EIA PHA,acápite 4.3.1 Clima y Meteorología). En particular, fue necesario recopilarantecedentes meteorológicos en las estaciones que se presentan en la Tabla 3.2para el periodo Mayo 2006 –Enero 2009.En la Tabla 3.2, la columna “Resp” Indica la institución que es responsable de lainformación recopilada, las cuales son DMC (Dirección Meteorológica de Chile),DGA (Dirección General de Aguas) y PHA (Proyecto Hidroeléctrico Aysén). Estainformación fue recopilada durante Marzo/Abril 2009 de la base datos DGA enlínea. Posteriormente, fue analizada y se utilizó la más representativa para cadacaso (Cochrane, Baker en angostura Chacabuco, Pascua en desagüe LagoO’Higgins y Pascua antes junta Lago Quetru).Adicionalmente, fue necesario extender o estimar series meteorológicas,particularmente variables relacionadas con la magnitud del viento y la radiaciónsolar. La metodología utilizada para obtener esa información adicional se describeen Apéndice A.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 15 de 40Tabla 3.2 Estaciones MeteorológicasEstaciones Resp Este NorteCochrane DMC 685,466 4,766,264EMB1 (Central Baker 1) PHA 680,493 4,777,968EMPY (Puerto Yungay) PHA 624,871 7,689,850EMP2.2 (Central Pascua 2.2) PHA 639,517 4,665,892EMQ1 (Sector Desagüe Lago G. Quirós) PHA 646,986 4,644,182EMSL (Relleno Sanitario San Lorenzo) PHA 683,593 4,759,455EMCMT (CMT Pascua) PHA 642,301 4,664,555EMP1 (Lago Chico) PHA 646,986 4,644,182EMDS (Del Salto) PHA 676,948 4,755,452EMLB (Laguna Balboa) PHA 642,072 4,692,166Pascua en desagüe Lago O´Higgins DGA 649,082 4,638,669Pascua antes junta Lago Quetru DGA 641,897 4,664,186Baker en desagüe Lago Bertrand DGA 665,037 4,788,997Baker en angostura Chacabuco DGA 671,951 4,776,135Baker bajo los Ñadis DGA 652,276 4,736,8263.5.2 HidrológicosEl objetivo de la caracterización hidrológica de los ríos Baker y Pascua, espresentar la información necesaria que permita realizar la modelación de calidadde aguas bajo un escenario de Línea Base (Situación sin Proyecto) y losescenarios asociados al funcionamiento de las centrales hidroeléctricas del PHA.Las estadísticas fluviométricas disponibles en las cuencas del río Baker y Pascuafueron obtenidas del estudio elaborado por Ingendesa (2007) y del banco nacionalde aguas de la Dirección General de Aguas (DGA). El resumen de las estacionesconsideradas se presenta en la Tabla 3.3.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 16 de 40Tabla 3.3: Estaciones Fluviométricas DGAIDEstaciónUbicaciónFechaLatitud Longitud Inicio Término1 Baker en desagüe lago Bertrand 47°01´40´´ 72°49´30´´ May 63 -2 Baker en Angostura Chacabuco 47°08´30´´ 72°43´45´´ Dic 76 -3 Baker en Colonia 47°21´00´´ 72°51´00´´ Abr 63 Mar 904 Baker bajo Los Ñadis 47°30´00´´ 72°58´30´´ May 75 -5 Chacabuco antes junta Baker 47°07´00´´ 72°34´30´´ Mar 78 Jul 906 Río Del Salto antes junta Baker 47°17´25´´ 72°41´00´´ Nov 79 Dic 007Pascua en desagüe lagoO’Higgins48°23´00´´ 72°59´00´´ Ene 62 -8 Pascua antes junta Quetru 48°09´20´´ 73°05´20´´ Abr 78 -Fuente: Ingendesa (2007), citado en Estudio de Impacto Ambiental del PHA.Se utilizan las series de tiempo de caudales medios diarios obtenidos de losServicios Satelitales en Tiempo Real de la DGA durante el periodo Mayo 2006 –Enero 2009 en las estaciones Río Baker Desagüe Lago Bertrand, Baker enAngostura Chacabuco, Pascua en desagüe Lago O´Higgins, Pascua antes juntaQuetru. Adicionalmente, fue necesario estimar caudales medios diarios paraalgunos afluentes que no cuentan con estadísticas de caudales medios diarios enese período o no cuentan con control fluviométrico. La metodología utilizada paraobtener esta información adicional, se describe en el Apéndice B. CaudalesMedios Diarios.Para realizar la caracterización hidrológica del río Baker, fue necesariocomplementar la información hidrológica disponible para la elaboración del EIA delPHA. En particular, fue necesario generar una serie de tiempo de caudales mediosdiarios para los ríos Chacabuco, Nef, Cochrane, del Salto, Colonia, Ñadis,Ventisquero y del Paso.En el caso de la caracterización hidrológica del río Pascua, fue necesariocomplementar la información hidrológica disponible de acuerdo a lo indicado enestudio elaborado por Ingendesa (2007). En particular, fue necesario generar unaserie de tiempo de caudales medios diarios para los lagos Gabriel Quirós, Quetru,Borquez y Bergues.Gráficamente, los resultados de la caracterización hidrológica se presentan comoun diagrama unifilar de caudales medios anuales, que muestran los ríos enestudio y los principales afluentes.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 17 de 403.5.3 Morfológicos3.5.3.1 BakerPara el Río Baker se identificaron tres zonas con diferentes condicionesmorfológicas a partir de la información cartográfica del IGM, sobrevuelo por el ríoBaker, y experiencia de terreno (Fuente: Anexo D, Apéndice 4 del EIA PHA: 1)Morfología tipo cascada, 2) Regiones con canal recto con secuencia de rápidos ypozas, y 3) Río trenzado (ver Figura 3.7).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 18 de 40Figura 3.7: Clasificación de condiciones hidráulicas del río Baker (Fuente: EIA PHA 2008,Apéndice D, Apéndice 4, Figura 92).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 19 de 403.5.3.2 PascuaA partir de información cartográfica del IGM, sobrevuelo por el río Pascua yexperiencia de terreno, se logró distinguir condiciones distintas en la zona alta,aguas arriba de Central Pascua 2.2 y zona baja, aguas abajo de Central Pascua2.2 (Fuente: EIA PHA 2008, Apéndice D, Apéndice 4) (Figura 3.8):• Morfología Tipo Cascada (Zona Alta)• Río Meandroso con posibilidad de desarrollo local (Zona baja).Figura 3.8: Clasificación de condiciones hidráulicas del río Pascua. (Fuente: EIAPHA 2008, Apéndice D, Apéndice 4, Figura 231).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 20 de 403.5.4 Parámetros físicos, químicos y biológicosEste estudio en el área de emplazamiento del PHA, permitirá describir la situaciónambiental actual en ambas cuencas y compararla con la descripción de losecosistemas fluviales bajo condiciones operacionales, lo cual frente a un potencialcambio en la calidad de agua, permitirá establecer medidas de mitigación yeventualmente de compensación por el emplazamiento y la operación de lascentrales del PHA.Se tomaron muestras en ocho periodos estacionales definidos en función delrégimen de descarga de la cuenca (Salas, 2004). La Tabla 3.4, presentainformación sobre los periodos de muestreo.Tabla 3.4 Periodos de muestreo de los estudios de calidad de agua en los ríos Baker yPascua.PHA.CampañaSectores estudiadosSector río Baker Sector río PascuaPeriodos de muestreoAgosto de 2006Lago Bertrand a lagunaVargasLago Chico a Lago Quetru 7 – 17 de agosto de 2006Noviembre de 2006Lago Bertrand a laguna13 – 27 de noviembre deLago Chico a Lago QuetruVargas2006Enero de 2007Lago Bertrand a lagunaVargasLago Chico a Lago Quetru 4 – 15 de enero de 2007Septiembre de 2007Tramo inferior del río, Tramo inferior del río, 5 – 29 de septiembre deincluye Estuarioincluye Estuario2007Noviembre de 2007Tramo inferior del río, Tramo inferior del río, 20 – 28 de noviembre deincluye Estuarioincluye Estuario2007Enero de 2008Tramo inferior del río, Tramo inferior del río,incluye Estuarioincluye Estuario28 – 30 de enero de 2008Abril de 2008Tramo inferior del río, Tramo inferior del río, 29 de abril – 9 de mayo deincluye Estuarioincluye Estuario2008Enero -febrero2009Río, fiordo, estuario y Río, fiordo, estuario y 10-31 EneroLagosLagosFebrero de 2009Para el análisis de calidad de aguas descrito en el capítulo 4 y la modelación delos embalses y ríos, se utilizaron las campañas de agosto 2006, enero 2007,septiembre 2007, enero 2008 y enero 2009 (ésta última sólo se incluyó en elanálisis realizado en el capítulo 4), características de las condiciones de invierno yverano.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 21 de 40Las estaciones de muestreo se ubicaron en el curso principal y en los tributariosen la cuenca de los ríos Baker y Pascua, en cada caso se definió el carácter deltramo, dividiéndolos en río, tributario y estuario (Tablas 3.5 y 3.6, FiguraApéndice C, 1 y 2). Estaciones de monitoreo del estudio calidad de agua en lacuenca del río Baker.CódigoEstaciónTramoTabla 3.5: Estaciones de monitoreo río BakerDescripciónCoordenadas UTM*EsteNorteBCAT 2 Río Río Ibáñez. sector Villa Cerro Castillo. 716905 4889210BCAT 3 Río Río Murta. 675615 4854357BCAT 6 Lago Muelle Puerto Guadal. 675242 4810046BCAT 8 Río Desagüe Lago General Carrera en Puente. 667509 4809774BCAT 9 Lago Lago General Carrera. sector El Maitén. 669771 4803952BCAT10 Río Río Soler. sector lago Bertrand 641929 4794858BCAT 12 Lago Lago Bertrand. sector antes desagüe 664022 4794786BCAT 12.1 Lago Lago Bertrand 663370 4802303BCAT 12.2 Lago Lago Bertrand 663434 4797705BCAT 12.3 Lago Lago Bertrand 667138 4798471BCAT 12.4 Lago Lago Plomo 661199 4793810BCAT 12.5 Lago Lago Plomo 656792 4792085B1RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 5.1 Km. del lagoBertrand664996 4789593B2RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 11.2 Km. del lagoBertrand667765 4784573B3RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 4.5 Km. aguasarriba del río Nef668867 4782457B4RíoRío Baker. sector de muestreo ubicado a 2.7 Km. aguasarriba del río Nef668453 4780775BCAT 18 Tributario Desagüe Laguna Rebalse. Confluencia Río Nef. 645306 4777299TB20 TributarioRío Nef; sector de muestreo ubicado a 12.7 Km. de laconfluencia con el río Baker658379 4779228TB21 TributarioRío Nef; sector de muestreo ubicado a 1.2 Km. de laconfluencia con el río Baker667815 4778788TB21.1 Tributario Yacimiento el Maitén; Aguas Arriba 1 666337 4775906TB21.2 TributarioYacimiento el Maitén. sector muestreo ubicado a 1.2 Km. dela confluencia con Río Nef667582 4777547TB21.3 Tributario Yacimiento El Maitén; Aguas Abajo 1 667787 4778417TB22 Tributario Estero aguas abajo del estero El Molino 673952 4776454B5RíoRío Baker; muestreo en el sector denominado pasarela ElManzano672543 4776622B6RíoRío Baker. Sector de muestreo ubicado a 2 Km. de lapasarela el Manzano.673967 4777486BCAT 16 Río Río Baker. sector Campamento el Manzano 674822 4777643B6.1 Río Muro Central Baker 2 680023 4777600TB23 TributarioRío Chacabuco; sector de muestreo ubicado a 0.74 Km. de laconfluencia con el río Baker680959 4777742TB24 TributarioRío Chacabuco; sector de muestreo ubicado a 0.2 Km. de laconfluencia con el río Baker681055 4777530

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 22 de 40CódigoEstaciónTramoDescripciónCoordenadas UTM*EsteNorteB7 Río Río Baker; aguas abajo de la confluencia del río Chacabuco 681063 4777517B8RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 8.4 Km. aguasabajo de la confluencia del río Chacabuco679453 4769670B8.1 Río Yacimiento Balseo Norte 679314 4768656B8.2 Río Yacimiento Balseo. Aguas Abajo 678245 4766724CO1 Lago Lago Cochrane 692800 4767882CO2 Lago Lago Cochrane 690831 4763310TB25 TributarioRío Cochrane; sector de muestreo ubicado a 5.3 Km. aguasabajo del lago Cochrane685565 4764214BCAT 20 Tributario Río Cochrane 686540 4764256TB26 TributarioRío Cochrane; sector de muestreo ubicado a 3 Km. de laconfluencia con el río Baker676280 4761753B9 Río Río Baker; aguas abajo de la confluencia del río Cochrane 673877 4761140ES1 Lago Lago Esmeralda 682640 4757342ES2 Lago Lago Esmeralda 681307 4755627TB27 TributarioRío Del Salto; sector de muestreo ubicado a 2.9 Km. deldesagüe del lago Esmeralda677451 4755792TB28.1 Tributario Río Del Salto. Mellizo 1 676747 4755400TB28.2 Tributario Río Del Salto. Mellizo 2 676607 4754831TB28.3 Tributario Río Del Salto. Mellizo 2 676184 4754743TB28 TributarioRío Del Salto; sector de muestreo ubicado a 4.7 Km. deldesagüe del lago Esmeralda676056 4755446LA1 Laguna Laguna Larga 666195 4742166CH1 Laguna Laguna Chacabuco 667719 4747691BCAT 24 Lago Lago Juncal. Sector Tres Lagos 672657 4753404TB29 TributarioRío Del Salto; sector de muestreo ubicado a 0.2 Km. de laconfluencia del desagüe del lago Juncal675213 4757336TB30 TributarioRío Del Salto; sector de muestreo ubicado a 2.9 Km. de laconfluencia con el río Baker674042 4759534TB31 TributarioRío Del Salto; sector de muestreo ubicado a 1.1 Km. de laconfluencia con el río Baker673233 4760680B10 Río Río Baker; aguas abajo de la confluencia del río Del Salto 673174 4761473B11RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 4.4 Km. aguasabajo del río Del Salto669738 4761622CL1 Lago Lago Colonia 639083 4759945CL2 Lago Lago Colonia 640353 4757596TB32TributarioRío La Colonia; sector de muestreo ubicado a 9 Km. deldesagüe del lago Colonia650548 4756312TB33 TributarioRío La Colonia; sector de muestreo ubicado a 0.3 Km. de laconfluencia con el río Baker660510 4758775TB13.1 Tributario Yacimiento Los Ñadis, aguas arriba 655553 4739823TB13.2 Tributario Yacimiento Los Ñadis 655727 4739448B12RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 1 Km. aguas abajode la confluencia con el río de La Colonia661246 4757781B13RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 0.8 Km .aguasarriba de la confluencia con el río Ñadis654905 4741184

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 23 de 40CódigoEstaciónTramoDescripciónCoordenadas UTM*EsteNorteTB34 TributarioRío Ñadis; sector de muestreo ubicado a 13.5 Km. aguasarriba de la confluencia con el río Los Barrancos659938 4728461TB35 Tributario Río Los Barrancos 660807 4735556TB36 TributarioRío Ñadis; sector de muestreo ubicado a 0.8 Km. aguasabajo de la confluencia con el río Los Barrancos658987 4736090B14RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 0.7 Km. aguasabajo de la confluencia con el río Ñadis654737 4740176B14.1 Río Muro central Baker 2 648641 4734786B15RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 3.5 Km. aguasabajo de la confluencia con el río del Saltón643812 4733934B16RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 5.4 Km. aguasabajo de la confluencia con el río del Saltón644017 4732210BCAT 27 Tributario Río Calafate. junta Río Ventisquero 634613 4732578TB38.1 Tributario Río Ventisquero 644493 4730385TB37 TributarioRío Ventisquero; sector de muestreo ubicado a 0.1 Km. de sudesembocadura644488 4730099B17RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 13.5 Km. aguasabajo del río Ventisquero643761 4719247B18RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 19.1 Km. aguasabajo del río Ventisquero639208 4717315B19RíoRío Baker; sector de muestreo ubicado a 6 Km. aguas arribade la laguna Vargas634362 4714389VA1 Lago Lago Vargas 647972 4717848BCAT 28 Tributario Río Jaramillo. 646616 4715566BCAT 29 Tributario Río Negro. Tributario Baker. 629922 4713252B39.1 Río Río Baker 628804 4708635B40.1 Río Río Baker 624241 4708091B41.1 Río Río Baker 617092 4703550EB42.1 Estuario Estuario 612081 4706110EB43.1 Estuario Estuario 608915 4707401EB44.1 Estuario Estuario 607064 4705570Fior B Fiordo Fiordo 606208 4706701*Datum WGS 84 Huso 18s

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 24 de 40CódigoEstaciónTramoTabla 3.6. Estaciones de monitoreo río Pascua.DescripciónCoordenadas UTM*EsteNortePCAT 35 Lago Lago O'Higgins 657379 4637414PCAT 35.1 Lago Lago O’Higgins. Bahía Ventisquero 653067 4635431PCAT 35.2 Lago Lago O’Higgins. Bahía Esperanza 648837 4636657PCAT 35.3 Lago Lago O'Higgins 651412 4638762P1 Río Río Pascua; afluente del lago Chico 651191 4641502PCAT 34.1 Lago Lago Chico 650182 4642465PCAT 34.2 Lago Lago Chico 649741 4643184PCAT34.3 Lago Estero Pretil Lago Chico 648825 4643822PCAT34 Lago Lago Chico. sector Pascua 648359 4643576P2.1 Río Lago Chico 647560 4644025P2 Río Lago Chico 646590 4644824P3RíoRío Pascua; sector de muestreo ubicado a 1.1 Km.aguas arriba del desagüe del lago Gabriel Quirós645670 4645140P4RíoRío Pascua; sector de muestreo ubicado a 0.45 Km.aguas abajo del desagüe del lago Gabriel Quirós645671 4645690TP3.1 Lago Lago Gabriel Quirós 643283 4644182TP3.2 Lago Lago Gabriel Quirós 641223 4642645TP9 RíoDesagüe del lago Gabriel Quirós. sector de muestreoubicado a 0.83 Km. de la confluencia con el río Pascua645089 4644682P9.1 RíoRío Pascua; sector de muestreo a 2.2 Km. aguas debajode la confluencia con el desagüe del lago Gabriel Quirós 646892 4646855(Yacimientos Quirós Sur)P9.2 Río Yacimiento Quirós Norte 646531 4647931P4.1 Río Muro central Pascua 2.1 642347 4656551P5RíoRío Pascua; sector de muestreo ubicado a 2.8 Km.aguas arriba del lago Quetru642136 4663493P6RíoRío Pascua; sector de muestreo ubicado a 0.8 Km.aguas arriba del lago Quetru641378 4665102P7RíoRío Pascua; sector de muestreo ubicado a 0.2 Km.aguas arriba del lago Quetru640656 4665426P8RíoRío Pascua; sector de muestreo ubicado a 2 Km. aguasabajo del lago Quetru640585 4664809TP8.1 Lago Lago Leal 647518 4670413TP8.2 Lago Lago Leal 648176 4670251TP8.3 Lago Laguna Negra 638709 4680968TP8.4 Lago Laguna Negra 639813 4680469TP8.5 Lago Lago Leal 639813 4676894TP8.6 Lago Lago Leal 639392 4675501TP8.7 Lago Lago Quetru 32 640811 4670455TP8.8 Lago Lago Quetru 32 640207 4668379TP10 TributarioDesagüe del lago Quetru. sector de muestreo ubicado a0.4 Km. de la confluencia con el río Pascua 1640656 4665426P13.1 Río Río Pascua 640171 4664344P9 Río Río Pascua (Aguas abajo P13.1) 640003 4664164P14.1 Río Río Pascua 637066 4660299

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 25 de 40CódigoEstaciónTramoDescripciónCoordenadas UTM*EsteNorteTP11 Tributario Río Berguez 635871 4656255TP11.2 Tributario Río Berguez a 1.8 Km. de la confluencia con el Pascua 635500 4654941EP15.1 Estuario Estuario 630667 4656851TP12.2 Tributario Río Bórquez a 2.7 Km. de la confluencia con el Pascua 626492 4654589TP12 Tributario Río Bórquez 628493 4655735EP16.1 Estuario Estuario 623688 4658698FiorP Fiordo Fiordo 622343 4659520*Datum WGS 84 Huso 18SSe tomaron muestras de los parámetros de calidad de agua indicados en la Tabla3.7 en los sectores Baker y Pascua.Tabla 3.7. Parámetros agosto de 2006 a abril de 2008 y verano de 2009PARÁMETRO PARÁMETRO PARÁMETRO PARÁMETRO PARÁMETROAlcalinidad total Cobalto Fluoruro Nitrógeno de amonioAluminio Cobre Fósforo de ortofosfato Nitrógeno de nitratoSólidos TotalesDisueltosSólidos TotalesSuspendidosAmoniaco Coliformes Fecales Fósforo total Nitrógeno de nitrito SelenioArsénicoColiformes TotalesHidrocarburos policíclicosAromáticosNitrógeno totalSodio porcentualBario Color verdadero Hidrocarburos Totales Oxígeno disueltoSólidosSedimentablesBicarbonato Compuestos fenólicos Hierro pH SulfatoBoro Conductividad específica Litio Plata TemperaturaCadmio Cromo Litio cítrico Plomo TurbidezCalcio Cromo hexavalente Magnesio Potasio VanadioCarbonato DBO 5 ManganesoResiduos sólidosfiltrablesZincCianuro DQO Mercurio SalinidadClorofila "a" Detergente Molibdeno SíliceCloruro Flúor Níquel SodioSi bien se tomaron muestras de todas las variables expuestas en la Tabla 3.7, elanálisis de calidad de aguas descrito en el capítulo 4 del presente informe, hacereferencia a los siguientes parámetros: temperatura, BDO 5 DQO, Oxígeno

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 26 de 40Disuelto, pH, Sólidos Totales Suspendidos, Sólidos Totales Disueltos, Turbidez,Conductividad, Sílice, Nutrientes (Ortofosfato, Fósforo Total, Nitrógeno de Amonio,Nitrógeno de Nitrato, Nitrógeno de Nitrito, Nitrógeno Orgánico Total) y Clorofila a.Para las modelaciones, se utilizaron los registros de: Temperatura, Salinidad,Clorofila, nutrientes (Ortofosfato, Fósforo Total, Nitrógeno de Amonio, Nitrógenode Nitrato, Nitrógeno de Nitrito, Nitrógeno Orgánico Total, Sílice, DBO 5 , OxígenoDisuelto, Sólidos Totales Suspendidos, Cadmio y Mercurio. Estos últimos seusaron en el modelo de Bioacumulación descrito en capítulo 8.Metodología de toma de muestrasEl procedimiento de toma de muestras y preservación de ellas, se realizó deacuerdo a lo establecido en el Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater (APHA-AWWA-WEF, 2005). Los envases para la toma demuestra fueron proporcionados por el laboratorio ambiental del CEA, cuidando eltipo de ensayo y el procedimiento de lavado correspondiente para cada tipo deensayo (APHA-AWWA-WEF, 2005).Metodología analíticaLos esfuerzos de la modelación se concentrarán en determinar los cambios detemperatura, caudal, sólidos en suspensión, clorofila, nutrientes (Fósforo total yNitrógeno total), concentración de oxígeno disuelto y salinidad según correspondaa ríos, embalse, estuario o fiordo.La metodología utilizada en el monitoreo de calidad de agua de los ríos Baker yPascua, se basa principalmente en los alcances de APHA, AWWA, WEF (2005),Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.A continuación se describen los métodos específicos para cada parámetroincluido:• Oxígeno disuelto (mg/L): Standard Methods for the Examination of Water andWastewater, 21st Edition, 2005. Método 4500- O G. PTL-23;• Clorofila a (µg/L): Standard Methods for the Examination of Water andWastewater, 21 th Edition, 2005. Método 10200 H;• Demanda bioquímica de oxígeno (DBO 5 , mg/L): Standard Methods for theExamination of Water and Wastewater, 21 th Edition, 2005. Método 5210 B.Modificado;• Fósforo total (P-total, µg/L): Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater, 21st Edition, 2005. Método 4500-P B y E;

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 27 de 40• Nitrógeno de Nitrato (N-NO 3 , mg/L): Métodos de Ecología de AguasContinentales. Instituto de Biología. Uruguay, 1999. Editado por RafaelArocena & Daniel Conde. Método del salicilato de sodio (PTL-08);• Nitrógeno de Nitrito (N-NO 2 , mg/L): Standard Methods for the Examination ofWater and Wastewater, 21 th Edition, 2005. Método 4500-NO2- B. Modificado;•• Nitrógeno de Amonio (N-NH 4 , mg/L): Test de N-NH4+ spectroquant. Nova 60,Merck;• Nitrógeno orgánico total (N org tot, mg/L): Test de N-NH4 spectroquant. Nova60, Merck. Previa digestión;• Sólidos totales suspendidos (mg/L): Standard Methods for the Examination ofWater and Wastewater, 21st Edition, 2005. Método 2540 D; y• Temperatura (°C): Standard Methods for the Examination of Water andWastewater, 21 th Edition, 2005. Método 2550.• Macroelementos (mg/l): El análisis mediante un espectrofotómetro de emisiónóptica por plasma acoplado inductivamente.• Metales pesados (ug/). Cuantificación de metales pesados medianteespectroscopia de emisión óptica por plasma acoplado inductivamente(ICP/OES).Las técnicas de análisis de los parámetros físicos y químicos presentan valoreslímites de detección y de cuantificación, los que se define a continuación:• Límite de detección del método (LDM): Corresponde a la concentración mínimade un compuesto que puede ser detectada dentro de un determinado tipo demuestra (matriz real), la cual es tratada siguiendo todas las etapas del métodocompleto. Esta mínima concentración produce una señal detectable con unafiabilidad definida.• Límite de cuantificación del método (LCM): Corresponde a la concentraciónmínima de un compuesto que puede ser cuantificada dentro de un determinadotipo de muestra (matriz real), la cual es tratada siguiendo todas las etapas delmétodo completo. Esta mínima concentración produce una señal cuantificablecon una fiabilidad definida.Cabe mencionar que la Norma Chilena Oficial NCh-ISO-17025.Of2005, establecemedidas de aseguramiento de calidad de los resultados de ensayo realizados,como es el uso regular de material de referencia, participación en comparaciones

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 28 de 40inter- laboratorios entre otros. Como una práctica común los laboratorios deensayo informan los límites de detección como referencia de sus resultados,incorporando cualquier valor superior a este en sus reportes. De esta forma, en laTabla 3.8 se presentan los límites de detección del método utilizado en losensayos realizados durante el periodo 2006-2008.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3, Página 29 de 40Tabla 3.8 Límites de detección de resultados de laboratorioCampaña Ago-06 Nov-06 Ene-07 Sep-07 Nov-07 Ene-08 Abr-08 Ene-09 Feb-09Analitos Unidad LDM LCM LDM LCM LDM LCM LDM LCM LDM LCM LDM LCM LDM LCM LDM LCMCadmio mg/L 0,0005 0,004 0,0005 0,004 0,0005 0,004 0,0005 0,004 0,0005 0,004 0,0005 0,004 0,0005 0,004 0,0005 0,004Clorofila a ug/L 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3Conductividad eléctricaµS/cm --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---DBO 5 mg/L 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5 0,2 0,5DQO mg/L 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2Fósforo deortofosfatomg/L 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01Fósforo total mg/L 0,005 0,015 0,005 0,015 0,005 0,015 0,005 0,015 0,005 0,015 0,005 0,015 0,005 0,015 0,005 0,015Mercurio mg/L 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005Nitrógeno deamoniomg/L 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01 0,003 0,01Nitrógeno denitratomg/L 0,04 0,14 0,04 0,14 0,04 0,14 0,04 0,14 0,04 0,14 0,04 0,14 0,04 0,14 0,046 0,14Nitrógeno de0,000mg/L 0,0002nitrito70,0002 0,0007 0,0002 0,0007 0,0002 0,0007 0,0002 0,0007 0,0002 0,0007 0,0002 0,0007 0,0002 0,0007Nitrógenototalmg/L 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05 0,01 0,05Oxígenodisueltomg/L --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---pH Unidad --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---sílice mg/L 0,006 0,018 0,006 0,018 0,006 0,018 0,006 0,018 0,006 0,018 0,006 0,018 0,006 0,018 0,006 0,018SólidosTotales mg/L 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3DisueltosSólidosTotales mg/L 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9 0,3 0,9SuspendidosTemperatura ºC --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---Turbidez NTU 0,02 0,06 0,02 0,06 0,02 0,06 0,02 0,06 0,02 0,06 0,02 0,06 0,02 0,06 0,02 0,06

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 30 de 40Es importante destacar del análisis de los resultados, que uno de losinconvenientes es la evaluación de los datos cuando estos se encuentran pordebajo del límite de detección. Frente a esta disyuntiva, la Agencia de ProtecciónAmbiental de los Estados Unidos, recomienda tres opciones de análisis según elporcentaje de valores no detectados: reemplazo por un valor muy bajo,interpolación mediante promedios o adoptar el valor del límite de detección. Eneste caso en el procesamiento de los datos, se adoptó el criterio que sugierereemplazar los valores que se encuentran bajo el límite de detección por el mismovalor de este límite.Finalmente, el análisis se basa en los valores de las campañas realizadas enestaciones de verano e invierno entre los años 2006 y 2009, dado que las grandesvariaciones en los parámetros se manifiestan entre estos períodos, debido a losregímenes nivales de caudales que presentan los ríos y a que presentan unamayor distribución superficial. Las concentraciones promedio obtenidas para cadaparámetro en las distintas estaciones y campañas de monitoreo se muestran en elApéndice D del presente estudio de modelación.3.5.5 Campañas adicionales de parámetros físicoquímicosComo parte de la caracterización del sistema de cuerpos de agua, ha sidonecesario tanto recopilar antecedentes de etapas previas, como efectuarcampañas de medición e instalación de sensores de sondas multiparamétricasCTD de registros continuo para registrar el comportamiento de los lagos aledañosy los tramos inferiores de los ríos Baker y Pascua, incluyendo las zonas del fiordocercanas a sus desembocaduras.Esta información da soporte a la descripción física de los sistemas y sustentaparte de la modelación numérica de hidrodinámica y calidad de aguas. Los cuatrogrupos de antecedentes considerados son:• Perfiles CTD (conductividad, temperatura y profundidad) en los tramosinferiores de los ríos Baker y Pascua efectuados durante 2007 y 2008• Medición continua con sondas multiparamétricas ancladas en los tramosinferiores de los ríos Baker y Pascua, efectuada durante enero - febrero de2009• Perfiles CTD en lagos aledaños, efectuados durante enero - febrero de2009• Perfiles CTD en el fiordo, cercano a zona de desembocadura de los ríosBaker y Pascua, durante enero - febrero de 2009A continuación se describe el contenido de cada uno de estos grupos deinformación:

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 31 de 403.5.5.1 Perfiles CTD en los tramos inferiores de los ríos Baker y Pascuaefectuados durante 2007 y 2008Durante los años 2007 y 2008 se efectuó un levantamiento de informacióncorrespondiente a perfilajes CTD (conductividad, temperatura y profundidad) y unabatimetría en el tramo inferior de los ríos Baker y Pascua. Esta información selevantó en septiembre 2007, diciembre 2007, enero 2008 y abril-mayo 2008 (CEA,2008), mediciones correspondientes tanto a escenarios hidrológicos de aguasaltas, bajas y medias. Para cada una de las fechas, se tomaron 20 estaciones encada uno de los tramos inferiores de los ríos Baker y Pascua.3.5.5.2 Medición continua con sondas multiparamétricas ancladas en los tramosinferiores de los ríos Baker y Pascua efectuadas durante 2009Para obtener mayor información sobre la zona de desembocadura, se instalaroncuatro sondas multiparamétricas en los estuarios: dos en el estuario Baker y dosen el estuario Pascua. Las sondas instaladas registraron en forma continua laconductividad, temperatura y presión de la columna de agua durante enero yfebrero 2009.3.5.5.3 Perfiles CTD en lagos aledaños efectuados durante 2009Durante enero y febrero 2009, se efectuaron mediciones de perfiles verticales CTD(conductividad, temperatura y profundidad), en 11 lagos de la zona: lago Bertrand,lago Cochrane, lago Colonia, lago Esmeralda, laguna Larga, lago Quetru, lagoLeal, laguna Negra, lago Gabriel Quirós, lago O’Higgins y lago Chico. Estasmediciones permiten identificar la estructura térmica y de conductividad eléctricaen cada lago.En la Figura 3.9 y Tabla 3.9, se muestra la ubicación y coordenadas de lasmediciones.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 32 de 40Figura 3.9: Mapas con la ubicación de las mediciones de perfiles CTD en lagos.Izquierda: Área río Baker (lagos Bertrand, Cochrane, Colonia, Esmeralda y Larga).Derecha: Área río Pascua (lagos Quetru, Leal, Negra, Gabriel Quirós, O’Higgins y Chico),según nombre de las estaciones de la Tabla 3.6.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 33 de 40Tabla 3.9. Ubicación de los perfiles verticales CTD en lagos (enero – febrero 2009)Lago Nº Perfil Nombre Estación UTM Este* UTM Norte*Bertrand 1 CTD_BER1 667138 4798471Bertrand 2 CTD_BER2 667138 4798471Bertrand 3 CTD_BER3 663210 4797836Bertrand 4 CTD_BER4 665637 4797317Cochrane 1 CTD_COC1 692800 4767882Cochrane 2 CTD_COC2 692361 4766600Cochrane 3 CTD_COC3 692041 4765438Cochrane 4 CTD_COC4 691511 4764231Cochrane 5 CTD_COC5 690831 4763310Colonia 1 CTD_COL1 640353 4757596Colonia 2 CTD_COL2 639815 4758231Colonia 3 CTD_COL3 639513 4759187Colonia 4 CTD_COL4 639320 4759502Colonia 5 CTD_COL5 639083 4759945Esmeralda 1 CTD_ESM1 682640 4757342Esmeralda 2 CTD_ESM2 681307 4755627Esmeralda 3 CTD_ESM3 681607 4756047Esmeralda 4 CTD_ESM4 681880 4756519Esmeralda 5 CTD_ESM5 682329 4757022Laguna Larga 1 CTD_LAR1 666195 4742166Quetru 1 CTD_QUE1 640207 4668379Quetru 2 CTD_QUE2 640306 4669956Quetru 3 CTD_QUE3 640304 4669598Quetru 5 CTD_QUE5 640811 4670455Leal 1 CTD_LEA1 639763 4677001Leal 2 CTD_LEA2 639516 4676218Leal 3 CTD_LEA3 639438 4675947Leal 4 CTD_LEA4 639409 4675717Leal 5 CTD_LEA5 639380 4675504Laguna Negra 1 CTD_NEG1 638719 4680758Laguna Negra 2 CTD_NEG2 638930 4680567Laguna Negra 3 CTD_NEG3 639037 4680539Laguna Negra 4 CTD_NEG4 639158 4680527Laguna Negra 5 CTD_NEG5 639415 4680461Gabriel Quirós 2 CTD_QUI2 640068 4642212Gabriel Quirós 3 CTD_QUI3 641312 4642650Gabriel Quirós 5 CTD_QUI5 641312 4642650Gabriel Quirós 6 CTD_QUI6 643283 4644182O'higgins 1 CTD_OHI1 679133 4614367O'higgins 2 CTD_OHI2 680350 4598436O'higgins 3 CTD_OHI3 670600 4587829O'higgins 4 CTD_OHI4 662809 4610381O'higgins 5 CTD_OHI5 657436 4636401O'higgins 6 CTD_OHI6 651412 4638762O'higgins 7 CTD_OHI7 648837 4636657O'higgins 8 CTD_OHI8 649919 4637120O'higgins 9 CTD_OHI9 653067 4635431Chico 1 CTD_CHI1 648193 4643995Chico 2 CTD_CHI2 648468 4643763Chico 3 CTD_CHI3 648769 4643591Chico 4 CTD_CHI4 649102 4643452Chico 5 CTD_CHI5 649444 4643179Chico 6 CTD_CHI6 649724 4642883Chico 7 CTD_CHI7 649986 4642559Chico 8 CTD_CHI8 650229 4642193Chico 9 CTD_CHI9 650374 4641986Chico 10 CTD_CHI10 650521 4642021Chico 11 CTD_CHI11 650489 4641907*Datum WGS 84 Huso 18S

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 34 de 403.5.5.4 Perfiles CTD en el fiordo cercano a zona de desembocadura de los ríosBaker y Pascua durante 2009Perfilajes CTD efectuados en el fiordo cercano a la zona de desembocadura de losríos Baker y Pascua en febrero y marzo 2009. En particular, las medicionestuvieron como objetivo principal la identificación de la estructura vertical deconductividad y salinidad, y reconocer la zona de mezcla de aguas dulce y salada.3.5.6 Estimación de la biomasa sumergidaPara realizar una completa modelación de la calidad de aguas de un proyecto deconstrucción de una central hidroeléctrica, es necesario considerar la biomasa queserá inundada en el momento en que dicha central comience su fase operacional.La biomasa al entrar en contacto con el agua puede comenzar su degradación,generando cantidades importantes de nutrientes (fósforo, nitrógeno y carbonomayoritariamente), los cuales entran en el sistema acuático provocando de estamanera un aporte en las concentraciones de la columna de agua. Esta mayorconcentración de nutrientes dentro del sistema acuático, podría eventualmentemodificar el estado trófico del sistema y consecuentemente provocar un cambio enla calidad de las aguas. El detalle de las estimaciones de biomasa sumergida seencuentra en el Apéndice P del presente estudio de modelación.3.6 Oceanografía físicaLas campañas de mediciones de corrientes Eulerianas, marea y vientos utilizadaspara la calibración y verificación del modelo, se realizaron entre los meses defebrero y mayo de 2009 (Anexo 1M, Apéndice 1 – Parte 3 “Mediciones deoceanografía” de la Adenda). Los cuadros siguientes resumen las característicasde las mediciones efectuadas.Tabla 3.10 Características de las mediciones de Corrientes y Marea Sector Río BakerCaracterísticasSectorRío Baker Desembocadura Río Baker Desembocadura Río BakerCoordenada UTM Norte 4.704.166 4.706.566 4.706.566Coordenada UTM E 615.266 605.638 605.638ADCP 600 kHz. 300 Khz. 300 Khz.Profundidad Fondeo (m) 6,9 19,6 19,6Inicio Medición 21/02/2009 21/2/2009 21/2/2009Termino Medición 12/03/2009 24/03/2009 24/03/2009Intervalo Medición 10 minutos 10 minutos 10 minutosTipo de Medición Corrientes y Marea Corrientes y Marea Corrientes y MareaCapa Considerada 1 m de Superficie 2 m de Superficie 12 m de SuperficieDías Efectivos 20 31 31

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 35 de 40Tabla 3.11 Características de las mediciones de Corrientes y Marea Sector Río PascuaCaracterísticasRío PascuaSectorDesembocadura RíoPascuaDesembocadura RíoPascuaCoordenada UTM Norte 4.657.408 4.658.890 4.658.890Coordenada UTM E 625.873 623.168 623.168ADCP 600 kHz 300 Khz. 300 Khz.Profundidad Fondeo (m) 5,0 8,2 8,2Inicio Medición 25/03/2009 26/03/2009 26/03/2009Termino Medición 01/05/2009 01/05/2009 01/05/2009Intervalo Medición 10 minutos 10 minutos 10 minutosTipo de Medición Corrientes y Marea Corrientes y Marea Corrientes y MareaCapa Considerada 1 m de Superficie 2 m de Superficie 5 m de SuperficieDías Efectivos 37 36 36Tabla 3.12 Características de las mediciones de VientosCaracterísticas Sector Desembocadura Río Baker Sector Río PascuaCoordenada UTM Norte 4.704.316 4.657.124Coordenada UTM E 608.941 627.026Inicio Medición 21/02/2009 26/03/2009Termino Medición 24/03/2009 01/05/2009Intervalo Medición 30 minutos 30 minutosTipo de Medición Magnitud y Dirección Magnitud y DirecciónDías Efectivos 31 36Las Figuras 3.10 y 3.11 indican la distribución espacial de las estaciones demuestreo oceanográfico consideradas en el presente estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 36 de 40RIO BAKERXI REGIONSIMBOLOGIAEstación de VientosADCPCostasurConsultores AsociadosRIO BAKERFEBRERO MARZO 2009FIGURA 1Figura 3.10 Distribución espacial de las estaciones de muestreo del Río Baker.RIO PASCUAXI REGIONSIMBOLOGIAEstación de VientosADCPCostasurConsultores AsociadosRIO PASCUAMARZO MAYO 2009FIGURA 2Figura 3.11 Distribución espacial de las estaciones de muestreo del Río Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 37 de 40Como los registros de la dirección de las corrientes y vientos son referidosoriginalmente al norte magnético, éstos fueron referidos al norte geográfico,empleándose para tal efecto, la corrección de desviación magnética local. Con lainformación registrada (datos cada 10 minutos, Data Report), se elaboró series detiempo horarias (Anexo 1M, Apéndice 1 – Parte 3 “Mediciones de oceanografía” dela Adenda).La información de corrientes fue sometida a un análisis estadístico de frecuenciaspor rangos de dirección y magnitud para una rosa de 8 direcciones (tabla ehistograma). Por su parte, las series horarias fueron sometidas a un análisis deseries de tiempo (diagrama de trazos, DVP y espectral).La información de vientos fue sometida a un análisis estadístico de frecuencias porrangos de dirección y magnitud para una rosa de 8 direcciones (tabla ehistograma). Por su parte, las series horarias fueron sometidas a un análisis deseries de tiempo (espectral).Finalmente, con el objeto de visualizar las relaciones causa – efecto entre losforzantes vientos y marea con las corrientes Eulerianas, se realizó un análisis decorrelación cruzada.3.7 Oceanografía químicaSe realizaron perfiles de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y clorofila a, enun total de diecinueve (19) estaciones de muestreo (E-1 - E-19), localizadas en elárea de estudio (ver Figura 3.12 y Tabla 3.13). El muestreo de estas variables serealizó en una campaña de mediciones entre el 2 y 4 de mayo de 2009. Lasmediciones se realizaron desde una embarcación contratada en el área, con uninstrumento marca OTT modelo DS5 (sensor de registro continuo de salinidad(conductividad), temperatura, profundidad, oxígeno disuelto y clorofila a),debidamente calibrado. El instrumento fue programado para que ejecutaraintegraciones de la magnitud de estos parámetros, cada 5 segundos a medida quedesciende por la columna de agua, hasta 60 metros de profundidad,aproximadamente. La información recolectada se guardó en la memoria sólida dela sonda, la cual fue luego transferida a un PC para su posterior procesamiento.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 38 de 40E-13E-18 E-20E-19RIOS BAKER Y PASCUAXI REGIONE-17E-14E-15E-16CostasurConsultores AsociadosE-11E-10E-1E-9E-2E-3E-12E-4E-8E-5 E-7E-6RÍOS BAKER Y PASCUAESTACIONES DE MUESTREOMAYO 2009FIGURA 31Figura 3.12: Localización de las estaciones de muestreo en los Ríos Baker y Pascua.La localización de los puntos o estaciones de muestreo se efectuó utilizando unsistema de posicionamiento GPS. Este procedimiento de localización de puntos oestaciones georreferenciadas, fue estándar para todas las estaciones de muestreoconsideradas en este estudio. En la Tabla 3.13 se entregan las coordenadas decada estación de muestreo.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 39 de 40Tabla 3.13: Posición geográfica de estaciones de muestreo de CTDO y calidad del agua.ESTACIÓNCOORDENADAS UTM*ESTENORTEE-1 613846 4664835E-2 616719 4664926E-3 619289 4663805E-4 620745 4662303E-5 622006 4660384E-6 622651 4660212E-7 623514 4662116E-8 625655 4662547E-9 613296 4663691E-10 613335 4666118E-11 612963 4667947E-12 627974 4663928E-13 603105 4705713E-14 602919 4684226 *E-15 606215 4681926 *E-16 601491 4679060E-17 587907 4684118 *E-18 605243 4704405 *E-19 606202 4704115 *E-20 606661 4704788 **Datum WGS 84 HusoEstación E-20 solo se muestreó calidad del aguaCALIDADAGUALos registros de temperatura (ºC), salinidad (psu), oxígeno disuelto (ppm) yclorofila a (ppb) para la totalidad de las estaciones analizadas, se presentan en laforma de perfiles verticales. Adjunto a este estudio se presenta el data report delos registros obtenidos en terreno (Data Report II).En términos de calidad del agua, los parámetros analizados fueron: sólidossuspendidos totales, sílice y turbidez.Estos parámetros fueron analizados en 6 estaciones de muestreo (E-14, E-15, E-17, E-18, E-19 y E-20), cuyas coordenadas de posicionamiento se entregan en laTabla 3.13. El muestreo de agua de mar fue llevado a cabo el 4 de mayo de 2009,con apoyo de una embarcación contratada en el sector. Las condiciones climáticasdurante el muestreo, fueron de cielo con nubosidad parcial, viento fuerteproveniente del W, y con intenso oleaje, verificándose alturas de olas sobre 1,5metros, lo que provocó condiciones de marejada.En cada estación de muestreo, se colectaron muestras de agua de mar a nivelsuperficial. Las muestras fueron obtenidas directamente con el envase provenienteDEL

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 3 Página 40 de 40del laboratorio analítico y conservadas en estos recipientes, debidamenterotuladas y despachadas al laboratorio. Los análisis de las muestras de aguaobtenidas en la campaña de terreno fueron realizados por el Laboratorio de lafacultad de Ciencias Químicas y Bioquímicas de la Universidad de Valparaíso. Lasmetodologías de análisis de cada parámetro se entregan en el certificado deanálisis provisto por este laboratorio (Apéndice N).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 1 de 62CAPÍTULO 4CALIDAD DEL AGUA DEL ÁREA DE ESTUDIOA continuación se presentan los resultados de los parámetros que describen lacalidad del agua del área de influencia del Proyecto Hidroeléctrico en los ríosBaker y Pascua.Dado que los parámetros de calidad de agua, son sensibles a los regímenesnivales que presentan los ríos y que, por lo tanto, tienen un comportamientoestacional, las modelaciones matemáticas realizadas para las zonas que a futuroserán inundadas, están basadas fundamentalmente en los periodos estacionalesinvierno y verano. Se utilizó para la descripción de calidad de agua la informacióncontenida en las campañas de monitoreo de verano (enero 2007, 2008 y 2009) einvierno (agosto 2006 y septiembre 2007).La ubicación de las estaciones de muestreo utilizadas en la elaboración de estedocumento se encuentra en el Apéndice C de este informe.4.1 Sector BakerA continuación se presentan los resultados de los parámetros que describen lacalidad del agua del área de influencia del Proyecto Hidroeléctrico Aysén en el ríoBaker, de acuerdo a la información contenida en el Apéndice D de este informe.En este Apéndice se encuentran los valores puntuales por cada campaña demuestreo y el valor promedio por periodo estival e invernal con los registrosmínimos y máximos observados para cada período estacional.. En las Figuras 4.1a 4.17, se muestra el perfil longitudinal del cauce principal del río Bakerincluyendo la información del estuario y fiordo. Los puntos de muestreo en lasfiguras corresponden a aquellos situados en el cauce principal, en el fiordo y en elestuario. Las campañas analizadas corresponden solamente a las invernales yestivales, dado que representan los escenarios extremos del área de estudio.Cabe señalar que durante el periodo de verano 2009 (enero), se realizó unmuestreo extensivo de los lagos asociados al área de influencia del proyecto, losque fueron considerados en esta evaluación. Así mismo, para el caso del sectorde estuario, se cuenta con información para el periodo invernal de la campañarealizada en septiembre de 2007, incorporando para temperatura y conductividadla información contenida en perfiles realizados durante el mismo periodo demuestreo. Mientras en el sector de Fiordo no se cuenta con información durante elperiodo de invierno.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 2 de 624.1.1 Parámetros físicos y químicosTemperaturaEn general, la temperatura obtenida durante las campañas de verano fue similar alo largo del cauce principal presentando un promedio de 12,3 ºC, con valores quefluctuaron entre 9,1 y 16,7 ºC. El mínimo se observó durante la campaña de enero2009 en la estación B12, mientras que el máximo se registró en la estaciónubicada aguas abajo de la confluencia con el río Del Salto (B10) en la campañaenero 2007.En invierno las temperaturas fueron menores a las registradas en verano,observándose un promedio de 6,5 ºC, con valores entre 3,5 ºC (estación ubicada4,4 km aguas abajo del río Del Salto (B11), agosto 2006) y 10,2 ºC (estaciónB41.1, ubicada aguas arriba de la zona del estuario, septiembre 2007).Como se observa en el perfil longitudinal, el sector del estuario y fiordopresentaron un comportamiento similar al cauce principal. De esta forma elestuario presentó un promedio de 11,3 ºC, con valores que fluctuaron entre 9,7 ºC(estación EB42.1, enero 2009) y 13,8 ºC (estación EB43.1, enero 2008). Mientrasque el fiordo (FIOR B) registró durante enero de 2009, un promedio de 10,2 ºC yvalores puntuales entre 9,8 ºC (nivel medio) y 10,7 ºC (nivel superficial). Para elperfil de temperatura se observaron concentraciones cercanas a los 6,2 ºC.Los tributarios presentaron un promedio estival de 11,5 ºC, con valores quefluctuaron entre 5,1 y 17,2ºC, registrados durante la campaña de enero 2007 en laestación situada en el río Nef (TB20) y la estación situada en el río Chacabuco(TB23), respectivamente. Mientras que en invierno las temperaturas variaronentre 1,4 y 9,6 ºC, ambas obtenidas en estaciones ubicadas en el río Del Salto(TB27 y TB28) en la campaña de agosto 2006.En cuanto a los lagos, la temperatura medida en enero 2009, presentó unpromedio de 11,9 ºC, con un mínimo de 3,2 ºC (estación CL1, lago Colonia, nivelfondo) y un máximo de 18,9 ºC (estación VA1 s, lago Vargas, nivel superficial).Cabe destacar que no existe campaña de invierno que incluyan lagos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 3 de 62Figura 4.1: Perfil longitudinal, temperatura. Río Baker.Demanda Bioquímica de oxígeno (DBO 5 )Durante el período estival, las concentraciones de la DBO 5 presentó valores nocuantificables (< 0,5 mg/L) en las campañas 2008 y 2009. El promedio registradoa lo largo del período para el cauce principal fue de 1,7 mg/L, con un máximo de4,8 mg/L observado en la estación B14, ubicada en la confluencia con el río LosÑadis de la campaña de enero 2007. Mientras que en las campañas de invierno,el cauce principal presentó concentraciones no cuantificables durante la campañade agosto 2006 en la estación ubicada 6 km aguas abajo del Lago Bertrand (B2) yla estación que se encuentra en el Baker en la confluencia con el río Del Paso(B19). El promedio registrado corresponde a 1,9 mg/L, con un máximo de 6,4mg/L, observado en el río Baker,4 km aguas arriba de la confluencia con el río Nef(estación B3) de la campaña septiembre 2007. Respecto al comportamiento de lazona estuarina y de fiordo, fue similar al cauce principal. El estuario registró en laestación EB42.1 (enero 2009) una concentración no cuantificable (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 4 de 62concentración de 0,6 mg/L a nivel fondo y 0,7 mg/L a nivel medio. El nivelsuperficial registró una concentración menor a 0,5 mg/L. En invierno, se registróen el estuario un promedio de 2,2 mg/L, con valores que fluctuaron entre 2,1 mg/L(EB42.1, campaña de septiembre 2007) y 2,3 mg/L (EB43.1 y EB44.1, campañade septiembre 2007).Por su parte, los tributarios presentaron un promedio estival de 1,3 mg/L,observándose en algunas estaciones concentraciones no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 5 de 62Figura 4.2: Perfil longitudinal, demanda bioquímica de oxígeno. Río Baker.Demanda Química de Oxígeno (DQO)La DQO medida en el cauce principal durante el período de verano, presentó lasmayores concentraciones en la campaña de enero 2007. Mientras que en enero2008 y 2009, se registraron concentraciones no cuantificables (< 2 mg/L) en lamayoría de las estaciones. La concentración promedio observada entre lascampañas del período estival fue de 7,2 mg/L, con un máximo de 13,3 mg/L en laestación B40.1 (río Baker aguas arriba del estuario) de la campaña de enero2008. En relación a las campañas de invierno, el cauce principal presentóconcentraciones no cuantificables en la mayoría de estaciones (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 6 de 62fiordo (FIOR B) todas las concentraciones obtenidas fueron no cuantificables (< 2mg/L). En invierno, el estuario registró en todas las estaciones concentraciones nocuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 7 de 62Oxígeno DisueltoEn relación a la disponibilidad de oxígeno disuelto en el cauce principal en elperíodo estival, el promedio fue de 10,8 mg/L, con un mínimo de 8,5 mg/Lregistrado en el río Baker aguas abajo de desagüe del lago Bertrand (estaciónB1) en la campaña de enero 2007 y un máximo de 14,3 mg/L en el río Baker en laconfluencia con el río Chacabuco (estación B7), también en la campaña de enero2007. En relación a las campañas de invierno, el cauce principal presentó unpromedio de 12,2 mg/L, con valores que fluctuaron entre 10,4 y 13,8 mg/L,registrados en el río Baker aguas arriba de la confluencia con el río Nef (estaciónB3, agosto 2006) y en el río Baker 8 km aguas abajo de la confluencia con el ríoChacabuco (estación B8, septiembre 2007). En relación al cauce principal, elestuario y el fiordo presentaron un comportamiento similar. El estuario registróuna concentración promedio de 11,3 mg/L, con fluctuaciones entre 10,6 mg/L(estación EB44.1f, enero 2009) y 12,3 mg/L (estación EB44.1s, enero 2009). Encuanto al fiordo (FIOR B), el promedio obtenido fue de 10,4 mg/L, con un rango devalores entre 8,5 y 12,4 mg/L, a nivel fondo y superficial, respectivamente. Enrelación al período de invierno, el promedio para el estuario fue de 12,0 mg/L. Lasconcentraciones fluctuaron entre 11,9 y 12,1 mg/L, observadas durante lacampaña de septiembre 2007 en las estaciones EB42.1 y EB44.1,respectivamente. Durante ambos períodos de monitoreo, el cauce principal,estuario y fiordo presentaron concentraciones aptas para el desarrollo yconservación de la vida acuática.Por su parte, los tributarios presentaron un promedio estival de 11,1 mg/L, con unmínimo de 8,8 mg/L (estación TB22, estero aguas abajo estero Molino, enero2007) y un máximo de 13,5 mg/L (estación BCAT 29, río Negro, enero 2009). Eninvierno el promedio fue de 12,6 mg/L, con un mínimo de 11,4 mg/L (estaciónTB22, estero aguas abajo estero Molino, agosto 2006) y un máximo de 13,5 mg/L(estación TB31, río Del Salto 1 km aguas arriba confluencia con río Baker, agosto2006). Durante ambos períodos de monitoreo los tributarios presentaronconcentraciones aptas para el desarrollo y conservación de la vida acuática.En cuanto a los lagos, el oxígeno disuelto presentó un promedio de 10,9 mg/L,con valores que fluctuaron entre 9,0 y 13,0 mg/L. El mínimo se registró en el lagoVargas (estación VA1), mientras que el máximo fue encontrado en el lago Colonia(estación CL2). El cauce principal durante ambos períodos de monitoreopresentaron concentraciones aptas para el desarrollo y conservación de la vidaacuática. Durante el período estival presentó concentraciones aptas para eldesarrollo y conservación de la vida acuática.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 8 de 62Figura 4.4: Perfil longitudinal, oxígeno disuelto. Río Baker.pHSegún los valores de pH registrados durante todo el monitoreo las aguas en elcauce principal, estuario y fiordo presentaron características que van desdeneutras, en la mayoría de las estaciones de muestreo, hasta moderadamentealcalinas (Hounslow, 1995). El promedio calculado para el período estival fue de7,6 unidad, con un mínimo de 7,0 unidad en el río Baker 8 km antes de la zona deestuario (estación B41.1)en la campaña de enero 2008 y un máximo de 8,1unidad en las estaciones ubicadas en: río Baker 9 km aguas abajo de laconfluencia con el río Chacabuco (estación B8.1), río Baker en la confluencia conel río Cochrane (estación B9) y río Baker 4 km aguas abajo de la confluencia conel río Del Salto (estación B11), en la campaña de enero 2009. En relación a lascampañas de invierno, el cauce principal presentó un promedio de 7,5 unidad, convalores que fluctuaron entre 6,9 unidad (estación B11, río Baker 4 km aguas abajode la confluencia con el río Del Salto, agosto 2006) y 8,0 unidad (estación B2, ríoBaker 6 km aguas abajo del desagüe del lago Bertrand y estación B5, río Baker

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 9 de 62pasarela el Manzano, agosto 2006). Siguiendo el perfil longitudinal, tanto elestuario como el fiordo presentaron un comportamiento similar al que presentó elcauce principal durante la época estival. El estuario, registró un promedio de 7,2unidad, con fluctuaciones entre 7,1 y 7,7 unidad. El mínimo se obtuvo en lasestaciones EB42.1, EB43.1 y EB44.1 (enero 2008) y EB43.1 (enero 2009).Mientras que el máximo se presentó una concentración de obtenidas en laestación EB42.1 (enero 2009). El fiordo (FIOR B), presentó un promedio de 7,9unidad, con valores entre 7,7 y 8,1 unidad, obtenidas a nivel superficial y medio,respectivamente. En relación al período de invierno, el estuario, registró unaconcentración de 7,5 unidad en las estaciones EB42.1 y EB43.1 de la campañade septiembre 2007 y de 7,4 en la estación EB44.1 de la misma campaña.Por su parte, los tributarios presentaron un promedio estival de 7,5 unidad, con unmínimo y un máximo de 6,9 unidad (estación TB32, río Colonia 9 km aguas abajodel lago Colonia y estación BCAT 27, junta río Ventisquero con Calafate, enero2009). En invierno el promedio fue de 7,6 unidades, con un mínimo de 6,6unidades (estación TB33, río Colonia aguas arriba junta con río Baker, agosto2006) y un máximo de 8,2 unidades (2 estaciones TB25 y TB26, ubicadas en elrío Cochrane, agosto 2006). Los tributarios presentaron características que vandesde aguas neutras hasta moderadamente alcalinas (Hounslow, 1995).En cuanto a los lagos, el pH presentó un promedio de 7,6 unidad, con valores quefluctuaron entre 5,9 y 8,2 unidad. El mínimo se registró en la laguna Chacabuco(estación CH1), mientras que el máximo fue encontrado en las 2 estaciones, CO1y CO2, ubicadas en el lago Cochrane en todas las profundidades. En general, loslagos presentaron aguas que van desde neutras a moderadamente alcalinas(Hounslow, 1995).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 10 de 628.58.0Perfil LongitudinalRío BakerEne-07Ene-08Ene-09Ago-06Sep-07Río NefRío ChacabucoRío CochraneRío Del SaltoRío De La ColoniaRío ÑadisRío VentisqueropH7.57.06.56.00 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000Distancia Longitudinal [m]Figura 4.5: Perfil longitudinal, pH. Río Baker.Sólidos Totales SuspendidosEn cuanto a los sólidos totales suspendidos medidos en el cauce principal, seobservaron las mayores concentraciones durante la campaña de enero 2009. Elpromedio de las tres campañas estivales (enero 2007, 2008 y 2009) fue de 52,9mg/L, con valores fluctuantes entre 0,3 y 303,3 mg/L, registrados en: río Baker 2.7Km aguas arriba del río Nef (estación B4) y río Baker 1 Km aguas abajo de laconfluencia con el río de La Colonia (estación B12), respectivamente. Ambasconcentraciones se encontraron en la campaña de enero 2009. Durante elperíodo de invierno el cauce principal presentó un promedio de 5,0 mg/L, convalores que fluctuaron entre 0,7 mg/L (río Baker 4,5 Km aguas arriba del río Nef(estación B3) y río Baker 8,4 Km aguas abajo de la confluencia del río Chacabuco(estación B8), septiembre 2007) y 29,8 mg/L (estación B19, río Baker 6 Km aguasarriba de la laguna Vargas, agosto 2006). Como se puede apreciar en el perfillongitudinal, la zona de estuario registró concentraciones mayores a las obtenidasen el fiordo (FIOR B). El estuario presentó un promedio de 185,7 mg/L y valoresentre 77,2 y 406,7 mg/L, obtenidas en la estación EB43.1 (enero 2008) y EB42.1

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 11 de 62(enero 2009). En el fiordo se obtuvo una concentración promedio de 59,7 mg/L,con un mínimo y máximo de 22,1 y 133,0 mg/L, respectivamente. Estasvariaciones pueden deberse a un evento climático ocurrido en este período,causando un aumento de caudal y arrastre de material. El mínimo se obtuvo anivel fondo y el máximo a nivel superficial. Durante invierno, las concentracionespara el estuario fluctuaron entre 5,4 mg/L (estaciones EB42.1 y EB43.1,septiembre 2007) y 5,9 mg/L (estación EB44.1, septiembre 2007).Los tributarios en la época estival presentaron un promedio de 46,2 mg/L yconcentraciones que fluctuaron entre 2,4 y 184, 2 mg/L. El mínimo se registró enel río Cochrane 5,3 Km aguas abajo del lago Cochrane (estación TB25, enero2007) y el máximo en el río La Colonia 9 Km aguas abajo del desagüe del lagoColonia (estación TB32, enero 2007). Mientras que en invierno lasconcentraciones fluctuaron entre 2,2 mg/L (estación TB27, río Del Salto 2,9 Kmaguas abajo del desagüe del lago Esmeralda, agosto 2006) y 69,3 mg/L (estaciónTB32, río La Colonia 9 Km aguas abajo del desagüe del lago Colonia, agosto2006) registrándose un promedio de 16,0 mg/L.Por otra parte, los lagos registraron un promedio de 99,5 mg/L. En cuanto a losdatos puntuales, en la campaña de enero 2009, se observaron concentracionesno cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 12 de 62Figura 4.6: Perfil longitudinal, Sólidos Totales Suspendidos. Río BakerSólidos Totales Disueltos (STD)Los STD presentaron concentraciones similares a lo largo del cauce principal,siendo su valor promedio para el verano de 42,3 mg/L, con valores fluctuantesentre 31,4 y 49,4 mg/L, registrados en el río Baker 7 km antes de la zona estuario(estación B41.1, campaña enero 2009) y río Baker 4,5 Km aguas arriba del río Nef(estación B3, campaña enero 2008), respectivamente. Durante el período deinvierno el cauce principal presentó un promedio de 52,1 mg/L, con valores quefluctuaron entre 28,7 mg/L (estación B18, río Baker a 19,1 Km aguas abajo del ríoVentisquero, agosto 2006) y 65,7 mg/L (estación B8, río Baker 8,4 Km aguasabajo de la confluencia del río Chacabuco, septiembre 2007). En el perfillongitudinal se puede observar que el estuario, durante época estival, presentó uncomportamiento similar al del cauce principal, no así el fiordo (FIOR B); sinembargo, los valores obtenidos son propios de dicho sistema. El estuario obtuvoun promedio de 32,0 mg/L, con valores entre 29,7 (estaciones EB43.1 y EB44.1,enero 2009) y 36,9 mg/L (estación EB44.1, enero 2009). Por su parte, el fiordo

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 13 de 62registró un mínimo de 28.924,2 mg/L (nivel medio) y un máximo de 34.242,6 mg/L(nivel fondo). Mientras que a nivel superficial se obtuvo una concentración de174,6 mg/L, esta variación puede ser producto de la haloclina. Durante invierno,las concentraciones del estuario fluctuaron entre 44,3 mg/L (estación EB43.1,septiembre 2007) y 252,0 mg/L (estación EB44.1, septiembre 2007). El promedioregistrado en esta zona corresponde a 114,3 mg/L.Los tributarios en la época estival presentaron un promedio de 55,3 mg/L yconcentraciones que fluctuaron entre 0,4 y 608,8 mg/L. El mínimo se registró en elrío Cochrane (estación BCAT20, enero 2009) y el máximo en el río La Colonia a0,3 Km de la confluencia con el río Baker (estación TB33, enero 2009). Estavariación puede ser efecto de un evento climático ocurrido en el período estivaldel año 2009, generando un aumento de caudal y disolución de minerales.Mientras que en invierno las concentraciones fluctuaron entre 20,7 mg/L (estaciónTB20, río Nef a 12,7 Km de la confluencia con el río Baker, agosto 2006) y 125,0mg/L (estación TB25, río Cochrane a 5,3 Km aguas abajo del lago Cochrane,agosto 2006) registrándose un promedio de 65,0 mg/L.Por otra parte, los lagos registraron un promedio de 58,2 mg/L. En cuanto a losdatos puntuales, en la campaña de enero 2009, se observó un mínimo de 21,1mg/L en el lago Bertrand (estación BCAT12) y un máximo de 129,2 en el lagoCochrane (estación CO2). Esta variación puede ser por arrastre de material porparte del evento climático de lluvias ocurrido durante el verano 2009.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 14 de 62TurbidezFigura 4.7: Perfil longitudinal, Sólidos Totales Disueltos. Río Baker.Al igual que los sólidos totales suspendidos, las mayores concentraciones deturbidez se registraron durante la campaña de enero 2009. El cauce principalpresentó un promedio de 74,3 NTU, y concentraciones que fluctuaron entre 1,0 y464,2 NTU observadas en la estación ubicada en el río Baker a 11,2 Km del lagoBertrand (estación B2, enero 2007) y la estación ubicada en río Baker a 1 Kmaguas abajo de la confluencia con el río de La Colonia (estación B12, enero2009), respectivamente. Durante el período de invierno el cauce principalpresentó un promedio de 5,5 NTU, con valores que fluctuaron entre 1,0 NTU(estación B3, río Baker 4,5 Km aguas arriba del río Nef, septiembre 2007) y 14,0NTU (estación B19, río Baker 6 Km aguas arriba de la laguna Vargas, septiembre2007). Al igual que el cauce principal durante verano, el estuario presentófluctuaciones entre estaciones, registrándose un promedio de 170,2 NTU, con unmínimo de 0,6 NTU (estación EB43.1, enero 2009) y un máximo de 312,1 NTU(estación EB42.1, enero 2009). En cuanto al fiordo la menor concentración seobtuvo a nivel fondo (3,7 NTU) y la mayor a nivel superficial (210,5 NTU). Las

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 15 de 62altas concentraciones durante el verano 2009, puede ser producto del eventoocurrido en dicho año, aumentando el caudal y con ello el arrastre de material.Durante invierno, todas las estaciones del estuario presentaron una concentraciónde 13,0 NTU en la campaña de septiembre 2007.Los tributarios en la época estival presentaron un promedio de 96,3 NTU yconcentraciones que fluctuaron entre 1,3 y 1.182,4 NTU. El mínimo se registró enel río Cochrane (estación BCAT20, enero 2009) y el máximo en río La Colonia a 9Km del desagüe del lago Colonia (estación TB32, enero 2009). Estos valoresmáximos pueden ser producto del evento climático ocurrido durante el verano2009, aumentando el caudal y arrastre de material. Mientras que en invierno lasconcentraciones fluctuaron entre 1,0 NTU (estación TB25, río Cochrane a 5,3 Kmaguas abajo del lago Cochrane, agosto 2006) y 163,0 NTU (estación TB32, río LaColonia a 9 Km del desagüe del lago Colonia, agosto 2006) registrándose unpromedio de 27,8 NTU.Por otra parte, los lagos registraron un promedio de 157,9 NTU. En cuanto a losdatos puntuales, en la campaña de enero 2009, se observó un mínimo de 0,7NTU en la laguna Chacabuco (estación CH1) y un máximo de 2.058,3 NTU en elLago La Colonia (estación CL2). Esta variación puede ser producto del eventoclimático ocurrido durante el verano 2009, aumentando el caudal y arrastre dematerial.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 16 de 62Figura 4.8: Perfil longitudinal, Turbidez. Río Baker.ConductividadLa conductividad eléctrica medida en el cauce principal presentó uncomportamiento similar a lo largo del período estival, registrándose un valorpromedio de 56 µS/cm, con un mínimo y máximo de 40 y 66 µS/cm,respectivamente. El mínimo se observó en la estación B41.1 ubicada en el ríoBaker 7 km antes de la zona estuario, en la campaña de enero 2008, mientrasque el máximo se obtuvo en el río Baker a 2,7 Km aguas arriba del río Nef(estación B4) en la campaña de enero 2009. Durante el período de invierno, elcauce principal presentó un promedio de 71 µS/cm, con valores que fluctuaronentre 57 µS/cm (estación B19, río Baker a 6 Km aguas arriba de la laguna Vargas,septiembre 2007) y 93 µS/cm (estación B5, río Baker, sector Campamento elManzano, agosto 2006). Al igual que para los sólidos totales disueltos, la zonaestuarina durante el período estival, presentó un comportamiento similar al delcauce principal, a diferencia del fiordo (FIOR B) que registró mayoresconcentraciones, pero propias del sistema. El promedio en el estuario fue de 40

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 17 de 62µS/cm, con un rango de valores entre 39 y 42 µS/cm. El mínimo se registró en lasestaciones EB42.1, EB43.1 y EB44.1 (enero 2009), mientras que el máximo seobtuvo en las estaciones EB42.1 y EB44.1 (enero 2008). El fiordo registró unpromedio de 32.110 µS/cm, con un valor mínimo a nivel superficial de 329 µS/cmy un máximo a nivel fondo de 51.100 µS/cm. El valor a nivel superficial puededeberse al efecto de haloclina. Durante invierno, el estuario presentó un máximode 636 µS/cm en la estación EB44.1 (septiembre 2007), este valor podría debersea la cercanía de dicha estación al fiordo. Las estaciones EB42.1 y EB43.1,presentaron valores de 59 y 56 µS/cm. El perfil de conductividad presentóconcentraciones cercanas a 35 µS/cm.Los tributarios en la época estival presentaron un promedio de 59 µS/cm yconcentraciones que fluctuaron entre 16 y 174 µS/cm. El mínimo se registró en laestación ubicada en el río Negro (estación BCAT29, enero 2009) y el máximo enla estación ubicada en el estero aguas abajo del estero El Molino (estación TB22,enero 2007). Mientras que en invierno las concentraciones fluctuaron entre 12µS/cm (estación TB23, río Chacabuco; a 0,74 Km de la confluencia con el ríoBaker, agosto 2006) y 168 µS/cm (estación TB26, río Cochrane a 3 Km de laconfluencia con el río Baker, agosto 2006) registrándose un promedio de 81µS/cm.Por otra parte, los lagos registraron un promedio de 75 µS/cm. En cuanto a losdatos puntuales, en la campaña de enero 2009, se observó un mínimo de 18µS/cm en las estaciones BCAT 12.4 y BCAT 12.5 ubicadas en el lago Plomo y unmáximo de 166 µS/cm en el lago Cochrane (estación CO1). Estas variacionespueden ser producto del evento climático ocurrido durante el verano 2009,causando aumento de caudal y mayor disolución de minerales.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 18 de 62Figura 4.9: Perfil longitudinal, Conductividad. Río Baker.4.1.2 SíliceLa sílice presentó un promedio estival de 3,7 mg/L en el cauce principal, convalores que fluctuaron entre 2,4 y 9,9 mg/L, registrados en: río Baker a 11,2 Kmdel lago Bertrand (estación B2, enero 2007) y río Baker a 1 Km aguas abajo de laconfluencia con el río de La Colonia (estación B12, enero 2009). Durante elperíodo de invierno el cauce principal presentó un promedio de 7,4 mg/L, convalores que fluctuaron entre 2,2 mg/L (estación B8, río Baker a 8,4 Km aguasabajo de la confluencia del río Chacabuco y estación B9, río Baker aguas abajode la confluencia del río Cochrane, agosto 2006) y 37,5 mg/L (estación B39.1, ríoBaker 9 km aguas abajo de la confluencia con el río Del Paso, septiembre 2007).En cuanto a la sílice medido en la zona estuariana y fiordo (FIOR B) durante laépoca estival se observó un comportamiento similar respecto al cauce principal. Elestuario registró un promedio de 3,5 mg/L, con valores fluctuantes entre 2,4 mg/L(estación EB43.1, enero 2009) y 6,5 mg/L (estación EB44.1, enero 2009). En elfiordo se obtuvo un promedio de 1,1 mg/L, con un rango de valores entre 0,2 y 2,7

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 19 de 62mg/L. El mínimo se registró a nivel medio y el máximo a nivel superficial. Duranteinvierno, el estuario presentó una concentración de 2,6 mg/L, con un mínimo de2,5 mg/L en la estación EB42.1 (enero 2009) y un máximo de 2,7 mg/L en laestación EB43.1 (enero 2009).Los tributarios en la época estival presentaron un promedio de 3,0 mg/L yconcentraciones que fluctuaron entre 1,3 y 10,3 mg/L. El mínimo se registró en: elrío Ñadis(estación TB34, enero 2007), yacimiento El Maitén y yacimiento LosÑadis (estaciones TB21.3 y TB13.2, ambas en enero 2009); y el máximo en laestación ubicada en el río Ibáñez sector Villa Cerro Castillo. (estación BCAT2,enero 2009). Mientras que en invierno las concentraciones fluctuaron entre 1,8mg/L (estación TB20 ubicada en el río Nef a 12,7 Km de la confluencia con el ríoBaker y estación TB34 ubicada en el río Los Ñadis, agosto 2006) y 25,7 mg/L(estación TB38.1, confluencia río Baker y río Ventisquero, septiembre 2007),registrándose un promedio de 3,7 mg/L.Por otra parte, los lagos registraron un promedio de 4,6 mg/L. En cuanto a losdatos puntuales, en la campaña de enero 2009, se observó un mínimo de 1,9mg/L en el lago Vargas (estación VA1); y un máximo de 14,7 mg/L en el lagoColonia (estación CL1).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 20 de 62Figura 4.10: Perfil longitudinal, sílice. Río Baker.4.1.3 NutrientesOrtofosfatoDurante la época estival, el cauce principal, estuario y fiordo registraronconcentraciones no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 21 de 62Figura 4.11: Perfil longitudinal, fósforo de ortofosfato. Río Baker.Fósforo TotalEntre las campañas de verano (enero 2007, 2008 y 2009), se registraronconcentraciones no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 22 de 62Los tributarios en la época estival presentaron concentraciones no cuantificables(

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 23 de 62Nitrógeno de amonioSe observaron concentraciones no cuantificables de nitrógeno de amonio (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 24 de 62Figura 4.13: Perfil longitudinal, nitrógeno de amonio. Río Baker.Nitrógeno de NitratoEn el cauce principal, el nitrato medido durante el período estival presentóconcentraciones no cuantificables en todas las estaciones de monitoreo (enero2007 y 2008:

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 25 de 62estación TB28 ubicada en el río Del Salto a 4,7 Km del desagüe del lagoEsmeralda en la campaña de enero 2007. Mientras que en invierno todas lasestaciones obtuvieron concentraciones no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 26 de 62Bertrand y en la estación B8 ubicada en río Baker a 8,4 Km aguas abajo de laconfluencia del río Chacabuco y el máximo en la estación B13 (río Baker; sectorde muestreo ubicado a 0,8 Km aguas arriba de la confluencia con el río Ñadis). Elperfil longitudinal del río Baker durante verano mostró comportamientos similaresy estaciones con concentraciones no cuantificables. El estuario registró unpromedio de 0,0060 mg/L y un máximo de 0,0205 mg/L (estación EB44.1, enero2009). El fiordo presentó en todas sus estaciones concentraciones nocuantificables. Durante el invierno, se obtuvo un promedio de 0,0015 mg/L, con unmínimo de 0,0013 mg/L (estación EB44.1, septiembre 2007) y un máximo de0,0016 mg/L (estación EB42.1, septiembre 2007).Los tributarios en la época estival presentaron concentraciones no cuantificables(

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 27 de 62Figura 4.15: Perfil longitudinal, nitrógeno de nitrito. Río Baker.Nitrógeno Orgánico TotalEl nitrógeno orgánico total presentó en el cauce principal un promedio estival de0,14 mg/L, con valores entre 0,08 y 0,50 mg/L en el río Baker a 8,6 km aguasabajo de la confluencia con el río Ñadis (estación B14.1, enero 2009) y río Baker a8,4 Km aguas abajo de la confluencia del río Chacabuco (estación B8, enero2007), respectivamente. El período de invierno presentó concentraciones nocuantificables en la mayoría de las estaciones de monitoreo (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 28 de 62(estación EB43.1, septiembre 2007) y 0,12 mg/L (estación EB44.1, septiembre2007). El promedio obtenido fue de 0,11 mg/L.Los tributarios en la época estival presentaron concentraciones no cuantificables(

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 29 de 62Figura 4.16: Perfil longitudinal, nitrógeno orgánico total. Río Baker.4.1.4 Clorofila aDurante la época estival, el cauce principal presentó concentraciones nocuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 30 de 62nivel medio y fondo. A nivel superficial se obtuvo un valor de 0,4 µg/L. Duranteinvierno, todas las estaciones del estuario presentaron concentraciones nocuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 31 de 624.1.5 Resumen calidad del agua río BakerEl cauce principal (río Baker), presentó características desde aguas neutras hastaaguas moderadamente alcalinas, junto a esto las concentraciones de oxígenodisuelto y conductividad son apropiadas para el desarrollo y conservación de lavida acuática.Con relación a los parámetros físicos del sistema, se debe mencionar que latemperatura media de verano fue de 12,3 [ºC] y de invierno de 6,5 [ºC]. En el casode la demanda bioquímica de oxígeno, se debe indicar que los valores registradosno sobrepasan los 5 [mg/L]. Por otra parte, los datos obtenidos de laconcentración de oxígeno disuelto en todas las estaciones y en todas lascampañas fueron mayores a 8,5 [mg/L]. El pH registró valores moderadamenteneutros, entre 6,5 y 8,5. Finalmente, la concentración de sólidos totalessuspendidos osciló entre los 20 [mg/L] y los 60 [mg/L], valores que concuerdancon el importante aporte de deshielo glacial.Para el caso de los parámetros químicos, se observa que el nutriente FósforoTotal, presenta concentraciones que se mantienen por debajo de 0,05 [mg/L] conexcepción de los períodos de verano de 2008 y 2009, en que dichos valoresascienden hasta 0,3 [mg/L]. En cambio, las mediciones de fósforo Ortofosfatomuestran que en el cauce principal las concentraciones no ascienden de 0,01[mg/L]. Por otra parte, los compuestos nitrogenados reflejan valores bajos. En elcaso del amonio las concentraciones son menores que 0,05 [mg/L], conexcepción de enero del 2007, el cual muestra valores que alcanzan 0,2 [mg/L].Por otra parte, el nitrato presenta valores por debajo del límite de detección conexcepción de un valor puntual en enero de 2009. Así mismo, el nitrito muestravalores de concentraciones bajo 0,005 [mg/L], con excepción de un par de valorespuntuales en el período de enero 2009. El sílice disuelto presenta valores bajo los3 [mg/L], excepto en la campaña realizada en enero 2009 en la cual se observanvalores cercanos a 5 [mg/L].Finalmente, se debe mencionar que las concentraciones de clorofila a registradasno sobrepasan la unidad con excepción de enero de 2007, en donde se venvalores ligeramente mayores (< 2 [µg/L]).Cabe destacar que durante la campaña de enero 2009, se registró un eventoclimático que generó fuertes lluvias, con importantes crecidas de los ríos yarrastre de material en suspensión que pudieron afectar algunos parámetros,cuyo volumen es dependiente y sensible a condiciones físicas como por ejemplo:turbidez, sólidos suspendidos, sólidos disueltos y conductividad entre otros,afectando tanto al cauce principal como a los otros sistemas en estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 32 de 624.2 Sector PascuaA continuación se presentan los resultados de los parámetros que describen lacalidad del agua del área de influencia del Proyecto Hidroeléctrico en el ríoPascua, de acuerdo a la información contenida en el Apéndice D de este informe.En este Apéndice se encuentran los valores puntuales por cada campaña demuestreo y el valor promedio por periodo estival e invernal con los registrosmínimos y máximos observados para cada período estacional. En las Figuras4.18 a 4.34, se muestra el perfil longitudinal del cauce principal del río Pascuaincluyendo la información del estuario y fiordo. Los puntos de muestreo en lasfiguras corresponden a aquellos situados en el cauce principal, en el fiordo y enestuario. Las campañas analizadas corresponden solamente a las invernales yestivales, dado que representan los escenarios extremos del área de estudio.Cabe señalar que durante el periodo de verano 2009 (enero) se realizó unmuestreo extensivo de los lagos asociados al área de influencia del proyecto, losque fueron considerados en esta evaluación. Así mismo, para el caso del sectorde estuario, se cuenta con información para el periodo invernal de la campañarealizada en septiembre de 2007, incorporando para temperatura y conductividadla información contenida en perfiles realizados durante el mismo periodo demuestreo. Mientras en el sector de Fiordo no se cuenta con información durante elperiodo de invierno.4.2.1 Parámetros físicos y químicosTemperaturaLos registros para temperatura en el cauce principal del río Pascua, mostrarondurante las campañas de verano valores similares entre los años 2007 y 2009. Elpromedio reportado fue de 8,0 °C, con valores entre 6,3 y 10,3°C, registrándoseel valor mínimo en el río Pascua, afluente del lago Chico(estación P1) y ríoPascua a 0,45 Km de la confluencia con el Desagüe del lago Gabriel Quirós(estación P4) en la campaña de enero de 2009 y el valor máximo en el río Pascuaa 11 km aguas arriba de la confluencia con el Quetru (estación P4.1) tambiéndurante la campaña de enero de 2009. Siguiendo el eje longitudinal, se observópara el estuario temperaturas homogéneas respecto al río Pascua, con unpromedio de 8,6ºC y variaciones entre 7,8ºC (estación EP16.1, campaña de enero2009) y 9,4 ºC (estación EP15.1, campaña enero 2008). En tanto, en el fiordo semantuvo la misma condición del cauce principal en época estival con un promediode 9,0 ºC entre las diferentes profundidades de la estación FIOR P evaluada enenero de 2009, con variaciones entre 8,4ºC a nivel superficial y 9,4ºC registrado aprofundidad media.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 33 de 62Durante el periodo de invierno, los registros de temperatura en el río Pascuamostraron menor amplitud que en verano, con un promedio de 5,2 °C, con unvalor mínimo de 4,5 ºC (campaña de agosto de 2007, en la estación P8 ubicadaen río Pascua a 2 Km aguas abajo del lago Quetru) y un máximo de 6,3°C(campaña de septiembre de 2007, en la estación P14.1 ubicada en el río Pascuaa 4,2 km aguas arriba de la confluencia con el río Bergues). En el sector deestuario, la temperatura promedio durante la campaña de septiembre de 2007 fuede 6,3ºC, con variaciones entre 5,5 y 9,9ºC, registradas en las estaciones EP15.1y EP16.1, respectivamente. Mientras los perfiles de muestreo registrados en elmismo periodo registran temperaturas homogéneas cercanas a los 6,0 ºC.En cuanto a los tributarios, el promedio observado durante las campañas deverano fue de 9,4°C con valores extremos de 5,9 y 15,5°C, registrándose el valormínimo en la campaña de enero de 2009 en la estación TP12.2 ubicada en el ríoBorquez a 2,7 km de la confluencia con el Pascua, y el valor máximo en lacampaña de enero de 2007en la estación TP10, ubicada en el desagüe del lagoQuetru a 0,4 Km de la confluencia con el río Pascua. Para el periodo de invierno,el valor promedio fue de 4,6°C con oscilaciones entre 3,5 y 5,2°C, observándoseambos valores en la campaña de septiembre de 2007, en el río Borquez (estaciónTP12) y en el río Bergues (estación TP11), respectivamente.Para los lagos evaluados durante la campaña de enero de 2009, el promedio fuede 7,2 °C, con variaciones entre 2,9 °C (estaciones TP3.2, lago Gabriel Quirós) y17 °C (estación TP8.8, lago Quetru 3).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 34 de 62Figura 4.18: Perfil longitudinal, temperatura. Río Pascua.Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)Respecto a la DBO 5 , en el cauce principal del río pascua durante el periodoestival, se observaron valores característicos de aguas limpias, con un promediode 2,2 mg/L y concentraciones entre

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 35 de 62de la estación FIOR P, con un promedio 0,9 mg/L y variaciones entre 0,8 y 0,9mg/L.Durante el periodo de invierno, el cauce principal del río Pascua, mostróconcentraciones de aguas limpias, con mayor concentración durante septiembrede 2007 respecto a agosto de 2006, presentando un valor promedio de 2,3 mg/L yvariaciones entre

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 36 de 62Demanda bioquímica de oxígeno [mg/l]765432Demanda Bioquímica de oxígenoene‐07ene‐08ene‐09ago‐06sep‐07Río QuirósRío QuetruRío BorquezRío Berguer100 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000Distancia [m]Fiordo y estuarioFigura 4.19: Perfil longitudinal, demanda bioquímica de oxígeno. Río Pascua.Demanda Química de Oxígeno (DQO)La DQO, para el período de verano en el cauce principal del río Pascua, presentóun valor promedio de 4,6 mg/L con un valor mínimo de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 37 de 62En los tributarios durante la época de verano también se observaron en sumayoría valores no cuantificables, mostrando sólo en la campaña de enero de2007 registros cuantificables. El promedio obtenido durante la época estival fue de3,0 mg/L con un valor mínimo de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 38 de 62Oxígeno Disuelto (OD)En relación a la disponibilidad de oxígeno disuelto en el cauce principal en elperíodo estival, se observaron valores similares entre si y favorables para eldesarrollo de biota acuática, con un promedio de 12,9 mg/L y valores extremos de9,1mg/L registrado en la estación P1 ubicada en aguas arriba del lago Chico(campaña de enero de 2009) y 14,0 mg/L en la estación P5 ubicada en el ríoPascua a 2,8 Km aguas arriba del lago Quetru (campaña enero 2009). Aguasabajo, en el sector de estuario, se observó valores homogéneos 12,5 mg/L(estaciones EP15.1 y EP16.1) y 13,4 mg/L (estación EP15.1), con un valorpromedio de 13,0 mg/L. Respecto al fiordo (FIOR P), se observó una situacióndistinta con una marcada diferencia entre profundidades, producida por unahaloclina que no permite la disolución de oxígeno homogéneamente entreprofundidades en aguas salinas, con valores extremos de 6,2 mg/L (a mayorprofundidad) y 12,6 mg/L (a nivel superficial) y un promedio de 9,2 mg/L.En el periodo de invierno, el cauce principal arrojó valores de oxígeno disueltohomogéneos, con un promedio de 12,5 mg/L y variaciones entre 11,6 mg/L(estación P1, campaña de agosto de 2006) y 13,7 mg/L (estación P14.1, campañade septiembre de 2007). En el estuario, se registró un promedio de 12,6 mg/L yvalores de 11,7 mg/L en la estación EP16.1 y 13,4 mg/L en la estación EP15.1.Para los tributarios, las concentraciones de oxígeno disuelto sonhomogéneamente favorables para el desarrollo de biota acuática en el periodoestival, mostrando un promedio de 11,4 mg/L y fluctuaciones entre 9,1 mg/L (lagoChico, estación PCAT34.3, campaña enero de 2009) y 13,0 mg/L (río Borquez,estación TP12, campaña de enero de 2009). Durante el invierno, se observó engeneral valores homogéneos con un promedio de 11,4 mg/L y valores fluctuantesentre 8,5 mg/L, registrado en el desagüe del lago Quetru a 0,4 Km de laconfluencia con el río Pascua, estación TP10 durante la campaña de agosto de2006 y 13,1 mg/L registrado en el río Bergues, estación TP11 en campaña deseptiembre de 2007.En los lagos en estudio, durante el periodo estival de 2009, se observó menoresconcentraciones de oxígeno disuelto en las estaciones ubicadas en el Lago Chicoy en el lago Quetru a nivel superficial, mostrando un promedio de 10,5 mg/L confluctuaciones entre 6,5 mg/L (lago Quetru, estación TP8.8) y 13,1 mg/L (lagoGabriel Quirós, estación TP3.1).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 39 de 62Figura 4.21: Perfil longitudinal, oxígeno disuelto. Río Pascua.pHDe acuerdo a los valores de pH registrados en el cauce principal durante elperiodo de verano, se observaron aguas homogéneamente neutras (Hounslow,1995), con un promedio de 7,4 unidades y valores extremos de 6,4 unidades(campaña de enero de 2009) y 7,6 unidades (mayoritariamente uniforme en todaslas campañas evaluadas). Siguiendo el cauce principal hasta el estuario, semantienen valores neutros y similares a los valores registrados aguas arriba, conun promedio para el estuario de 7,1 unidad y valores extremos de 6,4 y 7,5unidades.Para el fiordo el promedio detectado fue de 7,3 unidades con pequeñasvariaciones entre profundidades con valores entre 7,2 y 7,5 unidades, observadasa nivel superficial y a profundidad media respectivamente.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 40 de 62En época invernal, el pH del cauce principal presentó valores homogéneos yneutros (Hounslow, 1995) entre todas las campañas evaluadas, con un promediode 7,4 unidades y valores extremos de 7,1 y 7,7 unidades, registradas en lascampañas de agosto de 2006 y septiembre de 2007. Aguas abajo, el estuario,registró también un valor neutro con 7,2 unidades en la estación EP16.1 enseptiembre de 2007.Los tributarios durante el periodo estival, también mostraron valores homogéneosy neutros entre sí (Hounslow, 1995), con un promedio de 7,0 unidades y valoresfluctuantes entre 6,4 (Río Bergues, estación TP11 y río Borquez a 2,7 km de laconfluencia con el Pascua estación TP12.2) y 7,5 unidades (desagüe del lagoGabriel Quirós a 0,83 Km de la confluencia con el río Pascua, estación TP9),ambos valores en la campaña de enero de 2009. En invierno, se registrarontambién aguas de carácter neutro, con un promedio de 7,2 unidades, con un valormínimo de 6,9 unidades (río Bergues, estación TP11, campaña de septiembre de2007) y un máximo de 7,3 unidades (desagüe del lago Gabriel Quirós a 0,83 Kmde la confluencia con el río Pascua, estación TP9, campaña de agosto de 2006 yrío Borquez estación TP12, campaña de septiembre de 2007).Para los lagos, se observaron valores de pH homogéneos, con fluctuaciones entre6,3 y 7,8 unidades encontrándose levemente menor al límite inferior de aguasneutras, respectivamente (Hounslow, 1995). El promedio registrado durante enerode 2009 fue de 7,0 unidades.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 41 de 62Figura 4.22: Perfil longitudinal, pH. Río Pascua.Sólidos Totales SuspendidosLos sólidos totales suspendidos, presentan variabilidad espacial a lo largo del ejelongitudinal. El cauce principal, durante enero de 2009, presentó mayoresconcentraciones respecto los veranos previos, producto de condiciones climáticaspuntuales. El valor promedio registrado fue de 24,8 mg/L con un mínimo de 8,1mg/L (estación P3 ubicada en río Pascua a 1,1 Km aguas arriba del desagüe dellago Gabriel Quirós campaña de enero de 2008) y un máximo de 38 mg/L(estación P13.1 ubicada en el río Pascua a 1,3 km aguas abajo con la confluenciacon el río Quetru campaña de enero de 2009). En el sector de estuario, losvalores reportados fueron similares a los registrados aguas arriba, con unpromedio de 27 mg/L y fluctuaciones entre 18,5 mg/L (estación EP15.1, campañaenero de 2008) y 34,2 mg/L (estación EP16.1, campaña enero de 2009).Respecto al fiordo (FIOR P), se observó en promedio menor concentración desólidos en suspensión y mayor variabilidad entre profundidades, con un promedio

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 42 de 62de 16,9 mg/L y valores extremos de 1,6 mg/L registrado a profundidad media y 34mg/L registrado a nivel superficial.Respecto el periodo invernal, en el cauce principal, se observaron en generalconcentraciones inferiores a las registradas en verano, con un promedio de 9,7mg/L y valores entre 5,4 mg/L (estación P1 ubicada en río Pascua; afluente dellago Chico, campaña agosto de 2006) y 19,3 mg/L (estación P7 ubicada en ríoPascua a 0,2 Km aguas arriba del lago Quetru, campaña septiembre de 2007).Aguas abajo, en el estuario se registraron valores de 11,9 mg/L en la estaciónEP15.1 y 14,3 mg/L en la estación EP16.1.En los lagos evaluados durante la campaña enero de 2009, se observaron valoresheterogéneos con un promedio de 23,9 mg/L y valores extremos de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 43 de 62Sólidos Totales Disueltos (STD)Para sólidos totales disueltos, se observó en el cauce principal durante el periodoestival, diferencias entre la campaña de verano de 2009 y las previas,registrándose en general menores concentraciones en enero 2009, debido a ladilución efectuada por el aumento de caudal producto de las lluvias ocurridasdurante el periodo de muestreo. El promedio para la época estival fue de 27,6mg/L con fluctuaciones entre 5,1 mg/L (estación P1 ubicada en río Pascua;afluente del lago Chico enero de 2009) y 55,7 mg/L (estación P4 ubicada en ríoPascua a 0,45 Km de la confluencia con el Desagüe del lago Gabriel Quirós,campaña enero de 2009). En el tramo del estuario, se reportó un valor promediosimilar al del cauce principal aguas arriba, con 31,9 mg/L y valores entre 29,2mg/L ( EP15.1, campaña enero de 2009) y 36 mg/L (EP15.1, campaña enero de2009). En el fiordo (FIOR P), producto de su carácter salino presenta mayoresvalores de STD respecto el cauce principal; sin embargo, producto de unahaloclina, donde los primeros metros de profundidad son de aguas menos salinas,aumentando la salinidad a mayor profundidad, se observó valores heterogéneos,con un promedio de 21.695 mg/L, un valor mínimo a nivel superficial y máximo amayor profundidad de 1.029 y 33.044 mg/L, respectivamente.En época invernal, las concentraciones de STD en el cauce principal mostraronvalores más homogéneos con un promedio mayor al registrado en verano con31,3 mg/L y valores extremos de 25,2 mg/L (estación P1 ubicada en río Pascua;afluente del lago Chico y 33 mg/L (estación P4 ubicada en río Pascua a 0,45 Kmde la confluencia con el Desagüe del lago Gabriel Quirós), ambos valoresregistrados en la campaña agosto de 2006. En el sector del estuario, se observanvalores mayores al promedio del cauce principal con 34,7 mg/L para la estaciónEP16.1 y 40,1 mg/L para la estación EP15.1.Respecto los tributarios, en el periodo de verano, presentaron en general menoresvalores durante enero de 2009 respecto las campañas previas. El promedioregistrado fue de 20,1 mg/L, con valores extremos de 10 y 30 mg/L ambosregistrados en enero 2009, en el río Bergues (estación TP11) y en el estero Pretilen el lago Chico (estación PCAT34.3), respectivamente. Durante el periodoinvernal, se presentó mayor amplitud de datos con un promedio de 37,0 mg/L yvalores extremos de 11,2 mg/L (estación TP11 ubicada en el río Bergues,campaña de septiembre de 2007) y 100,4 mg/L (estación TP10 ubicada endesagüe del lago Quetru a 0,4 Km de la confluencia con el río Pascua, campañade agosto de 2006).En cuanto a los lagos, el periodo de verano de 2009, mostraron variaciones entrelos distintos lagos, con menores concentraciones de STD en los lagos Leal yQuetru respecto los otros lagos evaluados. Se observó un promedio de 25,9 mg/L

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 44 de 62con valores extremos de 7,7 mg/L (lago Chico, estación PCAT34) y 77,4 mg/L(lago Quetru, estación TP8.7).Sólidos Totales Disueltos [mg/l]60.050.040.030.020.0Sólidos Totales Disueltosene‐07ene‐08ene‐09ago‐06sep‐07Río QuirósRío QuetruRío BorquezRío Berguer10.00.00 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000Distancia [m]Fiordo y estuarioFigura 4.24: Perfil longitudinal, sólidos totales disueltos. Río Pascua.TurbidezEn el periodo estival, los resultados observados para turbidez en el cauceprincipal mostraron un aumento durante la campaña de enero de 2009, productodel aumento de caudal y arrastre de material suspendido por las lluviasimperantes durante el muestreo del verano 2009. El valor promedio para turbidezfue de 30,9 NTU, con valores entre 10,0 y 88,6 NTU registrados en la zona deafluente del lago Chico (estación P1, campaña de enero de 2007) y en el cauceprincipal a 0,45 Km de la confluencia con el Desagüe del lago Gabriel Quirós(estación P4, campaña enero de 2009) respectivamente.Aguas abajo, en el estuario, se observó también un aumento en la turbidez en lacampaña de enero de 2009, presentando un valor promedio de 42,3 NTU convalores entre 22 NTU (EP16.1, campaña de enero de 2008) y 57,5 NTU (EP16.1,

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 45 de 62campaña de enero de 2009). Para el fiordo (FIOR P), se observó variacionesentre las distintas profundidades de muestreo producto de la falta de mezcla de lamasa de agua de distintas densidades producto de una haloclina. El promedioregistrado para el fiordo en enero de 2009 fue de 19,5 NTU, con valores de 1,2NTU a profundidad media y 57,5 NTU a nivel superficial.Durante el periodo invernal, el cauce principal mostró valores inferiores a losreportados en verano y homogéneos entre sí, con un promedio de 15,7 NTU yfluctuaciones entre 9,8 NTU (zona afluente lago Chico, estación P1) y 18,0 NTU(cauce principal a 0,8 Km aguas arriba del lago Quetru, estación P6), ambosvalores registrados en la campaña de agosto de 2006. Aguas abajo, en el estuariose registraron valores similares entre las estaciones evaluadas, con 17,5 NTU(EP15.1) y 23 NTU (EP16.1).Durante el periodo estival, los tributarios, mostraron heterogeneidad en susvalores, con un promedio de 55,4 NTU y valores entre 1,0 NTU (desagüe del lagoQuetru a 0,4 Km de la confluencia con el río Pascua, estación TP10, campañaenero de 2007) y 175,1 NTU (desagüe del lago Gabriel Quirós a 0,83 Km de laconfluencia con el río Pascua, estación TP9, campaña enero de 2009). Eninvierno, también se observó valores heterogéneos con un promedio de 34,8 NTUy valores extremos de 0,9 NTU (río Berques, estación TP11, campaña septiembrede 2007) y 135 NTU (desagüe del lago Gabriel Quirós a 0,83 Km de la confluenciacon el río Pascua, estación TP9, campaña agosto de 2006).Para los lagos, durante enero de 2009, se observó variaciones entre ellos, con losmayores registros de turbidez en el lago Gabriel Quirós respecto de sus pares. Elvalor promedio reportado fue de 42 NTU, con fluctuaciones entre 1,3 NTU (lagoChico, sector Pascua, estación PCAT34) y 236 NTU (lago Gabriel Quirós,estación TP3.2).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 46 de 6288.078.068.058.0Turbidezene‐07ene‐08ene‐09ago‐06sep‐07Río QuirósRío QuetruRío BorquezRío BerguerTurbidez [NTU]48.038.028.018.08.00 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000Distancia [km]Fiordoy estuarioFigura 4.25: Perfil longitudinal, turbidez. Río Pascua.ConductividadLos registros de conductividad eléctrica en el cauce principal durante el periodoestival, mostraron valores similares entre sí, con un valor promedio de 45 µS/cm yvalores extremos de 38 µS/cm (río Pascua afluente al lago Chico, estación P1 yrío Pascua a 0,45 Km de la confluencia con el Desagüe del lago Gabriel Quirós,estación P4, ambos en la campaña enero de 2009) y 65 µS/cm (río Pascuaafluente al lago Chico, estación P1 y aguas abajo del lago Chico, estación P2,campaña de enero de 2007). Siguiendo el perfil longitudinal, el estuario presentóun promedio similar al de aguas arriba, con un promedio de 39,7 µS/cm y valoresentre 38 µS/cm (estaciones EP15.1 y EP16.1, en enero de 2009) y 43 µS/cm(estación EP15.1, enero de 2008).Respecto al fiordo, se observó el efecto de una haloclina en la estación FIOR Pcon valores heterogéneos a distintas profundidades. El promedio registrado fue de33.764 µS/cm, con 1.891 µS/cm, a nivel superficial y 51.200 µS/cm, a mayorprofundidad.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 47 de 62En periodo de invierno, el cauce principal presentó al igual que en verano valoreshomogéneos, con un promedio de 42 µS/cm y fluctuaciones entre 34 µS/cm (ríoPascua afluente al lago Chico, estación P1, campaña de agosto de 2006) y 45µS/cm (río Pascua a 0,45 Km de la confluencia con el Desagüe del lago GabrielQuirós, estación P4 y río Pascua a 0,2 Km aguas arriba del lago Quetru, estaciónP7, campaña de agosto de 2006). Aguas abajo, en el sector de estuario, losregistros de conductividad mostraron valores de 55 µS/cm para la estaciónEP16.1 y 64 µS/cm para la estación EP15.1 ambas en septiembre de 2007,mientras los perfiles de conductividad registrados en igual periodo mostraronvalores homogéneos y cercanos a los 23 ºC.Los tributarios, en general durante el periodo estival presentaron valores similaresentre sí, con un valor más alto respecto de sus pares en la estación TP9 ubicadaen desagüe del lago Gabriel Quirós a 0,83 Km de la confluencia con el ríoPascua. El valor promedio registrado fue de 25,7 µS/cm, con un mínimo de 13,0µS/cm en el río Bergues (estación TP11) en enero de 2008 y un valor máximo de41 µS/cm, registrado en el desagüe del lago Gabriel Quirós a 0,83 Km de laconfluencia con el río Pascua (estación TP9) en enero de 2007. En el periodoinvernal, se presentó un aumento en el valor promedio de los tributarios con 50,3µS/cm, dado por la estación TP10 ubicada en el desagüe del lago Quetru a 0,4Km de la confluencia con el río Pascua, donde se registró el valor máximo con134 µS/cm durante agosto de 2006. El valor mínimo fue de 16 µS/cm registradoen el río Bergues (estación TP11) en septiembre de 2007.En cuanto a los lagos, el periodo de verano de 2009, mostraron variaciones entrelos distintos lagos, con menor conductividad en los lagos Leal y Quetru respectolos otros lagos evaluados. El promedio para el periodo fue de 31,3 µS/cm convalores extremos de 17,0 µS/cm (lago Negro, estaciones TP8.3 y TP8.4) y 51µS/cm (lago O’Higgins, estación PCAT35.3).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 48 de 62Figura 4.26: Perfil longitudinal, conductividad. Río Pascua.4.2.2 SíliceLa sílice presentó un promedio estival de 2,8 mg/L en el cauce principal, convalores que oscilaron entre 1,2 y 5,5 mg/L, registrados en el afluente al lago Chico(estación P1, enero 2007) y en el cauce principal a 0,2 km aguas arriba del lagoQuetru (estación P7, enero 2009). Siguiendo el eje longitudinal, la zona estuarinamostró para sílice valores similares al cauce principal al igual que el fiordo. Elestuario presentó un promedio de 2,7 mg/L con valores entre 2,1 mg/L, registradoen la estación EP16.1 (enero 2008) y 3,4 mg/L registrado en la estación EP15.1(enero 2009). En el fiordo durante enero de 2009, los valores fueron homogéneoscon un promedio de 1,5 mg/L y valores entre 1,1 mg/L a mayor profundidad y 2,0mg/L a nivel superficial.Durante el periodo invernal, en el cauce principal, se obtuvo valores homogéneoscon un promedio de 1,4 mg/L y fluctuaciones entre 1,1 y 1,7 mg/L registrándoseen el afluente al lago Chico (estación P1, agosto 2006) y cauce principal a 1,1 Km

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 49 de 62aguas arriba del desagüe del lago Gabriel Quirós (estación P3, septiembre 2007),respectivamente. Aguas abajo, en el estuario, se observó valores similares alcauce principal con valores de 1,7 y 1,8 en las estaciones EP15.1 y EP16.1,respectivamente.Para los tributarios del sector Pascua durante el periodo estival, se presentómayor variación respecto el cauce principal, con un promedio de 2,6 mg/L yvalores extremos de 0,4 y 5,6 mg/L, reportados ambas en enero de 2008, en el ríoBerques (estación TP11) y en el río Borquez (estación TP12), respectivamente.Durante el invierno, el valor promedio fue de 1,4 mg/L y valores fluctuantes entre0,4 y 3,6 mg/L, registradas en el río Berques (estación TP11, septiembre 2007) yen el desagüe del lago Quetru a 0,4 Km de la confluencia con el río Pascua(estación TP10, agosto 2006).En los lagos evaluados durante enero de 2009, se observaron valoreshomogéneos para sílice con un promedio de 2,6 mg/L y valores extremos de 0,4 y8,2 mg/L registrados en la laguna en Altura (estación TP8.2) y en el lago GabrielQuirós (estación TP3.1).6.05.04.0Sílice Disueltoene‐07ene‐08ene‐09ago‐06sep‐07Río QuirósRío QuetruRío BorquezRío BerguerSílice Disuelto [mg/l]3.02.01.00.00 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000Distancia [m]Fiordo y estuarioFigura 4.27: Perfil longitudinal, Sílice. Río Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 50 de 624.2.3 NutrientesOrtofosfatoDurante el periodo estival, las concentraciones para ortofosfato fueron en sumayoría no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 51 de 62Figura 4.28: Perfil longitudinal, ortofosfato. Río Pascua.Fósforo TotalEn el periodo estival, se observó para fósforo total en el cauce principal valoressimilares, con algunas estaciones no cuantificables y otras con valores levementepor sobre el nivel de cuantificación. El promedio reportado fue de 0,02 mg/L conun mínimo de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 52 de 62agosto de 2006 y septiembre de 2007. De igual forma ocurrió para el estuario enlas estaciones evaluadas durante septiembre de 2007.Respecto a los tributarios, durante las campañas de verano, se registró un valorpromedio de 0,031 mg/L, con un mínimo no cuantificable (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 53 de 62Nitrógeno de AmonioPara el nitrógeno de amonio se observó durante las campañas de verano en elcauce principal, valores no cuantificados o cercanos al nivel de cuantificación enla mayoría de las estaciones, mostrando un promedio de 0,014 mg/L y valoresextremos de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 54 de 62Figura 4.30: Perfil longitudinal, nitrógeno de amonio. Río Pascua.Nitrógeno de NitratoDurante el periodo estival, las concentraciones reportadas para nitrato fueron ensu mayoría no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 55 de 62En cuanto a los tributarios, se observó durante el periodo estival concentracioneshomogéneas con valores no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 56 de 62Nitrógeno de NitritoDurante el periodo estival, los valores para nitrito en el cauce principal mostraronconcentraciones homogéneas, con un promedio de 0,065 mg/L y valoresextremos de 0,0012 mg/L (río Pascua a 2 Km aguas abajo del lago Quetru,estación P8, campaña de enero de 2007) y 1,57 mg/L (río Pascua a 0,45 Km de laconfluencia con el Desagüe del lago Gabriel Quirós, estación P4, campaña deenero de 2009). Siguiendo el perfil longitudinal, las estaciones del estuariomostraron en el periodo de verano un valor promedio de 0,0031 mg/L confluctuaciones entre 0,0027 mg/L (estación EP16.1, campaña de enero de 2009) y0,0034 mg/L (estaciones EP15.1 campaña enero de 2008 y EP15.1, en lacampaña de enero de 2009), mientras en el fiordo, la estación FIOR P, mostró unpromedio de 0,0013 mg/L y variaciones entre 0,0004 mg/L a profundidad media y0,0021 mg/L a nivel superficial. En invierno, se observó resultados homogéneosentre las campañas de agosto de 2006 y septiembre de 2007, presentando unpromedio de 0,0018 mg/L con fluctuaciones entre 0,0012 (cauce principal 6,7 kmaguas abajo con la confluencia del desagüe lago Quetru, estación P14, campañaseptiembre de 2007) y 0,0036 mg/L (río Pascua a 0,2 Km aguas arriba del lagoQuetru, estación P7, campaña de agosto de 2007). En el sector de estuario seregistró en septiembre de 2007 un valor de 0,0013 mg/L en la estación EP15.1 y0,0021 mg/L en la estación EP16.1.En relación a los tributarios, los valores reportados en la época estival fueronhomogéneos con un promedio de 0,0041 mg/L y variaciones entre 0,0003 mg/L(río Bergues, estación TP11, campaña de enero de 2008) y 0,0179 mg/L (ríoBorquez, estación TP12, campaña de enero de 2008). En invierno, el valorpromedio fue similar al reportado en verano con un valor de 0,0021 mg/L yfluctuaciones entre 0,0003 mg/L (río Bergues, estación TP11, campaña deseptiembre de 2007) y 0,0045 mg/L (desagüe del lago Quetru a 0,4 Km de laconfluencia con el río Pascua, estación TP10, campaña agosto de 2006).En cuanto a los lagos, las estaciones evaluadas en enero de 2009, mostraronvalores similares entre sí, con un valor promedio de 0,0027 mg/L y valoresextremos de 0,0002 (lago Leal, estación TP8.6) y 0,0122 mg/L (lago GabrielQuirós, estación TP3.2).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 57 de 62Nitrógeno Orgánico TotalFigura 4.32: Perfil longitudinal, nitrito. Río Pascua.En el periodo estival, se observó para nitrógeno orgánico total en el cauceprincipal valores homogéneos, con un valor promedio de 0,127 mg/L y valoresentre

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 58 de 62aguas arriba del lago Quetru, estación P7, campaña de septiembre de 2007).Aguas abajo, en el tramo de estuario, se registró un valor de 0,087 mg/L en laestación EP16.1 y de 0,188 mg/L en la estación EP15.1.En los tributarios, durante el periodo estival se observó un promedio de 0,201mg/L, con un mínimo de 0,158 mg/L (río Borquez, estación TP12, campaña deenero de 2008) y 0,260 mg/L (río Bergues, estación TP11.2, campaña de enerode 2009). En la época invernal, se registró un promedio similar al reportado enverano, con 0,140 mg/L y valores extremos de 0,118 mg/L (río Borquez, estaciónTP12, campaña septiembre de 2007) y 0,173 mg/L (desagüe del lago Quetru a0,4 Km de la confluencia con el río Pascua, estación TP10, campaña de agostode 2006).Para los lagos evaluados durante enero de 2009, se observó un promedio de0,198 mg/L de nitrógeno orgánico total con un mínimo de 0,064 mg/L (lago Negro,estación TP8.4) y un máximo de 0,455 mg/L (Lago O’Higgins, bahía Esperanza,estación PCAT35.2).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 59 de 624.2.4 Clorofila aFigura 4.33: Perfil longitudinal, nitrógeno orgánico total. Río Pascua.Para clorofila a en el cauce principal durante el periodo estival, se observaronmayoritariamente valores no cuantificables, registrando un valor promedio de 0,3µg/L con un valor mínimo de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 60 de 62observó un valor de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 61 de 62Figura 4.34: Perfil longitudinal, clorofila a. Río Pascua.4.2.5 Resumen calidad del agua río PascuaEl cauce principal del río Pascua presentó características desde aguas neutras oal límite inferior de la neutralidad, junto a esto las concentraciones de oxígenodisuelto y conductividad son apropiadas para el desarrollo y conservación de lavida acuática.Con relación a los parámetros físicos del sistema se debe mencionar que latemperatura media de verano fue de 8,0 [ºC] y de invierno de 5,2 [ºC], estosvalores presentan una menor amplitud que los mostrados en el Baker. En el casode la demanda bioquímica de oxígeno, se debe indicar que los valores registradospresentan una dispersión elevada con valores menores al límite de detección (0,5[mg/L]) hasta valores de 6,6 [mg/L]. Por otra parte, los datos obtenidos de laconcentración de oxígeno disuelto en todas las estaciones y en todas lascampañas fueron por sobre 11 [mg/L], con excepción de 2 estaciones en enero de2009 (P1 y FIORP), los cuales mostraron valores entre 8 y 9 [mg/L]. Así mismo elpH registró valores entre 7 y 8, con excepción de 2 estaciones en la campaña deenero 2009 en donde su valor desciende por debajo de 6,5 (pero mayor a 6).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 4, Página 62 de 62Finalmente, la concentración de sólidos totales suspendidos muestra unasingularidad en la campaña de enero 2009, presentando valores por sobre los 30[mg/L], lo cual no corresponde al resto de las otras campañas cuyos valores noasciende de 25 [mg/L].Para el caso de los parámetros químicos, se observa que el nutriente fósforoTotal, presenta concentraciones que se mantienen por debajo de 0,02 [mg/L] conexcepción de los períodos de verano de 2008, en los cuales dichos valoresascienden hasta 0,045 [mg/L]. En cambio las mediciones de fósforo Ortofosfato,muestran que en el cauce principal las concentraciones no ascienden del límite dedetección (0,01 [mg/L]), salvo 3 estaciones en la campaña de enero 2007 (P3, P4y P5).Por otra parte, los compuestos nitrogenados muestran valores bajos. En el casodel amonio las concentraciones son menores que 0,03 [mg/L] con excepción delas estaciones P1, P6 y P7 y EP16, en enero del 2007 y septiembre de 2007,respectivamente. El nitrato a su vez, presenta valores por debajo del límite dedetección con excepción de un valor puntual en enero de 2009 y enero 2007 enP8 y P4 (0.003 [mg/L]). En cambio, el nitrito muestra todos sus valores deconcentraciones bajo 0,004 [mg/L]. Por otra parte, el sílice disuelto presentavalores que oscilan entre 1 y 6 [mg/L].Finalmente, se debe mencionar que las concentraciones de clorofila a registradasno sobrepasan de 1 [µg/L], con excepción de enero de 2007 y septiembre de2007, en donde se ven valores ligeramente mayores (menores a 2 [µg/L]) en P2 yP7.Cabe destacar que durante la campaña de enero 2009, se registró un eventoclimático que generó fuertes lluvias, con importantes crecidas de los ríos yarrastre de material en suspensión que pudieron afectar algunos parámetros:volumen dependiente y parámetros sensibles a condiciones físicas; como porejemplo: turbidez, sólidos suspendido, sólidos disueltos y conductividad entreotros, afectando tanto al cauce principal como a los otros sistemas en estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 1 de 83CAPÍTULO 5DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS LOCALES Y MODELOCONCEPTUAL DEFINIDOS PARA LOS RIOS BAKER, PASCUA YDEL SALTO5.1 Descripción Física de los Ríos5.1.1 Río BakerEl EIA del PHA, en su Anexo D, Apéndice 4 identificó para el Río Baker tres zonascon diferentes condiciones morfológicas a partir de la información cartográfica delIGM, sobrevuelo por el río Baker, y experiencia de terreno:• Morfología tipo cascada, ubicada aguas arriba de la junta entre los ríosBaker y Chacabuco y aguas arriba de la Central Baker 2. Este tipo secaracteriza por alta pendiente de terreno, sustrato grueso tipo rocas queobstruyen el escurrimiento formando zonas de aguas blancas.• Regiones con canal recto con secuencia de rápidos y pozas. Se ubicaprincipalmente aguas abajo de la confluencia entre los ríos Baker yChacabuco y algunos sitios intermedios. Esta región presenta unavariabilidad importante en las condiciones del escurrimiento en el ejelongitudinal, dando origen a sectores de altas velocidades (rápidosubicados aguas abajo de secciones con escurrimiento crítico) y zonas debajas velocidades ubicadas aguas arriba de la sección crítica (pozas).A pesar que esta clase de cauce fluvial presenta zonas de escurrimientosupercrítico al igual que en la morfología de cascada, no se aprecian zonasde aguas blancas. Este hecho se explica por la presencia de aguas blancasse relaciona con la aspereza relativa, es decir, de la relación entre la alturade escurrimiento y el tamaño de los sedimentos, más que con el tipo deescurrimiento.• Río trenzado. Esta clase de escurrimiento se detectó en amplias regionesdel río Baker y sus afluentes, y se generan por la disminución de lapendiente de terreno, hecho que favorece el desarrollo lateral permitiendola existencia de más de un brazo principal del río. Además, dado losprocesos de erosión de las riberas de los cauces, la variabilidad temporalde la forma del cauce es amplia resultando que el trenzado del río varía deforma en el transcurso de un año. Desde el punto de vista hidráulico, el

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 2 de 83régimen en estas zonas es subcrítico (río), caracterizado por bajasvelocidades y altas alturas de escurrimiento.De acuerdo a lo indicado en el EIA del PHA, en su Anexo D, Apéndice 4, ladescripción anterior tiene correspondencia con la pendiente media del terreno a lolargo del eje longitudinal estimada a partir de los DEM (Figura 5.1). Se apreciauna buena correlación entre la pendiente de terreno con los tipos morfológicosencontrados, ya que las zonas de cascadas se encuentran ubicadas en lossectores de mayor pendiente, las zonas donde el río se trenza se encuentran enlas zonas de menor pendiente.Figura 5.1: Figura DEM, ubicación de sitios de muestreo granulométrico en río Baker.Los diámetros granulométricos característicos de las mediciones realizadas endiversos sitios a lo largo del eje longitudinal del río Baker, se resumen para lasmuestras conjuntas en zonas de Baker 1 y Baker 2 en la Tabla 5.1.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 3 de 83Tabla 5.1: Diámetros característicos obtenidos a partir de muestra conjunta de zonas deBaker 1 y Baker 2.d90 d84 d50 d16cm cm cm cmBaker 1 17.78 12.03 5.34 3.49Baker 2 12.50 10.25 6.06 3.89Fuente: Anexo D, Apéndice 4 del EIA PHA5.1.2 Río PascuaA partir de información cartográfica del IGM, sobrevuelo por el río Pascua, yexperiencia de terreno, el EIA del PHA, en su Anexo D, Apéndice 4 logró distinguircondiciones distintas en la zona alta, aguas arriba de Central Pascua 2.2, y zonabaja, aguas abajo de Central Pascua 2.2:• Morfología Tipo Cascada (Zona Alta): En la zona alta la morfología fluvialestá caracterizada principalmente por un escurrimiento de torrente, dondela rugosidad relativa, el cuociente entre la altura de escurrimiento y eldiámetro de los sedimentos, es baja. Se distinguen además zonas donde lavelocidad del escurrimiento disminuye dando origen a pozas. En términogenéricos, si bien la morfología podría catalogarse como salto-poza orápido-poza, el hecho que las zonas con escurrimiento supercrítico yaspereza relativa baja sea predominante, lleva a catalogar la zona alta delrío Pascua, aguas abajo de la Central Pascua 1, como del tipo cascada.• Río Meandroso con posibilidad de desarrollo local (Zona baja). Estaregión se caracteriza porque el cauce fluvial se trenza, hecho que seexplica por la disminución de la pendiente del terreno, hecho que favoreceel desarrollo lateral permitiendo la existencia de más de un brazo principaldel río. Además, dado los procesos de erosión de las riberas de los cauces,la variabilidad temporal de la forma del cauce es amplia, resultando que eltrenzado del río varía en el transcurso de un año. Desde el punto de vistahidráulico, el régimen en estas zonas es subcrítico (río), caracterizado porbajas velocidades y altas alturas de escurrimiento.La descripción anterior tiene correspondencia con la pendiente media del terreno alo largo del eje longitudinal, estimada a partir de los DEM. Se aprecia una buenacorrelación entre la pendiente de terreno con dos sectores definidosanteriormente, ya que la zona presenta una pendiente de terreno mayor a la zonadel río trenzado (1,62% y 0.09%, respectivamente).Finalmente, la medición de los diámetros característicos de los sedimentos seobtuvo en tres sitios ubicados aguas abajo de la Central Pascua 2.2, cercanos aldesagüe del Lago Quetru. El resumen de los diámetros obtenidos se muestra en la

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 4 de 83Tabla 5.2, que contiene además los diámetros característicos de la muestraconjunta, cuyo diámetro d90 y d84 de estas tres estaciones es 12,4 y 11,1 cm,respectivamente.Tabla 5.2 Diámetros característico obtenidos de análisis granulométrico en ríoPascua.Estación Muestreo Diámetro característico cmd16 d50 d84 d90Sitio 1 3,2 7,1 10,9 11,4Sitio 2 5,8 10,1 13,9 16,3Sitio 3 3,9 4,5 6,4 6,7Muestra Compuesta 4,0 6,4 11,1 12,4Fuente: Anexo D, Apéndice 4 del EIA PHA5.1.3 Análisis de Información y Modelo ConceptualUn modelo de calidad de aguas es la herramienta adecuada para la predicción delcomportamiento de la calidad del agua en un río u otro cuerpo de agua. Seentiende por un modelo de calidad, la representación matemática del fenómeno,constituido por un conjunto de expresiones matemáticas que definen los procesosfísicos, biológicos y químicos que tienen lugar en un cuerpo de agua. Lasecuaciones están basadas fundamentalmente en la conservación de la masa y/oenergía, de tal forma que existen tres fenómenos: ingreso de constituyentes ocontaminantes al cuerpo de agua desde el exterior del sistema, el transporte en elsistema y las reacciones dentro del cuerpo de agua (Loucks et al 1982). Eltransporte puede ser por advección y/o dispersión, por lo tanto, dependerá de lascaracterísticas hidrodinámicas e hidrológicas del cuerpo de agua.El modelo de calidad de aguas en los Ríos Baker y Pascua se concentraprincipalmente en representar los elementos de interés ambiental, los quecorresponden a: Temperatura, Nutrientes (Fósforo ortofosfato, Nitrógeno deamonio, nitrógeno de nitrito, nitrógeno de nitrato), Oxigeno Disuelto, Algas(clorofila a) y Sólidos Suspendidos Totales. El modelo conceptual implica definircomo estarán conectados, tanto física como funcionalmente, los distintoscomponentes (Hidrodinámica, Nutrientes, etc.) a ser considerados en lasimulación.Para el caso de Río Del Salto se hace un análisis de sus características y sedescribe su comportamiento como río en el Apéndice M de este estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 5 de 835.1.3.1 Río BakerAnálisis de Informacióna. HidrologíaEl río Baker drena una superficie de 26.487 km 2 ., de los cuales 17.159 km 2 estánen territorio nacional. Tiene su origen en el lago Bertrand, que se encuentra aguasabajo del lago General Carrera, cuerpo lacustre de 1.047,5 km 2 ., el más extensodel país y de carácter internacional llamado Buenos Aires en el lado argentino.En su recorrido de 175 kilómetros hasta desembocar en las inmediaciones deTortel, el río Baker recibe numerosos e importantes afluentes tales como:Chacabuco, Cochrane, El Salto y De Los Ñadis por el oriente; Nef, De La Coloniay Ventisquero por el occidente.El régimen del río Baker en su nacimiento, tal como lo señala la Universidad deChile (2007, a) citando al informe de Ingendesa (2007), es muy uniforme debido alefecto regulador del lago General Carrera y presenta aguas cristalinas dado elefecto decantador del mismo lago.De acuerdo a lo indicado en el EIA del PHA, el comportamiento de los CaudalesMedios Mensuales (m 3 /s) para el período considerado (1960/61-2004/05) presentamínimos en los meses invernales y los máximos en los estivales. Lo anterior, tieneque ver con el régimen descrito para el río Baker, y que dice relación con una altadependencia de la acumulación de nieve y del derretimiento de hielo. Además, seindica que es posible observar una cierta ciclicidad entre Máximos y Mínimosanuales en los registros, para períodos de 7 ± 3 años.En Tabla 5.3 se indican los caudales medios anuales estimados para el río Bakery sus afluentes. En la Figura 5.2, se esquematiza el Río Baker y sus principalesafluentes.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 6 de 83Tabla 5.3: Caudales Medios Anuales Cuenca del Río Baker (Anexo 1D, Apéndice 3 –Parte 1 “Estudio hidrológico complementario” de la presente Adenda)ID Descripción Área Q Obs(Km 2 ) (m 3 /s)QBDLB Río Baker en desagüe lago Bertrand 15520 568 2QNEF Río NEF antes Baker 796 73QBACH Río Baker en Angostura Chacabuco 16316 641 2QCHAJB Rio Chacabuco antes junta Baker 1148 20 2QCOAB Río Cochrane antes junta Baker 2927 15 2QDSAJB Río Del Salto antes junta Baker 1329 40 2QCOLAB Río Colonia antes Baker 1150 124 1QBCOL Río Baker en Colonia 23736 840 2QÑADIS Río Ñadis antes Baker 1023 55 2QBBLÑ Río Baker Bajo Los Ñadis 24969 946QVEN Río Ventisquero antes Baker 653 35 1,3QDPAS Río del Paso antes Baker 469 25 1,3QBDES Río Baker en Desembocadura 1054Otros 1 Ingresos adicionales entre QBACH -51QBBLÑOtros 2 Ingresos adicionales entre QBBLÑ - 887 48 1,3QBDES(1) Áreas estimadas sobre la base de la Topografía 1:50.000(2) Áreas según datos estación fluviométrica(3) Estimado a partir rendimiento río De los Ñadis

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 7 de 83QBDLBQNEFQ BACHQCHAJBQCOABQ COLABQ BCOLQ DSAJBCuenca IntermediaQ BBLÑQVENQÑADISCuenca IntermediaQ BDESQDPAESTACIONES DGAFigura 5.2 Diagrama de Flujo Cuenca del Río Baker.b. TemperaturaDe acuerdo a lo indicado en el Capítulo 4 de este estudio, se observa de lascampañas de muestreo realizadas por el CEA (2008), Línea Base de Calidad deAgua en los ríos Baker y Pascua. Proyecto Hidroeléctrico Aysén. Informe Final,Versión 2.2. Diciembre 2008, que en el Río Baker, las temperaturas presentanuna variabilidad de 6ºC comparativamente entre invierno y verano. En lascampañas realizadas durante el periodo de verano la temperatura promedio es de12,2 ±1,4 ºC, mientras que para el período invernal la temperatura promedio es de6,0 ± 0,8.En los tributarios los valores de temperatura en verano varían entre los 6-7 ºC enlos ríos Colonia y Nef, y los 14 ºC (Ríos Maitén, Cochrane, Del Salto, Ñadis), conexcepción del río Del Paso que tiene una temperatura promedio de 17 ºC. En elperíodo invernal, las temperaturas oscilan entre los 3 ºC para el caso de los ríosChacabuco, Ñadis y Ventisquero hasta 8 ºC en el río Nef.Los antecedentes de temperatura media diaria de las estaciones DGA, muestranque existe una diferencia entre 0-1°C entre lo observado en Baker en AngosturaChacabuco (BACH) y Baker después junta Río Colonia (BCOL) en una misma

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 8 de 83fecha (Figura 5.3). Esta diferencia se puede deber al impacto que producen elingreso de los tributarios y al aumento de temperatura que podría producirsedurante los periodos de verano, producto del aumento de la radiación solar.Figura 5.3: Temperaturas Medias Diarias estaciones Baker en Angostura Chacabuco(BACH) y Baker después junta con Río Colonia (BCOL), periodo 2006 – 2009.c. Sólidos Totales SuspendidosLos sólidos totales suspendidos, de acuerdo a lo presentado en el capítulo 4 deeste estudio, presentan una gran variabilidad espacial a lo largo del ejelongitudinal en el período estival. En el tramo superior del río Baker, sus valoresson bastante pequeños (valores menores que 10 mg/L), y aguas abajo estos vanen constante aumento. Es importante notar que los valores mostrados en lacampaña realizada en enero del año 2009, presenta valores radicalmente máselevados que los registrados en campañas análogas efectuadas los años 2007 y2008. Esta diferencia podría ser consecuencia de los mayores caudalesindicativos de un mayor aporte de aguas proveniente de glaciares o derretimientode nieves en la cuenca entre otros.Con relación a los datos invernales, se observa que en promedio los valores sonmenores que los de verano, y su variabilidad mucho más baja, lo cual se explicapor el prácticamente nulo aporte de glaciares o nieves.Como se menciona en el estudio “Línea de Base del Medio Físico en el Área deInfluencia del Proyecto Hidroeléctrico Aysén” (Universidad de Chile, 2007),algunos afluentes, especialmente los ríos Nef y de la Colonia, generan unaumento de la turbiedad y arrastre de sólidos suspendidos en el río Baker por

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 9 de 83provenir directamente del derretimiento de nieve y hielos de los glaciares delCampo de Hielo Norte.d. NutrientesConforme al análisis expuesto en el capítulo 4, las mediciones de fósforoOrtofosfato, muestran que en el cauce principal del río Baker, fiordo, estuario,tributarios y lagos, en la época de verano e invierno, las concentraciones de esteparámetro son menores que el límite de detección (0,01 [mg/L]), con excepción deun valor puntual registrado en el río Cochrane en la campaña de enero 2009donde la concentración asciende a 0,3 [mg/L]. Así mismo, en el río Pascua seregistraron concentraciones por debajo del límite de detección para todos loscuerpos de agua en el período invernal. Sin embargo, en el período estival seregistraron concentraciones cuantificables en el lago Gabriel Quirós, en sudesagüe correspondiente y en su confluencia con el río Pascua, siendo estosvalores iguales a 0.1, 0.4 y 0.013, respectivamente.Las mediciones de nitrógeno de amonio, mostraron que en el cauce principal delrío Baker en invierno los valores son no cuantificables (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 10 de 83a 0,0003 [mg/L] y 0,0179. En los lagos se registró un valor medio de 0,0027[mg/L], con un máximo igual a 0,0122 [mg/L] en el lago Gabriel Quirós. En lacampaña invernal, se registraron valores medios de 0,0018 [mg/L], 0,0017 [mg/L] y0,0021 [mg/L] para el cauce principal, el estuario y los tributarios, respectivamente.Finalmente, las mediciones de nitrógeno de nitrato para todos los cuerpos de aguadel río Baker ya sea en invierno y en verano, registraron valores menores que ellímite de detección (campañas invernales y campañas de enero 2007 y enero2008 límite igual a 0,04 [mg/L], enero 2009 límite igual a 0,046 [mg/L]) conexcepción de 2 valores: campaña de verano correspondiente al río Del Salto (0,3[mg/L]) y campaña de verano en el lago General Carrera (6,395 [mg/L]). En el ríoPascua, se registraron valores no cuantificables en verano e invierno dentro delcauce principal y el estuario (salvo 2 estaciones en el cauce principal). Por suparte, el fiordo presentó una concentración promedio de 0,02 [mg/L]. Lostributarios tampoco presentaron valores cuantificables, exceptuando en el desagüedel lago Gabriel Quirós. Caso análogo ocurre en los lagos donde se presentaroncasi todos los valores por debajo del límite de detección salvo en los lagos: lagoChico, lago O’Higgins y lago Quetru.e. Oxígeno DisueltoParticularmente, el río Baker en su cauce principal presentó valores promedio de10,8 [mg/L] en la campaña estival y 12,2 en la campaña invernal. Con una menorvariación estacional se registraron los valores del estuario y de los tributarios. Parael caso del fiordo y de los lagos se midieron promedios iguales a 10,4 [mg/L] y10,9 [mg/L]. Se debe indicar que en todos los cuerpos de agua y en todas lasestaciones del año, no se registraron valores menores a 8,5 [mg/L].En el río Pascua, al igual que en el río Baker los valores de concentraciones deoxígeno disuelto son elevados y aptos para el desarrollo de la biota. Es importantemencionar en cuanto al cauce principal, al estuario y a los tributarios, lasfluctuaciones entre estaciones del año son menores que para el río Baker,.Además, en el fiordo y en los lagos se presentan valores extremos que oscilandesde 6,5 [mg/L] (lago Quetru) hasta más de 12 [mg/L].En conclusión, es importante mencionar que el oxígeno disuelto presentaconcentraciones aptas para el desarrollo y conservación de la vida acuática, tantoen el río Baker como en el Pascua en todas las estaciones del año.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 11 de 83f. Clorofila aDe acuerdo a lo indicado en el capítulo 4 de este estudio, el río Baker se observaque la Clorofila a presenta un promedio para el período de verano 0,36 ± 0,34ug/L. En invierno, se aprecia que en la mayoría de las estaciones su valor esmenor que el límite de detección, salvo en el tramo superior del río Baker. Entérminos generales, se observa que los valores de clorofila a son muy dispersos ysin una clara tendencia espacial, ya que depende mucho de las condiciones en lascuales fueron tomadas las muestras.Los tributarios presentan una baja variabilidad en el período de verano en losvalores de clorofila, siendo estos igual o menor al límite de detección en los ríos:Nef, Maitén, Cochrane, los Ñadis; presentando valores aproximadamente de 0,3ug/L en los ríos: Chacabuco, Del Salto, Ventisquero, Del Paso y Huillin; yfinalmente con un valor ligeramente más alto que alcanza 0,6 ug/L en el ríoColonia.En el invierno, los ríos Colonia y Ñadis presentan valores menores que el límite dedetección, los Ríos Nef, Chacabuco y Cochrane presentan valores de 0,2 ug/L, yel río del Salto presenta un valor de 0,18 ug/L.Modelo ConceptualLa central Baker 1 se emplazaría en la angostura denominada Chacabuco, amenos de 1 km aguas arriba de la confluencia de los ríos Baker y Chacabuco, enun sector donde el río presenta un valle rocoso y estrecho. La central Baker 2 aligual que la central Baker 1, pertenece a la cuenca del río Baker, la cual seemplazaría en la angostura denominada El Saltón.Respecto de la ubicación del punto de restitución relativo a la presa, ambascentrales entregarán inmediatamente aguas abajo de la presa.Como se menciona en el EIA del PHA, “la mayor parte de los impactos sobre lacalidad de aguas se relacionan con la retención de sólidos totales suspendidos (yparámetros asociados a estos), en los vasos de los embalses y la recarga desólidos en desmedro de los cauces por el fenómeno de hungry water.En la Figura 5.4, se muestra un diagrama conceptual del funcionamiento del RíoBaker y sus afluentes con la presencia de los embalses Baker 1 y Baker 2.Además, en la Figura 5.4 se pueden identificar 3 zonas las cuales se describen acontinuación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 12 de 83Zona 1: Zona que se encuentra aguas arriba de angostura Chacabuco donde seubicará la central Baker 1. Esta zona no será afectada en su comportamientohidráulico y de calidad de aguas producto de la instalación de la central Baker 1 yse estima que se mantiene el comportamiento histórico observado en este sector.Zona 2: Esta zona representa el río entre las centrales Baker 1 y Baker 2, seespera que Baker 1 produzca algunas modificaciones en la calidad de aguas entérminos de Temperatura, Algas y Sólidos Suspendidos. Esta nueva calidad en lacabecera del tramo sería atenuada por la mezcla con los ríos Chacabuco,Cochrane, del Salto y Colonia que se encuentran aguas abajo de este punto yantes de la central Baker 2.Zona 3: Esta zona representa el río entre la central Baker 2 y el estuario, seespera que Baker 2 produzca algunas modificaciones en la calidad de aguas entérminos de Temperatura, Algas y Sólidos Suspendidos. Esta nueva calidad en lacabecera del tramo, sería atenuada por la mezcla con los ríos del Paso yVentisquero, que se encuentran aguas abajo de este punto y antes del estuario.Sin embargo, se espera que el impacto de estos aportes sobre el río Baker no seamuy importante, debido a que representan menos del 10% del caudal a la salidade Baker 2.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 13 de 83QNEFQBDLBBAKER 1ZONA 1QCHAJBZONA 2QCOABQ COLABQ DSAJBBAKER 2Cuenca IntermediaQVENQÑADISZONA 3Cuenca IntermediaQ BDESQDPASESTACIONES DGAID DescripciónQBDLB Río Baker en desagüe lago BertrandQNEF Río NEF antes BakerQCHAJB Río Chacabuco antes junta BakerQCOAB Río Cochrane antes junta BakerQDSAJB Río Del Salto antes junta BakerQCOLAB Río Colonia antes BakerQÑADIS Río Ñadis antes BakerQVEN Río Ventisquero antes BakerQDPAS Río del Paso antes BakerQBDES Río Baker en DesembocaduraOtros 1 Ingresos adicionales entre QBACH - QBBLÑOtros 2 Ingresos adicionales entre QBBLÑ - QBDESBaker 1 Central Hidroeléctrica en Angostura ChacabucoBaker 2 Central Hidroeléctrica en Angostura el SaltónFigura 5.4: Modelo Conceptual de Funcionamiento Cuenca del Río Baker con CentralesHidroeléctricas Baker 1 y Baker 2

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 14 de 835.1.3.2 Río PascuaAnálisis de Informacióna. HidrologíaEl río Pascua tiene su origen en el lago O’Higgins y es el más torrentoso de losríos patagónicos. El río Pascua drena una cuenca de 14.525 Km2, de los cualesaproximadamente el 50% corresponde a territorio chileno, desembocando en elfiordo Steele (U. de Chile, 2007).El río Pascua se destaca por la fuerte pendiente de su cauce y la regularidad desu caudal. Su gran caudal se debe a las importantes precipitaciones que caen enla región y al aporte proveniente del derretimiento de nieve y hielo de los glaciaresdel Campo de Hielo Sur. Los principales ríos aportantes al lago O´Higgins son losríos Engaño, El Ventisquero, Mayer y Obstáculo, además de numerosos lagosincluyendo el Ciervo, Cisnes, Briceño, y lago Quetru, entre otros (U. de Chile,2007).De acuerdo a lo indicado en el EIA del PHA, los caudales medios mensuales(m 3 /s) presentan una concentración de sus máximos en período estival al igualque en el río Baker. Entre los meses de Enero y Abril, el aporte a los caudalesproviene de dos fuentes: derretimiento de hielo y nieve principalmente y lluviasesporádicas que le confieren aleatoriedad a la serie temporal. La declinación delos caudales se produce entre los meses de Junio y Noviembre, presentando unmínimo entre los meses de Septiembre y Octubre. En estos meses la dispersiónde los valores es mínima, en comparación a los meses de los máximos.Según un análisis realizado por la Universidad de Chile (2007), a partir de losregistros de caudales medios anuales asociados a la estación Pascua en DesagüeLago O’Higgins, fue posible apreciar que las medias móviles de 10 años muestranuna oscilación cíclica hasta fines de los años 70, época a partir de la cualcomenzaría un decaimiento de los caudales. Lo anterior, se observa también en elresto de las estaciones asociadas al río Pascua. Asimismo, en la cuenca seobserva una oscilación cíclica de los caudales medios anuales entre el período1960-1970, existiendo posteriormente un decaimiento de ellos.En la Tabla 5.4, se indican los caudales medios anuales estimados por Ingendesapara la cuenca. En la Figura 5.5, se muestra un diagrama conceptual delfuncionamiento del Río Baker y sus afluentes.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 15 de 83Tabla 5.4: Caudales Medios Anuales Cuenca del Río Pascua (Anexo 1D, Apéndice 3 –Parte 1 “Estudio hidrológico complementario” de la presente AdendaID Descripción Área QObs(Km 2 ) (m 3 /s)QPDLO Río Pascua en Desagüe Lago 13538 619 1O´HigginsQQUI Río Gabriel Quirós 195 50 2QPAJQ Río Pascua antes junta Quetru 13900 692 1QBER+QBOR Río Bergues+ Río Borquez 375 73 2CI1Cuenca Intermedia PDLO – PAJQ, sin 167 50 2Río Gabriel QuirósCI2 Cuenca Intermedia PAJQ - PDES 115 22 1QPDES Río Pascua en Desembocadura 14500 805 3Notas:(1): Estaciones de Control fluviométrico(2): Área determinadas con cartografía IGM.1:50.000.(3): Valor del área obtenido de Inf. de Prefactibilidad. ENDESA. 1976CuencaIntermediaQLQUQPDESQPAJQQBOR+QBERCuencaIntermediaEstaciones FluviométricasQQUIQPDLOFigura 5.5 Diagrama de Flujo Cuenca del Río Pascua.De la información DGA, obtenidas para el periodo Mayo 2006 – Febrero 2009 paralas estaciones Río Pascua en desagüe lago O´Higgins (QPDLO) y Río Pascuaantes junta Quetru (QPAJQ), es posible observar que durante los meses de Junio– Noviembre los aportes producto del desagüe del Lago Gabriel Quirós y laCuenca intermedia son menores a 50 m 3 /s; sin embargo, durante el otro periodopueden alcanzar valores superiores a los 350 m 3 /s (Febrero del 2009) que soncomparables con los caudales entregados por el Lago O´Higgins (Figura 5.6).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 16 de 83Figura 5.6: Caudales Medios Diarios Pascua en desagüe Lago O´Higgins (PDLO) yPascua antes junta Quetru (PAJQ), periodo 2006 – 2009b. TemperaturaDe acuerdo a lo indicado en el capítulo 4 de este estudio, las temperaturaspresentan una variabilidad de 3ºC comparativamente entre invierno y verano. Seobserva que la temperatura promedio de las campañas en el período de verano esde 8,1 ±1,2 ºC y para el período invernal la temperatura promedio es de 5,0 ± 0,9.Durante el período de verano, los tributarios presentan una alta variabilidad en susvalores, siendo el río Borquez el de menor temperatura con un valor de 6,2 ºC,luego el afluente del lago Gabriel Quirós con 6,9 ºC, el río Bergues con 9,9 ºC yfinalmente el tributario Quetru con 13,7 ºC. En el período invernal, el tributario delLago Gabriel Quirós presenta una temperatura de 5 ºC y aquel del tributarioQuetru de 4,8 ºC, lo que muestra una temperatura similar al cauce principal.En términos espaciales es posible inferir que para las campañas de verano, latemperatura aumenta en aproximadamente 1°C entre Pascua en desembocaduraLago O´Higgins y Pascua antes de junta Quetru. Aguas abajo de Pascua en juntaQuetru, no se observa claramente un gradiente de temperatura. Para la campañade invierno, no se observa una variación importante entre lo observado en Pascuaen Desembocadura Lago O´Higgins y Pascua antes de junta Quetru.La información de temperatura de las estaciones DGA (Temperaturas MediasMensuales) Río Pascua en desagüe lago O´Higgins (PDLO) y Río Pascua antesjunta Quetru (PAJQ) del periodo 2006 - 2009 muestra que durante los meses deAgosto y Noviembre ocurren los mínimos y máximos promedios mensuales en la

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 17 de 83estación PAJQ; sin embargo, este efecto no es atribuible a un aporte del desagüedel Lago Gabriel Quirós y la Cuenca intermedia, ya que sus caudales duranteeste periodo son menores a 50 m 3 /s (10% de lo que proviene del lago O´Higgins).Lo indicado anteriormente, podría deberse a que el sensor de temperatura de laestación PAJQ en el periodo de menores caudales, es muy dependiente de latemperatura ambiente, producto de que la lámina de agua es de menorprofundidad en ese lugar.Figura 5.7: Temperaturas Medias Diarios Pascua en desagüe Lago O´Higgins (PDLO) yPascua antes junta Quetru (PAJQ), periodo 2006 - 2009c. Sólidos Totales SuspendidosLos sólidos totales suspendidos, presentan una gran variabilidad espacial a lolargo del eje longitudinal, con una marcada tendencia a aumentar hacia ladesembocadura en el período estival, obteniéndose un promedio de 17,9 ± 6,9mg/L.Con relación a los datos invernales, y al igual a los registrados en el río Baker, seobserva que en promedio (9± 4,1 mg/L) los valores son menores que los estivales.En general, en los tributarios en el período de verano los valores fueron muydispersos, los que se pueden resumir en: Quetru 0,81 mg/L, Bergues 2 mg/L,Borquez 69 mg/L, y Gabriel Quirós 101 mg/L.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 18 de 83d. Clorofila aDe acuerdo a lo indicado en el capítulo 4, la clorofila a presenta un promedio parael período de verano 0,2 ± 0,2 ug/L. En invierno, se aprecia que en la mayoría delas estaciones su valor es menor que el límite de detección, salvo en el tramosuperior del río.Se observa que la clorofila a presenta valores muy dispersos y sin una claratendencia espacial, dado que este valor depende mucho de las condiciones en lascuales fue muestreada.Los tributarios presentan una baja variabilidad en el período de verano en losvalores de la clorofila, siendo estos igual o menor al límite de detección en el ríoGabriel Quirós; luego los río Borquez, Bergues y Quetru se presentanconcentraciones de aproximadamente 0,3 ug/L.Modelo ConceptualLa central Pascua 1 pertenece a la cuenca del río Pascua ubicada en la Región deAysén del General Carlos Ibáñez del Campo. La central Pascua 1 se ubica en eldesagüe del Lago Chico, situado a unos 1.200 m antes de la confluencia del ríoGabriel Quirós con el río Pascua. Dicha zona se ha escogido por presentar, a unos300 m aguas abajo del lago Chico, un salto de unos 18 m de desnivel.La central Pascua 2.1 se ubica en la Región de Aysén del General Carlos Ibáñezdel Campo, específicamente en la cuenca del río Pascua. El sector seleccionadopara la ubicación de las obras de la central Pascua 2.1, se ha denominadopreliminarmente como angostura Río Pascua y se ubica a unos 8 kilómetros aguasarriba del sector de San Vicente.La central Pascua 2.2 se sitúa en la cuenca del río Pascua, en la Región de Ayséndel General Carlos Ibáñez del Campo. La central Pascua 2.2 se ubica en laangostura San Vicente.Respecto de la ubicación del punto de restitución relativo a la presa, la centralPascua 1 entregará inmediatamente aguas abajo de la presa, al igual que Pascua2.1 y Pascua 2.2.En la Figura 5.8, se muestra un diagrama conceptual del funcionamiento del RíoPascua y sus afluentes, con la presencia de los embalses Pascua 1, Pascua 2.1 yPascua 2.2. Además, se pueden identificar 2 zonas, las cuales se describen acontinuación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 19 de 83Zona 1: Zona que se encuentra aguas arriba de Pascua antes de junta Quetru,donde se ubicará las centrales Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua 2.2. Esta zonaserá afectada en su comportamiento hidráulico y de calidad de aguas producto dela instalación de las centrales hidroeléctricas.Zona 2: Los impactos en la calidad de aguas en la cabecera del tramo producto delas nuevas centrales hidroeléctricas, sería atenuada por la mezcla con los ríoslago Quetru, Borquez y Bergues. Sin embargo, se espera que el impacto de estosaportes sobre el río Pascua, no sea muy importante debido a que representan el10% del caudal en Pascua antes de junta Quetru.CuencaIntermediaQLQUZONA 1QPDESQPAJQPascua 2.2QBOR+ QBERZONA 2CuencaIntermediaPascua 2.1Pascua 1Estaciones FluviométricasQQUIQPDLOIDDescripciónQPDLO Río Pascua en Desagüe Lago O´HigginsQQUI Río Gabriel QuirósQPAJQ Río Pascua antes junta QuetruQLQU Río Pascua en desagüe Lago QuetruQBER+QBOR Río Bergues + Río BorquezCI1Cuenca Intermedia PDLO – PAJQ, sin rio GabrielQuirósCI2Cuenca Intermedia PAJQ - PDESQPDES Río Pascua en DesembocaduraPascua 1 Central Hidroeléctrica en Lago ChicoPascua 2.1 Central Hidroeléctrica en Angostura Río PascuaPascua 2.2 Central Hidroeléctrica en Angostura San VicenteFigura 5.8: Modelo Conceptual de Funcionamiento Cuenca del Río Pascua con CentralesHidroeléctricas Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua 2.2

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 20 de 835.2 Embalses5.2.1 Descripción Física del sistema5.2.1.1 Caracterización de lagos aledañosDebido a las características de la presente evaluación, donde no es posible tenerobservaciones de los procesos que ocurrirán en los embalses proyectados, se haplaneado estudiar los lagos aledaños que se encuentran en la zona de estudio,con el fin de recopilar información sobre la estructura térmica y otros procesoshidrodinámicos relacionados con la estratificación y mezcla de los cuerpos deagua en la zona.Los lagos de la zona pueden entregar valiosa información respecto alcomportamiento esperado de los embalses, dado que quedan localizados bajocondiciones ambientales similares, por ejemplo: radiación solar y viento. Existenotros factores de importancia como lo son los parámetros hidrodinámicosforzantes del sistema que pueden ser distintos para cada lago, como lo es elcaudal afluente, área expuesta al viento (fetch) y el tiempo de retención asociadoal tamaño de la cubeta, entre otros.Para lo anterior, tal como se menciona en el capítulo 3 (3.5.4.6), se efectuaronmediciones con una sonda CTD (conductividad, temperatura y profundidad), en 11lagos de la zona: lago Bertrand, lago Cochrane, lago Colonia, lago Esmeralda,laguna Larga, lago Quetru, lago Leal, laguna Negra, lago Gabriel Quirós, lagoO’Higgins y lago Chico.De la observación de los datos medidos en los lagos, se puede destacar laexistencia de distintos patrones relacionados con la estructura térmica vertical, queresponden a diversos parámetros forzantes locales que se ejercen sobre cadacuerpo de agua. Las estructuras térmicas verticales de los lagos puedenresponder a parámetros como la geometría (área expuesta a la radiación/vientos yprofundidad), temperatura y caudal de los afluentes, entre otros.Las campañas de mediciones con perfiladores CTD realizadas durante enero yfebrero 2009, han permitido identificar algunas características del comportamientotérmico de verano en algunos lagos de la zona. Si bien, estas mediciones sonpuntuales y no reflejan la evolución temporal de la estructura térmica de estoscuerpos de agua, al menos permiten inferir sobre la capacidad de estratificación,profundidad de la termoclina y rango de temperaturas esperados. Un resumen delos perfiles CTD para el conjunto de lagos se muestra en la Figura 5.9. El detallede los perfiles CTD se adjuntan en el Apéndice E, donde se muestra el conjuntode perfiles verticales de temperatura para cada uno de los lagos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 21 de 830Temperatura (ºC)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18204060Profundidad (m)80100120140160180Bertrand (perfil 3)Cochrane (perfil 3)Colonia (perfil 3)Esmeralda (perfil 2)Larga (perfil 1)Quetru (perfil 5)Leal (perfil 2)Negra (perfil 1)Quiroz (perfil 9)Lago Chico (perfil 6)O'higgins (perfil 3)Termoclina (gradiente 1ºC/m)200Figura 5.9: Perfiles verticales de temperatura en lagos. Datos de campañas demediciones CTD durante enero y febrero 2009 (Se presenta sólo un perfil por lago, el totalde perfiles medidos se encuentra en el Apéndice E).Para los rangos entre los cuales se midió la conductividad eléctrica (10 a 160uS/cm), indica que la cantidad de sales asociadas es muy baja, por lo tanto, elefecto de la salinidad sobre la densidad del agua es despreciable. La Figura 5.10muestra un perfil vertical de conductividad eléctrica para cada uno de los lagos,donde se puede observar que la mayoría de los lagos se encuentra entre 10 a 60uS/cm, y sólo el lago Esmeralda y Cochrane tienen un valor más alto, de 90 y 165uS/cm, respectivamente.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 22 de 830Conductividad Eléctrica corregida a 25ºC (uS/cm)0 20 40 60 80 100 120 140 160 180204060Profundidad (m)80100120140160180Bertrand (perfil 3)Cochrane (perfil 3)Colonia (perfil 3)Esmeralda (perfil 2)Larga (perfil 1)Quetru (perfil 5)Leal (perfil 2)Negra (perfil 1)Quiroz (perfil 9)Lago Chico (perfil 6)O'higgins (perfil 3)200Figura 5.10: Perfiles verticales de conductividad eléctrica (corregida a 25ºC) en lagos.Datos de campañas de mediciones CTD durante enero y febrero 2009.En la Tabla 5.5 se ha generado una clasificación de los lagos de acuerdo a laestructura térmica vertical observada y rango de temperaturas, según los registrosobtenidos con la campaña de medición con la sonda CTD.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 23 de 83Tabla 5.5. Clasificación de lagos por estructura térmicaClasificación por Subclasificación LagosCaracterísticasestructura térmica por rango deverticaltemperaturaEstratificadosTempladoEsmeralda,(gradiente > 1 ºC/m) (Temp.> 4ºC) Larga, Quetru,Leal, Negramedios/altos.Mezcla parcial TempladoBertrand,(gradiente < 1 ºC/m) (Temp.> 4ºC) Cochrane,Mezcla completa(gradiente nulo)Glacial(Temp.< 4ºC)Templado(Temperatura >4ºC)O,HigginsColonia, GabrielQuirósChicoLagos de tamaño reducido, sincaudales afluentes de importancia.Tiempos de retenciónLagos de tamaño grande, con granárea expuesta a las variablesclimáticas y vientos.Lagos profundos, al pie del glaciar.Presenta procesos de mezclaasociado a gradientes detemperatura por caudalesafluentes fríos (Temp. < 4ºC).Lago de tamaño reducido, concaudal afluente de importancia, enconsecuencia, tiene un período deretención bajo (del orden de días).Perfil vertical completamentehomogéneo.5.2.1.2 Caracterización hidrodinámica de los embalses en función denúmeros adimensionalesLos lagos y embalses se caracterizan por movimientos de agua muy lentos,impulsados principalmente por pequeños gradientes de densidad (debido alintercambio de calor con la atmósfera), esfuerzo de corte ejercido por el viento eintercambio de momentum entre los afluentes y efluentes con el cuerpo de agua.La lentitud con que se mueve el agua dentro de un lago o embalse y, por lo tanto,el alto tiempo de permanencia del agua dentro éstos, permiten la ocurrencia deprocesos internos que podrían modificar la estructura térmica y calidad de susaguas. La relevancia de estos procesos en la calidad final de las aguas delsistema dependerá de las escalas de tiempo asociadas a cada proceso,comparado con el tiempo de residencia de las aguas en el lago o embalse. Enotras palabras, cada proceso podrá ser o no importante si tiene el tiemponecesario como para reaccionar y provocar cambios, ya sea en la dinámica comoen la calidad de aguas del sistema en cuestión.El tiempo de residencia medio de un cuerpo de agua, se define como la razónentre el volumen de agua almacenado y el caudal medio afluente. Así, la dinámicade cuerpos de agua con grandes tiempos de residencia estarán dominados por losprocesos internos que puedan ocurrir (transferencia de calor, efecto del viento,crecimiento de algas, etc.), mientras que las aguas en lagos o embalses con bajos

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 24 de 83tiempos de residencia, no se verán sensiblemente modificadas respecto de suscondiciones originales de entrada al sistema.Desde el punto de vista de la hidrodinámica, los procesos físicos más importantesy que más repercuten en la calidad de las aguas, son el intercambio de calor conla atmósfera, interacción con el viento y la dinámica inducida por los afluentes yefluentes. Así, las características termo-hidrodinámicas propias de un lago oembalse, quedará determinada fundamentalmente por la magnitud de cada uno deestos procesos y como éstos interactúan con el cuerpo de agua. Una prácticanormal para la caracterización de distintos procesos en fluidodinámica, es lacuantificación de éstos mediante la utilización de números adimensionalesadecuados.Estratificación potencial de un lago o embalseLa capacidad de estratificación térmica de un lago o embalse está determinadapor el intercambio de calor con la atmósfera, profundidad y batimetría del cuerpode agua, flujos y viento. Se estima que para que ocurra estratificación, laprofundidad media del lago debe exceder los 10 m y su tiempo de residencia sermayor a 20 días. La capacidad de estratificación de un lago o embalse puede sercuantificada a través del siguiente número de Froude densimétrico:Fd=1g eLQD Vmdonde: g es la aceleración de gravedad, e un gradiente de densidad adimensional(10 -6 m -1 ), L el largo del lago o embalse, Q el caudal medio descargado, Dm laprofundidad media y V el volumen del embalse. Si Fd>>1/π (1/π~0.32) el lago oembalse se encuentra bien mezclado; si Fd

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 25 de 83Mezcla inducida por el vientoEl momentum transferido por el viento al cuerpo de agua a través de la superficielibre, crea energía cinética turbulenta en la superficie del cuerpo de agua, la cualse difunde verticalmente hacia abajo a través del epilimnion, contribuyendo a lamezcla del sistema. Este proceso es esencialmente unidimensional y, por lo tanto,una de las fuentes principales de mezcla en modelos numéricos unidimensionalespromediados en la horizontal. Además de inducir turbulencia en superficie, elviento genera corrientes en el epilimnion las que a su vez, en el caso de sistemasestratificados, generan la inclinación de la termoclina, debido al esfuerzo de corteinducido sobre la interfaz de densidad, y la posterior aparición de seiches(oscilaciones de la termoclina), los que pueden contribuir a la mezcla vertical delsistema. Este proceso dista de ser un proceso de mezcla unidimensional, ya queestá asociado a oscilaciones que escalan con el tamaño horizontal del cuerpo deagua. En casos de vientos fuertes, la termoclina tiende a inclinarse de maneraimportante, pudiendo aflorar aguas del hipolimnion por el extremo de viento arribadel embalse.La importancia relativa entre ambos procesos de mezcla y, por lo tanto, la validezde utilizar modelos unidimensionales, puede ser estudiada a través del número deWedderburn:2g'h1∆ρWe = ; g'= g*2w LρFdonde: h 1 corresponde a la profundidad del metalimnion, L F es el fetch, g laaceleración de gravedad, ρ 1 y ρ 2 la densidad de las aguas del epilimnion ehipolimnion respectivamente. El termino w* corresponde a la velocidad de cortedel viento sobre la superficie libre, la cual puede ser estimada como (Martin andMcCutcheon, 1999):*−3w ≈ 1.2×10 u wsiendo u w la velocidad del viento.Valores de We>>1 indican que la inclinación de la termoclina no es importante y,por lo tanto, dominan los procesos de mezcla verticales. Experimentos numéricosmuestran que para We>10 domina la mezcla vertical inducida por el viento,mientras que para We

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 26 de 83De esta forma, el número de Wederburn condiciona la dimensionalidad de losmodelos hidrodinámicos a ser utilizados en la modelación de lagos o embalses.Modelos unidimensionales, promediados en la vertical, sólo serán útiles paraWe>>1, cuando los procesos de mezcla son esencialmente verticales. Para elcaso de los experimentos numéricos descritos, esta condición se logra para We>3(Patterson et al., 1984).Dinámica de los afluentesLos flujos de entrada a un lago o embalse, además de ser una fuente demateriales particulados y disueltos, pueden contribuir a la mezcla del sistema. Elcaudal de entrada y la diferencia de densidad entre el agua afluente y la delinterior del cuerpo de agua determinan su importancia. Un número de Froudeinterno puede ser definido como (Patterson et al., 1984):FI=UIg'Hdonde U I es la velocidad asociada a las aguas afluentes, H es la profundidad y g’está basado en la diferencia de densidad existente entre las aguas afluentes y lasaguas del epilimnion. Los valores de F I proveen información sobre la alteración dela estructura unidimensional del cuerpo de agua. Números de F I >1 indica laexistencia de fuertes gradientes horizontales y, por lo tanto, la estructura 1-D sepierde. Para F I

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 27 de 83donde Q O corresponde al caudal de salida, H es la profundidad del lago o embalsey g’ está basado en la diferencia de densidad entre las aguas superficiales y las dedescarga. Similar al caso de los flujos de entrada, F O mide la importancia relativaentre los flujos inerciales debido a la descarga y las fuerzas de presión propias delsistema. Si F O

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 28 de 83EmbalseTabla 5.6: Parámetros geométricos de los embalsesVolumen Area LargoProfundidadmáximaProfundidadmediaV (10 6 m³) A (10 6 m²) L (m) H(m) Dm (m)Baker 1 173 7 13830 97 24Baker 2 (*) 380 36 14000 37 11Pascua 1 268 5 5700 266 54Pascua 2.1 200 10 16700 111 20Pascua 2.2 25 1 7480 76 23(*) Sólo se considera la cubeta principal del embalseEmbalseFetchTabla 5.7: Datos característicos utilizadosVelocidad delVientoCaudalesAfluentesVelocidadentradaProfundidadTermoclinaTiempo deRetenciónL F (m) Uw (m/s) Q (m³/s) U I (m/s) h1 (m) TR (días)Baker 1 4610 - 13830 4 - 10 642 - 830 1 - 4 5 - 20 3.1 - 2.4Baker 2 14000 4 - 10 948 - 1300 1 - 4 5 - 20 4.6 - 3.4Pascua 1 5700 4 - 10 622 - 900 1 - 4 5 - 20 5.0 - 3.4Pascua 2.1 4175 - 16700 4 - 10 689 - 975 1 - 4 5 - 20 3.4 - 2.4Pascua 2.2 2493 - 7480 4 - 10 692 - 980 1 - 4 5 - 20 0.4 - 0.3Los datos mostrados en la Tabla 5.7 corresponden a valores característicos paracada embalse de: fetch, velocidad del viento, caudales y velocidad de los flujos deentrada. El valor máximo del fetch considerado corresponde al largo total delembalse, mientras que el valor mínimo es considerando posibles reducciones delfetch efectivo, producto de las características geométricas de cada embalse. En elcaso de Baker 1 y Pascua 2.2 se redujo el fetch efectivo a 1/3 del largo total y enel caso de Pascua 2.1 se considero 1/4 del valor del largo total. Para el caso deBaker 2 y Pascua 1, se consideró que no existen barreras geométricasimportantes capaces de reducir el fetch efectivo respecto del largo total del cuerpode agua. Se debe notar que para el caso de Baker 2, sólo se considera en elanálisis el sector de la cubeta principal.El rango de vientos considerados fueron obtenidos de estadísticas de la zona,obteniéndose valores medio entorno a los 4 m/s, considerando vientos en la tardey para la estación de verano, con máximas entorno a los 10 m/s. Eventos devientos fuertes podrían alcanzar incluso valores picos cercanos a los 30 m/s (EIAProyecto Hidroeléctrico Aysén, 2008).Para el caso de los caudales, se consideró un valor mínimo correspondiente alcaudal medio anual y un máximo obtenido como el valor medio mensual de losmeses de verano. Las velocidades asociadas a los caudales efluentes, se

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 29 de 83estimaron como los valores extremos obtenidos en distintas campañas de terrenoen ambos ríos. Según algunas mediciones en la zona y debido a las condicionesde los embalses, se espera que la termoclina se situé entre 5 a 20 m deprofundidad, por lo que se consideró este rango de profundidades.Además de los valores presentados en la Tabla 5.7 discutidos anteriormente, seconsideraron valores fijos de las temperaturas de las aguas superficiales yprofundas (epilimnion y hipolimnion) de 15 y 10 °C, respectivamente. Segúnmediciones en lagos de la zona, se espera que las temperaturas superficiales deestos cuerpos de agua no superen los 15 a 17 °C. Por otro lado, el valor de 10 °Cescogido para las aguas del hipolimnion, está de acuerdo con las temperaturasasociadas a los caudales afluentes a los embalses durante la época de verano.Los fuertes caudales y pequeños tiempos de residencia hacen suponer que lasaguas del hipolimnion estarán en torno a estos valores, salvo aguas profundas quepuedan quedar estancadas desde el invierno, las que podrían tener temperaturasentorno a los 6 °C. Para el caso de las descargas, se supuso una temperatura de10 °C, igual que las aguas del hipolimnion.Los resultados obtenidos para los distintos adimensionales se presentan en laTabla 5.8Tabla 5.8: Valores obtenidos para los distintos números adimensionalesEmbalse FdWeF I F Omin max esp.Baker 1 0.7 - 0.9 0.1 22.1 1.4 1.3 - 5.3 0.09 - 3.69Baker 2 1.1 - 1.4 0.1 7.3 0.5 2.1 - 8.6 1.48 - 46.83Pascua 1 0.1 - 0.1 0.2 17.9 1.1 0.8 - 3.2 0.01 - 0.54Pascua 2.1 0.9 - 1.3 0.1 24.5 1.5 1.2 - 5.0 0.07 - 6.93Pascua 2.2 2.9 - 4.1 0.1 40.9 2.6 1.5 - 6.0 0.18 - 5.19(*) esp.: valor esperadoDesde el punto de vista de la capacidad potencial de estratificación de cadaembalse, se observa que los valores de Fd, salvo en el caso de Pascua 1, sonsiempre mayores que 1/π=0.32, variando entre 0.7 y 4.1. Sin embargo, conexcepción de Pascua 2.2, no son sensiblemente mayores que el valor límite, por loque se espera que estos embalses se encuentren débil e intermitentementeestratificados, alternados con episodios de mezcla asociados a aumentos decaudal o fuertes vientos. En el caso de Pascua 1, si bien su profundidad aumentala potencialidad de estratificación del embalse, su valor de Fd tampoco esdemasiado pequeño comparado con 1/π, por lo que su condición de estratificaciónno sería muy distinta a la de los otros embalses. El valor de Fd=4.1 asociado al

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 30 de 83periodo de verano en el embalse Pascua 2.2, es indicativo de una alta capacidadde mezcla, por lo que no se espera encontrar condiciones de estratificacióntérmica en este cuerpo de agua.En cuanto a los efectos del viento en las características de mezcla del embalse, seobserva que el número de Wedderburn fluctúa entorno a valores de 0.1 y 20,indicando que dependiendo de las condiciones podrían dominar procesos demezcla vertical o inducidos por oscilaciones de la termoclina (seiches). Sinembargo, altos valores de We corresponden a condiciones de bajos vientos(Uw~4m/s), alta profundidad del epilimnion (h 1 ~20m) y fetch reducidos según lascondiciones geométricas de los embalses, tal como fue explicado anteriormente.Valores de h1~20 m serían difíciles de alcanzar debido a la condición deestratificación débil e intermitente de los embalses predicha por los valoresobtenidos para Fd, por lo que se espera que los valores representativos de We delos embalses sea sensiblemente menores, cercanos a la unidad, valor obtenidopara las mismas condiciones anteriores pero h1~5 m. Con estas consideraciones,el We fluctúa entre 1.1 y 2.6, por lo que se estima que ocurrido un evento deestratificación, éste estará sometido a oscilaciones de gran escala (seiches), lasque contribuirán a la mezcla del sistema. Además, este resultado compromete lavalidez de utilizar modelos hidrodinámicos unidimensionales promediados en lavertical.Los altos caudales afluentes a los embalses y, por lo tanto, altas velocidadesasociadas, resulta en números de F I casi siempre mayores que 1, salvo para elcaso de Pascua 1 considerando velocidades de 1 m/s. Sin embargo, a pesar deser menor que 1, igual el valor obtenido, Fd=0.8, es cercano a la unidad. Estosresultados indican que el momentum transferido por estos flujos al embalse,contribuye en forma importante a la mezcla del sistema. Además, estos flujosdestruyen la estructura vertical 1D del embalse, haciendo impracticable lautilización de modelos hidrodinámicos unidimensionales.Los resultados obtenidos para el parámetro adimensional F O, muestran quedependiendo principalmente de la profundidad, éstos se encuentran bajo o sobrela unidad. Los valores mínimos obtenidos corresponden al valor de F O utilizando lamáxima profundidad del embalse, mientras que el valor máximo corresponde almismo cálculo, pero considerando la profundidad media. Si bien es cierto, loslímites de este número adimensional están definidos en función de la profundidadmáxima; muchas veces, como por ejemplo en el caso de Pascua 1, donde laprofundidad del embalse en el sector del muro es bastante menor que laprofundidad máxima, estos valores no son realmente representativos de ladinámica del embalse en el sector de la descarga. En general, salvo el caso deBaker 2, los valores de Fo se encuentran bastante por debajo de la unidad,indicando la existencia de poca mezcla inducida por la descarga, la que secomportaría de manera selectiva. En cambio en el caso de Baker 2, el valor de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 31 de 83F O =1.48, indica una alta capacidad de mezcla y un comportamiento no selectivode la descarga. Al considerar la profundidad media de cada embalse como el valorrepresentativo, los valores de F 0 aumentan sus valores en forma importante porsobre la unidad, salvo en el caso de Pascua 1. Estas consideraciones en lasprofundidades representativas de cada embalse, no permiten precisar con claridadsi las descargas son o no selectivas o si la mezcla inducida por las descargas sondespreciables.A pesar de que no se tienen estimaciones precisas sobre batimetrías, caudales yotras forzantes características en los lagos de la zona, se hizo una estimacióngruesa de sus tiempos de retención y parámetro adimensional Fd, con el fin decomparar estos parámetros con las condiciones de estratificación mostrada porcada lago. Los resultados obtenidos en función de estos parámetros y estructuratérmica, estimada a partir de las mediciones con CTD, se presentan en la Tabla5.9.Tabla 5.9: Tiempos de retención y parámetro Fd estimados para lagos de la Zona.Lago TR (días) FdLago Chico 1.0 0.2L. Bertrand 44.6 2.3E-11L. Cochrane 2822.3 3.6E-13L. Colonia 128.2 1.8E-11L. Esmeralda 132.1 9.3E-11L. Quetru 21.0 1.1E-08L. Leal 4.9 5.1E-09L. Larga 102.3 3.6E-11L. Negra 16.7 2.1E-09L. Gabriel Quirós 33.9 1.5E-11En general, se observa que los lagos poseen tiempos de retención entre 1 día yalgunos años, los que se correlacionan con sus características de estratificación.Cabe señalar que estos parámetros (TR y Fd) son indicadores para estimar lapotencial ocurrencia de una estratificación, y que los resultados muestran dosgrupos principales: a) el Lago Chico, y b) el resto de los lagos.Un análisis más detallado basado también en la estructura térmica, podría sugerirun subgrupo de Lagos grandes, como el Bertrand y Cochrane muestra un perfil detemperaturas que varía gradualmente sin mostrar una termoclina clara. Lagos máspequeños, con tiempos de retención entre 5 a 20 días, muestran la tendencia auna estratificación marcada y de profundidad en torno a 5-20 m. Lagos como elGabriel Quirós y el Colonia corresponden a lagos fríos, los cuales no responden ala dinámica característica esperada para los embalses. Para el caso del lagoChico, las mediciones con CTD fueron realizadas justo después de una crecida.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 32 de 83Los caudales afluentes se estiman en cerca de 1200 m 3 /s, lo que da un tiempo deretención cercano a 1 día. El parámetro Fd estimados para esas condiciones escercano a 0.2

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 33 de 83no alcanzara a traspasar capas profundas del embalse. Por esta razón, lamodelación numérica de estos embalses deberá considerar estas trescomponentes. En la Figura 5.11 se presenta un esquema conceptual delcomportamiento hidrodinámico esperado en los embalses.RÍO TRANSICIÓN LAGO / EMBALSEVientoTermoclina superficialZona profunda conEstratificación profundapotencial aislamientoFigura 5.11: Esquema conceptual del comportamiento hidrodinámico esperado en losembalses del proyecto Hidroaysén.El alto momentum transferido por los caudales afluentes al embalse y, por lo tanto,las amplias zonas de transición río-embalse asociadas, hacen que el sistemapierda la unidimensionalidad vertical, provocando gradientes horizontalesimportantes. Este fenómeno se ve aumentado por la acción del viento, laconsecuencia de ondas internas de gran escala (en caso de existir estratificación)y la dinámica asociada a los caudales efluentes del sistema. Por esto, esesperable encontrar gradientes importantes de las distintas variableshidrodinámicas y de calidad de aguas a lo largo de la dirección principal del cuerpode agua. En particular, y como se mencionó anteriormente, es esperable encontrarun fuerte gradiente horizontal de temperaturas en superficie, debido a la mayortendencia a la estratificación en zonas cercanas al muro.En cuanto a la calidad de aguas de los embalses, se espera que los bajos tiemposde retención y gran capacidad de mezcla de los distintos sistemas, limiten losprocesos internos tendientes a provocar cambios significativos en las variables deestado asociadas a la calidad de aguas. En otras palabras, el corto tiempo deretención promedio del embalse no da espacio a que se desarrollen cambiosimportantes en su calidad, por lo que ésta estaría determinada principalmente porsus condiciones afluentes. Sin embargo, zonas de recirculación o fenómenos de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 34 de 83estratificación locales y/o temporales, podrían aumentar los tiempos de residenciade una determinada zona promoviendo cambios significativos en la calidad de susaguas. Por ejemplo, zonas superficiales con altas temperaturas y concentracionesde nutrientes, podrían provocar un aumento local en la concertación demicroalgas. Además de las condiciones de temperaturas, nutrientes y luminosidad,este fenómeno será más o menos importante, dependiendo de si esas condicionesperduran por un tiempo suficiente, comparado con la tasa de crecimiento asociadaa esa especie en particular.5.3 Estuarios5.3.1 Descripción Física del sistema5.3.1.1 Antecedentes generalesDe acuerdo a las características geomorfológicas de la zona estuarina, la literaturaclasifica los fiordos en 4 tipos principales: 1) Estuarios costeros planos, 2) Estuariode barra, 3) Estuario de fiordo, 4) Otros (por ejemplo, generados por fallas,movimientos tectónicos, erupciones volcánicas, etc.) (Martin and McCutcheon,1999).Por las características geomorfológicas, los estuarios asociados a lasdesembocaduras de los ríos Baker y Pascua se encuentran en la clasificación deestuarios de fiordo. En estos casos, el fiordo que recibe las aguas del río secaracteriza por tener laderas empinadas y aguas profundas. Típicamente, losfiordos se encuentran fuertemente estratificados en la vertical por la salinidad, enparte debido a sus características geomorfológicas de origen glacial.En la Figura 5.12 se muestra un esquema del estuario de fiordo, donde la capa deagua dulce prácticamente flota sobre la capa salina más profunda, en la zonapróxima a la desembocadura. A medida que aumenta la distancia a ladesembocadura, se generan gradientes horizontales de salinidad.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 35 de 83Figura 5.12: Esquema general de la estructura y patrones de flujo del estuario de fiordo.(Fuente: www.amap.no)5.3.1.2 Antecedentes de los estuarios Baker y PascuaPara lograr la descripción física del sistema de estuario, los antecedentesgenerales se han complementado con información específica levantada en la zonade estudio. Esta información permitirá definir las características puntuales en lascuales se ha identificado la presencia de intrusión salina.Para evaluar las condiciones de caudales (aguas altas, media o baja) se haefectuado un análisis de los escenarios hidrológicos, el cual se adjunta en elApéndice F de este informe.Los antecedentes específicos que se han considerado para el análisis son lossiguientes: 1) Perfilajes CTD en el tramo inferior de los ríos Baker y Pascuaefectuados en los años 2007 y 2008, consistente en un grupo de 20 perfilesverticales por río. 2) Perfilajes CTD efectuados en el estuario en febrero y marzo2009, tanto en la zona de río como en la zona de fiordo. 3) Medición continua desondas multiparamétricas durante enero y febrero 2009, en el tramo inferior de losríos Baker y Pascua.Perfilajes CTD en el tramo inferior de los ríos Baker y PascuaDurante los años 2007 y 2008 se efectuó un levantamiento de informacióncorrespondiente a perfilajes CTD (Conductividad- Temperatura- Profundidad) yuna batimetría en el tramo inferior de los ríos Baker y Pascua (CEA, 2008).Mayores detalles sobre estas campañas se entregan en el Apéndice L de esteinforme.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 36 de 83En la Figura 5.13 se grafica el hidrograma de caudales instantáneos registradosen las estación fluviométrica Baker en Colonia. En ellos se indica la fecha en lacual se efectuaron las mediciones de perfiles verticales con la sonda CTD, éstosse tomaron en septiembre 2007, diciembre 2007, enero 2008 y abril-mayo 2008(CEA, 2008). Se observa que las mediciones fueron hechas bajo diferentescondiciones hidrológicas (aguas altas y aguas bajas).De todas las mediciones efectuadas en ambos ríos, sólo dos perfiles del río Bakermostraron señales de intrusión salina (mediciones de septiembre 2007) encondiciones de bajo caudal. En la Figura 5.14 se muestra el hidrograma continuodurante ese periodo y el perfil vertical de conductividad, solamente para lacampaña de septiembre 2007, señalada como la única en registrar la presencia deagua salobre. De acuerdo a lo que se observa en la grafica, las estaciones 4 y 5tienen conductividad alta en el fondo, con valores dentro del rango de 3,5 a 5,5uS/cm. El alcance de la cuña salina para ese evento fue estimado en 1,5 kmdesde la desembocadura del río Baker hacia aguas arriba.Figura 5.13: Hidrograma de caudales instantáneos registrados en las estaciónfluviométrica Baker en Colonia (línea azul) (DGA, 2009). Las flechas verdes indican elperíodo durante el cual se efectuaron las mediciones de CTD. Se muestra adicionalmente,

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 37 de 83el perfil de conductividad eléctrica en la componente vertical, medida en 20 estacionesdistribuidas en el estuario utilizando la sonda CTD. (CEA, 2008).Perfilajes CTD efectuados en el estuario en febrero y marzo 2009Durante los días 23 y 24 de febrero 2009, se efectuaron mediciones de perfilesverticales CTD, en la zona de desembocadura del río Baker y la zona del fiordo(hasta 4 km hacia el mar).La ubicación de los perfiles en el fiordo se muestra en la Figura 5.14Figura 5.14: Mediciones de perfiles CTD en el estuario Baker. La línea segmentada(amarillo) muestra el trazado longitudinal de las mediciones, desde la desembocadurahacia el fiordo.Se encontró una fuerte estratificación salina en la componente vertical, con unaprofundidad de agua dulce que llega hasta los 10 m. Cabe destacar que lascondiciones hidrológicas previas a las mediciones (mediados de febrero 2009),corresponden a una crecida pluvial de importancia.Durante el recorrido de la lancha por la zona del estuario, el ecosonda mostróvarios sectores cerca de la desembocadura con bajas profundidades (del orden de1,5 a 2,0 m). En la Figura 5.15 se muestra la estructura de salinidad del sistemamedida entre el 24 y 25 de febrero 2009, adicionalmente se indica la posibleubicación de una barra en la desembocadura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 38 de 83Distancia (Km)posible barraSalinidad (psu)Salinidad (psu)Distancia (Km)Figura 5.15: Mediciones de salinidad en el estuario Baker. Gráfico asociado al trazadolongitudinal de la figura previa. Los puntos (negros) muestran la ubicación de los datosmedidos con la sonda CTD. La línea segmentada (gris) muestra la ubicación de unaposible barra en la desembocadura.La ubicación de los perfiles en el fiordo de la desembocadura del río Pascua semuestra en la Figura 5.16.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 39 de 83Figura 5.16: Mediciones de perfiles CTD en el estuario Pascua. La línea segmentada(amarillo) muestra el trazado longitudinal de las mediciones, desde la desembocadurahacia el fiordo.Las mediciones de perfiles CTD en el estuario Pascua, mostraron una fuerteestratificación salina en la componente vertical, con una profundidad de aguadulce que llega hasta los 13 m (ver Figura 5.17). Las mediciones se extendieronpor ocho kilómetros hacia el mar y todas presentaron una estructura verticalsimilar.Profundidad (m)Salinidad (psu)Distancia (Km)Figura 5.17: Mediciones de salinidad en el estuario Pascua. Gráfico asociado al trazadolongitudinal de la figura previa.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 40 de 83Medición continua de sondas multiparamétricasPara efectuar el análisis del estuario se instalaron cuatro sondas multiparamétricas(YSI 600 LS) en los estuarios: dos en el estuario Baker y dos en el estuarioPascua. Las sondas instaladas registraron conductividad, temperatura y presiónde la columna de agua, durante enero y febrero 2009.Tanto los registros continuos como la ubicación y las coordenadas de las sondasse adjuntan en el Apéndice G de este informe.5.3.1.3 Descripción física de la zona estuarina de los ríos Baker y PascuaDe los perfiles CTD realizados con anterioridad durante los años 2007 y 2008, seobtuvo información de mediciones discretas en cuatro fechas, correspondientetanto a escenarios hidrológicos de aguas altas, bajas y medias.Sólo en septiembre 2007, bajo un escenario hidrológico de caudales muy bajos,se tuvo registro del ingreso de agua salobre hacia aguas arriba del fiordo hasta unalcance de 1,5 km. La medición discreta registró conductividades altas en dosperfiles en el fondo del orden de 5 uS/cm.Para el período en que se registraron los datos en forma continua (26 enero al 23febrero 2009), no se aprecia flujo estratificado ni ingreso de intrusión salina.Cabe destacar que este período corresponde a una temporada de aguas altas,asociados a la crecida anual por caudal de deshielos. Adicionalmente, a esoscaudales base se tuvo una crecida asociada a un período de lluvias intensas amediados de febrero 2009.Si bien, sólo se cuenta con un registro de intrusión salina, el escenario hidrológicobajo el cual se produjo éste (probabilidad de excedencia mensual de 99%), indicaque el alcance de la cuña sería limitado, y bajo cualquier otra condición decaudales, predomina la capacidad del río para rechazar el ingreso de aguasalobre.Las características de la cuña salina no han sido determinadas; sin embargo,experiencias científicas han mostrado que en los casos que la batimetría del fondoes irregular, puede haber agua salobre que queda retenida en las depresiones dellecho al retirarse la cuña salina en la marea vaciante, como se expone en elApéndice H de este informe.De modo similar al análisis del grado de estratificación de la columna de agua enla desembocadura del río Baker, se puede concluir para el río Pascua que para el

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 41 de 83período en que se registraron los datos en forma continua (25 enero al 1º marzo2009), no se aprecia flujo estratificado ni ingreso de intrusión salina.De los perfiles CTD realizados con anterioridad durante los años 2007 y 2008, seobtuvo información de mediciones discretas en cuatro fechas, correspondientetanto a escenarios hidrológicos de aguas altas, bajas y medias.En ninguno de ellos se registró intrusión salina, ni siquiera en las estaciones demedición ubicadas en el río cercanas al fiordo durante el período de caudalesbajos de septiembre 2007 (probabilidad de excedencia mensual de 99%),indicando que en la desembocadura del río Pascua, predomina la capacidad delrío para rechazar el ingreso de agua salobre.5.3.2 Modelo ConceptualEn base a los antecedentes descritos previamente, se ha definido un modeloconceptual que considera los parámetros relevantes que condicionan el ingreso deuna cuña salina tanto al río Baker, como al río Pascua.Se ha observado que dependiendo de los caudales afluentes asociados a losescenarios hidrológicos, se puede tener una distribución de salinidades muyvariable. Entre los escenarios más probables (ver Figura 5.18), se ha identificadolos de: 1) aguas bajas, donde los caudales son bajos y la altura de marea essuficiente para hacer que el agua salobre pueda ingresar por el fondo del río haciaaguas arriba. 2) aguas altas, donde el caudal del río es suficientemente grandepara rechazar el ingreso de una cuña salina, además de generar una capasuperficial de agua dulce en el fiordo. La profundidad de esta capa superficialpuede incluso superar la profundidad del río en la desembocadura.Las principales variables a incorporar en el modelo son: 1) Geometría del sistema(batimetría del río y el fiordo), 2) Caudal afluente del río, 3) Diferencia deSalinidad del río y el fiordo, 4) Altura de mareas en el fiordo.Las escalas de tiempo asociadas a estas variaciones pueden ser a nivelestacional, como ocurre con las aguas altas por la crecida de deshielos, u otroseventos más puntuales como precipitaciones diarias. Por otro lado, existe unaescala de tiempo menor que tiene relación con la variación intradiaria por elrégimen de la altura de marea semidiurna.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 42 de 83Agua dulceCondición de caudales bajosIntrusión SalinaVariaciónde mareasAgua SaladaBatimetríaAgua dulceCondición de caudales altosVariaciónde mareasAgua SaladaBatimetríaFigura 5.18: Modelo conceptual del funcionamiento de la zona estuarina. Elaboraciónpropia.La modelación busca caracterizar el comportamiento de la eventual intrusiónsalina, que pueda existir en el tramo inferior del río. Para efectos del presenteestudio, se considerará el siguiente dominio espacial de análisis: 1) hacia aguasabajo, se tomará como límite de análisis la zona del fiordo que presenta latransición entre aguas someras (100m). 2) haciaaguas arriba, se tomará como límite de análisis una distancia arbitraria quecoincide con el mayor nivel de datos de salinidad disponibles, en el caso del ríoBaker esta distancia es de 8 Km desde la desembocadura, y para el río Pascua esde 12 Km desde su desembocadura. Para el río Baker que tiene un delta en ladesembocadura, se consideró sólo la rama principal que desemboca en el fiordo,ya que las otras ramas no poseen suficiente profundidad y posee barras a menorprofundidad.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 43 de 835.4 Caracterización Fiordo5.4.1 Corrientes Eulerianas• Río Baker (nivel: 1 metro bajo superficie)Las corrientes observadas presentaron un patrón de comportamiento direccionaldominado por las direcciones asociadas al 4to y 3er cuadrante. Así, las mayoresocurrencias se registraron en las direcciones NW, W y SW (23,1%, 20,9% y19,4%, respectivamente). El resto de las direcciones se agrupó entre 2,7%(dirección NE) y 13,3% (dirección S, Figura 5.19 y Tabla 5.10).Tabla 5.10: Frecuencia de incidencia y excedencia de corrientes- desembocadura ríoBaker.NIVEL: 1 metro bajo SuperficieFRECUENCIA DE INCIDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 16,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2Total Efectivo 9,8 2,7 2,9 4,3 13,3 19,4 20,9 23,1 96,5Maximo (cm/s) 18,7 8,8 9,9 9,5 12,7 12,4 17,7 17,1 18,7Promedio (cm/s) 5,7 3,0 2,9 3,7 4,4 4,3 4,6 5,8 4,8FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 16,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2> 13,0 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7 1,2> 10,0 1,6 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,8 2,5 5,2> 7,0 3,1 0,1 0,0 0,2 1,7 1,9 2,7 7,0 16,8> 4,0 5,8 0,6 0,5 1,4 6,8 9,7 11,1 15,3 51,0> 1,0 9,8 2,7 2,9 4,3 13,3 19,4 20,9 23,1 96,5Fuente elaboración propia

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 44 de 83Frecuencia Dirección Corriente - 1m bajo Superficie40Porcentaje (%)3020100N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Corriente - 1m bajo Superficie60Porcentaje (%)4020016Rango (cm/s)Figura 5.19: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente – Río Baker.Las magnitudes medias registradas se agruparon en torno a los 4,8 cm/s(desviación estándar de 2,7 cm/s). En particular, la dirección NW mostró la mayormagnitud promedio, con un valor de 5,8 cm/s. Por su parte, las máximasvelocidades detectadas fueron de 18,7 cm/s, 17,7 cm/s y 17,1 cm/s, asociadas alas direcciones N, W y NW, respectivamente (Tabla 5.10).La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 1,1 a 4,0 cm/s, con unporcentaje de 45,5%, en tanto que el rango 4,1 cm/s a 7,0 cm/s agrupó un 34,2%de las mediciones (Figura 5.19).Las corrientes registradas en esta capa se mostraron de mediana intensidad,encontrándose un 0,2% de la información sobre 16,0 cm/s. Por último, se encontróun 3,5% de las mediciones bajo 1,0 cm/s (Tabla 5.10).La Figura 5.20 muestra el diagrama de trazos de la corriente. En ella se observaun comportamiento direccional dominado por las direcciones asociadas al 4to y3er cuadrante.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 45 de 83201510Magnitud [cm/s]50-5-10-15-2022 24 26 28 2 4 6 8 10 12FebMarFigura 5.20:Diagrama de trazos – Río Baker (1 metro bajo superficie).Suponiendo que la corriente observada es espacialmente homogénea y presentasimilares fluctuaciones temporales en ese espacio, es posible explicar elcomportamiento de una partícula de agua a través de un diagrama de vectorprogresivo (DVP). El diagrama de vector progresivo (Figura 5.21) evidencia unatendencia general de las corrientes a adoptar un flujo direccional neto hacia el W(278,2°).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 46 de 83DVP - Rio Baker30,020,0Orientación S - N / Distancia (km)10,00,0-10,0-20,0-30,0-50,0 -40,0 -30,0 -20,0 -10,0 0,0 10,0Orientación W - E / Distancia (km)Figura 5.21: Diagrama de vector progresivo – Río Baker (1 metro bajo superficie).Por último, y para determinar el comportamiento de la corriente en el dominio de lafrecuencia, se aplicó un análisis estadístico de tipo espectral (12 grados de libertady 95% de confianza). Este análisis permite determinar la cantidad de energía(densidad espectral) que se encuentra asociada a las distintas bandas defrecuencia (período). Para este análisis, las series de tiempo fueron reducidas aseries horarias, calculándose las respectivas componentes ortogonales. Así, sedefinen las componentes U y V de la siguiente manera:Componente U : Este – Weste, positiva si el flujo va hacia el Este.Componente V : Norte – Sur, positiva si el flujo va hacia el Norte.En los espectros presentados en la Figura 5.22, se observa mayor contenido deenergía en la componente V respecto de su similar U en prácticamente todas lasbandas de frecuencia. Así también, se detectó contenido de energía en la bandade frecuencia diurna (0,04 cph), atribuible posiblemente al efecto del viento.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 47 de 8310 410 3Componente UComponente VDensidad Espectral (cm 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Figura 5.22:Autoespectros de corrientes – Río Baker (1 metro bajo superficie).• Desembocadura Río Baker (nivel: 2 metros bajo superficie)Las corrientes observadas presentaron un patrón de comportamiento direccionaldominado por las direcciones asociadas al 2do cuadrante. Las mayoresocurrencias se registraron en las direcciones SE y E (19,1% y 15,6%,respectivamente). El resto de las direcciones se agrupó entre 7,8% (dirección N) y12,1% (dirección S, Figura 5.23 y Tabla 5.11).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 48 de 83Tabla 5.11: Frecuencia de incidencia y excedencia de corrientes- Desembocadura ríoBaker.NIVEL: 2 metros bajo SuperficieFRECUENCIA DE INCIDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 16,0 0,0 0,0 0,3 0,9 0,3 0,1 0,0 0,0 1,7Total Efectivo 7,8 9,5 15,6 19,1 12,1 11,1 10,0 9,2 94,4Maximo (cm/s) 13,2 14,0 41,4 44,9 25,1 17,2 19,9 14,3 44,9Promedio (cm/s) 3,5 4,1 5,4 6,6 5,5 5,0 4,2 3,7 5,0FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 16,0 0,0 0,0 0,3 0,9 0,3 0,1 0,0 0,0 1,7> 13,0 0,0 0,0 0,5 2,0 0,8 0,3 0,1 0,0 3,7> 10,0 0,0 0,2 1,3 3,4 1,5 0,8 0,2 0,1 7,7> 7,0 0,4 1,0 3,5 6,3 3,0 2,4 1,2 0,6 18,2> 4,0 2,4 4,3 9,0 12,7 6,5 5,9 4,6 3,3 48,7> 1,0 7,8 9,5 15,6 19,1 12,1 11,1 10,0 9,2 94,4Fuente elaboración propiaFrecuencia Dirección Corriente - 2m bajo Superficie40Porcentaje (%)3020100N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Corriente - 2m bajo Superficie60Porcentaje (%)4020016Rango (cm/s)Figura 5.23: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente –Desembocadura Río Baker.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 49 de 83Las magnitudes medias registradas se agruparon en torno a los 5,0 cm/s(desviación estándar de 3,6 cm/s). En particular, la dirección SE mostró la mayormagnitud promedio, con un valor de 6,6 cm/s. Por su parte, las máximasvelocidades detectadas fueron de 44,9 cm/s, 41,4 cm/s y 25,1 cm/s, asociadas alas direcciones SE, E y S, respectivamente (Tabla 5.11).La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 1,1 a 4,0 cm/s, con unporcentaje de 45,7%, en tanto que el rango 4,1 cm/s a 7,0 cm/s agrupó un 30,6%de las mediciones (Figura 5.23).Las corrientes registradas en esta capa se mostraron de mediana intensidad,encontrándose un 1,7% de la información sobre 16,0 cm/s. Por último, se encontróun 5,6% de las mediciones bajo 1,0 cm/s (Tabla 5.11).La Figura 5.24 muestra el diagrama de trazos de la corriente. En ella se observacierta tendencia de las corrientes a agruparse en torno al 2do cuadrante.Magnitud [cm/s]2520151050-5-10-15-20-2522 25 28 3 6 9 12 15 18 21 24FebMarFigura 5.24:Diagrama de trazos – Desembocadura Río Baker (2 metros bajo superficie).El diagrama de vector progresivo (Figura 5.25) evidencia una tendencia generalde las corrientes a adoptar un flujo direccional neto hacia el SE (143,2°).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 50 de 83DVP - Desembocadura Rio Baker2m bajo Superficie100Orientación S - N / Distancia (km)-10-20-30-40-50-20 -10 0 10 20 30 40Orientación W - E / Distancia (km)Figura 5.25: Diagrama de vector progresivo – Desembocadura Río Baker (2 metros bajosuperficie).En los espectros presentados en la Figura 5.26, se observa mayor contenido deenergía en la componente V respecto de su similar U en la banda de frecuenciasemidiurna (0,08 cph), atribuible posiblemente al efecto forzante de la marea.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 51 de 8310 410 3Componente UComponente VDensidad Espectral (cm 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Figura 5.26: Autoespectros de corrientes – Desembocadura Río Baker (2 metros bajosuperficie).• Desembocadura Río Baker (nivel: 12 metros bajo superficie)Las corrientes observadas presentaron un patrón de comportamiento direccionaldominado levemente por las direcciones asociadas al 3er cuadrante. Las mayoresocurrencias se registraron en las direcciones SW y W (13,6% y 13,3%,respectivamente). El resto de las direcciones se agrupó entre 8,7% (dirección SE)y 11,8% (dirección NE, Figura 5.27 y Tabla 5.12).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 52 de 83Tabla 5.12:Frecuencia de incidencia y excedencia de corrientes - Desembocadurarío Baker.NIVEL: 12 metros bajo SuperficieFRECUENCIA DE INCIDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 7,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 0,1 0,1 0,1 0,6Total Efectivo 10,5 11,8 9,5 8,7 10,2 13,6 13,3 10,5 88,1Maximo (cm/s) 7,3 8,3 8,2 7,8 8,0 7,9 8,6 11,7 11,7Promedio (cm/s) 2,8 2,9 2,8 2,7 3,0 3,0 3,0 2,9 2,9FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 7,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 0,1 0,1 0,1 0,6> 6,0 0,3 0,3 0,1 0,1 0,2 0,4 0,4 0,2 2,2> 5,0 0,6 1,0 0,4 0,4 0,7 1,3 1,2 0,7 6,3> 4,0 1,9 2,2 1,6 1,2 1,8 2,9 2,7 1,6 16,0> 3,0 4,1 4,6 3,6 3,0 4,3 5,9 5,9 4,3 35,5> 2,0 7,1 8,0 6,6 5,7 7,5 9,9 9,8 7,4 62,0> 1,0 10,5 11,8 9,5 8,7 10,2 13,6 13,3 10,5 88,1Fuente elaboración propiaFrecuencia Dirección Corriente - 12m bajo Superficie40Porcentaje (%)3020100N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Corriente - 12m bajo Superficie60Porcentaje (%)402007Rango (cm/s)Figura 5.27:Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente –Desembocadura Río Baker.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 53 de 83Las magnitudes medias registradas se agruparon en torno a los 2,9 cm/s(desviación estándar de 1,3 cm/s). En particular, las direcciones S, SW y Wmostraron la mayor magnitud promedio, con un valor de 3,0 cm/s (para cada unade ellas). Por su parte, las máximas velocidades detectadas fueron de 11,7 cm/s,8,6 cm/s y 8,3 cm/s, asociadas a las direcciones NW, W y NE, respectivamente(Tabla 5.12).La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 2,1 a 3,0 cm/s, con unporcentaje de 26,5%, en tanto que el rango 1,1 cm/s a 2,0 cm/s agrupó un 26,2%de las mediciones (Figura 5.27).Las corrientes registradas en esta capa se mostraron de baja intensidad,encontrándose un 0,6% de la información sobre 7,0 cm/s. Por último, se encontróun 11,9% de las mediciones bajo 1,0 cm/s (Tabla 5.12).La Figura 5.28 muestra el diagrama de trazos de la corriente. En ella se observacierta tendencia rotatoria de las corrientes, no destacando alguna dirección enparticular.10864Magnitud [cm/s]20-2-4-6-8-1022 25 28 3 6 9 12 15 18 21 24FebMarFigura 5.28:Diagrama de trazos – Desembocadura Río Baker (12 metros bajo superficie).El diagrama de vector progresivo (Figura 5.29) evidencia una tendencia generalde las corrientes a adoptar un flujo direccional neto hacia el W – NW (292,6°).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 54 de 83DVP - Desembocadura Rio Baker12 m bajo Superficie3020Orientación S - N / Distancia (km)100-10-20-30-40 -30 -20 -10 0 10 20Orientación W - E / Distancia (km)Figura 5.29:Diagrama de vector progresivo – Desembocadura Río Baker (12 metros bajosuperficie).En los espectros presentados en la Figura 5.30, se observa bajo contenido deenergía en ambas componentes (U y V). Esta situación indicaría que los forzantesviento y marea no se presentan a este nivel de profundidad.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 55 de 8310 410 3Componente UComponente VDensidad Espectral (cm 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Figura 5.30: Autoespectros de corrientes – Desembocadura Río Baker (12 metros bajosuperficie).• Río Pascua (nivel: 1 metro bajo superficie)Las corrientes observadas presentaron un patrón de comportamientounidireccional dominado por la dirección W. De esta manera, la mayor ocurrenciafue 96,1% (dirección W) y 2,6% (dirección NW. El resto de las direcciones seagrupó entre 0,0% (direcciones N, NE, E y SE) y 1,1% (dirección SW, Figura 5.31y Tabla 5.13).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 56 de 83Tabla 5.13: Frecuencia de incidencia y excedencia de corrientes- desembocadura RíoPascua.NIVEL: 1 metro bajo SuperficieFRECUENCIA DE INCIDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 60,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,8 0,0 4,8Total Efectivo 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 1,1 96,1 2,6 100,0Maximo (cm/s) 0,0 0,0 3,2 4,4 7,0 22,9 79,9 44,8 79,9Promedio (cm/s) 0,0 0,0 3,2 4,4 6,0 12,0 38,0 28,5 37,4FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 7,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,8 0,0 4,8> 6,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 13,8 0,0 13,8> 5,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 38,1 0,1 38,2> 4,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 72,2 1,1 73,3> 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 91,6 2,3 93,9> 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,8 95,8 2,6 99,1> 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 1,1 96,1 2,6 100,0Fuente elaboración propiaFrecuencia Dirección Corriente - 1m bajo Superficie100Porcentaje (%)7550250N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Corriente - 1m bajo Superficie60Porcentaje (%)4020060Rango (cm/s)Figura 5.31: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente –RíoPascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 57 de 83Las magnitudes medias registradas se agruparon en torno a los 37,4 cm/s(desviación estándar de 12,1 cm/s). En particular, la dirección W mostró la mayormagnitud promedio, con un valor de 38,0 cm/s. Por su parte, las máximasvelocidades detectadas fueron de 79,9 cm/s, 44,8 cm/s y 22,9 cm/s, asociadas alas direcciones W, NW y SW, respectivamente (Tabla 5.13).La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 30,1 a 40,0 cm/s, conun porcentaje de 35,2%, en tanto que el rango 40,1 cm/s a 50,0 cm/s agrupó un24,3% de las mediciones (Figura 5.31).Las corrientes registradas en esta capa se mostraron de alta intensidad,encontrándose un 4,8% de la información sobre 60,0 cm/s. Por último, no seencontró valores de magnitud bajo 1,0 cm/s (Tabla 5.13).La Figura 5.32 muestra el diagrama de trazos de la corriente. En ella se observaclaramente la tendencia unidireccional de las corrientes, en torno a la dirección W.403020Magnitud [cm/s]100-10-20-30-4026 29 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 1Mar Abr MayFigura 5.32: Diagrama de trazos –Río Pascua (1 metro bajo superficie).El diagrama de vector progresivo (Figura 5.33) evidencia una tendencia generalde las corrientes a adoptar un flujo direccional neto hacia el W (274,6°).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 58 de 83DVP - Rio Pascua800,0600,0Orientación S - N / Distancia (km)400,0200,00,0-200,0-400,0-600,0-800,0-1400,0 -1200,0 -1000,0 -800,0 -600,0 -400,0 -200,0 0,0 200,0Orientación W - E / Distancia (km)Figura 5.33: Diagrama de vector progresivo – Río Pascua (1 metro bajo superficie).En los espectros presentados en la Figura 5.34, se observa mayor contenido deenergía en la componente U respecto de su similar V en prácticamente todas lasbandas de frecuencia. Así también, esta componente mostró alto contenido deenergía en la banda de frecuencia semidiurna (0,08 cph) y en las bajasfrecuencias, atribuibles posiblemente al efecto forzante de la marea y lascaracterísticas propias del Río Pascua (caudales), respectivamente.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 59 de 8310 410 3Densidad Espectral (cm 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%Componente UComponente V10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Figura 5.34: Autoespectros de corrientes –Río Pascua (1 metro bajo superficie).• Desembocadura Río Pascua (nivel: 2 metros bajo superficie)Las corrientes observadas presentaron un patrón de comportamiento direccionaldominado por las direcciones asociadas al 2do cuadrante. Las mayoresocurrencias se registraron en las direcciones E y SE (42,2% y 30,4%,respectivamente). El resto de las direcciones se agrupó entre 1,3% (dirección NW)y 8,5% (dirección NE, Figura 5.35 y Tabla 5.14).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 60 de 83Tabla 5.14: Frecuencia de incidencia y excedencia de corrientes - Desembocadura ríoPascuaNIVEL: 2 metros bajo SuperficieFRECUENCIA DE INCIDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 19,0 0,0 0,0 1,0 0,7 0,1 0,2 0,1 0,0 2,1Total Efectivo 1,6 8,5 42,2 30,4 8,1 4,3 2,5 1,3 98,9Maximo (cm/s) 29,8 29,5 31,9 39,2 26,6 27,7 26,4 36,6 39,2Promedio (cm/s) 4,7 6,4 8,5 8,0 7,0 8,1 8,8 6,4 8,0FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 19,0 0,0 0,0 1,0 0,7 0,1 0,2 0,1 0,0 2,1> 16,0 0,1 0,2 2,6 1,4 0,3 0,4 0,3 0,0 5,3> 13,0 0,1 0,4 6,3 3,4 0,7 0,7 0,6 0,1 12,2> 10,0 0,1 1,1 12,2 7,6 1,5 1,3 0,9 0,1 24,9> 7,0 0,3 2,9 24,0 15,7 3,6 2,1 1,3 0,4 50,3> 4,0 0,8 6,4 37,1 25,9 6,1 3,2 1,9 0,8 82,2> 1,0 1,6 8,5 42,2 30,4 8,1 4,3 2,5 1,3 98,9Fuente elaboración propiaFrecuencia Dirección Corriente - 2m bajo Superficie5040Porcentaje (%)3020100N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Corriente - 2m bajo Superficie60Porcentaje (%)4020019Rango (cm/s)Figura 5.35: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente –Desembocadura Río Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 61 de 83Las magnitudes medias registradas se agruparon en torno a los 8,0 cm/s(desviación estándar de 4,3 cm/s). En particular, la dirección W mostró la mayormagnitud promedio, con un valor de 8,8 cm/s. Por su parte, las máximasvelocidades detectadas fueron de 39,2 cm/s, 36,6 cm/s y 31,9 cm/s, asociadas alas direcciones SE, NW y E, respectivamente (Tabla 5.14).La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 4,1 a 7,0 cm/s, con unporcentaje de 32,0%, en tanto que el rango 7,1 cm/s a 10,0 cm/s agrupó un 25,4%de las mediciones (Figura 5.35).Las corrientes registradas en esta capa se mostraron de mediana intensidad,encontrándose un 2,1% de la información sobre 19,0 cm/s. Por último, se encontróun 1,1% de las mediciones bajo 1,0 cm/s (Tabla 5.14).La Figura 5.36 muestra el diagrama de trazos de la corriente. En ella se observacierta tendencia de las corrientes a agruparse en torno al 2do cuadrante.Magnitud [cm/s]2520151050-5-10-15-20-2526 29 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 1Mar Abr MayFigura 5.36: Diagrama de trazos – Desembocadura Río Pascua (2 metros bajosuperficie).El diagrama de vector progresivo (Figura 5.37) evidencia una tendencia generalde las corrientes a adoptar un flujo direccional neto hacia el E – SE (112,0°).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 62 de 8340DVP - Desembocadura Rio Pascua2m bajo Superficie200Orientación S - N / Distancia (km)-20-40-60-80-100-120-140-160-180-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200Orientación W - E / Distancia (km)Figura 5.37: Diagrama de vector progresivo – Desembocadura Río Pascua (2 metros bajosuperficie).En los espectros presentados en la Figura 5.38, se observa mayor contenido deenergía en la componente U respecto de su similar V en prácticamente todas lasbandas de frecuencia. En particular, existe contenido de energía en las bajasfrecuencias y en la banda semidiurna (0,08 cph), atribuible posiblemente al efectoforzante de la marea.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 63 de 8310 410 3Componente UComponente VDensidad Espectral (cm 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Figura 5.38: Autoespectros de corrientes – Desembocadura Río Pascua (2 metros bajosuperficie).• Desembocadura Río Pascua (nivel: 5 metros bajo superficie)Las corrientes observadas presentaron un patrón de comportamiento direccionaldominado por la dirección E (29,3% de la ocurrencia direccional). El resto de lasdirecciones se agrupó entre 6,3% (dirección S) y 13,6% (dirección W, Figura 5.39y Tabla 5.15).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 64 de 83Tabla 5.15: Frecuencia de incidencia y excedencia de corrientes - Desembocadura ríoPascua.NIVEL: 5 metros bajo SuperficieFRECUENCIA DE INCIDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 19,0 0,0 0,0 0,9 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 1,1Total Efectivo 6,4 10,3 29,3 12,2 6,3 8,4 13,6 9,3 95,9Maximo (cm/s) 12,3 16,8 29,6 17,9 15,3 21,2 22,3 17,9 29,6Promedio (cm/s) 3,8 5,5 8,7 5,4 4,5 5,1 6,0 4,4 6,2FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE CORRIENTESVelocidadDirecciones(cm/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 19,0 0,0 0,0 0,9 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 1,1> 16,0 0,0 0,0 2,9 0,1 0,0 0,1 0,3 0,0 3,4> 13,0 0,0 0,3 5,8 0,4 0,1 0,3 0,7 0,1 7,5> 10,0 0,1 1,0 10,0 1,1 0,2 0,7 1,6 0,3 14,9> 7,0 0,4 2,9 16,6 3,1 0,9 1,7 4,0 1,3 30,9> 4,0 2,5 6,3 23,5 7,3 3,3 4,6 9,0 4,3 60,9> 1,0 6,4 10,3 29,3 12,2 6,3 8,4 13,6 9,3 95,9Fuente elaboración propiaFrecuencia Dirección Corriente - 5m bajo Superficie5040Porcentaje (%)3020100N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Corriente - 5m bajo Superficie60Porcentaje (%)4020019Rango (cm/s)Figura 5.39: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente –Desembocadura Río Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 65 de 83Las magnitudes medias registradas se agruparon en torno a los 6,2 cm/s(desviación estándar de 4,1 cm/s). En particular, la dirección E mostró la mayormagnitud promedio, con un valor de 8,7 cm/s. Por su parte, las máximasvelocidades detectadas fueron de 29,6 cm/s, 22,3 cm/s y 21,2 cm/s, asociadas alas direcciones E, W y SW, respectivamente (Tabla 5.15).La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 1,1 a 4,0 cm/s, con unporcentaje de 35,0%, en tanto que el rango 4,1 cm/s a 7,0 cm/s agrupó un 29,9%de las mediciones (Figura 5.39).Las corrientes registradas en esta capa se mostraron de mediana intensidad,encontrándose un 1,1% de la información sobre 19,0 cm/s. Por último, se encontróun 4,1% de las mediciones bajo 1,0 cm/s (Tabla 5.15).La Figura 5.40 muestra el diagrama de trazos de la corriente. En ella se observacierta tendencia de las corrientes a agruparse en torno a la dirección E.201510Magnitud [cm/s]50-5-10-15-2026 29 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 1Mar Abr MayFigura 5.40: Diagrama de trazos – Desembocadura Río Pascua (5 metros bajosuperficie).El diagrama de vector progresivo (Figura 5.41) evidencia una tendencia generalde las corrientes a adoptar un flujo direccional neto hacia el E (94,2°).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 66 de 83DVP - Desembocadura Rio Pascua5m bajo Superficie1008060Orientación S - N / Distancia (km)40200-20-40-60-80-100-120-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160Orientación W - E / Distancia (km)Figura 5.41: Diagrama de vector progresivo – Desembocadura Río Pascua (5 metros bajosuperficie).En los espectros presentados en la Figura 5.42, se observa mayor contenido deenergía en la componente U respecto de su similar V en prácticamente todas lasbandas de frecuencia. En particular, existe importante contenido de energía en lasbajas frecuencias.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 67 de 8310 410 3Componente UComponente VDensidad Espectral (cm 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%Figura 5.42: Autoespectros de corrientes – Desembocadura Río Pascua (5 metros bajosuperficie).5.4.2 Vientos10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Desembocadura Río Baker (sector Caleta Tortel)En términos de frecuencia de incidencia, los vientos observados presentaron unpredominio de las direcciones ubicadas en torno al W. De esta manera, la mayorocurrencia de incidencia se registra en las direcciones W, NW y SW (24,7%, 6,5%y 2,1%, respectivamente). El resto de las direcciones se agrupó entre 0,0%(dirección NE) y 1,6% (dirección SE). La Figura 5.43 y la Tabla 5.16, resumenesta información.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 68 de 83Tabla 5.16: Frecuencia de incidencia y excedencia de vientos - Sector Baker (Tortel).FRECUENCIA DE INCIDENCIA DE VIENTOSVelocidadDirecciones(m/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 6,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 0,0 0,6Total Efectivo 0,6 0,0 0,1 1,6 0,4 2,1 24,7 6,5 36,0Maximo (m/s) 1,8 0,0 1,3 2,2 1,8 4,0 10,3 4,9 10,3Promedio (m/s) 1,5 0,0 1,3 1,5 1,6 2,4 3,2 1,9 2,8FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE VIENTOSVelocidadDirecciones(m/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 6,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 0,0 0,6> 5,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,9 0,0 1,9> 4,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,2 0,1 5,3> 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7 14,2 0,2 15,1> 2,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 1,2 19,7 2,2 23,1> 1,0 0,6 0,0 0,1 1,6 0,4 2,1 24,7 6,5 36,0Fuente elaboración propiaFrecuencia Dirección Vientos4030Porcentaje (%)20100N NE E SE S SW W NWDirecciónFrecuencia Velocidad Vientos80Porcentaje (%)60402006Rango (m/s)Figura 5.43: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente – SectorDesembocadura Río Baker (Tortel).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 69 de 83La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 1,1 a 2,0 m/s, con unporcentaje de incidencia de 12,9%, seguida del rango 3,1 a 4,0 m/s (9,8% de lasmediciones). El rango de 2,1 a 3,0 m/s agrupó un 8,1% de las mediciones (Figura5.43). El máximo de magnitud fue de 10,3 m/s (dirección W).Los vientos registrados durante este período de mediciones se mostraron demediana a baja intensidad, encontrándose un 0,6% de la información sobre 6,0m/s. Por último, un 64,0% de las mediciones se ubicó en la categoría calma (Tabla5.16).Para determinar el comportamiento del viento en el dominio de la frecuencia, seaplicó un análisis estadístico de tipo espectral estándar (12 grados de libertad y95% de confianza). El análisis espectral de las componentes ortogonales de losvientos (Figura 5.44) mostró mayor contenido de energía hacia las bajasfrecuencias (3 a 4 días) y en menor grado en la banda diurna (0,04 cph).10 3Densidad Espectral (m 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -1Componente UComponente V95%10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Figura 5.44: Autoespectros de vientos – Desembocadura Río Baker (componentesortogonales).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 70 de 83Desembocadura Río PascuaEn términos de frecuencia de incidencia, los vientos observados presentaron unpredominio de las direcciones ubicadas en torno al NW. De esta manera, la mayorocurrencia de incidencia se registra en las direcciones NW, N y W (30,2%, 8,5% y7,6%, respectivamente). El resto de las direcciones se agrupó entre 0,0%(dirección SE) y 2,1% (dirección S). La Figura 5.45 y la Tabla 5.17, resumen estainformación.Tabla 5.17: Frecuencia de incidencia y excedencia de vientos - Sector río Pascua.FRECUENCIA DE INCIDENCIA DE VIENTOSVelocidadDirecciones(m/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL 6,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0Total Efectivo 8,5 0,2 0,4 0,0 2,1 0,4 7,6 30,2 49,5Maximo (m/s) 4,0 2,2 2,7 0,0 2,7 2,7 4,9 5,4 5,4Promedio (m/s) 2,0 1,5 1,5 0,0 1,7 1,6 2,7 2,6 2,4FRECUENCIA DE EXCEDENCIA DE VIENTOSVelocidadDirecciones(m/s) N NE E SE S SW W NW TOTAL> 6,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0> 5,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2> 4,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 1,5 1,9> 3,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,0 10,2 13,7> 2,0 3,5 0,1 0,1 0,0 0,5 0,1 5,9 21,0 31,0> 1,0 8,5 0,2 0,4 0,0 2,1 0,4 7,6 30,2 49,5Fuente elaboración propia.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 71 de 83Frecuencia Dirección Vientos4030Porcentaje (%)20100N NE E SE S SW W NWDire cciónFrecuencia Velocidad Vientos80Porcentaje (%)60402006Rango (m/s)Figura 5.45: Histogramas de frecuencia de dirección y velocidad de corriente – Sector RíoPascua.La mayor ocurrencia de magnitud se registró en el rango de 1,1 a 2,0 m/s, con unporcentaje de incidencia de 18,5%, seguida del rango 2,1 a 3,0 m/s (17,3% de lasmediciones). El rango de 3,1 a 4,0 m/s agrupó un 11,8% de las mediciones(Figura 5.45). El máximo de magnitud fue de 5,4 m/s (dirección NW).Los vientos registrados durante este período de mediciones se mostraron demediana a baja intensidad, encontrándose un 0,2% de la información sobre 5,0m/s. Por último, un 50,5% de las mediciones se ubicó en la categoría calma (Tabla5.17).Para determinar el comportamiento del viento en el dominio de la frecuencia, seaplicó un análisis estadístico de tipo espectral estándar (12 grados de libertad y95% de confianza). El análisis espectral de las componentes ortogonales de losvientos (Figura 5.46) mostró fundamentalmente mayor contenido de energía hacialas bajas frecuencias (3 a 4 días).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 72 de 8310 3Densidad Espectral (m 2 s -2 cph -1 )10 210 110 010 -195%Componente UComponente V10 -210 -3 10 -2 10 -1 10 0Frecuencia (cph)Figura 5.46: Autoespectros de vientos – Río Pascua (componentes ortogonales).5.4.3 Correlación CruzadaCon el objeto de visualizar las relaciones causa efecto entre variables, losregistros de corrientes Eulerianas, vientos y marea, fueron sometidos a un análisisde correlación cruzada. Los resultados de este análisis son presentados en lasTablas 5.18 a 5.21.Río BakerEn la Tabla 5.18, se aprecia el efecto del viento sobre las corrientes. El máximocoeficiente de correlación fue de 0,30 (máximo igual a 1), en el par “componente Ude la corriente v/s componente U del viento”. Por su parte, el efecto de la mareasobre las corrientes (Tabla 5.18) se apreció muy inferior respecto del forzanteviento. Los valores máximos alcanzados fluctuaron en torno a 0,14 (máximo iguala 1). Este resultado evidencia cierto efecto del viento sobre las corrientes y unescaso efecto de la marea.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 73 de 83Tabla 5.18: Correlación cruzada, vientos. Nivel de agua y de mar - Río Baker.Desfase compo U Corriente compo V Corriente compo U Corriente compo V CorrienteHoras compo U Viento compo V Viento Nivel de Agua Nivel de Agua0 ‐0,24 0,04 0,08 0,071 ‐0,24 0,07 0,07 0,072 ‐0,30 0,05 0,09 0,063 ‐0,26 0,08 0,06 0,054 ‐0,22 0,06 0,07 0,095 ‐0,23 0,06 0,10 0,096 ‐0,23 0,06 0,05 0,077 ‐0,21 0,06 0,12 0,108 ‐0,21 0,07 0,13 0,109 ‐0,19 0,08 0,14 0,1010 ‐0,18 0,06 0,14 0,0411 ‐0,24 0,06 0,10 0,0512 ‐0,25 0,04 0,12 0,0513 ‐0,23 0,03 0,11 0,0614 ‐0,20 0,04 0,11 0,0915 ‐0,19 0,04 0,08 0,0716 ‐0,18 0,02 0,04 0,0617 ‐0,16 0,02 0,03 0,0618 ‐0,13 0,05 0,04 0,0719 ‐0,17 0,02 0,04 0,1020 ‐0,18 ‐0,01 0,03 0,0521 ‐0,17 0,06 0,05 0,0622 ‐0,14 0,09 0,03 0,0623 ‐0,14 0,09 0,03 0,0424 ‐0,17 0,04 0,04 0,0925 ‐0,20 0,06 0,01 0,0426 ‐0,19 0,04 0,00 0,0427 ‐0,21 0,03 0,03 0,0328 ‐0,18 0,04 0,03 0,0729 ‐0,17 0,10 0,02 0,0630 ‐0,14 0,09 0,01 0,0531 ‐0,17 0,04 0,01 0,0632 ‐0,15 0,06 0,02 0,0633 ‐0,14 0,09 0,04 0,0934 ‐0,16 0,05 0,08 0,0935 ‐0,16 0,07 0,10 0,0736 ‐0,17 0,04 0,08 0,0937 ‐0,19 0,05 0,06 0,0338 ‐0,22 0,04 0,08 0,0739 ‐0,23 0,03 0,08 0,0940 ‐0,17 0,09 0,05 0,1041 ‐0,17 0,09 0,01 0,0642 ‐0,16 0,08 0,05 0,0843 ‐0,16 0,08 0,03 0,0844 ‐0,12 0,07 0,04 0,1145 ‐0,14 0,08 0,01 0,0946 ‐0,14 0,10 0,01 0,0847 ‐0,11 0,09 0,05 0,0948 ‐0,10 0,07 0,07 0,14Fuente elaboración propia

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 74 de 83Desembocadura Río BakerEn la Tabla 5.19, se aprecia el efecto del viento sobre las corrientes. El máximocoeficiente de correlación fue de 0,20 (máximo igual a 1), en el par “componente Ude la corriente 2 metros bajo superficie v/s componente U del viento”. Por su parte,el efecto de la marea sobre las corrientes (Tabla 5.19) se apreció superiorrespecto del forzante viento. Los valores máximos alcanzados fluctuaron en tornoa 0,28 (máximo igual a 1). Este resultado evidencia mayor influencia mareal sobrelas corrientes en la desembocadura del Río Baker.Tabla 5.19: Correlación cruzada, vientos. Mareas y corrientes - Desembocadura ríoBaker.Desfasecompo U Corriente compo U Corriente compo V Corriente compo V Corriente compo U Corriente compo V Corriente compo U Corriente compo V CorrienteHoras compo U Viento compo U Viento compo V Viento compo V Viento Marea Marea Marea Marea2m bajo Superficie 12 m bajo Supeficie 2m bajo Superficie 12 m bajo Supeficie 2m bajo Superficie 2m bajo Superficie 12m bajo Superficie12m bajo Superficie0 ‐0,20 ‐0,01 ‐0,03 ‐0,04 ‐0,20 0,25 ‐0,06 0,011 ‐0,13 ‐0,03 ‐0,01 0,00 ‐0,22 0,28 ‐0,03 0,002 ‐0,10 ‐0,03 0,01 0,00 ‐0,18 0,24 0,02 ‐0,013 ‐0,06 ‐0,01 0,03 0,01 ‐0,09 0,15 0,06 ‐0,034 ‐0,02 ‐0,05 0,10 0,00 0,03 0,01 0,09 ‐0,035 ‐0,01 ‐0,05 0,05 0,01 0,14 ‐0,12 0,10 ‐0,036 ‐0,02 ‐0,01 0,01 ‐0,01 0,22 ‐0,22 0,08 ‐0,027 ‐0,03 0,00 0,02 ‐0,01 0,26 ‐0,26 0,04 0,018 ‐0,02 0,04 ‐0,10 ‐0,02 0,24 ‐0,23 0,00 0,029 0,00 0,02 ‐0,05 ‐0,01 0,17 ‐0,14 ‐0,04 0,0210 ‐0,03 0,01 ‐0,03 ‐0,01 0,06 ‐0,01 ‐0,07 0,0211 ‐0,02 0,03 0,00 0,03 ‐0,06 0,12 ‐0,08 0,0312 0,01 ‐0,01 ‐0,04 ‐0,01 ‐0,16 0,22 ‐0,07 0,0213 0,02 ‐0,02 0,02 0,02 ‐0,21 0,27 ‐0,05 0,0114 0,05 ‐0,07 0,03 0,05 ‐0,21 0,26 ‐0,01 ‐0,0115 0,08 ‐0,07 0,05 0,04 ‐0,15 0,17 0,03 ‐0,0316 0,09 ‐0,06 0,05 0,06 ‐0,06 0,05 0,06 ‐0,0417 0,07 ‐0,06 0,02 0,03 0,04 ‐0,08 0,07 ‐0,0418 0,10 ‐0,05 0,00 0,01 0,12 ‐0,19 0,06 ‐0,0319 0,07 ‐0,03 0,02 0,01 0,17 ‐0,25 0,04 ‐0,0220 0,02 0,00 ‐0,04 ‐0,01 0,17 ‐0,25 0,01 ‐0,0121 0,00 ‐0,01 ‐0,04 ‐0,01 0,12 ‐0,18 ‐0,02 0,0022 0,00 0,01 ‐0,04 0,04 0,02 ‐0,08 ‐0,05 0,0123 0,01 0,02 ‐0,03 ‐0,02 ‐0,08 0,05 ‐0,06 0,0324 0,02 ‐0,01 ‐0,02 0,04 ‐0,17 0,16 ‐0,06 0,0225 0,04 ‐0,02 ‐0,02 ‐0,05 ‐0,22 0,23 ‐0,04 0,0226 0,04 0,01 ‐0,01 ‐0,11 ‐0,21 0,24 0,00 0,0127 0,02 ‐0,01 ‐0,01 ‐0,02 ‐0,14 0,19 0,03 0,0028 0,02 ‐0,03 0,03 0,02 ‐0,04 0,08 0,05 ‐0,0129 ‐0,01 ‐0,01 0,02 ‐0,04 0,07 ‐0,03 0,07 ‐0,0130 0,00 0,00 0,04 ‐0,07 0,17 ‐0,13 0,07 ‐0,0131 0,00 ‐0,04 0,01 ‐0,05 0,23 ‐0,21 0,05 0,0032 ‐0,01 ‐0,02 0,01 0,04 0,24 ‐0,22 0,02 0,0133 ‐0,02 0,00 ‐0,02 0,07 0,20 ‐0,18 ‐0,01 0,0134 0,00 0,00 ‐0,04 0,00 0,12 ‐0,09 ‐0,05 0,0235 0,05 0,01 ‐0,05 ‐0,02 0,01 0,03 ‐0,06 0,0236 0,07 0,04 ‐0,08 0,04 ‐0,09 0,14 ‐0,07 0,0237 0,04 0,08 ‐0,05 0,05 ‐0,16 0,22 ‐0,06 0,0238 0,02 0,02 ‐0,02 0,04 ‐0,19 0,25 ‐0,04 0,0139 0,04 0,02 ‐0,01 0,01 ‐0,17 0,21 0,00 ‐0,0140 0,06 0,01 ‐0,03 0,06 ‐0,10 0,13 0,02 ‐0,0241 0,05 0,02 0,02 0,03 ‐0,02 0,02 0,04 ‐0,0242 0,04 0,01 0,00 0,01 0,07 ‐0,09 0,06 ‐0,0243 0,01 0,00 0,03 ‐0,03 0,13 ‐0,17 0,06 ‐0,0144 0,02 ‐0,03 0,00 ‐0,01 0,15 ‐0,21 0,04 ‐0,0145 0,01 ‐0,05 0,01 0,00 0,12 ‐0,20 0,01 ‐0,0146 0,03 ‐0,02 0,07 0,04 0,06 ‐0,14 ‐0,01 0,0147 0,06 0,00 ‐0,02 0,02 ‐0,03 ‐0,04 ‐0,03 0,0248 0,07 ‐0,02 ‐0,01 0,05 ‐0,11 0,07 ‐0,04 0,03Fuente elaboración propiaRío PascuaEn la Tabla 5.20, se aprecia el efecto del viento sobre las corrientes. El máximocoeficiente de correlación fue de 0,45 (máximo igual a 1), en el par “componente Vde la corriente v/s componente V del viento”. Por su parte, el efecto de la mareasobre las corrientes (Tabla 5.20) se apreció muy superior respecto del forzanteviento. Los valores máximos alcanzados fluctuaron en torno a 0,64 (máximo iguala 1). Este resultado evidencia un claro efecto de la marea sobre las corrientes.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 75 de 83Tabla 5.20. Correlación cruzada, vientos. Nivel de agua y corrientes - Río Pascua.Desfase compo U Corriente compo V Corriente compo U Corriente compo V CorrienteHoras compo U Viento compo V Viento Nivel de Agua Nivel de Agua0 0,07 ‐0,45 ‐0,64 ‐0,371 0,13 ‐0,45 ‐0,60 ‐0,372 0,15 ‐0,44 ‐0,54 ‐0,353 0,16 ‐0,41 ‐0,46 ‐0,334 0,19 ‐0,39 ‐0,38 ‐0,325 0,21 ‐0,38 ‐0,33 ‐0,316 0,22 ‐0,36 ‐0,30 ‐0,307 0,23 ‐0,36 ‐0,30 ‐0,308 0,24 ‐0,33 ‐0,34 ‐0,309 0,24 ‐0,32 ‐0,40 ‐0,3010 0,24 ‐0,28 ‐0,46 ‐0,2911 0,24 ‐0,27 ‐0,50 ‐0,2912 0,22 ‐0,26 ‐0,50 ‐0,2713 0,21 ‐0,23 ‐0,46 ‐0,2614 0,22 ‐0,21 ‐0,40 ‐0,2415 0,19 ‐0,20 ‐0,32 ‐0,2316 0,20 ‐0,16 ‐0,24 ‐0,2117 0,17 ‐0,15 ‐0,18 ‐0,2118 0,18 ‐0,17 ‐0,15 ‐0,2219 0,17 ‐0,15 ‐0,15 ‐0,2320 0,16 ‐0,15 ‐0,18 ‐0,2521 0,16 ‐0,12 ‐0,25 ‐0,2622 0,13 ‐0,12 ‐0,31 ‐0,2723 0,11 ‐0,13 ‐0,37 ‐0,2824 0,11 ‐0,10 ‐0,39 ‐0,2725 0,11 ‐0,08 ‐0,37 ‐0,2626 0,11 ‐0,10 ‐0,32 ‐0,2427 0,11 ‐0,08 ‐0,25 ‐0,2228 0,10 ‐0,07 ‐0,17 ‐0,2029 0,11 ‐0,06 ‐0,11 ‐0,1930 0,10 ‐0,08 ‐0,07 ‐0,1831 0,08 ‐0,07 ‐0,06 ‐0,1732 0,11 ‐0,06 ‐0,08 ‐0,1733 0,09 ‐0,09 ‐0,14 ‐0,1634 0,07 ‐0,11 ‐0,20 ‐0,1535 0,05 ‐0,07 ‐0,26 ‐0,1536 0,01 ‐0,13 ‐0,29 ‐0,1537 ‐0,02 ‐0,12 ‐0,29 ‐0,1438 ‐0,03 ‐0,12 ‐0,24 ‐0,1439 ‐0,06 ‐0,11 ‐0,18 ‐0,1440 ‐0,05 ‐0,11 ‐0,10 ‐0,1541 ‐0,06 ‐0,09 ‐0,03 ‐0,1642 ‐0,09 ‐0,10 0,03 ‐0,1843 ‐0,09 ‐0,10 0,05 ‐0,2044 ‐0,08 ‐0,07 0,04 ‐0,2245 ‐0,08 ‐0,09 ‐0,01 ‐0,2446 ‐0,08 ‐0,07 ‐0,07 ‐0,264748‐0,09‐0,09‐0,04‐0,06‐0,13‐0,18‐0,27‐0,28Fuente elaboración propia

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 76 de 83Desembocadura Río PascuaEn la Tabla 5.21, se aprecia el efecto del viento sobre las corrientes. El máximocoeficiente de correlación fue de 0,34 (máximo igual a 1), en el par “componente Ude la corriente 5 metros bajo superficie v/s componente U del viento”. Por su parte,el efecto de la marea sobre las corrientes (Tabla 5.21) se apreció inferior respectodel forzante viento. Los valores máximos alcanzados fluctuaron en torno a 0,26(máximo igual a 1). Este resultado evidencia mayor influencia del viento sobre lascorrientes en la desembocadura del Río Pascua.Tabla 5.21: Correlación cruzada, vientos. Marea y corrientes - Desembocadura RíoPascua.Desfase compo U Corriente compo U Corriente compo V Corriente compo V Corriente compo U Corriente compo V Corriente compo U Corriente compo V CorrienteHoras compo U Viento compo U Viento compo V Viento compo V Viento Marea Marea Marea Marea2m bajo Superficie 5 m bajo Supeficie 2m bajo Superficie 5 m bajo Supeficie 2m bajo Superficie 2m bajo Superficie 5m bajo Superficie 5m bajo Superficie0 ‐0,13 ‐0,34 ‐0,04 0,06 0,01 0,12 ‐0,02 0,111 ‐0,15 ‐0,32 ‐0,05 0,07 ‐0,05 ‐0,01 ‐0,06 0,052 ‐0,11 ‐0,28 ‐0,08 0,05 ‐0,08 ‐0,14 ‐0,07 ‐0,023 ‐0,11 ‐0,27 ‐0,11 ‐0,01 ‐0,10 ‐0,23 ‐0,05 ‐0,084 ‐0,14 ‐0,25 ‐0,09 ‐0,03 ‐0,08 ‐0,25 ‐0,01 ‐0,125 ‐0,10 ‐0,23 ‐0,03 ‐0,01 ‐0,05 ‐0,22 0,04 ‐0,136 ‐0,05 ‐0,18 ‐0,06 ‐0,05 ‐0,01 ‐0,13 0,09 ‐0,127 ‐0,05 ‐0,17 ‐0,08 0,00 0,04 ‐0,02 0,13 ‐0,078 ‐0,04 ‐0,14 ‐0,09 ‐0,04 0,08 0,10 0,14 ‐0,029 ‐0,01 ‐0,09 ‐0,07 0,00 0,10 0,18 0,12 0,0310 ‐0,01 ‐0,06 ‐0,06 ‐0,01 0,09 0,21 0,08 0,0711 0,00 ‐0,08 ‐0,05 ‐0,01 0,06 0,19 0,03 0,0812 ‐0,01 ‐0,07 ‐0,06 ‐0,03 0,02 0,10 ‐0,03 0,0513 ‐0,01 ‐0,06 ‐0,04 ‐0,04 ‐0,03 ‐0,02 ‐0,07 ‐0,0114 ‐0,02 ‐0,07 ‐0,05 ‐0,04 ‐0,07 ‐0,14 ‐0,09 ‐0,0615 ‐0,02 ‐0,08 ‐0,03 0,00 ‐0,09 ‐0,23 ‐0,08 ‐0,1116 ‐0,04 ‐0,10 ‐0,06 ‐0,04 ‐0,08 ‐0,26 ‐0,05 ‐0,1417 ‐0,07 ‐0,12 ‐0,02 ‐0,07 ‐0,06 ‐0,24 0,00 ‐0,1418 ‐0,03 ‐0,11 ‐0,04 ‐0,05 ‐0,02 ‐0,17 0,06 ‐0,1119 ‐0,05 ‐0,12 ‐0,01 0,00 0,03 ‐0,05 0,10 ‐0,0620 ‐0,04 ‐0,10 ‐0,05 ‐0,02 0,07 0,08 0,13 0,0021 ‐0,06 ‐0,11 ‐0,01 0,01 0,09 0,18 0,12 0,0722 ‐0,05 ‐0,09 0,00 0,06 0,09 0,24 0,10 0,1123 ‐0,05 ‐0,11 0,02 0,03 0,07 0,24 0,05 0,1324 ‐0,03 ‐0,09 0,01 0,06 0,03 0,17 0,00 0,1125 ‐0,03 ‐0,09 ‐0,02 0,01 ‐0,03 0,07 ‐0,04 0,0726 ‐0,02 ‐0,07 ‐0,04 0,04 ‐0,08 ‐0,05 ‐0,08 0,0127 0,00 ‐0,06 ‐0,02 ‐0,02 ‐0,11 ‐0,15 ‐0,08 ‐0,0528 0,03 ‐0,03 ‐0,04 ‐0,01 ‐0,11 ‐0,22 ‐0,07 ‐0,1029 0,02 ‐0,02 ‐0,04 0,02 ‐0,10 ‐0,23 ‐0,03 ‐0,1330 0,01 ‐0,03 ‐0,04 ‐0,01 ‐0,06 ‐0,18 0,02 ‐0,1331 0,02 ‐0,01 ‐0,03 0,02 ‐0,01 ‐0,08 0,07 ‐0,1032 0,03 0,01 ‐0,03 ‐0,02 0,03 0,03 0,10 ‐0,0433 0,03 ‐0,03 ‐0,02 0,02 0,07 0,13 0,10 0,0134 0,01 ‐0,03 ‐0,04 ‐0,03 0,09 0,19 0,09 0,0535 0,02 ‐0,01 ‐0,03 ‐0,03 0,09 0,20 0,06 0,0736 ‐0,01 ‐0,04 ‐0,02 0,03 0,05 0,16 0,01 0,0737 0,02 ‐0,03 0,03 0,02 0,01 0,07 ‐0,04 0,0538 0,01 ‐0,05 0,03 0,04 ‐0,04 ‐0,04 ‐0,07 0,0039 ‐0,02 ‐0,06 0,01 0,04 ‐0,07 ‐0,14 ‐0,09 ‐0,0440 ‐0,04 ‐0,09 ‐0,02 0,05 ‐0,09 ‐0,21 ‐0,07 ‐0,0841 ‐0,04 ‐0,09 ‐0,04 0,04 ‐0,08 ‐0,23 ‐0,03 ‐0,1142 ‐0,04 ‐0,10 ‐0,01 0,05 ‐0,05 ‐0,20 0,02 ‐0,1043 ‐0,04 ‐0,05 ‐0,04 0,03 ‐0,01 ‐0,12 0,07 ‐0,0844 ‐0,03 ‐0,05 ‐0,02 0,03 0,03 ‐0,01 0,11 ‐0,0345 ‐0,02 ‐0,03 ‐0,02 0,01 0,08 0,09 0,13 0,0346 0,00 0,00 ‐0,01 0,03 0,10 0,17 0,13 0,0747 0,00 0,00 0,00 0,00 0,09 0,21 0,10 0,1048 0,01 ‐0,01 ‐0,02 0,04 0,06 0,20 0,05 0,11Fuente elaboración propia

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 77 de 835.4.4 Mediciones Complementarias de CorrientesUna vez recuperados los instrumentos del sector río Pascua (ADCP y estación devientos), se efectuó mediciones de corrientes (magnitud y dirección) en lossectores de Canal Baker y Desembocadura Río Baker, mediante el empleo de unADCP de 300 kHz, el que permitió medir la corriente hasta una profundidadaproximada de 100 – 120 metros.Desembocadura Río BakerEstas mediciones se efectuaron el día 03 de mayo de 2009, entre las 13:30 horas(hora local, Z + 4) y las 17:32 horas (hora local, Z + 4). El intervalo de medición fue2 minutos y el ancho de cada celda fue de 2 metros. Se resolvió un total de 55capas. Estas mediciones cubrieron las fases de marea vaciante y llenante.Coordenadas: E 603.105 N 4.705.713Canal BakerEstas mediciones se efectuaron el día 04 de mayo de 2009, entre las 11:30 horas(hora local, Z + 4) y las 13:00 horas (hora local, Z + 4). El intervalo de medición fue2 minutos y el ancho de cada celda fue de 2 metros. Se resolvió un total de 52capas. Estas mediciones cubrieron la fase de marea vaciante.Coordenadas: E 581.289 N 4.685.749La información colectada se presenta en el Anexo 1M, Apéndice 1 – Parte 3“Mediciones de oceanografía” de la Adenda.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 78 de 835.4.5 Estudios oceanografía químicaLa distribución vertical de la temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y clorofila ase presentan en las Figuras 5.47 a-b-c-d.TemperaturaLa estructura térmica de la columna de agua evidenció un patrón similar en todaslas estaciones analizadas, con valores que oscilaron entre 6°C y 8°C en losprimeros 8 m de profundidad, nivel en el cual se registra un paulatino aumento dela temperatura alcanzando valores preferentemente en torno a 11,5°C – 12,5°C apartir de los 20 m de profundidad, aproximadamente (Figura 5.47 a). Luego deestas fluctuaciones, la estructura térmica de la columna de agua registra undescenso de las temperaturas hasta valores levemente superiores a 10°C a 60metros de profundidad.Perfiles de temperaturaProfundidad (m)0-10-20-30-40-50-605 7 9 11 13Temperatura (ºc)Figura 5.47 a. Perfiles de temperatura, mayo 2009.E1E2E3E4E5E6E7E8E9E10E11E12E13E14E15E16E17E18E19

SalinidadModelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 79 de 83Las estaciones muestran un comportamiento salino con concentraciones mínimasen los primeros 8 m de profundidad, con valores que varían entre 0,08 psu y 3,85psu, seguido por una notable haloclina en la zona de mezcla de aguas de río conagua de origen marino, entre 8 y 10 m de profundidad, con un gradiente enaumento hasta alcanzar un máximo de 28 psu aproximadamente. A partir de esteestrato de profundidad, todas las estaciones monitoreadas confluyen en torno a 31psu a 20 m de profundidad, para luego aumentar levemente su concentraciónhasta la profundidad máxima de muestreo (60 metros), alcanzando valoresaproximados de 32,5 psu (Figura 5.47 b).Perfiles de salinidadProfundidad (m)0-10-20-30-40-50-600 10 20 30Salinidad (psu)Figura 5.47 b: Perfiles de salinidad, mayo 2009.E1E2E3E4E5E6E7E8E9E10E11E12E13E14E15E16E17E18E19

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 80 de 83Oxígeno Disuelto (OD)De acuerdo a la Figura 5.47 c, el OD en la columna de agua muestra una capa entorno a los 8 m de profundidad con una alta concentración de oxígeno (en torno a11,1 ppm y 13,3 ppm aproximadamente), en todas las estaciones analizadas. Apartir de este estrato de profundidad, las concentraciones de OD disminuyenbruscamente hasta rangos que van entre 8,1 ppm y 9,4 ppm a 10 m deprofundidad, aproximadamente. Luego, el OD registra un leve descenso en suconcentración hasta alcanzar 6,11 ppm aproximadamente en el nivel másprofundo de muestreo (60 metros).Perfiles de oxígeno disueltoProfundidad (m)0-10-20-30-40-50-605 7 9 11 13 15Oxígeno disuelto (ppm)Figura 5.47 c: Perfiles de oxígeno disuelto, mayo 2009.E1E2E3E4E5E6E7E8E9E10E11E12E13E14E15E16E17E18E19

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 81 de 83Clorofila aLa distribución de “clorofila a” registró concentraciones variables entre superficie yaproximadamente 8 metros de profundidad. A partir de este nivel y hasta 10metros de profundidad, en la capa de mezcla de aguas continentales y de origennetamente marino, las concentraciones de “clorofila a” registran un gradiente endisminución hasta valores cercanos cero (Figura 5.47 d). La concentraciónmáxima de clorofila a se registró en la estación E2 con 1,98 ppb a 0,68 metros deprofundidad.Perfiles de clorofila aProfundidad (m)0-10-20-30-40-50-600,0 0,5 1,0 1,5 2,0Clorofila a (ppb)E1E2E3E4E5E6E7E8E9E10E11E12E13E14E15E16E17E18E19Figura 5.47 d: Perfiles de clorofila a, mayo 2009.En términos de calidad del agua, los resultados de sólidos suspendidos totales,Sílice y Turbidez, se entregan en la Tabla 5.22 y Figuras 5.48, 5.49 y 5.50.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 82 de 83Tabla 5.22: Calidad del agua en el área de estudio.SólidosEstaciónsuspendidos Sílice total Turbiedadtotales(mg/l) (NTU)(mg/l)E-14 17,8 12,5 3,65E-15 16,6 11,8 3,03E-17 13,8 10,4 1,83E-18 105 30,4 15,0E-19 42,1 20,5 17,4E-20 119 32,3 17,2Fuente: elaboración propia.Conforme a la información provista en la Tabla 5.22, los sólidos suspendidostotales presentaron concentraciones fluctuando entre 13,8 ppm y 119 ppm en lasestaciones E-17 y E-20 (Figura 5.48), con las mayores concentraciones enaquellas estaciones localizadas próximas al sector de la desembocadura del ríoBaker. El sílice y la turbidez mostraron el mismo patrón de variación que los SST,así, el sílice fluctuó entre 10,4 ppm y 32,3 ppm (Figura 5.49), en las estaciones E-17 y E-20 respectivamente, y la turbidez varió entre 1,83 NTU y 17,4 NTU en E-17y E-19 respectivamente (Figura 5.50), y con mayores concentraciones en lasestaciones aledañas a la desembocadura del río Baker, y menores en el sector delCanal Baker.Sólidos suspendidosConcentración (mg/l)140120100806040200E-14 E-15 E-17 E-18 E-19 E-20EstacionesFigura 5.48: Concentración de sólidos suspendidos totales.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 5, Página 83 de 83SíliceConcentración (mg/l)35302520151050E-14 E-15 E-17 E-18 E-19 E-20EstacionesFigura 5.49: Concentración de sílice.TurbiedadConcentración (NTU)20151050E-14 E-15 E-17 E-18 E-19 E-20EstacionesFigura 5.50: Valores de turbidez.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 1 de 177CAPÍTULO 6MODELACION NUMERICA: RIOS – EMBALSES – ESTUARIO6.1 Elección de Modelos NuméricosLos modelos numéricos asociados a describir la calidad de distintos sistemasacuáticos envuelven 3 componentes principales: 1) balance de masa o ecuaciónde continuidad que describe la cantidad de agua presente para un tiempodeterminado, 2) una serie de ecuaciones de balance de masa o adveccióndispersiónque describen cuanto de un cierto constituyente o contaminante existey como éste se transporta y se transforma, y 3) ecuaciones de momentum óadvección-difusión, en una, dos o tres dimensiones, orientadas a resolver lahidrodinámica del sistema (corrientes, mezcla, etc.) (Martin and McCutcheon,1999).Dependiendo de la geometría y principalmente de las características de mezcladel sistema acuático a modelar, distintas simplificaciones y supuestos permitenreducir los grados de libertad del sistema, simplificando así los modelos yreduciendo notablemente la cantidad de datos de entrada y tiempo de cálculo. Sibien es cierto, siempre un modelo en tres dimensiones aportará más informacióndel problema, sus restricciones numéricas y grandes tiempos de cálculos haránque no siempre su uso sea la mejor solución.En el caso de ríos, compuestos por sistemas muy alargados y de altura y anchoreducido, es esperable que debido a los altos niveles de turbulencia asociados aéstos, los distintos constituyentes se encuentren bien mezclados tanto en ladirección vertical como transversal al flujo, registrándose los mayores gradientesen la dirección del flujo. Por esto, modelos numéricos unidimensionalespromediados en la vertical y transversal resultan suficientes para estudiar lahidrodinámica y calidad de la mayoría de los ríos. Producto de los grandescaudales y altas velocidades registradas en los ríos del área de estudio, este tipode modelos resultan adecuados para su estudio. En función de lo anterior, elestudio de calidad de aguas de los ríos Baker y Pascua se realizó utilizando elmodelo unidimensional HEC-RAS, el cual permite calcular el eje hidráulico delsistema y la variación temporal de la calidad de sus aguas en la dirección del flujo.En el caso de lagos o embalses, la poca velocidad de las aguas dentro delsistema, disminuyen los niveles de turbulencia reduciendo también la capacidadde mezcla. Este fenómeno, sumado a otras forzantes como el viento y radiaciónsolar, promueven la estratificación térmica en la dirección vertical de estos cuerpos

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 2 de 177de agua. En el caso de no existir gradientes transversales importantes dentro delsistema, ni fuerzas orientadas a destruir la estructura unidimensional, asociada auna estratificación térmica estable, modelos numéricos unidimensionalespromediados en la horizontal (ej. DYRESM) han demostrado ser capaces derepresentar de buena forma sus características hidrodinámicas y, por lo tanto,resultan en una buena base para la predicción de la calidad de sus aguas.La geometría alargada y fuertes caudales y vientos asociados a los embalsesproyectados, hacen que modelos unidimensionales promediados en la vertical noconstituyan una buena herramienta para la modelación hidrodinámica y de calidadde aguas de estos sistemas. Según el análisis de números adimensionalespresentados, los embalses presentan gradientes horizontales importantesinducidos por la acción del viento y dinámica de los flujos de entrada orientados aromper la unidimensionalidad vertical del sistema. Además, estos procesoscontribuyen en gran medida a la mezcla de los sistemas, procesos que no sonbien representados por los modelos unidimensionales promediados en lahorizontal. Sin embargo, y debido a lo estrecho de los embalses en comparacióncon su largo, gradientes transversales pueden ser despreciados en el análisis.Esto sugiere la utilización de modelos bidimensionales promediadostransversalmente, pudiendo simular de esta manera la distribución longitudinal yvertical de las distintas variables de estado, tanto asociadas a la hidrodinámicacomo a la calidad de aguas. Para la modelación de los embalases proyectadossobre los ríos Baker y Pascua se escogió el modelo bidimensional promediadotransversalmente CE-QUAL-W2, el cual cumple con las características demodelación requeridas.Para los estuarios, se requiere efectuar una modelación de la estructura desalinidad tanto en el sentido longitudinal y vertical. Con esto se deben capturar losgradientes que se producen en el tramo río-estuario-fiordo, como también laestratificación salina que tiene el fiordo en la componente vertical. Se utilizó elmodelo CE-QUAL-W2, ya que cumple con las condiciones técnicas para efectuarla simulación con una resolución temporal intradiaria, condición indispensable paraevaluar los efectos de la operación de las centrales.6.2 Descripción de Modelos Numéricos6.2.1 HEC-RAS 4.0HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center- River Analysis System) es un softwarede dominio público desarrollado del Centro de Ingeniería Hidrológica (HydrologicEngineering Center) del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. (USArmy Corps of Engineers).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 3 de 177El programa fue diseñado de manera que por medio de la elaboración de modelos,se pueda realizar cálculos hidráulicos en una dimensión régimen permanente ytransiente para una red completa de cauces abiertos, canales, ríos ya seannaturales o artificiales. La versión 4.0 incorpora una serie de nuevasfuncionalidades dentro de las cuales se encuentra el modulo de calidad de aguas.6.2.1.1 Modulo hidrodinámicaHEC-RAS utiliza un enfoque unidimensional derivado de la ecuación de energíade fluidos desarrollada por Bernoulli, para calcular la altura de escurrimiento enflujos gradualmente variados. Se realiza un cálculo iterativo, comenzando por unpunto de características conocidas y se avanza en función de la estimación de lapérdida de energía.En la Figura 6.1 se muestra un esquema de régimen hidráulico mixto, donde elflujo de entrada es supercrítico (torrente), y por medio de un resalto hidráulicopasa a régimen subcrítico. La situación descrita en este ejemplo es algocaracterístico en los ríos de Chile que se encuentran en zonas que intercalanpendiente media/suave con una pendiente fuerte, o con batimetrías quecondicionan un régimen supercrítico (angostamientos o gradas naturales). Enparticular, el régimen mixto se considera el método más adecuado para resolver eleje hidráulico en los ríos del presente estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 4 de 177Figura 6.1: A) Esquema de régimen mixto de escurrimientos supercrítico y subcrítico. B)Gráfico de energía del escurrimiento resuelto en HEC-RAS; línea roja muestra la energíacrítica y línea verde la energía total. C) Gráfico HEC-RAS de velocidad media deescurrimiento.6.2.1.2 Modulo calidad de aguasEl modulo de calidad de aguas permite realizar un análisis de calidad de aguasfluviales utilizando el esquema numérico QUICKEST-ULTIMATE (Leonard, 1979,Leonard, 1991) para resolver una ecuación unidimensional de adveccióndispersión.El modelo organiza los elementos de simulación en tres grandes grupos:a. TemperaturaLa simulación de la temperatura está basada en un modelo que supone que laspérdidas de calor (o eventualmente el aumento de la temperatura del agua cuandoes menor que la temperatura ambiente) de acuerdo a la siguiente relación:q net = q sw + q atm – q b +q h –q l

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 5 de 177Donde:q netq swq atmq bq hq l= Flujo neto de calor (W/m2)= Radiación Solar (W/m2)= Radiación Atmosférica (W/m2)= Radiación de onda larga (W/m2)= Calor sensible (W/m2)= Calor latente (W/m2)Para el cálculo de la temperatura en el agua es necesario incorporar al menos unaestación meteorológica que incluya información de:• Presión Atmosférica• Temperatura del Aire• Humedad• Velocidad del viento• Radiación solarb. Algas – NutrientesLas variables de estado para el modelo de Algas -Nutrientes son:NO2-N = Nitrógeno de Nitrito (mg/l)NO3-N = Nitrógeno de Nitrato (mg/l)OrgN = Nitrógeno Orgánico (mg/l)NH4-N = Nitrógeno de Amonio (mg/l)OrgP = Fósforo Orgánico (mg/l)PO4 = Ortofosfato (mg/l)A= Algas (mg/l)CBOB = Demanda Bioquímica de Oxigeno Carbonacea (mg/l)DOX = Oxígeno disuelto (mg/l)El modelo de nutrientes incluye una serie de constantes (tasas) para reaccionesfísicas y químicas entre algas, nitrógeno, fósforo, oxígeno disuelto y DBOCarbonacea. Esas constantes controlan las tasas del término fuente/sumidero dela ecuación de advección-dispersión incorporada en el modulo de calidad deaguas. En la Figura 6.2 se muestra el modelo de funcionamiento de los nutrientesincorporados en el modulo de calidad de aguas de HEC-RAS.Algunas de las reacciones mencionadas anteriormente son dependientes de latemperatura. Las constantes de reacción son especificadas a una temperatura de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 6 de 177referencia de 20°C y son corregidas a la temperatura local del agua de acuerdo ala ley de Arrenius (EPA 1985).Figura 6.2: Esquema de funcionamiento de Nutrientes HEC-RAS 4.0.c. Elementos ArbitrariosEn los casos en los cuales no se encuentre incorporado algún parámetro decalidad de aguas interesante de modelar (por ejemplo Salinidad, SólidosSuspendidos Totales), HEC-RAS 4.0, permite incorporarlos como elementosconservativos o no conservativos de primer orden.Los datos de entrada necesarios para la modelación de calidad de aguas sepueden clasificar en parámetros de calidad de aguas (Temperatura, Nutrientes,etc.) del río principal y sus afluentes, parámetros hidráulicos (coeficientes dedispersión), condiciones meteorológicas (Temperatura del aire, magnitud delviento, Radiación solar, etc.), y parámetros cinéticos (factores cinéticos como porejemplo tasa de respiración de las algas).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 7 de 1776.2.2 CE-QUAL W2El modelo CE-QUAL-W2 (Cole y Wells, 2008) es un modelo hidrodinámico, detransporte y calidad de agua, bidimensional (longitudinal y vertical) para ríos,estuarios, lagos y embalses. El modelo de calidad de agua modela procesos deeutrofización basados en las relaciones de temperatura, nutrientes, algas, oxígenodisuelto, materia orgánica y sedimentos.Dentro de las capacidades del modelo CE-QUAL-W2 se puede modelar lahidrodinámica y calidad de agua en cuerpos estratificados y no-estratificados,considerando nutrientes y múltiples grupos de algas planctónicas, epifiton/perifiton,zooplancton, algas macrófitas y DBO Carbonacea, entre otros.El modelo permite simular operaciones de embalses, tales como extracciónselectiva, flujos de entrada intermedios, toma de agua, interacción entre ríoembalsey considerar complejas geometrías de los sistemas. Una descripciónmás detallada se adjunta en el Apéndice I de este estudio.6.3 Datos de Entrada, Modelación y Validación6.3.1 Ríos6.3.1.1 Datos de entradaLa construcción de los modelos se realizó para un horizonte de 5 años. Por lo quese construyeron las series hidrológicas, de calidad de aguas y meteorológicasrequeridas por el modelo de simulación HEC-RAS.Los modelos geométricos utilizados para la simulación de la hidrodinámica de losríos Baker y Pascua provienen de los modelos hidráulicos construidos porIngendesa para el Proyecto Hidroeléctrico Aysén (PHA), que forma parte delestudio de Impacto Ambiental.Las series de caudales utilizadas para la modelación para un periodo de cincoaños, se incorporan en el Apéndice B Caudales Medios Diarios en este estudio.Este Apéndice incluye las series hidrológicas diarias construidas de acuerdo a lasmetodologías mencionadas en el capítulo 3 de este estudio.En términos de los modelos de calidad de aguas, con el fin de evaluar el impactosobre la temperatura, sólidos suspendidos y algas, se incorpora la informaciónmeteorológica relativa a parámetros tales como magnitud del viento, humedad

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 8 de 177relativa, temperatura del aire, etc. Estos antecedentes se incluyen en el ApéndiceA Meteorología de este estudio.Río BakerModulo HidrodinámicaEl modelo geométrico utilizado para la modelación hidrodinámica corresponde almodelo HEC-RAS preparado por INGENDESA para el PHA, el cual se extiendepor aproximadamente 148,6 Km desde la descarga de la central HidroeléctricaBaker 1 hasta la Desembocadura (Figura 6.3).Se consideró como condición de borde de aguas arriba, los caudales observadosen la estación Baker en Angostura Chacabuco que se muestran en el Apéndice BCaudales medios diarios en este estudio. La condición de borde de aguas abajoconsiderada en este modelo, es de altura normal asociada a una pendiente de0,0006.Debido a la importancia de fenómenos de mezcla para algunos de los elementos aestudiar (por ejemplo, Sólidos Suspendidos), se incorporó al modelo hidrodinámicode funcionamiento de los ríos, los principales afluentes identificados en la zona demodelación (Ríos Chacabuco, Cochrane, Del Salto, Colonia, Ñadis, Ventisquero ydel Paso). Los antecedentes de caudales de estos afluentes se encuentran en elApéndice B Caudales Medios Diarios en este estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 9 de 17712010080BAKER_2009 Plan: BAKERLB 02-05-2009BAKER PRINCIPALLegendEG Max WSWS Max WSCrit Max WSGroundElevation (m )6040200-200 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000Main Channel Distance (m)Figura 6.3: Modelo geométrico HEC-RAS Rio Baker.Modulo Calidad de Aguasa. TemperaturaComo se mencionó en el punto 6.2.1.2, el modulo de temperatura de HEC-RAS4.0 necesita la incorporación de al menos una estación meteorológica que incluyainformación de:• Presión Atmosférica• Temperatura del Aire• Humedad• Velocidad del viento• Radiación solar

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 10 de 177La información meteorológica incorporada al modelo se encuentra en el ApéndiceA Meteorología de este estudio.Además del impacto de la meteorología sobre la temperatura de los ríos, elmodelo de temperatura viene condicionado por los valores de temperatura que seincorporan como condiciones de borde. En el caso de la línea base se incorporócomo condición de borde los valores de temperatura observados en Baker enAngostura Chacabuco durante el período 2006 – 2009.En el caso de los afluentes, las temperaturas incorporadas al modelo provienen delos antecedentes recopilados en las campañas de verano e invierno realizadas porel CEA, durante el periodo 2006 – 2009. En la Tabla 6.1 se muestran los valoresde temperatura utilizadas en el Modelo HEC-RAS.Tabla 6.1: Temperaturas consideradas en Modelo BakerEstaciónTemperatura°CInvierno VeranoQBACH 6.6 12.0QCHAJB 4.0 17.1QCOAB 5.4 12.5QDSAJB 3.8 11.1QBCOL 3.9 12.6QBCOLAB 6.5 10.3QÑADIS 3.0 10.1QBBLÑ 6.0 12.8QVEN 2.4 10.4QDPAS 4.4 12.6En la simulación con operación de Baker 1, se incorpora como condición de bordede temperatura la salida del Modelo Baker 1. Para simular el impacto de Baker 2se incorpora como condición de borde en el punto de descarga de Baker 2, losvalores obtenidos del modelo de Embalse Baker 2.b. Sólidos Suspendidos TotalesEn el modelo HEC-RAS los Sólidos Suspendidos se consideran como un elementoconservativo. No se cuenta con antecedentes de mediciones continuas de SólidosSuspendidos por lo que los valores incorporados al modelo, provienen de losantecedentes recopilados en las campañas de verano e invierno realizadas por elCEA durante el periodo 2006 – 2009. En la Tabla 6.2 se muestran los valores deSólidos Suspendidos utilizados en el Modelo HEC-RAS.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 11 de 177Tabla 6.2: Sólidos Suspendidos considerados en Modelo Bakerc. Clorofila a y NutrientesEstación Sólidos Suspendidos(mg/l)Invierno VeranoQBACH 1.7 9.2QCHAJB 6.7 67.6QCOAB 8.1 3.5QDSAJB 2.6 18.5QBCOL 5.7 49.6QBCOLAB 66.1 178.2QÑADIS 2.8 24.7QBBLÑ 5.0 53.8QVEN 27.2 80.1QDPAS 29.8 77.5Como se mencionó en el punto 6.2.1.2, el modelo de Algas – Nutrientes necesitala incorporación de las siguientes variables de estado:NO2-N = Nitrógeno de Nitrito (mg/l)NO3-N = Nitrógeno de Nitrato (mg/l)OrgN = Nitrógeno Orgánico (mg/l)NH4-N = Nitrógeno de Amonio (mg/l)OrgP = Fósforo Orgánico (mg/l)PO4 = Ortofosfato (mg/l)A= Algas (mg/l)CBOB = Demanda Bioquímica de Oxigeno Carbonacea (mg/l)DOX = Oxígeno disuelto (mg/l)No se cuentan con antecedentes mediciones continuas de los elementosmencionados anteriormente, por lo que los valores incorporados al modelo,provienen de los antecedentes recopilados en las campañas de verano e inviernorealizadas por el CEA durante el periodo 2006 – 2009. En la Tabla 6.3 semuestran los parámetros utilizados en el Modelo HEC-RAS para el modelo Algas –Nutrientes.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 12 de 177Tabla 6.3: Parámetros considerados en Modelo Baker Algas - NutrientesParámetro QBACH QCHAJB QCOABInvierno Verano Invierno Verano Invierno VeranoDBO mg/l 0.37 0.44 1.82 0.55 1.96 0.48Norg mg/l 0.009 0.091 0.045 0.050 0.032 0.091Amonio mg/l 0.003 0.003 0.003 0.0215 0.003 0.003Nitrito mg/l 0.0007 0.0006 0.0011 0.0005 0.00195 0.00085Nitrato mg/l 0.04 0.04 0.04 0.12 0.04 0.07Ortofosfato mg/l 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003DO* mg/l 12.75 8.95 13.1 11.5 11.8 10.8COD** mg/l 0.06 0.06 0.06 0.17 0.06 0.06Clorofila a µg/l 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1Parámetro QDSAJB QBCOL QBCOLABInvierno Verano Invierno Verano Invierno VeranoDBO mg/l 0.35 1.30 1.90 0.45 0.34 1.13Norg mg/l 0.039 0.091 0.140 0.091 0.133 0.050Amonio mg/l 0.003 0.022 0.003 0.14 0.003 0.0115Nitrito mg/l 0.0009 0.0007 0.0009 0.0020 0.0058 0.0044Nitrato mg/l 0.04 0.092 0.04 0.2 0.04 0.04Ortofosfato mg/l 0.003 0.0224 0.003 0.003 0.003 0.0225DO* mg/l 12.66 10.24 12.5 11.6 12.8 11.8COD** mg/l 0.06 0.09 0.06 0.11 0.17 0.37Clorofila a µg/l 0.18 0.26 0.1 0.1 0.1 1.1Parámetro QÑADIS QVEN QPASInvierno Verano Invierno Verano Invierno VeranoDBO mg/l 0.20 0.41 0.33 0.88 0.35 0.68Norg mg/l 0.009 0.091 0.054 0.091 0.009 0.098Amonio mg/l 0.003 0.02 0.003 0.0415 0.003 0.0415Nitrito mg/l 0.0021 0.001 0.0046 0.0027 0.0011 0.0034Nitrato mg/l 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04Ortofosfato mg/l 0.003 0.016 0.003 0.008 0.003 0.003DO* mg/l 12.6 9.4 12.6 15.75 11.2 13.5COD** mg/l 0.06 0.11 0.11 0.17 0.11 0.17Clorofila a µg/l 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2Nota:* Oxígeno Disuelto** Carbón orgánico disuelto

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 13 de 177Río PascuaModulo HidrodinámicaEl modelo geométrico utilizado para la modelación hidrodinámica corresponde almodelo HEC-RAS preparado por INGENDESA para el PHA, el cual se extiendepor aproximadamente 31 Km desde la descarga de Pascua 2.2 hasta laDesembocadura (Figura 6.4).Se consideró como condición de borde de aguas arriba los caudales observadosen la estación Pascua antes junta Quetru, que se muestra en el Apéndice BCaudales medios diarios de este estudio. La condición de borde de aguas abajoconsiderada en este modelo es de altura normal asociada a una pendiente de0,0004.Debido a la importancia de fenómenos de mezcla para algunos de los elementos aestudiar (por ejemplo, Sólidos Suspendidos), se incorporó al modelo hidrodinámicode funcionamiento de los ríos los principales afluentes identificados en la zona demodelación (Ríos Quetru, Río Bergues y Río Borquez). Los antecedentes decaudales de estos afluentes se encuentran en el Apéndice B Caudales MediosDiarios de este estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 14 de 177PASCUA Plan: PASCUA 01-05-2009PASCUA TRAMO ALegendElevation (m)403020EG 18APR1997 2400WS 18APR1997 2400Crit 18APR1997 2400Ground100 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000Main Channel Distance (m)Figura 6.4: Modelo geométrico HEC-RAS Rio Pascua.Modulo Calidad de Aguas• TemperaturaLa información meteorológica incorporada al modelo se encuentra en el ApéndiceA Meteorología de este estudio.Además del impacto de la meteorología sobre la temperatura de los ríos, elmodelo de temperatura viene condicionado por los valores de temperatura que seincorporan como condiciones de borde. En el caso de la línea base se incorporócomo condición de borde los valores de temperatura observados en Pascua antesJunta Quetru durante el período 2006 – 2009.En el caso de los afluentes, las temperaturas incorporadas al modelo provienen delos antecedentes recopilados en las campañas de verano e invierno realizadas por

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 15 de 177el CEA durante el periodo 2006 – 2009. En la Tabla 6.4 se muestran los valoresde temperatura utilizadas en el Modelo HEC-RAS.Tabla 6.4: Temperaturas consideradas en Modelo PascuaEstación Temperatura °CInvierno VeranoQPAJQ 4.7 9.3QLQU 5 15.5QBER 5.2 13.4QBOR 3.5 7.6En la simulación con operación de los embalses Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua2.2, se incorpora como condición de borde de temperatura la salida del ModeloPascua 2.2.• Sólidos Suspendidos TotalesEn el modelo HEC-RAS los Sólidos Suspendidos se consideran como un elementoconservativo. No se cuenta con antecedentes de mediciones continuas de SólidosSuspendidos, por lo que los valores incorporados al modelo provienen de losantecedentes recopilados en las campañas de verano e invierno realizadas por elCEA durante el periodo 2006 – 2009. En la Tabla 6.5 se muestran los valores deSólidos Suspendidos utilizados en el Modelo HEC-RAS.Tabla 6.5: Sólidos Suspendidos considerados en Modelo PascuaEstación Sólidos Suspendidos (mg/l)Invierno VeranoQPAJQ 7.5 13.8QLQU 1.5 1.1QBER 2.0 13.9QBOR 9.3 60.1En la simulación con operación de los embalses Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua2.2, se incorpora como condición de borde de temperatura la salida del ModeloPascua 2.2.• Clorofila a y NutrientesNo se cuenta con antecedentes de mediciones continuas de los elementosmencionados anteriormente, por lo que los valores incorporados al modeloprovienen de los antecedentes recopilados en las campañas de verano e inviernorealizadas por el CEA durante el periodo 2006 – 2009. En la Tabla 6.6 se

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 16 de 177muestran los parámetros utilizados en el Modelo HEC-RAS para el modelo Algas –Nutrientes.Tabla 6.6: Parámetros considerados en Modelo Pascua Algas - NutrientesParámetro QPAJQ QLQUInvierno Verano Invierno VeranoDBO mg/l 0.18 1.85 0.36 0.51Norg mg/l 0.01 0.05 0.16 0.18Amonio mg/l 0.003 0.027 0.003 0.030Nitrito mg/l 0.0019 0.0022 0.0045 0.0006Nitrato mg/l 0.04 0.04 0.04 0.04Ortofosfato mg/l 0.003 0.0075 0.003 0.003OD* mg/l 11.9 12.8 8.5 9.8COD** mg/l 0.06 0.085 0.06 0.06Clorofila a µg/l 0.1 0.2 0.1 0.3Nota:* Oxígeno Disuelto** Carbón orgánico disueltoParámetro QBER QBORInvierno Verano Invierno VeranoDBO mg/l 0.35 2.30 0.35 1.79Norg mg/l 0.12 0.20 0.11 0.14Amonio mg/l 0.003 0.003 0.003 0.040Nitrito mg/l 0.0003 0.0003 0.0004 0.0179Nitrato mg/l 0.04 0.04 0.04 0.04Ortofosfato mg/l 0.003 0.003 0.003 0.07OD* mg/l 13.1 10.2 12.3 11.5COD** mg/l 0.06 0.06 0.06 0.17Clorofila a µg/l 0.1 0.1 0.1 0.27Nota:* Oxígeno Disuelto** Carbón orgánico disueltoEn la simulación con operación de los embalses Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua2.2, se incorpora como condición de borde de temperatura la salida del ModeloPascua 2.2.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 17 de 1776.3.1.2 Modelación de ríosLa modelación numérica se efectuó considerando la secuencia embalse-ríoembalse– río en el caso del río Baker, y embalse - río, en el caso del río Pascua.7Tramo Baker 1 – Baker 2: En este tramo se consideró como entrada la salida delEmbalse Baker 1 y se incorporan los tributarios Chacabuco, Cochrane, del Salto yColonia. Los resultados simulados para Baker en Colonia se incorporan como datode entrada a Baker 2.Tramo Baker 2 - Desembocadura: En este tramo las entradas al sistemacorresponden la salida desde el embalse Baker 2 y los tributarios Ventisquero ydel Paso.Pascua 2.2 - Desembocadura: En este tramo las entradas al sistemacorresponden la salida desde el embalse Pascua 2.2 y los tributarios rio LagoQuetru, río Bergues y Borquez.6.3.1.3 Validación del modeloEl proceso de Calibración/Validación es la componente más importante y complejaen el proceso de modelación. Esta es básicamente una etapa en la cual unconjunto de parámetros del modelo, son ajustados (o modificados) para que losresultados del modelo reproduzcan variables de estado medidas en terreno. Esteproceso permite transformar una herramienta teórica, en un instrumento útil pararealizar gestión de cantidad y calidad de los recursos hídricos superficiales (U.Chile, 2005).Para la validación del modelo se comparará los resultados obtenidos en lacondición de línea base con los valores medidos por el CEA en terreno, en unasección de control determinada. Los parámetros escogidos para la calibración encada uno de los ríos son: Temperatura, Sólidos Suspendidos Totales y Clorofila a(Algas).Río BakerPara la validación del modelo de calidad de aguas en el río Baker, se comparó losresultados del modelo con mediciones de terreno obtenidas en Baker en Colonia(aguas abajo de la confluencia del río Colonia). En este sector se cuenta con unaestación DGA, la cual registra en forma continua la temperatura de las aguas delrío Baker. Los resultados obtenidos para la temperatura, se ajustan de buenaforma a los datos medidos en terreno (Figura 6.5), por lo que los resultados delmodelo son representativos de la variabilidad de la temperatura en el sistema,validando así su utilización.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 18 de 1771412Modelación Hec‐RasDatos Medidos10Temperatura [ºC]86420Sep‐05 Mar‐06 Oct‐06 Abr‐07 Nov‐07 Jun‐08 Dic‐08 Jul‐09Figura 6.5: Comparación temperaturas simuladas y medidas en Baker en ColoniaEn cuanto a los resultados asociados a la concentración de algas en el sistema, elmodelo tiende a sobrestimar los valores de Clorofila a respecto de los medidos enterreno (Figura 6.6). Sin embargo, tanto los valores medidos como simuladosresultan muy pequeños y prácticamente despreciables, por lo que ambos valoresresultan comparables. De esta forma, a pesar de no visualizarse un buen ajuste,las simulaciones resultan representativas de la cantidad de algas en el sistema,las que se presentan en muy bajas concentraciones.0.50.45Simulación Hec‐RasDato Medido0.40.35Clorofila a [µg/l]0.30.250.20.150.10.050Sep‐05 Mar‐06 Oct‐06 Abr‐07 Nov‐07 Jun‐08 Dic‐08 Jul‐09Figura 6.6: Concentración de Clorofila a simulada y medida en Baker en ColoniaPor otra parte, aguas arriba de Baker en Colonia el modelo predice muy bajasconcentraciones de algas, en el orden de los registros de terreno, los que engeneral se encuentran por debajo del límite de detección (0.1 µg/L). El aumento en

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 19 de 177los valores de concentración de algas mostrados en Baker en Colonia, se debeprincipalmente al mayor aporte de algas proveniente desde el río Colonia. Sinembargo, las concentraciones siguen siendo muy bajas.En cuanto a los Sólidos Suspendidos Totales (Figura 6.7), se observa que losvalores simulados son muy representativos de las mediciones de terrreno,demostrando que el modelo es capaz de representar adecuadamente el transportede Solidos Suspendidos Totales a través del río y el aporte desde sus afluentes.Sólidos Totales Suspendidos [mg/L]605040302010Simulación Hec‐RasDatos Medidos0Dic‐05 Oct‐06 Ago‐07 Jun‐08 Mar‐09Figura 6.7: Concentración de Solidos Totales Suspendidos simulados y medidos enBaker en ColoniaRío PascuaEl modulo de calidad se calibra en base al ajuste de los coeficientes que regulanlos procesos de transferencia de masa, calor y reacciones cinéticas internas. Eneste contexto, tanto los parámetros meteorológicos, como la modelación de algasy sólidos suspendidos, se estima que están determinados a un nivel de cuenca,vale decir, que los sistemas Baker y Pascua puedan ser representados por losmismos coeficientes. Bajo este contexto, para la simulación del río Pascua sehomologaron los parámetros de modelación del módulo de calidad del río Baker,asumiendo que las características ambientales de cuenca son similares. Caberecordar, que la modelación física del módulo hidrodinámico, recoge todas lasdiferencias locales del escurrimiento que existen entre Baker y Pascua. El modelohidráulico HECRAS, ha sido calibrado por Ingendesa y se presenta en el Anexo1D, Apéndice 3 – Parte 3 “Informe de calibración para modelos de ejeshidráulicos” de la Adenda.Para la validación del modelo en el río Pascua, se comparó los resultados delmodelo con datos de terreno obtenidos en Pascua antes de Junta Quetru. En estesector existe una estación DGA, que registra en forma continua la temperatura del

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 20 de 177agua del río. Los resultados de la comparación para las distintas variables deestado consideradas pueden ser observados en la Figura 6.8.1210Modelación Hec‐RasDatos Medidos8Temperatura [ºC]6420Sep‐05 Mar‐06 Oct‐06 Abr‐07 Nov‐07 Jun‐08 Dic‐08 Jul‐090.0160.014Simulación Hec‐RasDatos Medidos0.012Clorofila a [µg/l]0.010.0080.0060.0040.0020Sep‐05 Mar‐06 Oct‐06 Abr‐07 Nov‐07 Jun‐08 Dic‐08 Jul‐09

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 21 de 1771614Simulación Hec‐RasDatos MedidosSólidos Totales Suspendidos [mg/L]121086420Dic‐05 Oct‐06 Ago‐07 Jun‐08 Mar‐09Figura 6.8. Comparación entre valores simulados y medidos de Temperatura, Clorofila a ySolidos Totales Suspendidos en el río Pascua antes de Junta Quetru.Los resultados muestran una muy buena correlación entre las temperaturasmedidas y simuladas durante todo el periodo de simulación. En cuanto a losvalores de Clorofila a y y Sólidos Suspendidos Totales, se observa que los valoressimulados se encuentran en el orden de los medidos en terreno, por lo que lasimulación resulta representativa de la calidad de aguas del río Pascua, validandoasí la utilización del modelo.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 22 de 1776.3.2 Embalses6.3.2.1 Datos de Entrada a los EmbalsesGeometrías de los embalsesA partir de la información topográfica disponible sobre el área de estudio, fueposible construir la batimetría de cada uno de los embalses del PHA. En la Figura6.9 se presenta a modo de ejemplo, el modelo digital de terreno utilizado paradefinir la geometría del embalse Baker 1.Figura 6.9: Modelo Digital de Terreno Embalse Baker 1La definición de los segmentos, su ubicación y número, están sujetos a loscambios de sección que se presenten en cada uno de los embalses, evitandogenerar cambios bruscos de sección que pudiesen comprometer la modelación.En el caso de Baker 1 por ejemplo, se definieron 51 segmentos en la direcciónlongitudinal, con un espaciamiento promedio de 250 m. En la Figura 6.10 semuestra una vista en planta del embalse, donde se observan los anchossuperficiales del embalse y una referencia de longitud de los segmentos.En cuanto a la dirección vertical, se trabajó con una grilla regular con unespaciamiento de 3 m, lo que resultó en una resolución suficiente para los distintosembalses. En la Figura 6.11 se observa una vista en corte de la grilla vertical delembalse Baker 1 con un espaciamiento vertical de 1 m.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 23 de 177Figura 6.10: Vista en planta embalse Baker 1COTA LAYER 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53201 1200 2199 3198 4197 5196 6195 7194 8193 9192 10191 11190 12189 13188 14187 15186 16185 17184 18183 19182 20181 21180 22179 23178 24177 25176 26175 27174 28173 29172 30171 31170 32169 33168 34167 35166 36165 37164 38163 39162 40161 41160 42159 43158 44157 45156 46155 47154 48153 49152 50151 51150 52149 53148 54147 55146 56145 57144 58143 59142 60141 61140 62139 63138 64137 65136 66135 67134 68133 69132 70131 71130 72129 73128 74127 75126 76125 77124 78123 79122 80121 81120 82119 83118 84117 85116 86115 87114 88113 89112 90111 91110 92109 93108 94107 95106 96105 97104 98103 99102 100101 101100Figura 6.11: Vista en elevación de la grilla vertical del embalse Baker 1El resto la descripción de las geometrías utilizadas y las grillas de modelación delos embalses Baker 2, Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua 2.2 se encuentran en elApéndice J de este estudio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 24 de 177Los parámetros forzantes meteorológicos se describen en el Apéndice A de esteestudio, en tanto que los caudales afluentes se describen en la sección 6.3.1, conel respaldo de datos del Apéndice B de este estudio.Módulo calidad de aguasLos parámetros de entrada para la modelación con el programa CE-QUAL-W2 sepueden resumir en: Caudales, temperatura, salinidad, oxígeno disuelto, fósforo(especies orgánicas e inorgánicas, disueltas y particuladas), nitrógeno (especiesorgánicas e inorgánicas, disueltas y particuladas), sílice, sólidos totalessuspendidos, demanda bioquímica de oxígeno, diatomeas, materia orgánicadisuelta/particulada y carbón orgánico disuelto/particulado.La serie de caudales y temperaturas afluentes a cada embalse, utilizadas en lamodelación, se encuentran descritas en forma detallada en el capítulo 3 delpresente informe y datos registrados en el Apéndice B y Apéndice A delpresente estudio, respectivamente.Con relación al resto de los constituyentes, se debe indicar que se considerarondos valores por año, los cuales caracterizaban el período de altos y bajoscaudales (verano e invierno respectivamente). En particular, los valorescaracterísticos de cada parámetro se obtuvieron de los muestreos realizados enlas campañas de Línea Base, los cuales son detallados en el capítulo 4.Los parámetros analizados en el muestreo, que se describen en el capítulo 4corresponden a: Salinidad, oxígeno disuelto, fósforo ortofosfato, nitrato, amonio,sílice, sólidos totales suspendidos y DBO. Para el resto de los parámetros seutilizaron ecuaciones y relaciones las que provienen de un análisis que se realizódel material bibliográfico existente. Estas ecuaciones, se describen en formadetallada en el Apéndice K de este estudio.A pesar de la gran cantidad de variables de estado modeladas para cada uno delos embalses, el estudio de calidad de aguas y limnología de los embalses delPHA, se centró principalmente en la dinámica temporal, a mediano-largo plazo (20años), de variables de estado características del nivel de trofía de un embalse yotros parámetros relevantes para caracterizar el estado de calidad de un cuerpode agua. Por ello los resultados se concentran particularmente en la dinámica de:Temperatura, Fósforo Total, Nitrógeno Total, Clorofila a, Oxígeno Disuelto ySólidos Suspendidos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 25 de 177La temperatura resulta un parámetro relevante tanto desde el punto de vistahidrodinámico como de calidad de aguas y limnología, ya que la temperaturacumple un papel fundamental en los niveles de producción primaria de unembalse. Por ello, cambios significativos sobre la temperatura de las aguas podríarepercutir en la calidad de los embalses.Tanto las concentraciones de Fósforo como Nitrógeno total son utilizadasnormalmente para definir el estado trófico de un cuerpo de agua (Smith et al.,1999). Su importancia radica principalmente en que estas variables constituyennutrientes esenciales para el crecimiento de la biomasa dentro de un cuerpo deagua. Por ello bajas concentraciones de una o ambas variables podría significaruna limitante en la producción primaria dentro de los embalses.La Clorofila a constituye un indicador del crecimiento de microalgas o fitoplanctondentro del embalse, por lo que resulta en una variable fundamental para laclasificación trófica de un cuerpo de agua. A pesar de existir nutrientes en exceso,fósforo y nitrógeno particularmente, y el cuerpo de agua puede ser clasificadocomo eutrófico según estas variable, si no existen condiciones ambientalesfavorables para la producción primaria las aguas presentarán una buena calidaddesde el punto de vista de la limnología.Cabe mencionar que para analizar el potencial estado trófico, se requiereestablecer las características ecofisiológicas de los productores primarios que sedesarrollarán en los embalses. La línea de base desarrollada en los ríos Baker yPascua, así como, la de los lagos aportantes, permitió establecer que lasmicroalgas son los productores primarios dominantes en todos los ecosistemas,destacándose por dominancia las diatomeas. Este patrón es característico desistemas oligotróficos fríos, debido a que las condiciones de escurrimiento yturbidez restringen el desarrollo de plantas acuáticas vasculares.Por esto se consideró una especie única de diatomeas representativa delfitoplancton dentro de los embalses, ya que desde el punto de vista de lamodelación de la calidad del agua, se utiliza como principal productor primario alas diatomeas planctónicas, siendo necesario definir parámetros de crecimiento entérminos de sus requerimientos de luz, nutrientes, tasas de sedimentación y otros,para lo cual se utilizaron parámetros estándar disponibles en la literatura científica.Funcionalmente, se modela la calidad del agua utilizando los requerimientosecofisiológicos de una “diatomea tipo”, que representa en promedio a lacomunidad de microalgas planctónicas. Este procedimiento es de uso estándar enprotocolos de modelación de la calidad del agua y del estado trófico de losembalses.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 26 de 177Con relación al crecimiento de algas en un cuerpo de agua, este es estimado en lamayoría de los modelos, a partir de una reacción cinética de primer orden del tipo:∂Chla∂t= α Chladonde Chla denota la masa de fitoplancton, expresada en función de laconcentración de clorofila a, y α es la tasa neta de crecimiento, la cual es funciónde los niéveles de nutrientes (Fósforo, Nitrógeno y Sílice, en el caso de lasdiatomeas), luz y temperatura. La tasa neta de crecimiento del Fitoplancton en uncuerpo de agua es estimada a través de una relación del tipo:α = α × MAXmin{ f ( I),f ( P),f ( N),f ( Si)} f ( T)donde α MAX denota la máxima tasa de crecimiento de una determinada especie dealgas, y f(I), f(P), f(N), f(Si) y f(T) corresponden a funciones propias de cadaespecie de las variables: Luz (I), Fósforo (P), Nitrógeno (N), Sílice (Si) ytemperatura (T). Según la ecuación anterior, el mínimo valor entre las funcionesdependientes de las variables: Luz, Fósforo, Nitrógeno y Sílice, constituye el factorlimitante para el crecimiento de microalgas dentro de cualquier sistema acuático.En cambio, la temperatura siempre tiene un papel importante modulando elcrecimiento de microalgas, ya habiendo considerado el factor limitante del sistema.Si bien el Oxígeno disuelto no constituye un parámetro de clasificación trófica delos cuerpos de agua, sus concentraciones resultan muy importantes en la calidadde los sistemas. Bajas importantes en los niveles de oxígeno o posibles zonasanóxicas, son indicativas de aguas de mala calidad.La importancia del estudio de sólidos suspendidos, radica en que las fraccionesmás finas de sedimentos transportados por los ríos Baker y Pascua, transportanuna gran cantidad de silicatos de origen glacial al fiordo, por lo que la retención deestas fracciones dentro de los embalses del PHA podría significar un impactonegativo en la vida acuática del fiordo. Sin embargo, no se conoce con exactitud lagranulometría de las partículas en suspensión transportadas por los ríos,responsables del transporte de silicatos al fiordo, por lo que no es posible aislardel análisis estas fracciones más finas, , del resto de las partículas en suspensiónque ingresan a los embalses. Un análisis de caracterización general de los sólidosen suspensión, se entrega en el Apéndice O de este estudio.La modelación numérica de sólidos suspendidos, tiene una estrecha relación conla velocidad de sedimentación de las partículas, la geometría del embalse y lascaracterísticas hidrodinámicas del flujo. Debido a esto, se ha efectuado unacomparación de algunas relaciones que permitan establecer la velocidad de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 27 de 177sedimentación en función del tamaño de la partícula, considerando diversaspropuestas que permitan escoger la más conservadora.En la Figura 6.12 se muestra la relación entre velocidad de sedimentación ydiferentes partículas que van desde arcillas muy finas hasta arenas gruesas,considerando las propuestas de a) Whipple (fuente: Welch, 1935), Ley de Stokes(fuente: Vergara, 1991), Ley de Wadell (fuente: Vergara, 1991) y un Estudio deSedimentación en el río Baker (fuente: U.de Chile, 2007).ArcillasLimosArenas100000Muy Fina Fina Med. GruesaMuyFinoFino Med. GruesoMuyFinaFina Med. GruesaVelocidad de sedimentación (m/d)1000010001001010,10,010,0010,000240,00050,0010,0020,0040,0080,0160,0310,0620,1250,250,510,00010,0001 0,001 0,01 0,1 1Tamaño de la partícula (mm)Whipple (Fuente: Welch, 1935) Ley de Stokes (Fuente: Vergara, 1991)Ley de Wadell (Fuente: Castillo, 1991) Estudio sedimentación (Fuente: U. de Chile, 2007)Partícula modelada en CE-QUAL-W2 embalses PHAFigura 6.12: Relación entre el tamaño del material particulado y la velocidad desedimentación en agua. La escala de tamaños se basa en la clasificación Wentworth(1922).Según se puede apreciar en la figura anterior, para un tamaño de partículadeterminado las velocidades de sedimentación pueden ser diferentes dependiendode cada una de las fuentes presentadas, por lo tanto, se ha considerado tomar unvalor de velocidad de sedimentación que sea envolvente de los demás valores.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 28 de 177Para efectuar la modelación numérica de los embalses, se estimó una tasarepresentativa de sedimentación de las partículas afluentes al embalse del ordende 0,72 m/d, lo que equivale a la velocidad de sedimentación de una partícula de2 µm (~ arcilla mediana a gruesa).Un estudio experimental realizado en base a material fino colectado en la zona delVentisquero de la Colonia (Universidad de Chile, 2007), mostró que la velocidadde sedimentación de las partículas más finas transportadas por el sistema (~1 µm)se encontraba del orden de 0,07 m/d, es decir, un orden de magnitud inferior alvalor utilizado. A pesar de las diferencias en las tasas de sedimentación utilizadas,se estima que el valor de 0,72 m/día resulta más representativo de la totalidad deSólidos Suspendidos afluentes a los embalses, mientras que el valor de 0,07 m/dsólo representa una fracción de tamaños muy finos, de los cuales no se conoce suconcentración, ya que sólo existen estimaciones de las concentraciones totales desólidos suspendidos transportados por los ríos sin diferenciar sus tamaños.Además, cabe mencionar que los sólidos suspendidos tienen un importante controlsobre la penetración de la luz, que controla a su vez la productividad biológicadentro del cuerpo de agua embalsado.El hecho de utilizar una tasa de sedimentación de un tamaño de partícula de 2 µm(velocidad sedimentación 0,72 m/d), la que corresponde a un tipo de arcillamediana-gruesa, hace que los resultados de la modelación sean conservadoresrespecto de la retención del material fino suspendido en la columna de agua, esdecir, la modelación entregaría una retención mayor de sólidos suspendidos a laretención que se podría tener considerando las arcillas finas y muy finas, detamaños menores a 1 µm, descritas en las muestras de la zona del Ventisquero dela Colonia (Universidad de Chile, 2007). Cabe señalar que son precisamente lasarcillas, las que tienen un carácter ambiental especial, por ser éstas las querepresentan el transporte de sílice hacia el fiordo, limitando o favoreciendoparcialmente, a algunas comunidades fitoplanctónicas.6.3.2.2 Modelación de embalsesLa modelación numérica de los embalses se efectuó de manera acoplada a lamodelación de ríos, considerando así la secuencia embalse-río-embalse, con el finde dar continuidad a los resultados del modelo completo de cada río. Por lo tanto,en la modelación se debe incluir en cada embalse parámetros de entrada quecorresponden a aportes directos, dichos aporte directos provenienen del cauceprincipal y de los tributarios. Es importante incluir como parámetros de entrada alos aportes provenientes de tributarios, a modo de considerar la totalidad devariables que estarían afectando al embalse. A continuación se describirá laestructura del sistema utilizado en cada embalse:

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 29 de 177Baker 1: En este embalse, se consideró una entrada única correspondiente a losaportes del ríoBaker en conjunto con los aportes del tributario río Nef. Paraobtener, un resultado en común se realizó un balance de masas utilizando la seriede caudales y los parámetros de calidad correspondiente para cada río.Baker 2: En este embalse las entradas al sistema corresponden a dos: una queproviene del río Baker, y la otra que corresponde al tributario Los Ñadis. Conrelación a la entrada del río Baker, los parámetros de calidad utilizados provienende la modelación del cauce principal realizada por el software HEC-RAS. En dichamodelación de acuerdo a lo descrito en el capítulo 5, se considera como entradalos aportes de los tributarios Chacabuco, Cochrane, Del Salto y Colonia, ademásde los datos del cauce principal provenientes de los valores de salida de lamodelación de Baker 1. Si bien, el tributario Colonia se ubica en la zona de la coladel embalse, se decidió incluirlo en la modelación del cauce principal, debido aque esa zona en particular presenta un comportamiento lótico.Por otra parte, el ríoLos Ñadis se consideró como una entrada lateral al modelo, debido a queposterior a la inundación, dicho tributario descargará su caudal en forma directa alembalse Baker 2. Para los datos provenientes del río Los Ñadis se utilizaron losvalores de los parámetros de calidad obtenidos a partir de las campañas descritasen el capítulo 4.Pascua 1: En este embalse, se tiene una única entrada la cual contiene los datosde los parámetros de calidad provenientes de las campañas descritas en elcapítulo 4, para el tramo de río aguas abajo del desagüe del Lago O’Higgins.Pascua 2.1: El embalse Pascua 2.1 presenta 2 entradas: una que proviene delembalse Pascua 1 y la otra del tributario en el que desagua el lago Gabriel Quirós.La entrada que proviene de Pascua 1, considera los datos de salida queproporciona el software CE-QUAL-W2 para este embalse. La otra entradacontiene los datos de los parámetros de calidad provenientes de las campañasdescritas en el capítulo 4, en la intersección del río Pascua con en el que desaguael lago Gabriel Quirós. Análogo al embalse Baker 2, se tiene que el río en dondedesagüa el lago Gabriel Quirós, descargará sus aguas en forma directa al embalsePascua 2.1.Pascua 2.2: El embalse pascua 2.2 presenta una única entrada la cual provienede Pascua 2.1, considera los datos de salida que proporciona el software CE-QUAL-W2 para este embalse.6.3.2.3 Validación del modelo de embalsesDebido al hecho que los embalses no existen, no es posible contar con datos parahacer una comparación y calibración tradicional. Por lo anterior, la validación delmodelo se centró en la elección del modelo de cierre de turbulencia y otros

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 30 de 177parámetros característicos del modelo hidráulico. Desde el punto de vista de lacalidad, el modelo resuelve una ecuación de estado para cada constituyente, laque depende de las constantes cinéticas asociadas a ese constituyente enparticular. Por ello, más que una calibración de estos parámetros, es necesarioconocer la cinética asociada a cada constituyente.En cuanto a los parámetros hidráulicos, se consideró un coeficiente de Chèzy de70 m 1/2 /s, y coeficientes de difusión y dispersión longitudinal de 1 m 2 /s. Estosvalores corresponden a valores por defecto del modelo, lo que han demostradoser aplicables a un gran número de lagos y embalses. Además de estoscoeficientes, se escogió el modelo W2 para la estimación de la turbulencia vertical,el cual, basado en el número de Richardson local, modula la turbulencia enfunción de la existencia de gradientes de densidad. Esta formulación hademostrado ser aplicable a varios lagos y embalses, en particular, demostró unaadecuada precisión en la modelación del lago Villarrica (Meruane, 2005).Resultados preliminares obtenidos para los distintos embalses muestran ciclos deestratificación y mezcla de acuerdo a los patrones esperados para sistemas comoestos, y de acuerdo también a lo observado para el lago Chico, el cual presentasimilitudes hidrodinámicas con los embalses en estudio El lago Chico presentó unperfil térmico de verano homogéneo en la vertical, en condiciones de crecida yaltos caudales afluentes, lo que demuestra la alta tendencia a la mezcla de estossistemas ante aumentos en la magnitud de los vientos y/o caudales afluentes. Losparámetros escogidos representan de buena forma la hidráulica del sistema, enparticular los procesos de mezcla asociados al efecto del viento y caudalesafluentes y efluentes. Estos resultados validan la utilización del modelo como unabuena herramienta para comprender procesos y tendencias en la hidrodinámica ycalidad de aguas de los embalses en estudio.6.3.3 Estuarios6.3.3.1 Datos de entrada de los estuariosGeometrías de los sistemasLa geometría utilizada en el modelo de estuarios corresponde a la batimetríaefectuada en el tramo inferior de los ríos Baker y Pascua (CEA, 2008).Adicionalmente, en base a fotografía satelital se estimó el ancho del fiordo en lazona cercana a desembocadura, y se trazaron curvas de nivel de la batimetríasegún profundidades medidas con ecosonda durante la campaña de medicionesde CTD (febrero-marzo 2009).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 31 de 177La información se compiló en un modelo digital de terreno para generar unadistribución espacial de la grilla, tal como se muestra en la Figura 6.13.Posteriormente, para cada una de las secciones transversales del modelo, seobtuvieron los anchos para determinar las dimensiones finales de cada una de lasceldas. La altura de la celda se definió en 1 m, a excepción de la parte másprofunda del fiordo Pascua (bajo los 50 m de profundidad,) donde se utilizó unaaltura de celda de 3 m.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 32 de 177a)Vista en plantab)Vista en plantaVista en elevaciónVista en elevaciónFigura 6.13: Superior: Modelo digital de terreno para la desembocadura del río Baker. Lossegmentos marcados en color rojo indican las celdas que se utilizaron en el modelonumérico. Inferior: Grilla del modelo numérico CE-QUAL-W2 para: a) estuario Baker, b)estuario Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 33 de 177HidrologíaPara el período de calibración se utilizó la estadística fluviométrica del serviciosatelital (DGA) de las estaciones Baker en Colonia y Pascua en Quetru. Se tomóun período coincidente con la medición de los sondas multiparamétricas deregistro continuo que se sitúan en el tramo inferior de los ríos: 1) 25 enero al 24febrero 2009 para Baker, y b) 24 enero al 18 febrero para Pascua. Estoshidrogramas se muestran en las Figuras 6.14 y 6.15.3.000Estación DGA Baker en Colonia2.5002.0001.5001.00050025-ene26-ene27-ene28-ene29-ene30-ene31-ene1-feb2-feb3-feb4-feb5-feb6-feb7-feb8-feb9-feb10-feb11-feb12-feb13-feb14-feb15-feb16-feb17-feb18-feb19-feb20-feb21-feb22-feb23-feb24-febCaudal (m 3 /s)Figura 6.14: Caudales estación DGA Baker en Colonia (enero-febrero 2009)1.600Estación DGA Pascua junta Quetru1.500Caudal (m 3 /s)1.4001.3001.200Registros Estación DGA Quetru no disponible1.1001.00024-ene25-ene26-ene27-ene28-ene29-ene30-ene31-ene01-feb02-feb03-feb04-feb05-feb06-feb07-feb08-feb09-feb10-feb11-feb12-feb13-feb14-feb15-feb16-feb17-feb18-feb19-feb20-feb21-feb22-feb23-feb24-feb25-feb26-feb27-feb28-febFigura 6.15: Caudales estación DGA Pascua en junta Quetru (enero-febrero 2009)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 34 de 177Para efectuar el período de modelación se ha definido un hidrograma virtual, quese basa en un patrón de caudal medio diario entrante al embalse, el cualpermanece constante por períodos de 30 días. El caso base (situación sinproyecto), tendrá un caudal efluente igual al afluente.En el caso de la operación del embalse (situación con proyecto), el caudal efluentevariará en forma intradiaria según la regla de operación: 1) durante 8 horas deldía, se generará a caudal de diseño (horas punta), 2) y sobre las 16 horasrestantes se recuperará el volumen embalsado, dejando pasar el caudal mínimode operación.Bajo valores del caudal mínimo de operación, no existe regulación, y por sobre elcaudal máximo de diseño, el sistema debería dejar pasar el caudal por vertederos,por lo tanto, no existiría regulación, por lo que esos casos no han sidoconsiderados en la modelación numérica.La posterior comparación del caso base, con el caso operacional permitirá evaluarlos cambios que se pueden producir en el patrón de comportamiento del estuariobajo diferentes condiciones de caudal.En la Figura 6.16 se describe el hidrograma utilizado para la modelación delestuario Baker (caudal base, línea azul), el cual permitirá evaluar el efecto de laoperación bajo distintos escenarios de caudales. Los caudales operacionales(caudal operacional, línea magenta) son el resultado de aplicar la regla deoperación de los embalses para el caudal base afluente.Para este caso, la secuencia de caudales base considerada fue la siguiente: 400,600, 800, 1000 y 1200 m 3 /s. Como se indicó anteriormente, caudales bajocaudales de 380 m 3 /s (caudal mínimo de operación) y sobre 1.275 m 3 /s (caudal dediseño máximo), no habría regulación, por lo tanto, no se consideraron en lamodelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 35 de 177140012001000Caudal (m3/s)800600400200Caudal OperacionalCaudal Base00 20 40 60 80 100 120 140 160DíasFigura 7.16: Caudal base y caudal de operación, para el período de modelación delestuario Baker.En el caso de la modelación del estuario Pascua, la secuencia de caudalesconsiderada fue la siguiente: 300 m 3 /s, 450 m 3 /s, 600 m 3 /s, 750 m 3 /s y 900 m 3 /s.Bajo caudales de 280 m 3 /s y sobre 980 m 3 /s, no habría regulación, por lo tanto, nose consideró en la modelación (Figura 6.17).12001000800Caudal (m3/s)6004002000Caudal OperacionalCaudal Base0 20 40 60 80 100 120 140 160DíasFigura 6.17: Caudal base y caudal de operación, para el período de modelación delestuario Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 36 de 177MareasSi bien en Pto. Yungay hay descritas mareas de 2,0 m (EIA PHA, 2008), se haconsiderado una amplitud de marea de 2,5 m para englobar efectos locales quepuedan producirse en el fiordo (por ejemplo, peraltamiento de la superficie porvientos sostenidos). La variación horaria corresponde a los datos registrados porun sensor de presión en la desembocadura del río Baker.En la Figura 6.18 se presenta el patrón de marea semidiurna utilizado en elmodelo.Altura de marea (m)*102.0101.5101.0100.5100.099.599.098.5Serie10 5 10 15 20 25 30DíasFigura 6.18: Patrón de marea semidiurna para el modelo de estuario, referido a un datum(cero) del modelo numérico, ubicado a 100 de profundidad.6.3.3.2 Modelación de los estuariosLa simulación del estuario se efectuó con el modelo CE-QUAL-W2, utilizando elesquema mostrado en la Figura 6.19.Se definen las principales condiciones de borde del modelo: 1) La condición deaguas arriba como el caudal del río en la zona de desembocadura, en función deltiempo, y 2) La condición de aguas abajo, como la altura de mareas en función deltiempo.Los recuadros (color verde) de la Figura 6.19, indican la ubicación de las celdasdel modelo, donde existen algunos procesos específicos que deben coincidir conla descripción física observada. En la siguiente sección (validación del modelo) sedesarrolla un análisis de cada uno de estos procesos, indicando el grado de ajusteque se obtuvo.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 37 de 177CaudalQ(t)Calibración Sección Río- Curva descarga- Respuesta hidráulica(efecto mareas)Cuña salinaProfundidadcapa agua dulceMareaH(t)Figura 6.19: Condiciones de borde del modelo numérico de los estuarios6.3.3.3 Validación del modelo de estuariosLa calibración y validación del modelo se sustenta en base al ajuste de lasimulación a la descripción física y registros observados en la zona estuarina, asaber: 1) Curva de descarga en la sección del río, 2) la respuesta hidráulicadebido a la influencia de mareas de aguas abajo, 3) La intrusión de una cuñasalina por el fondo del lecho hacia aguas arriba del río, y 4) La profundidad de lacapa de agua dulce de la zona estratificada del fiordo.Para estimar la curva de descarga en el tramo inferior de los ríos Baker y Pascua,se utilizó la información de alturas medidas con los sensores ubicados en el río(ver Apéndice G de este estudio), y se graficaron en conjunto con los caudalesdel río que fueron registrados en las estaciones DGA Baker en Colonia y Pascuaen Quetru. Para estimar los caudales en desembocadura, se efectuó unamultiplicación por unos factores de recarga que engloban los ingresos de aportesintermedio en el tramo de la estación fluviométrica y la desembocadura. Estosfactores se estimaron del balance hidrológico del presente estudio (asociado a loscaudales medios anuales), y corresponden a los valores 1,25 y 1,17, para Baker yPascua, respectivamente.Los resultados del modelo ajustan satisfactoriamente a la curva de descargaestimada en las secciones de río de la zona estuarina, según se muestra en laFigura 6.20.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 38 de 177Profundidad (m)10.09.59.08.58.07.57.06.56.05.5Modelo CEQUALW2Datos Sensor v/s CaudalColonia x1.255.0500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Caudal (m3/s)Profundidad (m)11.010.510.09.59.08.58.07.5Modelo CEQUALW2Altura Sensor v/s CaudaQuetru DGAl x1.177.0500 700 900 1100 1300 1500 1700Caudal (m3/s)Figura 6.20: Calibración de las curvas de descarga del modelo. Izquierda: ajuste ríoBaker. Derecha: ajuste río Pascua.Para evaluar la respuesta hidráulica debido a la influencia de mareas de aguasabajo, se ajustó una pendiente nula en la zona de desembocadura, para ambosríos, Baker y Pascua. Bajo esas condiciones geométricas, la respuesta del modeloreproduce la señal portadora de caudales del río y simultáneamente, responde a lainfluencia de marea de aguas abajo, tal como se observó en los registros deterreno.Las siguientes Figuras 6.21 y 6.22, muestran el ajuste del modelo para el períodode calibración.Presión Columna de Agua (m)6.05.55.04.54.03.53.02.52.01.5Sensor Rio-EstuarioModelo CEQUALW2Seccion Río1.023-nov 30-nov 7-dic 14-dic 21-dic 28-dic 4-ene 11-ene 18-ene 25-ene 1-feb 8-feb 15-febFigura 6.21: Resultados del modelo de estuario Baker (sección del río) para el período decalibración.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 39 de 177Presión de columna de agua (m)4.03.53.02.52.01.51.0Sensor de PresiónModelo CEQUALW201-dic 08-dic 15-dic 22-dic 29-dic 05-ene 12-ene 19-ene 26-ene 02-feb 09-feb 16-feb 23-febFigura 6.22: Resultados del modelo de estuario Pascua (sección del río) para el períodode calibración.El modelo simuló la intrusión de una cuña salina por el fondo del lecho haciaaguas arriba del río, para condiciones de caudales bajos. El alcance máximo de laintrusión bajo estas condiciones llegó hasta la celda 18 del modelo del estuarioBaker, que equivale a cerca de 1,5 km desde la desembocadura. Este alcance escoincidente con lo que fue medido en aguas bajas durante septiembre 2007 (verApéndice L de este estudio).En el río Pascua, los datos registrados en terreno no han indicado la presencia decuña salina; sin embargo el modelo muestra que eventualmente podría existir uningreso de agua salobre en forma ocasional, evento que ocurriría bajo caudalesmuy bajos.La profundidad de la capa de agua dulce de la zona estratificada del fiordo,respondió en forma directa a los caudales entrantes, con variaciones intradiariaspor efecto a la oscilación que genera la variación de mareas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 40 de 1776.4 Resultados6.4.1 Ríos Baker y PascuaLos resultados que se muestran a continuación para los parámetros detemperatura y algas, comparan la situación de línea base (escenario sin lascentrales hidroeléctricas) y un escenario en operación en los cuales operansimultáneamente las centrales Baker 1, Baker 2, Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua2.2.En el caso del Río Baker se eligieron dos secciones representativas del impactode las centrales Baker 1 y Baker 2. En la Figura 6.23 se indican las dos seccionesrepresentativas en el río Baker, la sección 1 corresponde a Baker en Colonia y lasección 2 a Baker después de junta con el río Ventisquero.Sección 1Sección 2Figura 6.23: Secciones de control Cuenca del río BakerEn el caso del Río Pascua se eligió una sección representativa del impacto de lascentrales Pascua 1, Pascua 2.1 y Pascua 2.2. En la Figura 6.24 se indican lasección representativa en el río Pascua, la que corresponde a Pascua después dejunta con río Bórquez aguas abajo de las centrales.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 41 de 177Sección 1TemperaturaRío BakerFigura 6.24: Sección de control Cuenca del rio PascuaA partir de las Figuras 6.25 y 6.26 es posible identificar que existe un efecto en latemperatura observada en el río respecto de su condición de línea base. Sinembargo, este efecto es consecuencia de los cambios de temperatura provocadospor los embalses Baker 1 y Baker 2, respectivamente, y no a procesos internos enel río. El bajo tiempo de retención de las aguas en el río (del orden de horas) haceque la transferencia neta de calor entre el agua y la atmósfera sea reducida.1412Línea BaseEn operaciónTemperatura [ºC]1086420May‐06Jul‐06Sep‐06Nov‐06Ene‐07Mar‐07May‐07Jul‐07Sep‐07Nov‐07Ene‐08Mar‐08May‐08Jul‐08Sep‐08Nov‐08Ene‐09Mar‐09May‐09Jul‐09Sep‐09Nov‐09Ene‐10Mar‐10May‐10Jul‐10Sep‐10Nov‐10Ene‐11Mar‐11May‐11Figura 6.25: Sección de control 1 Cuenca del río Baker

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 42 de 1771412Línea BaseEn operaciónTemperatura [ºC]1086420May‐06Jul‐06Sep‐06Nov‐06Ene‐07Mar‐07May‐07Jul‐07Sep‐07Nov‐07Ene‐08Mar‐08May‐08Jul‐08Sep‐08Nov‐08Ene‐09Mar‐09May‐09Jul‐09Sep‐09Nov‐09Ene‐10Mar‐10May‐10Jul‐10Sep‐10Nov‐10Ene‐11Mar‐11May‐11Figura 6.26 Sección de control 2 Cuenca del río BakerCómo se precia en las Figuras 6.25 y 6.26 existe un desfase entre lastemperaturas de invierno y verano respecto de la condición natural del sistema,donde tanto los máximo de verano cómo los mínimos de invierno se adelantanalgunos días. Los cambios más sensibles en la magnitud de las temperaturas seobserva en invierno, sobre todo en la estación de control 2, donde se aprecia unadisminución cercana a 1-2 °C en el periodo de invierno (Junio-Julio). Estadisminución en las temperaturas, también es consecuencia de los embalses, losque aumentan la pérdida de calor en el sistema producto de los flujos radiativoscon la atmósfera, los que adquieren mayor importancia al interior de los embalses.Río PascuaAl igual como ocurre con el río Baker, en el caso del río Pascua se observa que latemperatura estimada en la situación “con embalses” difiere de lo observado en lalínea base, producto de los procesos que ocurren en los embalses y no a losprocesos internos del río, como se explicó anteriormente. Además, estecomportamiento podría estar afectado producto de que el sensor de temperaturade la estación PAJQ en el periodo de menores caudales, es muy dependiente dela temperatura ambiente producto de que la lámina de agua es de menorprofundidad en ese lugar (Figura 6.27). Por lo tanto, estas diferencias podrían sermenores.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 43 de 1771210Línea BaseEn operaciónTemperatura [ºC]86420May‐06Jul‐06Sep‐06Nov‐06Ene‐07Mar‐07May‐07Jul‐07Sep‐07Nov‐07Ene‐08Mar‐08May‐08Jul‐08Sep‐08Nov‐08Ene‐09Mar‐09May‐09Jul‐09Sep‐09Nov‐09Ene‐10Mar‐10May‐10Jul‐10Sep‐10Nov‐10Ene‐11Mar‐11May‐11Figura 6.27: Sección de control 1 Cuenca del río PascuaSimilar a lo que ocurre en el río Baker se observa un desfase en las temperaturas.En cuanto a cambios en su magnitud, éstos no se pueden precisar, debido al errorinstrumental antes señalado.AlgasEn el caso de las Algas se observa que la situación “con embalse”, tanto paraBaker como Pascua, presenta aumento de algas en los periodos de verano en losríos, producto principalmente de la generación de algas al interior de cada uno delos embalses y no a los procesos que ocurren en el río (Figuras 6.28, 6.29, 6.30).Durante el periodo de invierno, no se observan variaciones significativas respectoa este parámetro, excepto en el Pascua donde hay un leve aumento de algas eninvierno.0.070.06Línea BaseEn operación0.05Algas [mg/L]0.040.030.020.010May‐06Jul‐06Sep‐06Nov‐06Ene‐07Mar‐07May‐07Jul‐07Sep‐07Nov‐07Ene‐08Mar‐08May‐08Jul‐08Sep‐08Nov‐08Ene‐09Mar‐09May‐09Jul‐09Sep‐09Nov‐09Ene‐10Mar‐10May‐10Jul‐10Sep‐10Nov‐10Ene‐11Mar‐11May‐11Figura 6.28: Sección de control 1 Cuenca del río Baker

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 44 de 1770.070.06Línea BaseEn operación0.05Algas [mg/L]0.040.030.020.010May‐06Jul‐06Sep‐06Nov‐06Ene‐07Mar‐07May‐07Jul‐07Sep‐07Nov‐07Ene‐08Mar‐08May‐08Jul‐08Sep‐08Nov‐08Ene‐09Mar‐09May‐09Jul‐09Sep‐09Nov‐09Ene‐10Mar‐10May‐10Jul‐10Sep‐10Nov‐10Ene‐11Mar‐11May‐11Figura 6.29: Sección de control 2 Cuenca del río Baker0.0350.03Línea BaseEn operación0.025Algas [mg/L]0.020.0150.010.0050May‐06Jul‐06Sep‐06Nov‐06Ene‐07Mar‐07May‐07Jul‐07Sep‐07Nov‐07Ene‐08Mar‐08May‐08Jul‐08Sep‐08Nov‐08Ene‐09Mar‐09May‐09Jul‐09Sep‐09Nov‐09Ene‐10Mar‐10May‐10Jul‐10Sep‐10Nov‐10Ene‐11Mar‐11May‐11Figura 6.30: Sección de control 1 Cuenca del río Pascua

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 45 de 1776.4.2 Embalses6.4.2.1 Comportamiento hidrodinámicoEl comportamiento hidrodinámico de las centrales del PHA, queda definidoprincipalmente por su estructura de corrientes y perfil térmico vertical, el cual estacorrelacionado con la densidad de las aguas en el embalse. Grandes gradientesde densidad, y por lo tanto térmicos, actúan como barreras hidrodinámicas quedificultan la mezcla del sistema, pudiendo afectar la calidad de sus aguas.En general, los resultados de los modelos numéricos muestran que las centralesdel PHA se encuentran bien mezcladas y reguladas por sus temperaturasafluentes. Si bien es cierto, la radiación solar es capaz de aumentar la temperaturasuperficial de los embalses, no se observan gradientes verticales importantestendientes a generar zonas de estratificación, entendiéndose como estratificación,el gradiente vertical de temperaturas mayor a 1° C por metro. Los mayoresgradientes verticales de temperatura se generan en los sectores cercanos al muro,donde aumenta la potencialidad de estratificación y donde los embalses adquierenrealmente una condición léntica.En este sentido, se observa que el perfil vertical de temperaturas quedacondicionado fuertemente por la estructura de corrientes, presentando un perfilvertical de temperaturas prácticamente homogéneo en sectores donde existenaltas velocidades, y variando gradualmente en sectores de baja velocidad. Seobserva también que la velocidad del flujo dentro del embalse está fuertementecondicionada por la geometría de éste, siendo el ancho superficial del embalseuna variable importante que divide zonas de altas y bajas velocidades, definiendoasí, como se presentó en el modelo conceptual, la zona de transición río-embalse,o zona semi-léntica y léntica.Con el fin de detallar las características hidrodinámicas de cada uno de losembalses del PHA, se presenta un corte longitudinal de cada embalse para un díade verano. Si bien esto representa la situación para un día particular, las figurasilustran de buena forma los patrones hidrodinámicos más relevantes en cada unode los sistemas. De manera de resaltar estos patrones, se eligió el día de mayorgradiente entre las temperaturas afluentes y efluentes a cada embalse, pudiendoobservar así la estructura térmica vertical y horizontal en días de altos gradientestérmicos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 46 de 177a) Baker 1Como se observa en la Figura 6.31, el embalse Baker 1 presenta velocidadesimportantes a la entrada, alcanzando máximos cercanos a 1 m/s. Estasvelocidades disminuyen en forma paulatina a medida que el flujo avanza hacia elmuro. Salvo sectores aislados en el fondo, en este primer tramo no se observancorrientes de recirculación importantes, y se puede argumentar que el flujomantiene un sentido único en dirección al muro. Este primer tramo se extiende porcerca de 7 km, lugar donde ocurre un ensanche brusco del embalse que modificaen forma importante su estructura de corrientes. Las altas velocidades (> ~0,1m/s) que se desarrollan en esta zona inicial, promueven una mezcla verticalimportante, por lo que la estructura térmica se mantiene homogénea en la vertical.Sin embargo, en la dirección horizontal si existe un gradiente térmico cercano a 1°C en 7 km.Luego del ensanche, las velocidades decaen en forma importante generándose unambiento léntico, donde la dirección del flujo puede ser influida por la acción delviento y gradientes de densidad. A pesar de ello, el flujo sigue siendopredominantemente unidireccional y en sentido al muro. En esta segunda zona, latemperatura aumenta su valor en superficie un par de grados, alcanzando valoresmáximos cercanos a los ~11,5 °C, respecto de los ~8,5 °C con que entra el flujo alembalse y ~9,5 °C presentados hacia el final de la primera zona. Justo en la zonade transición, la temperatura muestra un cambio brusco en la horizontal, lo que sevisualiza como un frente vertical de temperatura en la Figura 6.31. Sin embargo, apesar de parecer brusco, el gradiente horizontal no es más de 1°C en algunoscientos de metro. En ese mismo punto, se observa la generación de una corrientede densidad, donde el agua más fría afluente se sumerge bajo las aguas máscálidas simuladas en la zona léntica del embalse. Esta corriente es más bien débily se diluye rápidamente debido a que el gradiente térmico es muy bajo (~1 °C).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 47 de 177Figura 6.31: Ancho superficial y corte longitudinal del embalse Baker 1. En colores sepresentan valores de temperatura dentro del embalse, mientras que las flechas simbolizanla velocidad puntual del flujo.En la zona léntica del embalse Baker 1, si bien existe un cierto gradiente térmicovertical, este es más bien débil por lo que el embalse no se encuentra estratificado(Figura 6.32). Dentro de los primeros 70 m metros de profundidad, medidos desdela superficie, el embalse presenta una estructura térmica vertical prácticamentehomogénea, con una leve alza en sus temperaturas superficiales (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 48 de 1770Temperatura (ºC)5 6 7 8 9 10 11 12 13 141020Profundidad30405060708090Figura 6.32: Perfil vertical de temperatura característico de verano en el sector del muro.Central Baker 1.Justo aguas arriba del muro, se observa un aumento puntual en las velocidadesen torno a los 20 m de profundidad (Figura 6.31), lugar donde se sitúa ladescarga. A pesar de que se observa una profundización de las aguassuperficiales, la temperatura de las aguas descargadas queda principalmentedeterminada por la temperatura a 20 m, temperatura característica del embalse enla zona léntica.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 49 de 177b) Baker 2En general, el embalse Baker 2 (Figura 6.33) muestra patrones hidrodinámicossimilares a los de Baker 1, con una primera zona de alta velocidad donde estasalcanzan cerca de 1 m/s. Esta zona se extiende por cerca de 5-6 km, donde luegode un ensanche la velocidad del flujo se reduce notablemente. En esta segundazona, donde el embalse adquiere una condición más léntica, las temperaturasaumentan levemente (~0,5 °C). Además, se observa la generación de unacorriente de densidad, la cual, a pesar del bajo gradiente térmico, es capaz detransportar aguas hacia zonas profundas cercanas al muro.Luego de esta zona léntica, el embalse se vuelve a enangostar levemente,aumentando nuevamente sus velocidades, con máximos cercanos a los 0,2 m/s.Toda esta zona, desde el kilómetro 30 a cerca del kilómetro 12 corresponde albrazo lateral del embalse, donde en general se conserva un gradiente térmicohorizontal donde las aguas aumentan su temperatura en cerca de 1,5 °C conrespecto a las temperaturas de entrada. Además se observa la presencia de unacorriente de densidad en el fondo, la cual genera un gradiente térmico verticallocalizado en el fondo del embalse. Sin embargo, la diferencia de temperaturasentre las aguas más superficiales con las de la corriente de densidad, no superalos 0,5 °C.Entrando a la cubeta principal del embalse, entre los 0 y 10 km desde el muro, elembalse aumenta en forma importante su ancho reduciéndose así las velocidadesen forma importante. Producto del cambio de régimen de velocidades en el flujo,se produce una elevación de las aguas más cálidas lo que se visualiza como unadelgazamiento de la zona cálida del embalse entorno a los 10 km medidos desdeel muro. Aunque en esta zona se aprecia nuevamente un gradiente vertical detemperatura, la diferencia térmica entre las aguas profundas y superficiales nosupera 1 °C, por lo que no existe una estratificación térmica del embalse en estazona.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 50 de 177Figura 6.33: Ancho superficial y corte longitudinal del embalse Baker 2. En colores sepresentan valores de temperatura dentro del embalse, mientras que las flechas simbolizanla velocidad puntual del flujo.La zona del embalse comprendida desde el muro hasta el km 10 constituye unazona léntica propiamente tal, con velocidades muy bajas, donde el viento y losgradientes de densidad constituyen forzantes importantes en la estructura decorrientes del sistema. En esta zona se observa un aumento de temperaturas ensuperficie, la que alcanza máximos cercanos a los 13 °C. La acción del vientotiene un efecto importante en el trasporte de calor desde la superficie a zonas másprofundas, lo cual se traduce en una variación gradual del perfil vertical detemperaturas (Figura 6.34). En el fondo del embalse y en la zona del muro, esposible observar la presencia de aguas más frías posiblemente aportadas por lacorriente de densidad en días de afluentes fríos, o aguas estancadas desde laépoca de invierno. Esto sugiere la posibilidad de que esta agua se encuentrenrelativamente aisladas, al igual como ocurre en Baker 1, lo que podríacomprometer la calidad del agua del embalse en esta zona particular. Sinembargo, y debido a la baja profundidad del embalse, se espera que esta zona

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 51 de 177sea mezclada eventualmente producto de eventos de viento fuerte, crecidas ocorrientes de densidad que renueven las aguas de la zona. La poca diferenciaentre las temperaturas superficiales y de fondo no permite la estratificación delembalse, lo que facilita la mezcla y renovación de las aguas del sistema.0Temperatura (ºC)5 6 7 8 9 10 11 12 13 14510Profundidad152025303540Figura 6.34: Perfil vertical de temperatura característico de verano en el sector del muro.Central Baker 2.c) Pascua 1El embalse Pascua 1 resulta un embalse particular dentro del PHA debido a queeste se construirá sobre el lago Chico, lo que impone diferencias notorias encuanto a su geometría respecto del resto de los embalses. El Embalse Pascua 1presenta una cubeta principal la que alcanzará más de 200 m de profundidad en laparte central, mientras que en el sector del muro su profundidad se verá reducidaa cerca de 70 m (Figura 6.35).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 52 de 177Figura 6.35: Ancho superficial y corte longitudinal del embalse Pascua 1. En colores sepresentan valores de temperatura dentro del embalse, mientras que las flechas simbolizanla velocidad puntual del flujo.En cuanto a la estructura de corrientes, las mayores velocidades se encuentranentorno a los 20-25 m de profundidad, lugar donde se concentra la corrientegenerada por los caudales afluentes. En superficie, el viento, el cual sopla desdeel muro hacia la cola del embalse, es capaz de generar una corriente en direccióncontraria, la que transportaría aguas superficiales hacia la cola del embalse. Elefecto del viento no permite un sobrecalentamiento de las aguas superficiales, loque sumado a la acción de los afluentes mantiene una buena mezcla en elsistema.Bajo los 120 m de profundidad, las corrientes se vuelven prácticamentedespreciables, y a pesar de no existir una estratificación térmica en el embalse, laausencia de velocidades podría dificultar la mezcla de la zona más profunda. Detodas formas, los bajos gradientes térmicos simulados en el embalse ayudarían a

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 53 de 177mantener esta mezcla a pesar de las bajas corrientes. Lo anterior, se traduce en laexistencia de un perfil térmico vertical, prácticamente homogéneo en el sector dela cubeta principal del embalse (Figura 6.36). En general, el efecto térmico delembalse Pascua 1 es prácticamente despreciable y no se notan diferencias demás de 1 a 1,5 °C en sus aguas.0Temperatura (ºC)5 6 7 8 9 10 11 12 13 1450Profundidad100150200250Figura 6.36: Perfil vertical de temperatura característico de verano en el sector de lacubeta principal. Central Pascua 1.En la zona del muro, se nota una aceleración del flujo entorno a los 20 m deprofundidad, sector donde sería ubicada la descarga.d) Pascua 2.1El embalse Pascua 2.1, Figura 6.37, muestra en forma general patroneshidrodinámicos similares a los de Baker 1, los cuales están fuertementecondicionados por los caudales de entrada y cambios en la geometría del sistema.Sin embargo, las bajas temperaturas asociadas al sistema Pascua, hacen que losgradientes térmicos, y por lo tanto de densidad, sean aún más débiles que lossimulados en las centrales del río Baker, por lo que sus efectos hidrodinámicosresultan menos importantes.Tras la entrada al embalse, el flujo se enfrenta a un ensanche brusco donde lasvelocidades se ven disminuidas en forma importante. Aunque somera, esta zona

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 54 de 177se presenta con características lénticas donde las aguas superficiales registran unaumento máximo de temperaturas cercano a los 2 °C. A pesar de esto, no seobserva estratificación, sino una variación gradual de las temperaturas hacia elfondo. Al igual que en otros embalses del PHA, se observa la ocurrencia de unacorriente de densidad débil.Figura 6.37: Ancho superficial y corte longitudinal del embalse Pascua 1. En colores sepresentan valores de temperatura dentro del embalse, mientras que las flechas simbolizanla velocidad puntual del flujo.Luego del ensanche brusco, el flujo se enfrenta a un angostamiento, con elconsecuente aumento de sus velocidades y, por lo tanto, de la capacidad demezcla. Producto de esta mezcla, la temperatura se homogeniza en la vertical,alcanzando valores cercanos a los 6 °C, con un leve aumento de sus temperaturassuperficiales las que alcanzan valores cercanos a los 7 °C. Más adelante el flujose ve expuesto a un nuevo ensanche que, sumado a la gran profundidad (~ 60 m),reduce nuevamente las velocidades imponiendo un ambiente léntico. Esta zonaléntica, en la cual se observa un gradiente vertical de temperaturas y bajas

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 55 de 177velocidades, se extiende hasta el sector del muro. Si bien la Figura 6.37 muestraun gradiente vertical de temperaturas en la zona cercana al muro, este gradientees más bien débil y no sobrepasa los 3 a 4 °C en cerca de 100 m de profundidad,por lo que el embalse no se encuentra estratificado. Un detalle del perfil vertical detemperatura en el sector del muro puede ser observado en la Figura 6.38. En ellase observa una variación gradual de la temperatura en los primeros 60 m deprofundidad, donde la temperatura varía desde cerca de 8 ºC en superficie hastapoco menos de 6 ºC a 60 m de profundidad. Bajo los 60 m el perfil se mantieneprácticamente homogéneo.0Temperatura (ºC)5 6 7 8 9 10 11 12 13 1420Profundidad406080100120Figura 6.38: Perfil vertical de temperatura característico de verano en el sector del muro.Central Pascua 2.1.En el sector cercano al muro, se observa un aumento de las velocidades pordebajo de los 20 m de profundidad, sector donde se ubica la descarga. Como seobserva en la Figura 6.37, las temperaturas asociadas a la descarga son menoresen cerca de 1-1,5 °C respecto de las máximas temperaturas registradas ensuperficie.e) Pascua 2.2El embalse Pascua 2.2 muestra altas velocidades a la entrada las que superan 1m/s (Figura 6.39). Las altas velocidades se mantienen por cerca de 4 km dondese presenta un ensanchamiento del sistema con la consecuente reducción en susvelocidades. En este primer tramo, y en forma similar a lo observado en otros

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 56 de 177embalses del PHA, el sistema se encuentra bien mezclado con un perfil vertical detemperaturas homogéneo entorno a los 6,8 °C. En el sector cercano al muro,donde las velocidades se reducen considerablemente, se observa un leveaumento en las temperaturas de superficie, las que alcanzan valores máximoscercanos a los 8 °C, es decir, cerca de un grado mayor a las temperaturas deentrada.Figura 6.39: Ancho superficial y corte longitudinal del embalse Pascua 1. En colores sepresentan valores de temperatura dentro del embalse, mientras que las flechas simbolizanla velocidad puntual del flujo.Justo en la zona de transición existe la tendencia a generarse una corriente dedensidad. Sin embargo, el bajo gradiente térmico entre la corriente y el fluidoambiente (~0,2ºC) hacen que esta se diluya rápidamente, mezclándose con elresto de las aguas del embalse. De esta forma, el gradiente térmico horizontal esdel orden de 1 ºC en todo el embalse. En superficie, este gradiente térmicohorizontal podría aumentar a 2 ºC en algunos cientos de metros.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 57 de 177Si bien el embalse muestra la presencia de gradientes térmicos verticales yhorizontales, estos resultan demasiado debiles como para constituir un efectohidrodinámico importante dentro del sistema. En el sector cercano al muro, dondeexiste la mayor potencialidad de estratificación, el embalse muestra un perfilvertical de temperaturas prácticamente homogéneo, con una pequeña alza en latemperatura de superficie (~1 ºC), lo que descarta cualquier posibilidad deestratificación térmica del sistema (Figura 6.40). En el sector cercano al muro, seobserva un aumento de las velocidades de salida entorno a los 20 m deprofundidad producto de la descarga. Se observa además que en esta zona ocurreuna profundización de las aguas temperadas de superficie, aumentando así,levemente, la temperatura de las aguas descargadas por el sistema. Sinembargo, este aumento no sobrepasa los 0,5 ºC respecto de la temperaturaasociada a los afluentes.0Temperatura (ºC)5 6 7 8 9 10 11 12 13 141020Profundidad304050607080Figura 6.40: Perfil vertical de temperatura característico de verano en el sector del muro.Central Pascua 2.2.6.4.2.2 Calidad de aguas y limnología de los embalses del PHALos resultados sobre la calidad de aguas y limnología en los embalses del PHAbuscan determinar los posibles impactos de las centrales en la evolución trófica delos sistemas y cambios en la calidad de sus aguas. Por ello, y a pesar de la grancantidad de variables de estado incluidas en la modelación, los resultados secentran en variables normalmente utilizadas para definir el estado trófico de uncuerpo de agua: Fósforo Total, Nitrógeno Total y Clorofila -a Total; y otrasvariables características de la hidrodinámica y calidad de sistemas acuáticoslénticos: Temperatura, Oxígeno Disuelto y Sólidos Suspendidos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 58 de 177Como ya ha sido mencionado a lo largo de este informe, en el estudió se adoptó laclasificación trófica propuesta por Smith et al. (1991), basada en lasconcentraciones de Fosforo Total, Nitrógeno Total y Clorofila a. El fósforo ynitrógeno constituyen nutrientes escenciales para el crecimiento de la biomasadentro del embalse; sin embargo, la cinética de la biomasa, representada en esteestudio por una especie unica de diatomeas característica de la comunidad demicroalgas planctónicas, no es sólo función de los nutrientes, si no de otrasvariables ambientales, en particular temperatura y penetración de la luz solar en elsistema. Por ello, las concentraciones de nutrientes por si solas no son un buenindicador de trofía, ya que a pesar de poder encontrarse en altas concetraciones,otras variables ambientales podrían limitar la productividad biológica del sistema.Un mejor indicador de la calidad trófica en un embalse es la clorofila a, la cualconstituye una representación biológica de la produción de microalgas en elsistema. Además de responder a las concetraciones de nutrientes, la capacidadde producción del fitoplancton responde a otras condiciones ambientalesrelevantes para el sistema, integrando así otros factores importantes en laeutroficación de los sistemas acuáticos. Si bien es cierto, se realiza unaclasificación trófica en función de los resultados de Fósforo y Nitrógeno obtenidosde la modelación según la clasificación de Smith et al. (1991), no hay que perderde vista que la mayor importancia de estos resultados radica en como afectan ladinámica de la Clorofila a (fitoplancton) que en definitiva determina la calidadlimnológica del sistema.Se consideraron dos distintos escenarios de modelación. El primero de ellosconstituye el caso base, en el cual sólo se considera el aporte de nutrientes y otroscompuestos provenientes desde sus afluentes, valores estimados a partir de lacampañas de muestreo realizadas para el estudio de línea base. El segundoescenario considera además, una entrada extra de nutrientes provenientes de ladescomposición de la materia orgánica, asociada a la vegetación inundadaproducto de la construcción de las centrales del PHA. Para efectos de lamodelación, la carga de nutrientes asociada a la descomposición de la vegetacióninundada se incorporó como una concentración extra de Fósforo y Nitrógeno enlos afluentes al embalse, concentración que se sumó a las concetraciones propiasde los aflunetes (condición base). Estas concentraciones de entrada y su variaciónen el tiempo fueron estimadas considerando el total de la masa vegetal inundada ylas tasas de descomposición correspondientes. El detalle de la metodologíaempleada para la representación de la masa vegetal inundada en el modelo, seencuentra en el Apéndice P y los resultados específicos en cada escenario demodelación se encuentran en el Anexo 1M, Apéndice 1 – Parte 2 “Resultadosmodelación” de la presente Adenda.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 59 de 177También, se realizaron escenarios de sensibilización respecto del escenario base(sin vegetación) para un horizonte de modelación de 5 años, en función de losparámetros forzantes: viento y cobertura de nubes. Para la sensibilización delmodelo se consideró una disminución de un 20 % en los valores del vientorespecto de la condición base, y para el caso de nubes, se aumento la cobertura aun 100% durante el periodo de invierno.Con relación al estudio de Sólidos Suspendidos en los embalses del PHA, elobjetivo principal radica en estimar la cantidad de material capaz de ser retenidopor el sistema, el que podría impactar el transporte de silicatos, asociados a laspartículas más finas, hacia el fiordo. Los procesos interno más importantecorresponde a la sedimentación de las partículas en el embalse, y en menormedida la posible re suspensión de éstos desde el fondo. Por ello, más que lavariabilidad espaciotemporal de los Sólidos Suspendidos dentro del embalse, loimportante es cuantificar la diferencia entre las concentraciones afluentes yefluentes a cada embalse, valores indicativos de la cantidad de material retenidoen cada sistema. Como es de esperar, los resultados obtenidos muestran que noexisten diferencias significativas entre los distintos escenarios de modelaciónconsiderados, por lo que no se realizará un análisis de sensibilidad de estavariable en función de las forzantes viento y nubes, como tampoco se modelarándistintos escenarios, con y sin vegetación, ya que esto tampoco introducevariaciones sobre los resultados de sólidos suspendidos en los embalses.a) Río Bakeri) TemperaturaLos resultados sobre la temperatura del embalse Baker 1 para el escenario basede modelación (sin vegetación inundada), muestran que durante el invierno elembalse Baker 1 presenta una estructura térmica completamente homogénea, singrandes variaciones entre la temperatura asociada a las aguas afluentes y lassimuladas al interior del embalse. En el verano en cambio, las aguas afluentes alembalse Baker 1 sufren un leve aumento en sus temperaturas, principalmente enlas zonas más superficiales y cercanas al muro (Figura 6.41), presentando deesta manera tanto un gradiente térmico vertical como horizontal. Sin embargo, lasbajas diferencias de temperaturas no son suficientes como para promover unaestratificación importante.En cuanto a la magnitud de las temperaturas simuladas al interior del embalse, seobserva que este alcanza temperaturas máximas cercanas a los 12 °C en zonassuperficiales y cercanas al muro. Sin embargo, el bajo gradiente térmico verticalhace que estas temperaturas no disminuyan sustancialmente en profundidad,pudiendo alcanzar temperaturas cercanas a los 10 °C en el fondo del embalse.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 60 de 177Aguas arriba de los primeros 6 Km de embalse, este se presenta completamentemezclado, pudiendo alcanzar temperaturas máximas cercanas a los 10-11 °C.Tal como muestra la Figura 6.41, en la zona más profunda del embalse, en elsector del muro, es posible encontrar aguas más frías, entorno a los 6-7 °C,aguas probablemente estancadas desde el invierno o transportadas por corrientesde densidad de bajas temperaturas.A pesar del leve calentamiento de las aguas simulado en las épocas de verano alinterior del embalse, su efecto neto sobre las aguas efluentes resultaprácticamente despreciable, ya que no se notan diferencias significativas entre lastemperaturas asociadas a las aguas afluentes y efluentes del embalse Baker 1(Figura 6.42). Lo anterior, se debe principalmente a que el leve calentamiento delas aguas del sistema es sólo un efecto de superficie, el cual resulta despreciabledebido a que la descarga se sitúa en torno a los 20 m de profundidad. Además, ladiferencia de temperaturas entre los valores afluentes y máximos en el embalse,es demasiado pequeña como para ser percibida por los efluentes. En general, ellago presenta una buena mezcla, con una temperatura prácticamente homogéneaen la mayor parte del embalse.En la Figura 6.43, se muestra la temperatura media asociada al embalse para lacondición base y los distintos escenarios de sensibilización considerados. Seaprecia una variación intranual de la temperatura media que fluctúa entre valoresmínimos y máximos entorno a los 5 y 11 °C. Respecto de este valor, no se notangrandes cambios para distintas condiciones de cobertura de nubes. Ladisminución de los vientos muestra leves cambios en la temperatura durante elperíodo de verano, la que podría llegar a aumentar cerca de 1 °C por sobre lacondición Base. De esta forma se desprende que la temperatura no es unavariable muy sensible a cambios de los parámetros forzantes en el embalse Baker1.Al incluir la vegetación inundada en la modelación, no se notan cambiossignificativos en la estructura térmica del embalse Baker 1 ni en las temperaturasasociadas a los afluentes, por lo que los resultados anteriores siguen siendoválidos. En cuanto a los escenarios de sensibilización, tampoco se notan grandesdiferencias, por lo que se concluye que los resultados mostrados sonrepresentativos de la dinámica espaciotemporal de la temperatura en el embalseBaker 1.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 61 de 177Figura 6.41. Baker 1, Temperatura. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 62 de 177Figura 6.42. Baker 1. Comparación entre valores de temperaturas afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Figura 6.43. Temperatura media al interior del embalse Baker 1 para un horizonte de 5años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes, correspondena simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenarios desensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 63 de 177El embalse Baker 2 (escenario sin vegetación inundada) presenta un perfil térmicoprácticamente homogéneo tanto en invierno como en verano, con un levegradiente térmico horizontal y vertical (en la zona del muro) en épocas de verano(Figura 6.44). En verano, las máximas temperaturas simuladas en el embalsealcanzan valores cercanos a los 13 °C, entre 1 y 2 °C más que las aguasafluentes. Si bien los máximos ocurren en superficie, el gradiente térmico verticales prácticamente despreciable, por lo que, en general no hay grandes diferenciasentre las temperatura superficiales y de fondo.Similar a lo ocurrido en el caso de Baker 1, cambios en las forzantes de viento ynubosidad no generan cambios significativos de la temperatura al interior delembalse. Lo anterior puede ser observado en la Figura 6.45, donde se presentanvalores de la temperatura media al interior del embalse según los distintosescenarios de modelación asociados. Incluso para el caso de Baker 2, cambios enlos patrones de viento tienen aún menos relevancia en las temperaturas delembalse en comparación a lo ocurrido en Baker 1.El efecto neto del embalse sobre las aguas afluentes muestra que estas en losperiodos de máximos y mínimos presentan diferencias cercanas a los 2 °Ccomparado con los valores de temperatura afluentes al embalse. Esta diferenciase manifiesta además como un calentamiento en verano y un enfriamiento eninvierno. Esto se debe a que las aguas son descargadas en superficie, lugardonde están más expuestas al intercambio de calor con la atmósfera.Al igual que en el caso de Baker 1, la vegetación inundada no produce cambiossignificativos sobre la estructura térmica del embalse Baker 2. Además, losanálisis de sensibilidad demostraron que los resultados no varían mucho respectodel escenario base acá mostrado.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 64 de 177Figura 6.44. Baker 2, Temperatura. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 65 de 177Figura 6.45. Temperatura media al interior del embalse Baker 2 para un horizonte de 5años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes, correspondena simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenarios desensibilización asociados.Figura 6.46. Baker 2. Comparación entre valores de temperaturas afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario base, sinvegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 66 de 177En resumen, se observa que el sistema de embalses asociados al río Bakergenera variaciones máximas entorno a los 2°C respecto de su condición base.Este impacto se debe principalmente al embalse Baker 2, el cual produce uncalentamiento de las aguas en verano y un enfriamiento de las mismas eninvierno. El embalse Baker 1 no genera un impacto significativo en lastemperaturas asociadas a sus afluentes; sin embargo, dentro del embalse sepueden alcanzar temperaturas máximas cercanas a los 12 -13°C, 1 o 2 °C mayorlas temperatura de entrada. Sin embargo, estas temperaturas quedan acotadas azonas superficiales cercanas al muro. La mayor parte el embalse muestra un perfilprácticamente homogéneo y comparable a sus temperaturas afluentes.ii) Nitrógeno totalLa evolución temporal del nitrógeno total en el embalse Baker 1 para el escenariobase sin vegetación, muestra que este se encuentra casi completamentemezclado en invierno, con la aparición de un pequeño gradiente horizontal enverano. Durante el invierno, el sistema presenta una concentración cercana a los0.1 mg/l, la cual aumenta a cerca de 0.15 mg/L en verano. A finales del periodo deverano, se observa un máximo puntual hacia el fondo del embalse y en el sectorcercano al muro, el cual puede alcanzar valores extremos cercanos a los 0.25mg/L. Se debe notar que este efecto queda acotado a una pequeña zona delembalse, la cual no presenta una buena mezcla durante este periodo particular.De todas formas, los valores de nitrógeno resultan siempre menores a 0.35 mg/L,correspondiente al límite oligotrófico máximo, por lo que el embalse siguemanteniendo la condición trófica de línea base.El impacto neto del embalse sobre las concentraciones de nitrógeno en el sistemapuede ser observado en el gráfico de la Figura 6.48, donde se comparan lasconcentraciones afluentes con las efluentes al embalse. Se observa que durante laépoca de invierno, no existe un impacto significativo en relación a este parámetro.Sin embargo, en época de verano, la concentración de salida disminuye a cercade 0,15 mg/l comparado con los cerca de 0,22 mg/L afluentes.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 67 de 177Figura 6.47. Baker 1, Nitrógeno total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 68 de 177Figura 6.48. Baker 1. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes (entrada) yefluente (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario base, sinvegetación.Al considerar la vegetación inundada dentro del sistema se produce un aumentoen las concentraciones de nitrógeno dentro del embalse en los primeros años demodelación (Figura 6.49), lo anterior producto de las entradas de nitrógenoasociadas a la descomposición de esta masa vegetal inundada. Bajo esteescenario, el embalse muestra máximos por sobre los 0,4 mg/L durante el primerperiodo de verano de modelación. Estos máximos disminuyen paulatinamente enel tiempo, siendo prácticamente despreciables respecto del escenario sinvegetación al cabo de unos 4 a 5 años. En cuanto a la distribución espacial delnitrógeno al interior del embalse, se observa que mantiene los mismos patronesmostrados en la condición sin vegetación, con una distribución prácticamentehomogénea en invierno, y un leve gradiente horizontal en verano. Durante el finaldel verano, se observan valores máximos en el fondo del embalse, los cuales,luego de los primeros 5 años de modelación, mantienen valores similares a losmostrados en el caso anterior, los que alcanzan valores extremos cercanos a los0,25 mg/L.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 69 de 177Figura 6.49 Baker 1, Nitrógeno total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 70 de 177Debido a que el Nitrógeno se presenta en general bien mezclado en el sistema,las concentraciones asociadas a los caudales afluentes representan de buenaforma la dinámica temporal de esta variable también dentro del embalse. Alcomparar las concentraciones de entrada y salida al embalse Baker 1 durante todoel periodo de modelación (Figura 6.50), se observa un aumento significativo en lasconcentraciones de nitrógeno durante el primer periodo de modelación, donde sesobrepasa los 0,4 mg/L, concentración indicativa de una condición mesotrófica.Este exceso de nitrógeno proviene directamente de los aportes de la vegetaciónen descomposición, y no se debe a la producción de Nitrógeno dentro del sistema,el que tiende a disminuir constantemente respecto de sus valores de entrada. Alcabo de algunos años, 4 a 5 años, los aportes asociados a la vegetación dejan deser importantes y el embalse vuelve a mostrar resultados típicos de una condiciónsin vegetación.Figura 6.50. Baker 1. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario con vegetación.La línea azul representa las concentraciones afluentes más el nitrógeno aportado por ladescomposición de la vegetación inundada.Respecto a la dinámica del Nitrógeno Total al interior del embalse Baker 2, Figura6.51, se observa que ésta es muy similar a lo que ocurre en Baker 1. El sistemapresenta concentraciones típicas de verano entorno a los 0,1 y 0,15 mg/Lrespectivamente encontrándose en general bien mezclado. A diferencia de loocurrido en Baker 1, no se observan la aparición de máximos en el fondo, estodebido principalmente a las menores profundidades y, por la tanto, mayorcapacidad de mezcla del embalse Baker 2 en los sectores del fondo.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 71 de 177Las entradas de nitrógeno al embalse Baker 2 se ven reducidas respecto a lascorrespondientes a Baker 1, alcanzando máximos en verano cercanos a los 0,14-0,15 mg/L (Figura 6.52). Esta reducción se debe en gran parte al consumo denitrógeno por parte de Baker 1, ya que los portes asociados a los ríos De laColonia y Los Ñadis, los cuales están considerados dentro de los afluentes alsistema Baker 2, son de menor importancia.El impacto global del embalse Baker 2 sobre las concentraciones de Nitrógenototal es mínimo y constituye una reducción de no más de 0,1 a 0,2 mg/L, tanto enel periodo de invierno como de verano. Sin embargo, en comparación con lasmediciones de línea base, el impacto conjunto de ambas centrales, Baker 1 yBaker 2, significa una disminución en torno a los 0,8 mg/L.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 72 de 177Figura 6.51. Baker 2, Nitrógeno total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 73 de 177Figura 6.52. Baker 2. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes (entrada) yefluente (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario base, sinvegetación.El efecto de la vegetación inundada resulta en aumentos importantes en lasconcentraciones de Nitrógeno Total, al interior del embalse Baker 2 durante losprimeros años de modelación (Figuras 6.53 y 6.54). Los máximos simuladosalcanzan valores por sobre los 0,4 mg/L. A diferencia de lo observado en Baker 1,durante los 4 primeros años de modelación, las máximas concentracionesefluentes del embalse sobrepasan a las afluentes, lo que indican una ciertatendencia de este embalse a generar nitrógeno durante este periodo. Pasado unos4 a 5 años, el vuelve a mostrar resultados similares a los encontrados para elescenario sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 74 de 177Figura 6.53. Baker 2, Nitrógeno total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 75 de 177Figura 6.54. Baker 2. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes (entrada) yefluente (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario con vegetación.La línea azul representa las concentraciones afluentes más el nitrógeno aportado por ladescomposición de la vegetación inundada.En cuanto a la sensibilidad de las concentraciones de Nitrógeno tanto en elembalse Baker 1 como Baker 2, respecto de las variables forzantes viento ycobertura de nubes, no se observan cambios significativos respecto de lacondición base, por lo que los resultados presentados son representativos de ladinámica del nitrógeno en ambos embalses (Figuras 6.55 y 6.56).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 76 de 177Figura 6.55. Concentración media de Nitrógeno Total al interior del embalse Baker 1 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.56. Concentración media de Nitrógeno Total al interior del embalse Baker 2 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 77 de 177iii) Fósforo TotalCon relación a la dinámica del fósforo dentro del embalse Baker 1, se observa quedurante el periodo de invierno, este se presenta en concentraciones cercanas alos 0,005 mg/L y homogéneas en todo el embalse. La concentración de 0,005mg/L corresponde a la concentración de entrada, lo que indica que no existencambios en las concentraciones de fósforo al interior del embalse durante elinvierno.En cambio durante el verano, el fósforo cambia sus concentracionesprincipalmente en profundidad. En la zona más superficial se nota una leve bajaen los niveles de fósforo respecto de las concentraciones de entrada, debidoprobablemente al consumo de fósforo por parte del fitoplancton. En esta zona lasconcentraciones de Fósforo se encuentran en torno a los 0,004 mg/L.Aproximadamente bajo los 30 m de profundidad, el fósforo mantieneconcentraciones similares a las de entrada (0,005 mg/L), constituyendoprincipalmente una zona de transporte de este constituyente sin presentarreacciones importantes que modifiquen su valor (Figura 6.57). En función de estasconcentraciones, el embalse Baker 1 podría ser catalogado como oligotrófico. Enel fondo del embalse y hacia el término del verano, se observa importantesconcentraciones de fósforo que alcanzan los 0,03 mg/L, concentracióncorrespondiente al límite mesotrófico-eutrófico. Al igual que en el caso delNitrógeno, estos valores resultan de una pobre capacidad de mezcla en esa zonadel embalse y en esa época del año particular. Además, se encuentra acotado auna pequeña zona del embalse.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 78 de 177Figura 6.57 Baker 1, Fósforo total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 79 de 177El aumento del fósforo en el fondo de lagos o embalses resulta del reciclaje demateria orgánica desde los sedimentos, el cual depende de algunos factores talescomo la concentración de materia orgánica en los sedimentos, oxígeno disuelto ytemperatura entre otras cosas. En general, este tipo de fenómenos es típico deambientes anóxicos; sin embargo, el embalse no presenta problemas en relaciónal Oxígeno disuelto, el cual se mantiene siempre por sobre los 8 mg/L. De estaforma, se estima que estos resultados no son lo suficientemente precisos enrelación al Fósforo en profundidad, y sus valores pueden ser consecuencia de unartefacto en el cálculo. No hay disponible aún modelos que resuelvan en formaprecisa las interacciones sedimento-columna de agua, por lo que generalmenteasumen tasas de intercambio constantes moduladas por temperatura y Oxígenodisuelto. Sin embargo, estas tasas resultan empíricas y no necesariamenteresuelven la dinámica real del problema. Por ello, resultados derivados de lainteracción sedimento-columna de agua pueden llevar asociado errores propios dela modelación.En términos generales, y a pesar de los máximos obtenidos en profundidad,valores medios en el embalse muestran que no existe un aumento significativo enlas concentraciones de Fósforo al interior del embalse, sino más bien un consumoen los periodos estivales (Figura 6.58). En relación a la sensibilidad de estavariable a las forzantes viento y nubosidad, se observa que esta es prácticamentedespreciable.Resultados similares se obtienen con relación a las concentraciones de Fósforoefluentes del embalse Baker 1, donde se observa que éstas rara vez sobrepasanlos 0,005 mg/L, tendiendo a bajar a poco menos de 0.0045 mg/L durante el verano(Figura 6.59).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 80 de 177Figura 6.58. Concentración media de Fósforo Total al interior del embalse Baker 1 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.59. Baker 1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario sin vegetación.Similar al caso del Nitrógeno Total, en el caso con vegetación, el fósforo veaumentada sus concentraciones durante los primeros años de modelación,

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 81 de 177alcanzando máximos en la columna de agua cercanos a los 0,016-0,018 mg/L,correspondientes a niveles mesotróficos, situación que se normaliza luego de unos4 ó 5 años de modelación (Figura 6.60).Como se observa en la Figura 6.61 los aumentos en las concentraciones deFósforo se deben principalmente al aporte de la vegetación inundada y no aprocesos internos. Según muestra la Figura 6.61, los cambios en los aportes denutrientes al sistema producto de la descomposición de la masa vegetal inundadaperdura por casi 13 años de modelación; sin embargo, pasados los primeros tresaños los efectos se reducen considerablemente, mientras que la condiciónoligotrófica base prácticamente se recupera después de 4-5 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 82 de 177Figura 6.60. Baker 1, Fósforo total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 83 de 177Figura 6.61. Baker 1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes (entrada) yefluente (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario con vegetación.La línea azul representa las concentraciones afluentes más el fósforo aportado por ladescomposición de la vegetación inundada.Los resultados sobre las concentraciones de fósforo en el embalse Baker 2 para lacondición base (sin vegetación), muestran características similares a las de Baker1, presentando una concentración prácticamente homogénea en superficie conaumentos puntuales en profundidad durante el verano, y una estructuracompletamente homogénea en invierno (Figura 6.62). Durante el invierno elembalse presenta concentraciones entorno a los 0.005 mg/L, básicamente lamisma concentración de entrada. Durante el verano, las concentraciones ensuperficie aumentan a valores cercanos a 0,01 mg/L, mientras que en profundidades posible alcanzar valores máximos cercanos a los 0,018 mg/L. Concentracionesentre 0,01 y 0,03 mg/L corresponden a lagos mesotróficos. Los menores valoresde fósforo alcanzados por el embalse Baker 2 en profundidad se debenprincipalmente a su menor profundidad y mayor capacidad de mezcla. A diferenciadel embalse Baker 1, dentro del embalse Baker 2 nunca se exceden los valores deentrada, los que en verano bordean los 0,025 mg/L, alcanzando máximos quesuperan los 0,04 mg/L. Estas grandes concentraciones de fósforo se debeprincipalmente a los afluentes del río Los Ñadis, el cual ingresa al embalse Baker2 unos 6 Km aguas arriba del muro.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 84 de 177Figura 6.62. Baker 2, Fósforo total. Fósforo total. Imagen superior: corte longitudinal deun perfil de temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal(20 años) del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (seccióncentral y cercano al muro). Escenario base, sin vegetación

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 85 de 177En cuanto a los valores medio de concentración de fósforo dentro del embalseBaker 2, en la Figura 6.63 se observa que en verano este alcanza valoresmáximos cercanos a los 0,01 mg/L, lo que constituye el límite oligotrófico según laclasificación de Smith et al. (1999). Además, no se notan diferencias en elcomportamiento de esta variable ente cambios en los forzantes del sistema.Figura 6.63. Concentración media de Fósforo Total al interior del embalse Baker 2 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.El resultado de la construcción del embalse Baker 2 en relación a lasconcentraciones de fósforo en el sistema indica una disminución importante deesta variable en los caudales efluentes respecto de las afluentes (Figura 6.64).Debido a que la mayoría del fósforo proviene desde el río Los Ñadis, estareducción en sus concentraciones significaría un cambio importante respecto delos valores de línea base en el sector de la salida de Baker 2.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 86 de 177Figura 6.64 Baker 2 Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario sin vegetación.Como es normal para el caso de los nutrientes en el sistema, la incorporación devegetación sumergida en la modelación, se traduce en un aumento significativo delos niveles de fósforo en el embalse Baker 2 cercanos a los 0,03 mg/L,concentraciones que se observan durante el primer año de modelación (Figura6.65). Luego de 2 a 3 años de modelación el sistema vuelve a presentar valoressimilares a los mostrados en la condición sin vegetación.Como se aprecia en la Figura 6.66, el aporte de fósforo producto de la Vegetaciónsumergida no resulta tan importante comparado con los aportes del río Los Ñadis,por lo que su efecto sobre los caudales de salida de la central Baker 2 sólo esapreciable durante los 2 a 3 primeros años de modelación. Luego de este período,las concentraciones de salida, tanto en invierno como verano, son comparables ala condición sin vegetación antes modelada.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 87 de 177Figura 6.65 Baker 2, Fósforo total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 88 de 177Figura 6.66 Baker 2 Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario con vegetación.iv) SíliceLos valores de Sílice por sobre los 2 mg/L corresponden a altas concentracionesde este elemento en lagos y embalses, por lo que no constituiría una limitación alcrecimiento de diatomeas en el sistema (de la Fuente y Niño, 2008). Los valoresde Sílice simulados en los embalses Baker 1 y Baker 2 presentan concertacionespor sobre este límite, sin presentar además grandes cambios respecto de susconcentraciones afluentes, lo que significa un bajo consumo de Sílice por lasdiatomeas en comparación a sus valores de entrada (Figuras 6.67 a 6.70). Alcomparar las concentraciones de Sílice afluentes a ambos embalses, respecto delas concentraciones efluentes, sólo se nota un pequeño consumo de Sílice, menora 0,1 mg/L, asociado a los máximos de clorofila a. Sin embargo, los nivelesnormales de Sílice son repuestos rápidamente por el sistema a través de loscaudales de entrada.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 89 de 177Figura 6.67. Concentración media de Sílice al interior del embalse Baker 1 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados.Figura 6.68. Concentración media de Sílice al interior del embalse Baker 2 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 90 de 177Figura 6.69. Baker 1. Comparación entre valores de Sílice afluentes (entrada) y efluentes(salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Figura 6.70. Baker 2. Comparación entre valores de Sílice afluentes (entrada) y efluentes(salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 91 de 177v) Clorofila aEl crecimiento del fitoplancton al interior de los embalses del PHA, representadopor la evolución espaciotemporal de la concentración de clorofila a, es función delos niveles de nutrientes, temperatura e intensidad de luz. Es por ello esperableencontrar los máximos de clorofila a en sectores superficiales donde lastemperaturas tienden a ser mayores y donde se encuentra la zona fótica delcuerpo de agua.Los resultados de clorofila a al interior del embalse Baker 1 muestran que, enépocas de verano, ésta se concentra en los primeros 8 km aguas arriba del murohasta una profundidad aproximada máxima de 10 m (Figura 6.71). En invierno encambio, el embalse mantiene una concentración homogénea de poco más de 0,2µg/L, correspondiente a la concentración afluente. El nulo crecimiento de algas enépocas de invierno, resulta un comportamiento típico en lagos de la zona productode las bajas temperaturas de las aguas del sistema, factor que limita elcrecimiento del fitoplancton.En verano, la gran mayoría del embalse presenta concentraciones relativamentehomogéneas cercanas a los 0,6 µg/L. Resultados sobre las concentracionesmedias de clorofila a dentro del embalse muestra que los máximos de veranofluctúan entre 0,6 a más de 1,6 µg/L (Figura 6.72). Además, la Figura 6.72muestra que éste valor es bastante sensible a cambios en los patrones de viento.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 92 de 177Figura 6.71 Baker 1, Clorofila a Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 93 de 177Figura 6.72. Concentración media de Clorofila a al interior del embalse Baker 1 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados.La concentración de clorofila a típica de superficie es representada por los valoresobtenidos del modelo en un punto ubicado en superficie y en la zona cercana almuro, valores representados en la Figura 6.73 para los distintos escenarios desensibilización considerados. En general, la mezcla superficial que ocurre en losembalses producto del viento, tiende a homogenizar la concentración de clorofila aen la parte superior de la columna de agua. Por ello, la clorofila a superficialresulta representativa de los valores en los primeros metros de la columna deagua, sector donde efectivamente se concentra la clorofila a. Los resultadosmuestran concentraciones máximas de verano entre 1 y 9 µg/L, pudiendo alcanzarasí concentraciones dentro de los límites eutróficos. Se observa ademásvariaciones importantes de las concentraciones máximas en función de lacondición de vientos empleada.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 94 de 177Figura 6.73. Concentración en superficie de Clorofila a en el sector del muro de Baker 1para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Más que la condición de vientos, las concentraciones de clorofila a en el sistemaresponden a cambios en la temperatura y concentración de sólidos suspendidosen superficie, factor que incide directamente en la cantidad de luz capaz depenetrar al sistema. Altos valores de temperatura aumentan el gradiente térmicoen el sistema, reduciendo así la mezcla entre la capa superficial y profunda. Estemecanismo hidrodinámico reduce la renovación de sólidos suspendidos ensuperficie, lo que sumado al proceso de sedimentación del material resulta en unadisminución de sus concentraciones en ese sector del embalse. El coeficiente deextinción del luz, λ, coeficiente que regula la cantidad de radiación disponible parala fotosíntesis a una determinada profundidad, es estimado por el modelo como lasuma de un valor base, asociado al agua, más un valor derivado de laconcentración de sólidos suspendidos totales en la columna. Por ello, unadisminución en las concentraciones provoca un cambio importante en la cantidadde luz que penetra el sistema.En la Figura 6.74 se presentan perfiles verticales de clorofila a, temperatura ysólidos suspendidos totales en la columna de agua en un sector cercano al muroen verano. La denominación “aguas claras” se refiere a una baja concentración desólidos suspendidos en superficie, lo que facilita la penetración de la luz, mientrasque “aguas oscuras” se refiere al caso de alta concentración de sólidos, condiciónque limita la penetración de la luz al sistema. En la figura se observa claramente la

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 95 de 177correlación entre el comportamiento de la clorofila a en superficie con los patronesde temperatura y sólidos suspendidos existentes. Altas temperaturas en superficie,del orden de 15 °C, afectan la capacidad de mezcla generando una reducción enla concentración de sólidos suspendidos, los que alcanzan mínimos de 3 mg/L.Esta reducción en las concentraciones de sólidos suspendidos aumenta lapenetración de la luz, lo que promueve el crecimiento de microalgas debido a quese facilita la actividad fotosintética. A pesar de que en la condición de aguasoscuras igual se observa una disminución de sólidos suspendidos en superficie,estos se mantienen por sobre los 7 mg/L, condición suficiente para controlar elcrecimiento de algas en el sistema, manteniéndolo por debajo de 1 µg/L declorofila a.En la Figura 6.75 se observa la evolución temporal del perfil vertical deconcentración de sólidos suspendidos, en el sector cercano al muro. Al compararlos resultados mostrados por esta figura con la concentración de clorofila a ensuperficie, para el caso de modelación base, se observa que los valores máximosde clorofila coinciden con bajas concentraciones de sólidos suspendidos en esesector. Concentraciones de sólidos suspendidos en superficie por debajo de los 4-5 mg/L generan máximos de clorofila a entorno a 9 µg/L. Concentraciones desólidos por sobre este valor, no permiten que la clorofila a sobrepase valores de 2-3 mg/L.En la Figura 6.76 se muestra la variación de la temperatura superficial en el sectordel muro. Se observa que los máximos de temperaturas coinciden con losmínimos en las concentraciones de sólidos en superficie, y por lo tanto, con losmáximos en los valores de clorofila a.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 96 de 177Figura 6.74 Perfiles verticales de clorofila a, temperatura y sólidos suspendidos totales enel sector cercano al muro durante un día de verano. La denominación “aguas claras” serefiere a una baja concentración de sólidos suspendidos en superficie, lo que facilita lapenetración de la luz, mientras que “aguas oscuras” se refiere al caso de altaconcentración de sólidos, condición que limita la penetración de la luz al sistema.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 97 de 177Figura 6.75. Evolución espacio temporal de la concentración de sólidos suspendidos en elsector cercano al muro. Escenario base.Figura 6.76. Temperatura superficial en el sector del muro de Baker 1 para un horizontede 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 98 de 177A pesar de que las simulaciones muestran una importante reducción de sólidossuspendidos totales en periodos de alta temperatura en el sistema, la magnitud deesta reducción está sujeta a la capacidad de sedimentación del materialparticulado. Para la modelación se consideró una tasa de sedimentación únicarepresentativa de todo el material sólido afluente al embalse, estimada en 0.72m/día. Si bien este valor es representativo de la media de los sedimentos ensuspensión, estudios de laboratorio muestran que las partículas más finas podríanpresentar tasas de sedimentación un orden de magnitud inferior a la utilizada. Porello, no se espera una reducción importante de las fracciones finas incluso enperiodos de fuertes gradientes térmicos, por lo que las concentracionessuperficiales podrían sobrepasar fácilmente valores de 7 mg/L, lo cual essuficiente para mantener los valores de clorofila a acotados por debajo de los 3µg/L, manteniéndose así la condición oligotrófica del embalse. Un estudio desensibilidad sobre los valores de la tasa de sedimentación realizada en el embalseBaker 2, mostró que las fracciones más finas, en el rango de arcillas,prácticamente no sedimentan dentro del embalse (ver resultados de sólidossuspendidos en Baker 2 más adelante).En términos de las concentraciones de clorofila a efluentes del embalse, seobserva que, salvo valores puntuales, no existen grandes diferencias entre lacalidad de las aguas de entrada y salida. Lo anterior es producto de que las altasconcentraciones de clorofila a estimadas en superficie quedan acotadas a esazona particular, sin penetrar zonas más profundas donde se encuentra la descarga(~20 m) (Figura 6.77). De esta manera, los valores máximos de clorofila aefluentes del embalse Baker 1 fluctúan entre valores típicos de 0,6 µg/L,correspondiente a la concentración afluente al sistema, y valores máximospuntuales de 1,8-2 µg/L, los que clasifican la calidad de aguas efluentes a lacentral como oligotróficas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 99 de 177Figura 6.77. Baker 1. Comparación entre valores de Clorofila a afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario base, sinvegetación.Los resultados asociados al caso con vegetación inundada, muestran queprácticamente no hay diferencias significativas con los resultados obtenidos parael caso anterior (sin vegetación). Como muestra en la Figura 6.78, tanto ladinámica temporal como los valores característicos medios, se mantienen dentrode los mismos rangos observados anteriormente. Los valores máximos desuperficie tampoco se ven modificados, encontrándose en el rango de 1 a 9 µg/L.Este resultado refleja la importancia de la temperatura y penetración de la luz(sólidos suspendidos), por sobre los nutrientes, en la dinámica de crecimiento delfitoplancton dentro del embalse.Al observar las concentraciones de entrada y salida del embalse (Figura 6.79), sibien se muestran concentraciones efluentes levemente mayores a las modeladasen el caso sin vegetación, no se aprecia el efecto característico de la vegetaciónasociado a los nutrientes, donde sí se observa un cambio en el comportamientodel embalse durante los primeros 3 a 5 años de modelación.Bajos estas condiciones de modelación (con vegetación) las aguas afluentes alembalse Baker 1 presentan máximos de verano entorno a los 0,6 µg/L, valorsimilar a la concentración afluente, con máximos puntuales que llegan a 2,4 µg/L.Bajo todo este rango de concentraciones, las aguas efluentes presentancaracterísticas oligotróficas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 100 de 177Figura 6.78. Baker 1, Clorofila a Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 101 de 177Figura 6.79 Baker 1 Comparación entre valores de Clorofila a afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario con vegetación.Los resultados obtenidos sobre la concentración de clorofila a en el embalse Baker2 para la condición sin vegetación, muestra un incremento en sus concentracionesde clorofila a entrono a los primeros 15-20 m de profundidad, obteniendo máximosmás elevados en el sector cercano al muro los que pueden alcanzar valorescercanos a 1,6 µg/L (Figura 6.80).En términos de los valores medios registrados al interior del embalse, se observaque estos fluctúan entre mínimos de 0,2 a máximos de 1 µg/L (Figura 6.81). Aligual que lo observado en Baker 1, los resultados de clorofila a muestrandiferencias en función del patrón de vientos utilizados, variable que repercutedirectamente sobre la temperatura superficial en el embalse.Debido a que la descarga de la central Baker 2 es prácticamente superficial, lasconcentraciones de salida resultan representativas de los máximos simulados ensuperficie, los cuales son bastante menores a los registrados en Baker 1 (Figura6.82). A pesar de la dilución de los efluentes de Baker 1 producto de los ríos De laColonia y Los Ñadis, se observa que los valores máximos alcanzados respondenen función de los máximos de clorofila a asociados a los efluentes del embalseBaker 1.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 102 de 177Las menores concentraciones de clorofila a en comparación a las observadas enBaker 1, se debe en parte a las menores temperaturas superficiales simuladas enel embalse Baker 2, las cuales no sobrepasan máximos de 13 °C, y las mayoresconcentraciones de sólidos suspendidos en superficie, las que se mantienen porsobre los 20 mg/L en verano. Del punto de vista de los máximos de clorofila adentro del embalse como asociado a sus efluentes, el embalse Baker 2 mantieneuna calidad oligotrófica de sus aguas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 103 de 177Figura 6.80. Baker 2, Clorofila a Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 104 de 177Figura 6.81. Concentración media de Clorofila a al interior del embalse Baker 2 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados.Figura 6.82 Baker 2. Comparación entre valores de Clorofila a afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Escenario base, sinvegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 105 de 177Los resultados obtenidos para el escenario con vegetación inundada no presentamayores cambios respecto del escenario anterior (sin vegetación) y sus mayoresvalores en las concentraciones son producto de las mayores concentracionesefluentes desde Baker 1 para esta misma condición. De esta forma, es posibleconcluir que no existe una dinámica importante del fitoplancton al interior delembalse, producto de la incorporación de la vegetación inundada en la modelaciónde la clorofila a en Baker 2. Los resultados pueden ser resumidos en el gráfico dela Figura 6.83, donde se muestran los valores afluentes a Baker 2, constituidosprincipalmente por los efluentes de Baker 1, y las concentraciones de salida delembalse Baker 2. La Figura 6.83 muestra un aumento en las concentracionesmáximas de clorofila a de 2 µg/L, manteniendo así la condición oligotrófica delembalse Baker 2.Figura 6.83. Baker 2. Comparación entre valores de Clorofila a afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.vi) Oxígeno DisueltoTanto el embalse Baker 1 como Baker 2 presentan altas concentraciones deOxígeno disuelto, generalmente mayores a 9 mg/L, lo que constituye unaexcelente calidad de sus aguas en relación a este parámetro, incluso enescenarios que incluyen la vegetación inundada, la cual genera un consumoadicional en el sistema.Los resultados relacionados con esta variable se resumen en las Figuras 6.84 y6.85, las que muestran la variación del perfil vertical de Oxígeno disuelto en lacolumna de agua en un sector cercano al muro dentro de los embalses Baker 1 y

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 106 de 177Baker 2. Los resultados muestran las buenas condiciones de oxigenación en estesector de los embalses, el que debido a su profundidad, podría presentar laspeores condiciones respecto de esta variable. El embalse Baker 1 muestra unapequeña disminución del oxígeno en el fondo, la que no baja de los 7-8 mg/L,asociada a las menor renovación de las aguas en ese sector, lo cual se encuentrarelacionado con la hidrodinámica propia del embalse y fue discutido previamentecon relación a otras variables de estado del sistema. Además, se observa unapequeña disminución en relación a las concentraciones de verano en superficie,producto del crecimiento de microalgas; sin embargo, esto no perjudica la buenaoxigenación del sistema.Figura 6.84. Baker 1. Evolución temporal del perfil vertical de Oxigeno Disuelto en la zonadel muro. Caso con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 107 de 177Figura 6.85. Baker 2. Evolución temporal del perfil vertical de Oxigeno Disuelto en la zonadel muro. Caso con vegetación.vii) Sólidos SuspendidosLos resultados de Sólidos Suspendidos en el embalse Baker 1, presentados en laFigura 6.86, muestran que existe una pequeña disminución de lasconcentraciones efluentes al embalse respecto de las afluentes, indicativo de queparte de las partículas transportadas por el río Baker quedan depositadas alinterior del embalse. Como se observa en la Figura 6.86, durante la época deverano los aportes de sedimento al embalse Baker 1 alcanzan cerca de los 19mg/L, los que se reducen a valores cercanos a 4 mg/L en la época de invierno,esto debido principalmente al régimen hidrológico de la cuenca, en que losglaciares aportan gran cantidad de sedimentos en suspensión durante la época dedeshielos. Las diferencias máximas entre los valores de entrada y salida soncercanas a 4 mg/L, es decir, cerca del 20 % del material ingresado al embalsepodría ser depositado al interior de éste. Un balance de masa estimado en unperiodo de 5 años de simulación, demostró que la depositación promedio deSólidos Suspendidos en el embalse Baker 1 es de 9,7 %.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 108 de 177Figura 6.86. Baker 1. Comparación entre valores de Sólidos Suspendidos afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.El embalse Baker 2 recibe aportes de Sólidos Suspendidos significativamentemayores a los de Baker 1 durante todo el período, alcanzando máximos cercanosa los 55 mg/L durante la época de verano y mínimos de 5 mg/L en invierno(Figura 6.87). Estos valores en las concentraciones de entrada de SólidosSuspendidos al embalse Baker, 2 se debe principalmente a los aportes del río Dela Colonia. Como se observa en la Figura 6.87, los valores asociados a lasconcentraciones de salida pueden resultar significativamente menores,alcanzando máximos de retención por sobre el 30 %. Un balance másico realizadoen un periodo de 5 años de modelación, reveló una valor medio de retencióndentro del embalse Baker 2 de 28.4 %.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 109 de 177Figura 6.87. Baker 2. Comparación entre valores de Sólidos Suspendidos afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Los altos valores de retención asociados al embalse Baker 2, motivó un análisis desensibilidad sobre la retención de Sólidos Suspendidos en función de distintastasas de sedimentación, es decir, distintos tamaños de partículas. Los resultadosse muestran en la Tabla 6.7 y la Figura 6.88Tabla 6.7: Sensibilización del porcentaje de retención de sólidos suspendidos en funciónde la velocidad de sedimentación, para el Embalse Baker 2Velocidad desedimentaciónmodelación numéricaTamaño departículaequivalentePorcentaje deretención enEmbalse Baker 2(m/d) (um) (%)0,01 0,24 0,5 %0,04 0,50 1,8 %0,15 1,00 6,4 %0,72 2,00 28,4 %

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 110 de 17750%45%Retención de sólidos suspendidos en Embalse Baker 2Porcentaje de retención (%)40%35%30%25%20%15%10%5%0%0 0,5 1 1,5 2 2,5Tamaño de la párticula (µm)Figura 6.88: Sensibilización del porcentaje de retención de sólidos suspendidos enfunción de la velocidad de sedimentación, para el Embalse Baker 2Los resultados muestran una variación importante del porcentaje de retención deSólidos Suspendidos en el embalse Baker 2 en función de la velocidad desedimentación de las partículas. Al considerar una velocidad de sedimentación de0,07 m/día, valor estimado por el informe de la Universidad de Chile (2007) comocaracterístico de la fracción más fina (~1 µm) de Sólidos Suspendidos en elsistema, se obtienen retenciones cercanas al 6%.Este resultado es indicativo de la gran variabilidad sobre la sedimentación de lasdistintas fracciones granulométricas, asociadas a los sólidos suspendidosafluentes al embalse. Si bien la retención de la fracción más gruesa de sedimentospuede resultar considerable, ésta puede ser prácticamente despreciable para lasfracciones más finas. En función de éste resultado, se estima que las fraccionesmás finas, responsables del transporte de silicatos hacia el fiordo, no presentaráncambios significativos en sus concentraciones.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 111 de 177b) Río Pascuai) TemperaturaLos resultados de temperatura asociados al embalse Pascua 1 para un escenariosin vegetación, muestran que éste, a pesar de su gran profundidad, presenta unaestructura térmica prácticamente homogénea durante todo el año (Figura 6.89).Más que a una condición de mezcla, lo anterior se debe a la poca diferencia en lastemperaturas de sus aguas, las que fluctúan entre mínimos poco menores a 4 °Cen invierno y máximos de poco más de 7,5 °C en superficie durante el verano.Estas bajas diferencias entre sus valores de temperatura, no son suficientes comopara generar gradientes de densidad importantes que modifiquen la estructura delsistema.En términos de la temperatura media en el embalse Baker 2, Figura 6.90, seobserva que éste presenta temperaturas mínimas por debajo de los 4° C conmáximos puntuales cercanos a 6 °C. Además, se observa que no existendiferencias significativas en los resultados de temperatura en función de losdistintos escenarios de sensibilización utilizados, mostrando que cambios en lospatrones de viento o de nubosidad no son determinantes en la condición térmicadel sistema.En la Figura 6. 91 se observa que no existen diferencias significativas entre losvalores de Temperaturas afluentes y efluentes del embalse, lo que demuestra quela Temperatura al interior del embalse es función de sus valores de entrada,siendo el intercambio de calor con la atmósfera un proceso de menor importancia.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 112 de 177Figura 6.89. Pascua 1, Temperatura. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 113 de 177Figura 6.90. Temperatura media al interior del embalse Pascua 1 para un horizonte de 5años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes, correspondena simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenarios desensibilización asociados.Figura 6.91. Pascua 1. Comparación entre valores de Temperatura afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 114 de 177Los resultados de temperatura obtenidos para el escenario con vegetación nopresentan ninguna diferencia respecto a los mostrados anteriormente (sinvegetación), por lo que no serán incluidos en el informe.A diferencia de lo ocurrido en el embalse Pascua 1, donde se observaba unaestructura prácticamente homogénea dentro del todo el sistema, el embalsePascua 2.1 si presenta un gradiente vertical de temperaturas en la época deverano (Figura 6.92). Sin embargo, la poca diferencia entre las temperaturas desus aguas hace que este sea más bien débil, sin resultar en cambios importantesde la densidad de sus aguas. El embalse Pascua 2.1 presenta temperaturasmínimas de invierno cercanas a los 4,5 °C, las que pueden aumentar hastamáximos puntuales de 10 °C en superficie, durante el periodo de verano.Las temperaturas medias al interior del embalse fluctúan entre 4 y 7 °C (Figura6.93). Al igual como ocurre en Pascua 1, no se observan diferencias significativasen los valores de temperatura respecto de los diferentes escenarios desensibilización modelados. Tampoco se observan diferencias importantes entre losvalores de temperaturas de entrada y salida del embalse, las que fluctúanprácticamente entre los mismos rangos que la temperatura media (Figura 6.94). Apesar de que las temperaturas máximas dentro del embalse simuladas ensuperficie pueden alcanzar cerca de 10 °C, este efecto no afecta mayormente alas aguas efluentes debido a que la descarga se ubica cercana a los 20 m deprofundidad.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 115 de 177Figura 6.92. Pascua 2.1, Temperatura. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 116 de 177Figura 6.93. Temperatura media al interior del embalse Pascua 2.1 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y losdistintos escenarios de sensibilización asociados.Figura 6.94. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Temperatura afluentes (entrada)y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Al igual a lo ocurrido con el resto de los embalses en el río Pascua, laincorporación de la vegetación inundada en la modelación del embalse Pascua2.1, no introduce cambios en los resultados respecto de la condición sinvegetación, por lo que no serán presentados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 117 de 177Con relación a la temperatura en el embalse Pascua 2.2, Figura 6.95, se observaque esta presenta una estructura prácticamente homogénea al interior de todo elsistema, presentando leves aumentos de la temperatura superficial en el sectorcercano al muro. Sus temperaturas varían entre mínimos de 4 °C a temperaturasmáximas puntuales en superficie cercanas a 10 °C, similar a lo que ocurre en elembalse Pascua 2.1. En cuanto a la temperatura media simulada dentro delsistema, se observa que esta fluctúa entre mínimos de 4 y 7 °C dependiendo de laépoca del año, rango prácticamente idéntico a los del resto de los embalses delsistema Pascua (Figura 6.96). Además, tampoco se observan diferenciassignificativas en función de cambios en los patrones de viento o nubosidad.Debido a que el embalse Pascua 2.2 presenta buenos patrones de mezcla conrelación a la temperatura, no se esperan grandes diferencias entre los valoresmedios y afluentes del sistema. En efecto, la Figura 6.97 muestra que lastemperaturas máximas efluentes del embalse son apenas un poco superiores a lastemperaturas medias máximas. Este leve aumento es consecuencia delcalentamiento superficial del embalse, el cual a través de procesos de mezclaasociados al viento y a la descarga, es transportado hacia el sector de ladescarga, ubicada cerca de los 20 m de profundidad. Al comparar lastemperaturas afluentes y efluentes al embalse Pascua 2.2, no se observandiferencias significativas, indicando que no existen procesos internos importantestendientes a modificar la temperatura de las aguas en sistema (Figura 6.97).Al igual que en el de los otros 2 embalses asociados al sistema Pascua, laincorporación de vegetación en el modelo no genera cambios en los resultadosrespecto de la condición sin vegetación, por lo que estos resultados no sonpresentados en el informe.En resumen, se observa que el sistema de embalses Pascua no presenta unimpacto significativo sobre las temperaturas del sistema, mantenido valoresmedios y efluentes a cada embalse dentro de los mismos rangos de línea base. Sibien, dentro de los embalses se alcanzan máximos por sobre estos rangos, losvalores no superan los 10 °C y quedan acotados a zonas superficiales cercanas almuro.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 118 de 177Figura 6.95 Pascua 2.2, Temperatura. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 119 de 177Figura 6.96. Temperatura media al interior del embalse Pascua 2.2 para un horizonte de5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados.Figura 6.97. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Temperatura afluentes (entrada)y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 120 de 177ii) Nitrógeno TotalLos resultados asociados a la concentración de Nitrógeno Total en el embalsePascua 1, bajo un escenario base sin vegetación inundada, muestran que este sepresenta bien mezclado y en concentraciones entorno a los 0,06 mg/L en invierno,con máximos de 0,21 mg/L en verano (Figuras 6.98 y 6.99). Se observa ademásque no existen cambios importantes en los resultados de esta variable en funciónde los distintos escenarios de sensibilización considerados.En cuanto a las concentraciones efluentes, se ve que estas presentanconcentraciones similares a las observadas al interior del embalse, las quedurante el verano resultan 0,050-0,060 mg/L superiores a las concentracionesafluentes. Sin embargo, estas concentraciones se mantienen dentro de los límitesoligotróficos (Figura 6.100).Con relación a los resultados obtenidos para la condición con vegetacióninundada, si bien las concertaciones de nitrógeno aumentan dentro del embalseasociado a los mayores aportes producto de la degradación de la vegetacióninundada, se observan patrones de comportamiento similares a los observadospara el caso sin vegetación. Las Figuras 6.101 y 6.102 muestran que el nitrógenose encuentra bien mezclado dentro del embalse, presentando además un levecrecimiento respecto de sus concertaciones de entrada.Las concentraciones máximas alcanzadas por el nitrógeno al interior del embalse,al igual que en sus caudales efluentes, sobrepasan los 0,6 mg/L durante el primeraño de modelación, disminuyendo considerablemente cercano al 6° año demodelación, donde las concentraciones se estabilizan. De todas formas pasadoeste periodo, las concentraciones efluentes siguen siendo un poco mayores a lassimuladas en el escenario sin vegetación, debido a que la vegetación, aunque enmenores concentraciones, sigue aportando nitrógeno al sistema. Si bien lasconcentraciones máximas observadas en el embalse bajo estas condicionescorresponden a un estado mesotrófico, su condición oligotrófica es recuperada alos 3 años de construido el embalse.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 121 de 177Figura 6.98: Pascua 1, Nitrógeno Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 122 de 177Figura 6.99. Concentración media de Nitrógeno Total al interior del embalse Baker 2 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.100. Pascua 1. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación. Sinvegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 123 de 177Figura 6.101 Pascua 1, Nitrógeno Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 124 de 177Figura 6.102. Pascua 1. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Los resultados sobre las concentraciones de Nitrógeno Total en el embalsePascua 2.1 muestra que en general este se encuentra bien mezclado, con algunasdiferencias eventuales en la horizontal producto de cambios en lasconcentraciones afluentes (Figura 6.103). Las concentraciones mínimas ymáximas fluctúan entre valores de 0,06 a 0,25 mg/L, correspondientes a lasconcentraciones efluentes del embalse Pascua 1. Las concentraciones mediasasociadas se mantienen dentro del mismo rango de valores, y no se observancambios en los resultados producto de cambios en las forzantes de viento ynubosidad (Figura 6.104).En cuanto a los efluentes, éstos mantienenprácticamente las mismas concentraciones que las afluentes al embalse, con unaleve disminución de sus concentraciones máximas de verano, diferencia quealcanza valores máximos entorno a 0,010-0,020 mg/L (Figura 6.105).Con relación a los efectos de la vegetación, se observa un aumento importante dela cantidad de nitrógeno en el sistema, el que alcanza máximos cercanos a los 2,7mg/L, concentración representativa de una condición eutrófica del embalse.Además, se observa que las concentraciones efluentes del embalse sobrepasan alas de entrada, lo que sugiere algún mecanismo de producción de nitrógeno dentrodel sistema. Sin embargo, esta situación se revierte pasado el 5 año demodelación, periodo tras el cual prácticamente se recuperan los valoresobservados en la condición base, sin vegetación (Figuras 6.106 - 6.108)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 125 de 177Figura 6.103 Pascua 2.1, Nitrógeno Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 126 de 177Figura 6.104. Concentración media de Nitrógeno Total al interior del embalse Pascua 2.1para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.105 Pascua 2.1. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 127 de 177Figura 6.106 Pascua 2.1, Nitrógeno Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario base con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 128 de 177Figura 6.107. Concentración media de Nitrógeno Total al interior del embalse Pascua 2.1para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.108. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 129 de 177La gran capacidad de mezcla asociada al embalse Pascua 2.2 muestra que noexisten variaciones internas de Nitrógeno Total en el embalse, presentando tantoconcentraciones medias como efluentes prácticamente idénticas (Figuras 6.109 a6.110). Las concentraciones máximas y mínimas asociadas al sistema fluctúanentre 0,06 y 0,24 mg/L para invierno y verano respectivamente, correspondientesa las mismas concentraciones efluentes desde el embalse Pascua 2.1. En efecto,al comparar las concentraciones efluentes y afluentes al Pascua 2.2, estas últimascorrespondientes a los efluentes de Pascua 2.1, se ve que no existen diferenciassignificativas entre sus valores.Los resultados obtenidos para el caso con vegetación muestran patronesidénticos, en el sentido de que el nitrógeno se encuentra bien mezclado dentro delembalse y no se observan variaciones significativas respecto de susconcentraciones de entrada (Figuras 6.110 y 6.111). Las concentracionesafluentes a este embalse incluyen los aportes derivados de la descomposición dela vegetación sumergida.La vegetación sumergida es responsable de aumentos significativos en los nivelesde nitrógeno dentro del embalse durante los primeros años de modelación, conmáximos que alcanzan cerca de 2,8 mg/L, lo que corresponde a una condicióneutrófica del embalse (Figuras 6.112 y 6.113). Sin embargo, pasado unos 5 añosde modelación, el embalse prácticamente recupera los niveles normales,característicos de la condición sin vegetación.En general, se observa que dentro del sistema de embalses asociados al ríoPascua, el nitrógeno presenta un pequeño aumento en sus concentracionesdentro del embalse Pascua 1. En adelante, los procesos internos asociados a estavariable al interior de los embalses Pascua 2.1 y 2.2 resultan prácticamentedespreciables, por lo que sus valores no son esencialmente modificados respectode los efluentes desde Pascua 1.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 130 de 177Figura 6.109. Pascua 2.2, Nitrógeno Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 131 de 177Figura 6.110 Concentración media de Nitrógeno Total al interior del embalse Pascua 2.2para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.111. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 132 de 177Figura 6.112. Pascua 2.2, Nitrógeno Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 133 de 177Figura 6.113. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Nitrógeno Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.iii) Fósforo TotalEl embalse Pascua 1 muestra concentraciones de Fósforo relativamentehomogéneas dentro del sistema, con valores de 0,003 mg/L en invierno ycercanos a 0,012 mg/L en verano (Figura 6.114). Hacia el final del verano y en elfondo del embalse, tanto en dentro de la cubeta principal como en el sector mássomero cercano al muro, se observan aumentos puntuales de las concentracionesde fósforo que alcanzan valores máximos cercanos a 0,03 mg/L, valor límite entrelas condiciones mesotrófica-eutrófica.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 134 de 177Figura 6.114 Pascua 1, Fósforo Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 135 de 177En cuanto a sus concentraciones medias presentadas en la Figura 6.115, éstasvarían entre mínimos cercanos a 0,003 y máximos de 0,011, valor que seencuentra prácticamente en el límite máximo de la oligotrofia. Además, no seobservan diferencias en los resultados respecto de los distintos escenarios desensibilización considerados.Figura 6.115 Concentración media de Fósforo Total al interior del embalse Pascua 1para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Los valores de Fósforo asociados a los efluentes de la central Pascua 1 muestrandiferencias respecto de su concentración afluente, la cual se mantienen constantea lo largo del año en un valor de 0,005 mg/L (Figura 6.116). En general, seobserva que tanto las concentraciones efluentes como al interior del embalse,presentan una pequeña disminución en sus valores durante el periodo de inviernoy un aumento cercano a 0,008 mg/L en verano. Los valores efluentes y medios enel embalse presentan valores similares producto de la homogeneidad de estavariable en el sistema.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 136 de 177Figura 6.116. Pascua 1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.En cuanto a los efectos de la vegetación sumergida en las concentraciones defósforo en el embalse, se observa un aumento importante de esta variable durantelos primeros años de modelación, pudiendo alcanzar máximos superiores a los0,035 mg/L, concentraciones que clasifican al lago como eutrófico (Figura 6.117).Sin embargo, se observa que estas concentraciones decaen en el tiempo,obteniéndose concentraciones relativamente estables y similares a las del caso sinvegetación, luego de unos 5 años de modelación.Este efecto puede ser mejor observado en la Figura 6.118, donde se comparanlas concentraciones afluentes (considerando los aportes de la vegetación) yefluentes al embalse. En esta figura, se ve claramente el aumento de lasconcentraciones tanto de entrada como salida producto de la descomposición dela vegetación sumergida, principalmente durante los primeros años de modelación.Pasado unos 8 años, los efectos de la vegetación se vuelven poco relevantescomparado con los resultados obtenidos en el escenario sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 137 de 177Figura 6.117 Pascua 1, Fósforo Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 138 de 177Figura 6.118. Pascua 1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Las concentraciones de Fósforo afluentes al embalse Pascua 2.1 sondeterminadas principalmente por las salidas del embalse Pascua 1, ya que losaportes asociados al desagüe del lago Gabriel Quirós no resultan significativos.Por ello, los valores de entrada se mantienen entre los rangos mínimos y máximosdescargados por Pascua 1 (Figura 6.119). En el escenario base, es decir sinconsiderar la vegetación sumergida, el embalse Pascua 2.1 muestra valoreshomogéneos dentro de todo el embalse, con valores cercanos a los 0.005 mg/L,mientras que en verano se observa un leve gradiente vertical con máximoscercanos a 0.1 mg/L en el fondo, los que descienden a valores entorno a 0.05mg/L en superficie. De esta forma, durante el verano el embalse presentaría unacondición mesotrófica, pudiendo incluso alcanzar máximos puntuales por sobre ellímite eutrófico.Los valores medios de Fósforo dentro del embalse muestran un rango de variaciónentre mínimos de 0,003 y máximos de 0,08 mg/L, presentando una condiciónoligotrófica en invierno y eutrófica en verano (Figura 6.120). Además, se observaque no existen cambios de los resultados respecto de los distintos escenarios desensibilización utilizados. Al comparar las concentraciones de entrada y salida delembalse (Figura 6.121), se observa que no existen variaciones importantes,indicando de esta manera la ausencia de procesos internos importantes tendientesa modificar las concentraciones de fósforo dentro del sistema.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 139 de 177Figura 6.119. Pascua 2.1, Fósforo Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 140 de 177Figura 6.120. Concentración media de Fósforo Total al interior del embalse Pascua 2.1para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.121. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 141 de 177Con relación a los efectos de la vegetación sumergida al interior del embalsePascua 2.1 la vegetación incrementa en las concentraciones de Fósforo al interiordel embalse, este debido a los aportes de Fósforo producto de la degradación dela biomasa sumergida. Sin embargo, estos aumentos no son significativos,manteniendo rangos similares a los observados en la condición sin vegetación(Figura 6.122)En términos de las concentraciones efluentes al embalse, estas siguen un patrónsimilar a las encontradas al interior del embalse, esto debido a que no existenvariaciones importantes de fósforo en el embalse (Figura 6.123). Además, seobserva que a pesar del mayor aporte de fósforo al sistema, sus concentracionesefluentes resultan prácticamente iguales a las del caso sin vegetación a partir del3° año de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 142 de 177Figura 6.122 Pascua 2.1, Fósforo Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 143 de 177Figura 6.123. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Los resultados asociados al Fósforo Total en el embalse Pascua 2.2, muestranque no existe una dinámica espaciotemporal importante al interior del sistema,esto debido a que no se aprecian variaciones de éste parámetro en el sistema(Figura 6.124). Por lo mismo, no se observan cambios entre las concentracionesefluentes respecto de las afluentes al sistema, concentraciones derivadas de losefluentes al embalse Pascua 2.1 (Figura 6.125). Los resultados muestran que lasconcentraciones mínimas y máximas en el embalse fluctúan entre 0,005 y 0,1mg/L, pudiendo alcanzar así condiciones eutróficas durante el verano.En término de las concentraciones medias (Figura 6.126), estas presentanconcentraciones en el mismo rango que las observadas en el embalse, y nomuestran cambios respecto de los distintos escenarios de sensibilización.Respecto a los resultados obtenidos para la condición con vegetación inundada,se observa en las Figuras 6.127 y 6.128 un pequeño aumento en lasconcentraciones de fósforo durante los primeros años de modelación producto delos aportes derivados de la degradación de la vegetación sumergida. Además, seobserva que no existe una dinámica interna importante asociada a este parámetrodentro del embalse, resultando las concentraciones efluentes prácticamenteidénticas a las afluentes al embalse, estas últimas considerando los aportesderivados de la vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 144 de 177Figura 6.124. Pascua 2.2, Fósforo Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 145 de 177Figura 6.125. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Figura 6.126. Concentración media de Fósforo Total al interior del embalse Pascua 2.2para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 146 de 177Figura 6.127 Pascua 2.2, Fósforo Total. Imagen superior: corte longitudinal de un perfilde temperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años)del perfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central ycercano al muro). Escenario con vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 147 de 177iv) SíliceFigura 6.128. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Con relación a la dinámica del Sílice al interior de los embalses proyectados en elrío Pascua, se observa que éste se presenta en concentraciones bastantemenores a lo observado en las centrales del río Baker, esto debido únicamente alos menores aportes de Sílice asociados a los afluentes del río Pascua en el sectorde construcción de las centrales. Como se observa en las Figuras 6.129 a 6.131,las concentraciones medias de Sílice en las centrales del río Pascua varían entremínimos de 1,0 y máximos de 1,2 mg/L, siendo poco menores dentro del embalsePascua 1 comparado con los otros dos embalses. Dentro de los embalses Pascua2.1 y 2.2, es posible observar disminuciones puntuales en las concentraciones deSílice asociadas a al crecimiento de microalgas.Al comparar sus concentraciones afluentes y efluentes (Figuras 6.132 a 6.134),se observa que prácticamente no existen diferencias entre los valores de entrada ysalida, indicando que no hay cambios significativos relacionados con esta variableal interior de los embalses del río Pascua. Lo anterior, es consecuencia del escasocrecimiento de microalgas al interior de estos embalses, limitado principalmentepor las bajas temperaturas registradas, lo cual se analiza más adelante. Bajosestas condiciones, y a pesar de presentar concentraciones por debajo de los 2mg/L, el Sílice no constituye una limitante para la producción primaria dentro delembalse.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 148 de 177Figura 6.129. Concentración media de Sílice al interior del embalse Pascua 1 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociadosFigura 6.130. Concentración media de Sílice al interior del embalse Pascua 2.1 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociados

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 149 de 177Figura 6.131. Concentración media de Sílice al interior del embalse Pascua 2.2 para unhorizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos y nubes,corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintos escenariosde sensibilización asociadosFigura 6.132. Pascua 1. Comparación entre valores de Sílice afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 150 de 177Figura 6.133. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Sílice afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Figura 6.134. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Sílice afluentes (entrada) yefluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 151 de 177v) Clorofila aLos resultados de clorofila a al interior del embalse Pascua 1 muestran que noexiste crecimiento significativo de microalgas al interior de este embalse. Como seaprecia en las Figuras 6.135 y 6.136, el embalse presenta concentraciones declorofila a entorno a los 0,25 µg/L durante todo el periodo de modelación. Seobserva además una disminución de esta variable en zonas cercanas al fondo, locual constituye un resultado esperable para sistemas como éste.Con relación a las concentraciones de clorofila a efluentes del embalse Pascua 1,se observa que estas son poco menores a las concentraciones de entrada alsistema, las que fueron estimadas en cerca de 0,31µg/L (Figura 6.137).Los resultados para el caso con vegetación no presentan ningún cambio respectode las concentraciones observadas en el escenario anterior (sin vegetación). Estodemuestra que dentro de este embalse, los nutrientes no constituyen un factorlimitante para el crecimiento de microalgas en el sistema, si no que la limitación sedebe principalmente a las bajas temperaturas asociadas a este embalse. Losresultados del modelo con vegetación inundada no son presentados en esteinforme debido a que no aportan información adicional.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 152 de 177Figura 6.135 Pascua 1, Clorofila a. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 153 de 177Figura 6.136. Concentración media de Clorofila a al interior del embalse Pascua 1 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.137. Pascua 1. Comparación entre valores de Clorofila Total afluentes (entrada)y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 154 de 177El embalse Pascua 2.1 muestra concentraciones homogéneas de clorofila a dentrode la mayor parte del embalse, con máximos puntuales asociados a sectoressuperficiales cercanos al muro (Figura 6.138). Las concentraciones mediasregistradas al interior del embalse fluctúan entre 0,3 y 0,7 µg/L, pudiendo alcanzarvalores máximos cercanos a 3.5 µg/L (límite oligotrófico máximo) bajo condicionesde vientos más bajos (Figura 6.139). En cambio, cambios en la nubosidad nogeneran diferencias significativas respecto del caso base.Las concentraciones máximas asociadas a zonas superficiales cercanas al murose muestran en la Figura 6.140. Se observa que las concentraciones máximasalcanzan valores cercanos a los 2 µg/L, las que en condiciones de vientos másbajos pueden aumentar a máximos de 16 µg/L, lo que constituye una granvariabilidad en cuanto a los máximos de clorofila a en función del patrón de vientosen el embalse. Valores máximos por sobre los 9 µg/L constituye una condicióneutrófica de las aguas.La variable de mayor importancia en el control de crecimiento de microalgasdentro del embalse Pascua 2.1, lo constituye la temperatura y la reducción en laconcentración de sólidos suspendidos en el embalse, más que el patrón de vientoasociado. Al igual que en el caso de Baker 1, aumentos importantes de latemperatura en superficie genera un fuerte gradiente térmico capaz de aislar lazona superficial del resto del embalse, lo que genera un decaimiento de lacantidad de sólidos suspendidos en superficie.Valores superficiales de temperatura en el sector del muro, lugar donde ocurrenlos máximos en clorofila a, se presentan en la Figura 6.141. Al comparar losresultados de temperatura superficial con los máximos de clorofila a, se observaque estos últimos coinciden con los máximos de temperatura. Tal como seobservó para el caso de Baker 1, los máximos de temperatura coinciden con losmínimos en concentración de sólidos suspendidos, que en el caso de bajosvientos pueden alcanzar mínimos por debajo de los 4 mg/L, lo que genera unaumento en los máximos de clorofila a. Según los resultados obtenidos para Baker1, una concentración de sólidos suspendidos por sobre los 7 mg/L es suficientepara evitar aumentos significativos en los valores de clorofila a.Como se discutió anteriormente (ver resultados de clorofila a en Baker 1), se sabeque las fracciones más finas asociadas a los sólidos suspendidos presentan bajasvelocidades de sedimentación, en torno a un orden de magnitud inferior al utilizadoen las modelaciones. Por ello, se espera que no exista una disminución importantede sólidos suspendidos en superficie, encontrándose éstas fácilmente por sobrelos 7 mg/L. De esta manera se estima que las máximas concentraciones declorofila a en superficie al interior del embalse Pascua 2.1 se mantendrán pordebajo de los 2 µg/L para cualquier condición del perfil térmico vertical, por lo que

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 155 de 177el embalse mantendría una condición oligotrófica. Un estudio de sensibilidad sobrelos valores de la tasa de sedimentación realizada en el embalse Baker 2, mostróque las fracciones más finas, en el rango de arcillas, prácticamente no sedimentandentro del embalse (ver resultados de sólidos suspendidos en Baker 2).Debido a que la descarga de la central Pascua 2.1 se ubica entrono a los 20 m deprofundidad, es decir, justo por debajo de la zona donde ocurren las máximasconcentraciones de clorofila a, las concentraciones efluentes asociadas a estavariable muestran máximos sustantivamente menores a los presentados al interiordel embalse, los que fluctúan entre mínimos de 0,3 µg/L y máximos de 0,7 µg/L,concentraciones asociadas a un estado oligotrófico de las aguas del embalse(Figura 6.142). Así, las concentraciones efluentes muestran diferencias máximascercanas a 0,1 µg/L mayores comparado con los valores afluentes, los quebásicamente corresponden a las concentraciones efluentes del embalse Pascua 1.Al igual que lo ocurrido en el embalse Pascua 1, los resultados de clorofila aasociados al escenario de modelación con vegetación inundada, no presentanningún cambio respecto de las concentraciones observadas en el escenarioanterior (sin vegetación). Esto demuestra que dentro de este embalse losnutrientes no constituyen un factor limitante para el crecimiento de microalgas enel sistema, si no que la dinámica de estas queda determinada principalmente porel perfil térmico y penetración de la luz al sistema.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 156 de 177Figura 6.138 Pascua 2.1, Clorofila a. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 157 de 177Figura 6.139. Concentración media de Clorofila a al interior del embalse Pascua 2.1 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.140. Concentración de Clorofila a en superficie en el sector del muro delembalse Pascua 2.1 para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadascomo Base, vientos y nubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condiciónbase y los distintos escenarios de sensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 158 de 177Figura 6.141. Temperatura superficial en el sector del muro del embalse Pascua 2.1 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.142. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Fósforo Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 159 de 177De forma similar a lo observado en el embalse Pascua 2.1, el embalse Pascua 2.2muestra una concentración de clorofila a relativamente homogénea al interior delembalse, con máximos superficiales en el sector cercano al muro (Figura 6.143).En términos de sus concentraciones medias al interior del embalse, se observaque estas fluctúan entre valores de 0,3 a 0,6 µg/L, con máximos asociados acondiciones de viento bajas de hasta 1,5 µg/L (Figura 6.144). Como se mostróanteriormente tanto para el caso del embalse Baker 1 como Pascua 2.1, más queel viento, la variable importante en el crecimiento del fitoplancton dentro de losembalses del PHA lo constituye la temperatura.Los valores máximos de clorofila a simulados en la superficie del embalse sealcanzan cerca de 0,6 µg/L bajo la condición de modelación base, pudiendoalcanzar máximos de 1,8 µg/L en el caso de considerar menores vientos (Figura6.145). Los valores de temperatura superficial asociados muestran que losmáximos de clorofila a coinciden con los valores máximos en la temperaturasuperficial del embalse. Además, los menores valores de clorofila a alcanzado porPascua 2.2 en comparación a los de Pascua 2.1 se debe a que en el embalsePascua 2.2 las temperaturas máximas (~8°C) son menores a las registradas en elPascua 2.1 y que no existe una reducción importante de los sólidos suspendidosen superficie, esto debido principalmente a la alta capacidad de mezcla delembalse, la cual no permite la generación de gradientes térmicos importantes.(Figura 6.146). En función de las concentraciones de clorofila a simuladas dentrodel embalse Pascua 2.2 se puede concluir que éste presenta una condiciónoligotrófica.Respecto de las concentraciones efluentes al embalse, estas no muestrandiferencias en sus valores respecto de las concentraciones afluentes provenientesdel embalse Pascua 2.1 (Figura 6.147). En este sentido, y a pesar de los máximospuntuales observados, el embalse Pascua 2.2 no genera cambios significativossobre esta variable.Al igual que los otros dos embalses del sistema Pascua, la incorporación de lavegetación inundada en la modelación, no genera cambios respecto de lasconcentraciones de clorofila a en comparación a la condición sin vegetación. Estodebido principalmente, al efecto regulador de la temperatura en el crecimiento demicroalgas dentro de los embalses. Por esto, los resultados asociados a lacondición con vegetación no son presentados en este informe debido a que noreportan información adicional.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 160 de 177Figura 6.143 Pascua 2.2, Clorofila a. Imagen superior: corte longitudinal de un perfil detemperaturas típico de verano. Imagen central e inferior: evolución temporal (20 años) delperfil vertical de temperaturas en dos secciones del embalse (sección central y cercano almuro). Escenario base, sin vegetación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 161 de 177Figura 6.144. Concentración media de Clorofila a al interior del embalse Pascua 2.2 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.145. Concentración de Clorofila a en superficie en el sector del muro delembalse Pascua 2.2 para un horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadascomo Base, vientos y nubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condiciónbase y los distintos escenarios de sensibilización asociados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 162 de 177Figura 6.146. Temperatura superficial en el sector del muro del embalse Pascua 2.2 paraun horizonte de 5 años de modelación. Las series identificadas como Base, vientos ynubes, corresponden a simulaciones realizadas para la condición base y los distintosescenarios de sensibilización asociados.Figura 6.147. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Clorofila Total afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 163 de 177vi) Oxígeno DisueltoLa calidad de las aguas de las centrales del río pascua en relación con la variablede estado Oxígeno Disuelto, presentan concentraciones normalmente superiores alos 9 mg/L, lo que constituye altos niveles de oxigenación en los embalses. Losresultados asociados a cada embalse se presentan en las Figuras 6.148 a 6.150,las que muestran la evolución temporal del perfil vertical de temperaturas en lazona más profunda de cada embalse, lugar donde se podrían encontrar las peorescondiciones desde el punto de vista del oxígeno disuelto.En general los resultados muestran niveles de oxígeno disuelto por sobre lo 8-9mg/L en los embalses, salvo en la zona profunda asociada al embalse Pascua 1,donde las concentraciones de oxígeno disuelto pueden disminuir a valorescercanos a 7 mg/L, lo cual resulta esperable para un lago como este. La dinámicadel oxígeno disuelto en lagos profundos es sensible a la capacidad de mezcla enprofundidad, la cual puede verse comprometida en lagos profundos. Sin embargo,los valores mínimos simulados resultan valores típicamente encontrados en elfondo de lagos profundos, y no comprometen la calidad de las aguas del embalsePascua 1.Figura 6.148. Pascua 1. Evolución temporal del perfil vertical de Oxigeno Disuelto en lacubeta principal. Caso con vegetación

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 164 de 177Figura 6.149. Pascua 2.1. Evolución temporal del perfil vertical de Oxigeno Disuelto en lazona del muro. Caso con vegetaciónFigura 6.150. Pascua 2.2. Evolución temporal del perfil vertical de Oxigeno Disuelto en lazona del muro. Caso con vegetación

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 165 de 177vii) Sólidos SuspendidosLos sólidos suspendidos en el embalse Pascua 1, resultan significativamentemenores en comparación al resto del los embalses del PHA. Los aportes desedimentos asociados a las aguas afluentes al embalse fluctúan entre mínimos de5 mg/L en invierno y máximos cercanos a los 9 mg/L en verano (Figura 6.151).Respecto de sus concentraciones efluentes, se nota una pequeña disminución ensus concentraciones, tanto en invierno como en verano, lo que refleja unaretención máxima cercana al 20 %. Un balance de masa estimado en un periodode 5 años de simulación demostró que la depositación promedio de SólidosSuspendidos con tamaño de partículas equivalente a 2 µm en el embalse Pascua1 es de un 15 %.Figura 6.151. Pascua 1. Comparación entre valores de Sólidos Suspendidos afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Las concentraciones de entrada de sólidos suspendidos al embalse Pascua 2.1muestran un significativo aumento en sus valores, producto de los aportesasociados al desagüe del lago Gabriel Quirós, los que alcanzan máximossuperiores a los 90 mg/L durante el verano (Figura 6.152). De esta forma, lasconcentraciones de entrada al embalse Pascua 2.1 fluctúan entre mínimos de 6mg/L hasta máximos sobre los 30 mg/L. Durante los máximos de concentración,las concentraciones efluentes al Pascua 2.1 muestran diferencias significativasrespecto de las concentraciones de entrada, alcanzando máximos de retenciónmayores al 30 %; sin embargo, para menores valores de la concentración afluente,no se observan grandes diferencias. Un balance de masa estimado en un periodo

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 166 de 177de 5 años de simulación demostró que la depositación promedio de SólidosSuspendidos con tamaño de partículas equivalente a 2 µm en el embalse Pascua2.1 es cercana al 12 %.Figura 6.152. Pascua 2.1. Comparación entre valores de Sólidos Suspendidos afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.Con relación a los resultados de sólidos suspendidos asociados al embalsePascua 2.2, Figura 6.153, se observa que no existen diferencias significativasentre las concentraciones afluentes, correspondientes a los efluentes de Pascua2.1, y afluentes, lo que revela una baja tasa de depositación de sedimentos alinterior de este embalse. Un balance de masa estimado en un periodo de 5 añosde simulación demostró que la depositación promedio de Sólidos Suspendidos contamaño de partículas equivalente a 2 µm en el embalse Pascua 2.2 es de apenas1,3 %.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 167 de 177Figura 6.153. Pascua 2.2. Comparación entre valores de Sólidos Suspendidos afluentes(entrada) y efluentes (salida) para un horizonte de 20 años de modelación.6.4.2.3 Estado tróficoEl estado trófico de los embalses se definirá de acuerdo a lo estipulado por Smithet al. (1999), el cual define valores límites de Clorofila a, fósforo Total y nitrógenoTotal que clasifican el nivel de trofía de las aguas. En la Figura 6.154 se observala tabla que resume los límites de las clasificaciones.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 168 de 177Figura 6.154: Clasificaciones de trofía según nutrientes. Smith et al. (1999)En base a los resultados presentados anteriormente, se clasificará el nivel tróficode los embalses en función de los valores de Fósforo, Nitrógeno y Clorofila asimulados. Como valor representativo de las variables Fósforo y Nitrógeno Totalse utilizó el máximo de verano; valores que no difieren significativamente de losmedios máximos simulados.Para el caso de la Clorofila a se consideró como representativo el máximo valor desuperficie estimado de las modelaciones, ya que es en este sector donde seconcentra la biomasa. Se debe notar que el máximo de Clorofila a consideradocomo representativo, no necesariamente coincide con el valor máximo simulado.Esto último, debido a que existen escenarios de modelación que arrojan altosvalores de Clorofila a, incluso en el rango eutrófico, que no resultanrepresentativos de los sistemas. Como se explicó anteriormente, una disminuciónexcesiva de sólidos suspendidos en superficie favorece el crecimiento demicroalgas. Sin embargo, se espera que la concentración de sedimentos en

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 169 de 177suspensión, no se vea notoriamente disminuida, controlando así el crecimiento delfitoplancton.Se debe tener en cuenta que la clasificación trófica desde el punto de vista de losnutrientes, solo hace referencia a la disponibilidad de éstos, para la potencialproducción de biomasa dentro del sistema, por lo que altas concentraciones denutrientes, no necesariamente implican una mala condición trófica de éste. Pordefinición, una mala condición trófica se obtiene cuando la excesiva proliferaciónde plantas, en especial microalgas, producen una disminución en lasconcentraciones de oxígeno, dificultando la vida de otros microrganismos,situación ligada a la concentración de nutrientes en la mayoría de los cuerpos deagua. Sin embargo, otras variables ambientales podrían limitar el crecimiento demicroalgas, evitando la eutroficación del sistema. Debido a lo anterior, cuando seanalice la trofía desde el punto de vista de los nutrientes, siguiendo la clasificaciónde Smith et al. (1999), se hablará del potencial trófico, ya que esta clasificación noresulta representativa de una condición trófica propiamente tal. De acuerdo a losresultados, se presenta el potencial trófico en los embalses, respecto de lasconcentraciones de Nutrientes (Tablas 6.8 y 6.9).Tabla 6.8: Potencial trófico de los embalses con respecto a las concentraciones deFósforo TotalEmbalseFósforo Totalmg/LPotencialtrófico*LímiteOligotróficomg/L*LímiteMesotróficomg/L*LímiteEutróficomg/LBaker 1 0,005 Oligotrófico 0,01 0,03 0,1Baker 2 0,010 Mesotrófico 0,01 0,03 0,1Pascua 1 0,012 Mesotrófico 0,01 0,03 0,1Pascua 2.1 0,070 Eutrófico 0,01 0,03 0,1Pascua 2.2 0,080 Eutrófico 0,01 0,03 0,1Nota: *Límites máximos de acuerdo con Smith et al (1999)Tabla 6.9: Potencial trófico de los embalses con respecto a las concentraciones deNitrógeno TotalEmbalseNitrógenoTotalmg/LPotencialtrófico*LímiteOligotróficomg/L*LímiteMesotróficomg/L*LímiteEutróficomg/LBaker 1 0,15 Oligotrófico 0,35 0,65 1,2Baker 2 0,15 Oligotrófico 0,35 0,65 1,2Pascua 1 0,21 Oligotrófico 0,35 0,65 1,2Pascua 2.1 0,25 Oligotrófico 0,35 0,65 1,2Pascua 2.2 0,24 Oligotrófico 0,35 0,65 1,2Nota: *Límites máximos de acuerdo con Smith et al (1999)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 170 de 177Con relación a las clasificaciones expuestas, llama la atención los resultadosmostrados por el nutriente fósforo total, el cual sobrepasa los límites de laoligotrofía en la mayoría de los embalses, llegando a condiciones eutróficas en losdos últimos embalses del sistema Pascua: Pascua 2.1 y Pascua 2.2. Sin embargo,junto con reiterar que esta situación es indicadora de un potencial trófico, deacuerdo a lo señalado anteriormente, se debe tomar en consideración , que en lossistemas límnicos de Chile, el nutriente limitante es el nitrógeno, a diferencia de loque sucede en el hemisferio norte donde el nutriente limitante corresponde alfósforo (Campos et al. 1984; Soto, 2002). Esto quiere decir que a pesar de lasaltas concentraciones de fósforo existentes en los ríos en estudio, las bajasconcentraciones de nitrógeno, si podrían generar un control efectivo sobre elcrecimiento de algas y microorganismos, previniendo la eutrofización, siempre ycuando el crecimeinto de microalgas esté limitado por nutrientes.Por otra parte, un mejor indicador del grado de eutroficación es la clorofila a, lacual constituye una representación biológica de la cantidad de biomasa en elsistema y, por lo tanto, de la calidad limnológica del cuerpo de agua.Así, la producción de biomasa depende del entorno físico, además de estarlimitada por los nutrientes; , por lo que las variables físicas también podríanconstituir una limitante al crecimiento de biomasa en un sistema acuático.Por lo tanto, como se observó en los resultados, las variables temperatura ypenetración de luz imponen limitaciones efectivas al crecimiento de biomasa enlos embalses del PHA, representada por la concentración de clorofila a y según losresultados obtenidos de las modelaciones (Tabla 6.10), la concentración declorofila a se encuentra dentro de los rangos oligotróficos en todos los embalsesdel PHA.EmbalseTabla 6.10: Clasificación trófica de los embalses con respecto a la clorofila aClorofila aµg/LClasificación*LímiteOligotróficomg/L*LímiteMesotróficomg/L*LímiteEutróficomg/LBaker 1 1,8 Oligotrófico 3,5 9,0 25,0Baker 2 1,2 Oligotrófico 3,5 9,0 25,0Pascua 1 0,3 Oligotrófico 3,5 9,0 25,0Pascua 2.1 1,3 Oligotrófico 3,5 9,0 25,0Pascua 2.2 0,5 Oligotrófico 3,5 9,0 25,0Nota: *Límites máximos de acuerdo con Smith et al (1999)A partir de los resultados obtenidos con relación a la concetración de Clorofila aesperada en cada uno de los embalses, y a pesar de los altos valores de fósforo

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 171 de 177simulados en algunos casos, los distintos sistemas límnicos asociados al PHApueden ser clasificados como oligotróficos.6.4.3 EstuariosLos resultados del modelo están divididos en 2 cuerpos de agua: 1) El ríopropiamente tal, y 2) El fiordo que recibe las aguas del río.En la Figura 6.155 se muestra un ejemplo de la vista de elevación (2D longitudinal– vertical) de la salida del modelo CE-QUAL-W2 para el estuario Baker. Seobserva la intrusión moderada de una cuña salina y la estratificación salinamarcada en la zona del fiordo, que es una situación transitoria que se puede darbajo una condición de caudales medios a bajos.Cuña SalinaRíoFiordoProfundidadcapa agua dulceSalinidad (g/m3)Figura 6.155: Esquema representación de los resultados gráficos del modelo CE-QUAL-W2 para el modelo de estuarios.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 172 de 177A continuación, se presentan los resultados separados por estuario (Baker yPascua), según los gráficos bidimensionales de la vista en elevación y laestructura salina en una sección de control en función del tiempo.Estuario del río BakerLa modelación del estuario del río Baker muestra una variación importante de laestructura salina a nivel estacional, diario e intradiario, según las distintasperturbaciones al cual se encuentra afecto el sistema (caudales y variación demareas). Los casos típicos que se observan, se resumen en tres casos, deacuerdo a lo que se muestra en la Figura 6.156 a, b, c.La Figura 6.156 (a) muestra el caso en que existen caudales bajos en el río, y haymarea llenante que genera una cuña salina que avanza por el fondo del río haciaaguas arriba. El alcance de la cuña llega hasta la sección del modelo Nº18,correspondiente a 1,5 km aguas arriba de la desembocadura. Además, este casofue el alcance máximo predicho por el modelo, bajo todo el rango de caudalessimulados.La Figura 6.156 (b) muestra una situación transitoria del sistema, en que bajo unacondición de caudales medios/bajos, el retroceso de la marea vaciante deja aguasalobre retenida en depresiones del lecho, donde existirían zonas de menormezcla.Finalmente, la Figura 6.156 (c) muestra una condición de aguas altas, en que loscaudales tienen suficiente fuerza para rechazar completamente el ingreso de aguasalobre. Entonces, se genera una capa de agua dulce profunda, y la capa salinade mayor densidad, queda situada a una cota más baja que la cota de fondo delrío en la desembocadura.a) b) c)Río Fiordo Río Fiordo Río FiordoSalinidad (g/m3)Salinidad (g/m3)Salinidad (g/m3)Figura 6.156 Resultados del modelo numérico del estuario Baker.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 173 de 177Los casos anteriormente descritos, pueden darse en forma sucesiva en cortosperíodos de tiempo, bajo la combinación de los factores forzantes. Perfectamentese puede dar un escenario en que se pasa por los casos (a), b) y (c) en un lapsode días, si fuese el caso de una crecida repentina del río por precipitacionesintensas bajo una condición estacional de aguas medias/bajas.Para evaluar la magnitud y frecuencia de estos eventos, se ha fijado una secciónde control, en la cual se podrá estimar la estructura vertical de salinidad en funcióndel tiempo. Por lo tanto, cada vez que se genere un ingreso de agua salobre, esteevento quedará caracterizado por el instante en que ocurre, su duración yconcentración salina.En la Figura 6.157 se exponen los resultados de la modelación como un gráficode la estructura vertical de salinidad en función del tiempo, para la sección decontrol del río correspondiente al máximo alcance de la cuña salina predicho (1,5km aguas arriba de la desembocadura). Se presentan 3 escenarios: 1) Caso Base,correspondiente a la situación sin proyecto, vale decir, que los caudales mostradosen la parte superior se asumen que son los que llegan al estuario (no se considerarecarga). 2) Caso Operacional, considera que los caudales base son modificadospor la regla de operación descritos en la sección 7.3.3. Por ejemplo, si el casobase tiene un caudal de 650 m 3 /s, el caudal operacional variará en formaintradiaria entre 380 m 3 /s y 1.275 m 3 /s, que es el caudal mínimo de operación y elcaudal máximo de diseño, respectivamente (Fuente EIA del PHA). 3) Diferenciasentre los dos casos anteriores, efectuado sobre la resta de las salinidades delcaso operacional, menos las salinidades del caso base, para estimar cuales sonlos efectos atribuibles a la operación del PHA.Los resultados muestran que para caudales base del orden de 400 m 3 /s, laintrusión salina se intensifica en concentración de salinidad (de 9 a 11 g/m 3 ,equivalente a un 22%) y aumenta la frecuencia de 10 a 12 eventos en un mes(aumento 20%).Para caudales base del orden de 600 m 3 /s, la regla operacional permite que seproduzcan eventos de intrusión (8 eventos durante un mes), con unaconcentración de aproximada de 5 g/m 3 .Para los caudales base de 800, 1.000 y 1.200 m 3 /s, las condiciones deescurrimiento no mostraron ingreso de agua salobre en ningún momento.Cabe destacar que el alcance de la cuña no varía, y queda limitado porcondiciones batimétricas e hidrodinámicas que impiden el avance hacia aguasarriba. Este límite quedaría acotado a 1,5 Km aguas arriba de la desembocadura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 174 de 177CaudalBase400 m 3 /s 600 m 3 /s 800 m 3 /s 1000 m 3 /s 1200 m 3 /s01Base-1Profundidad (m)2345Salinidad (g/m 3 )-2-3-4-5-6-7-86 -912500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Tiempo (horas)Operacional0-1-2-3Profundidad (m)345Salinidad (g/m 3 )-4-5-6-7-8-961500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Tiempo (horas)Diferencias-10-110-1-2Profundidad (m)234Salinidad (g/m 3 )-3-4-5-6-75-8-96-10500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Tiempo (horas)Figura 6.157: Modelación de la estructura salina vertical para una sección de control (1,5Km aguas arriba de la desembocadura) en el estuario Baker. El eje de la abcisa muestrael tiempo total de modelación (en horas). Cada escenario de caudal base se mantuvo porun mes, que corresponde a 720 horas de modelación.Respecto al efecto hidráulico de la onda de marea que se propaga desde el fiordohacia aguas arriba, los sensores puestos en el río Baker (Apéndice G), muestranque para el día 9 de febrero 2009, la amplitud de marea en la desembocaduraalcanzó 1,77 m a 0,5 km del fiordo, atenuándose a 0,95m de amplitud a 6,5 km delfiordo. Por lo tanto, en términos lineales se estima que el alcance de la onda demarea, podría alcanzar los 12 km desde la desembocadura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 175 de 177Estuario del río PascuaEn forma análoga a los resultados presentados para el estuario del río Baker, sepresentan a continuación los resultados del río Pascua.La Figura 6.158 (a) muestra la cuña salina en marea llenante. El alcance de lacuña llega hasta la sección del modelo Nº19, correspondiente a 1,0 km aguasarriba de la desembocadura.La Figura 6.158 (b) muestra una situación transitoria del sistema. Se aprecia aguasalobre retenida en depresiones del lecho, dejada por el retroceso de la cuñasalina en la marea vaciante.La Figura 6.158 (c) muestra que los caudales tienen suficiente fuerza pararechazar el ingreso de la cuña salina. En este caso, se mantiene una zona debaja mezcla en una depresión de la batimetría, que permite la retención de unapequeña cantidad de agua salobre.a) b) c)Río Fiordo Río Fiordo Río FiordoSalinidad (g/m3)Salinidad (g/m3)Salinidad (g/m3)Figura 6.158: Resultados del modelo numérico del estuario Pascua.Los resultados que se exponen en la Figura 6.159 muestran que para caudalesbase del orden de 300 m 3 /s, la intrusión salina se intensifica en concentración desalinidad (de 7 a 8 g/m 3 , equivalente a un 14%) y aumenta la frecuencia de 15 a16 eventos en un mes (aumento 7%).Para caudales base del orden de 450 m 3 /s, la regla operacional permite que seproduzcan eventos de intrusión (7 eventos durante un mes), con unaconcentración de aproximada de 3 g/ m 3 .

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 176 de 177Para los caudales base de 600, 750 y 900 m 3 /s, las condiciones de escurrimientono mostraron ingreso de agua salobre en ningún momento.Cabe destacar que el alcance de la cuña no varía, y queda limitado porcondiciones batimétricas e hidrodinámicas que impiden el avance hacia aguasarriba. Este límite quedaría acotado a 1,0 km aguas arriba de la desembocadura.Respecto al efecto hidráulico de la onda de marea, que se propaga desde el fiordohacia aguas arriba, los sensores puestos en el río Pascua (Apéndice G) muestranque para el día 9 de febrero 2009, la amplitud de marea cerca de ladesembocadura alcanzó 1,0 m a 2,0 km del fiordo, atenuándose a 0,34 m deamplitud a 4,5 km del fiordo. Entonces, asumiendo que para ese momento, setienen una condición de 1,8 m de amplitud en el fiordo (como lo mostró el sensoren el estuario Baker), se estima en términos lineales, que el alcance de la onda demarea podría alcanzar los 7 km desde la desembocadura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 6 Página 177 de 1771CaudalBase300 m 3 /s 450 m 3 /s 600 m 3 /s 750 m 3 /s 900 m 3 /sBase0-1Profundidad (m)234Salinidad (g/m 3 )-2-3-4-55-66 -71500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Tiempo (horas)Operacional0-1Profundidad (m)2345Salinidad (g/m 3 )-2-3-4-5-6-761500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Tiempo (horas)Diferencias-80-0.5-12-1.5Profundidad (m)345Salinidad (g/m 3 )-2-2.5-3-3.5-4-4.56500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Tiempo (horas)Figura 6.159: Modelación de la estructura salina vertical para una sección de control (1,0km aguas arriba de la desembocadura) en el estuario Pascua. El eje de la abcisa muestrael tiempo total de modelación (en horas). Cada escenario de caudal base se mantuvo porun mes, que corresponde a 720 horas de modelación.-5-5.5

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 1 de 47CAPITULO 7MODELACION NUMERICA: FIORDO7.1 El sistema de modelación MOHIDMOHID1 es un sistema numérico para la modelación tridimensional deecosistemas acuáticos. Es desarrollado y mantenido por el Centro deInvestigaciones Marinas y de Tecnología Ambiental (MARETEC) del InstitutoSuperior Técnico perteneciente a la Universidad Técnica de Lisboa en Portugal. Elsistema está compuesto de herramientas de pre-procesamiento (e.g. MOHID GIS),de una interface gráfica para la implementación de los modelos (MOHID GUI) y deherramientas para el post-procesamiento de los resultados (e.g. MOHID GIS,MOHID POST, MOHID Time Series Editor y MOHID Statistical Analyzer). MOHIDestá compuesto por más de 40 módulos los cuales interactúan y se acoplan parael desarrollo de modelos en un vasto campo de aplicaciones. El sistema puede serinstalado en un Laptop PC con un procesador de 1,5 GHz y una memoria RAM de1 Gbyte o más. Sin embargo, modelos anidados, especialmente aquellos querequieren un modelo de NIVEL1 extenso (ver sección siguiente), deberíanejecutarse en estaciones de trabajo. Para el caso del modelo de la zona del CanalBaker (Fiordos australes, Chile), MOHID fue ejecutado en estaciones de trabajoDELL Precision 670 y 690 con dos procesadores Intel Xeon de 3,6 GHz y con 2-4Gbyte de memoria RAM. MOHID, como sistema informático, es de libre acceso(freeware) y de código abierto. El módulo hidrodinámico de MOHID corresponde aun modelo baroclínico 3D, implementado en volúmenes finitos (Martins et al.,2001), que resuelve las ecuaciones primitivas incompresibles, suponiendoequilibrio hidrostático y empleando la aproximación de Boussinesq. La viscosidadvertical es calculada por medio del modelo General Ocean Turbulence Model(GOTM 2 ). Una descripción más detallada del módulo hidrodinámico se puedeencontrar en Martins et al. (2001), Coelho et al. (2002) y en los manualesdisponibles en el portal Internet de MOHID.1 http://www.mohid.com2 http://www.gotm.net

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 2 de 477.1.1 Modelación anidadaMOHID permite la modelación de áreas costeras y estuarinas de complejabatimetría y topografía, a través del anidamiento de una vía (Braunsweig et al.,2004). Este anidamiento implica que para cada nivel, la solución de referenciapara las condiciones de borde abierto corresponde al nivel jerárquico superior.MOHID, desde la perspectiva de su desarrollo como software, no tienelimitaciones respecto de los niveles de anidamiento siendo solo limitado por lamemoria RAM y la velocidad del procesador. Sin embargo, la experiencia muestraque para la mayoría de las aplicaciones, tres niveles de anidamiento sonsuficientes. Para el caso del modelo de la zona de Canal Baker, se usaron dosniveles de anidamiento: el primer nivel o “Grilla Oceánica” fue implementado paragenerar la condición de borde oceánica que correspondió a la marea planetaria.En este nivel de anidamiento se implementó la señal de mareas en el bordeabierto de la grilla por medio del modelo global de mareas FES2004 (Lyard et al.,2006). Marín y Campusano (2008) ya demostraron que el modelo FES2004produce alturas de mareas consistentes con las mediciones realizadas por elServicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile en la zona de losFiordos Australes entre los 41° y los 46° S. Los componentes de la marea paracada una de las estaciones del borde oceánico (Figura 1) se obtuvieron desde elmodelo FES2004 por medio del programa utilitario Mohid-tide (versión 0.3),disponible en el portal internet de MOHID.El segundo nivel de anidamiento, o “Grilla Fiordos”, correspondió al modelo de lazona de interés (Canal Baker y zonas de descarga de los ríos). Este recibe, poruna parte, la señal de la marea desde el modelo oceánico y por otra, lasdescargas de aguas continentales (Figura 7.1). En un modelo anidado de unasola vía, el modelo de mayor escala (oceánico) entrega una señal al modelo demenor escala (fiordos), sin que se produzca una interacción en el sentido inverso(i.e. fiordos a oceánico). Todas las simulaciones y calibraciones que forman partede este proyecto, se realizaron en el modelo Fiordos.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 3 de 47Figura 7.1. Posición geográfica de las dos grillas numéricas que forman parte del modeloanidado Canal Baker. La grilla oceánica (rectángulo de colores) recibe la señal de lamarea desde las estaciones ubicadas en el borde oceánico (cuadrados pequeños de colorblanco). En tanto la grilla fiordos (rectángulo de menor tamaño de color gris), recibe lamarea desde la grilla oceánica y corresponde a aquella en la que se implementaron lassimulaciones.7.1.2 Grillas numéricas.MOHID requiere para la construcción de las grillas numéricas -que correspondenal espacio virtual 3D que simula el relieve y batimetría de un lugar determinado- detres elementos fundamentales: una línea de costa, coordenadas x, y, z con valoresde profundidad o batimetría y una grilla o malla que precise la definición numéricageográficadel modelo. En esta sección se describen las diferentes fuentes de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 4 de 47información utilizadas para la generación de las grillas de los dos niveles deanidamiento.• Modelo oceánico.BatimetríaLa batimetría del modelo oceánico fue obtenida de la base de datos (tracklines)disponible en GEODAS del NGDC de Estados Unidos 3 . Se extrajo la informacióndisponible entre los 77,0 °S y los 73,5 °S y los 51 °O y 46 °O.Línea de CostaLa línea de costa fue obtenida de la base de datos de líneas de costas del NGDCde Estados Unidos, disponible en:http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/shorelines/shorelines.htmlGrillaLa grilla utilizada fue generada mediante el software MOHID GIS. Su definición esde 0,02°, su origen está en los 76,8°S; 50,99°O y tiene una forma rectangular condimensiones de 4,34° x 3,66° (Figura 7.1).• Modelo FiordosBatimetríaLa batimetría del modelo fiordos fue obtenida mediante la digitalizaciónsupervisada de la carta SHOA n° 9100.Línea de CostaLa línea de costa del modelo fiordos fue obtenida de la carta SHOA n° 9100.GrillaLa grilla utilizada fue generada mediante el software MOHID GIS. Su definición esde 0,005°, su origen está en los 74,75°S; 48,35°O y tiene una forma rectangularcon dimensiones de 1,55° x 0,75° (Figura 7.1).3 Disponible en http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/geodas/trackline.html

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 5 de 477.2. Generación De Los Modelos HidrodinámicosLas grillas numéricas se generaron por medio de la herramienta “Create DigitalTerrain” disponible en MOHID GIS. Esta herramienta genera grillas a partir de losrequerimientos recién referidos mediante la triangulación de los datos debatimetría disponible. Cuando la información batimétrica es demasiado dispersa(como en este caso), la herramienta dispone de opciones adicionales para rellenaraquellas zonas donde no existe suficiente información. Para rellenar cada celdasin información, la herramienta calcula el promedio de profundidad de las celdasadyacentes en un radio predefinido por el usuario. Esta opción se utilizó en lageneración de ambas grillas, utilizándose un radio de 10 celdas para la grillaoceánica y de dos celdas para la grilla de los canales interiores.Una vez generadas, se realizó un post-procesamiento de las grillas de manera deeliminar áreas que pudieran generar inestabilidades numéricas. En esta etapa,ambas grillas fueron revisadas automática y manualmente de manera de eliminarcualquier celda aislada, se corrigieron aquellas celdas comunicadas solo por susvértices y se eliminaron pequeños canales. Adicionalmente, se modificó la grillaFIORDOS de manera de que su batimetría variara entre los 10 y los 500 metros.Finalmente, se diseñó manualmente una rampa en la frontera oceánica de la grillaFIORDOS, de manera de asegurar una entrada suave de la señal de mareas,forzada desde el modelo oceánico, de forma que no afecte la estabilidad numéricadel modelo.7.2.1 Condiciones de bordeEl modelo hidrodinámico contiene dos condiciones de borde: una condiciónoceánica correspondiente a la señal de la marea oceánica y una condicióncontinental correspondiente a los caudales de los ríos en la zona de las cabecerasdel Canal Baker. La condición de borde oceánica ha sido explicada en el acápite7.1.1.La condición de borde continental correspondió a los caudales promediosmensuales para cinco fuentes:1 Estero Huemules2 Río Baker3 Río Bravo4 Fiordo Steel5 Río PascuaLos caudales de dichas fuentes, que se presentan en la Tabla 7.1, fueronsintetizados en base a estadísticas de registro de caudales en estaciones concontrol fluviométrico en las cuencas de los ríos Baker y Pascua, utilización de

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 6 de 47rendimientos de cuencas patrón y observaciones locales. La localización de loscursos aportantes se muestran en la Figura 7.2.Con el propósito de lograr un modelo estable, los caudales de las fuentes de aguase aumentaron paulatinamente en un plazo de 48 horas hasta llegar a los valoresde la Tabla 7.1. De la misma forma, la señal de la marea (condición oceánica) seingresó con la codificación SLOWSTART = 86400 lo cual hace que esta ingresede forma paulatina por un período inicial de 24 horas. La señal de marea quetransfiere el modelo oceánico al modelo fiordos, se estabilizó por un períodoadicional de 2 meses, luego de lo cual ambos modelos (OCEANICO Y FIORDOS)se acoplaron.Tabla 7.1. Caudales promedio mensuales para las fuentes de agua continentales usadasen el modelo Canal Baker.ZONAZONA 1 2 3 4 5Superficie Km2 643 26.487 543 65 14.524Qesp m3/s/Km2 0,044 0,039 0,044 0,044 0,050QMA m3/s 28,5 1.032,1 24,1 2,9 723,3ABR m3/s 38,3 1.119 32,4 3,9 971,3MAY m3/s 33,6 992,3 28,3 3,4 850,4JUN m3/s 28,1 896,9 23,7 2,8 711,1JUL m3/s 23,4 788,4 19,7 2,4 591,9AGO m3/s 20,1 742,4 16,9 2 508,3SEP m3/s 18,4 712,9 15,5 1,9 465,2OCT m3/s 18,7 809,1 15,8 1,9 473,5NOV m3/s 21,9 1.000,7 18,5 2,2 554DIC m3/s 27,3 1.237,6 23,1 2,8 693,2ENE m3/s 33,8 1.415,2 28,6 3,4 857,8FEB m3/s 38,6 1.410,4 32,6 3,9 978,6MAR m3/s 40,4 1.259,7 34,1 4,1 1.024,1Huemules Baker Bravo Fiordo Steel Pascua

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 7 de 47Figura 7.2. Localización de las fuentes de agua continental en el modelo de simulaciónCanal Baker. Los números corresponden a las columnas de la Tabla 7.1.7.2.2 Implementación numérica del modelo hidrodinámico.El océano, los cuerpos de agua continentales y las zonas estuarinas, como losfiordos australes de Chile, son sistemas de fluido continuo. Los modelosnuméricos usados en la simulación de tales sistemas necesitan discretizar elespacio 3D de forma de poder, por una parte, usar de la mejor forma posible lamemoria finita de la estación de trabajo en la que corre el modelo y, por otra parte,poder generar un modelo cuya hidrodinámica represente aquella de la zona deestudio. La discretización horizontal ya fue explicada en el acápite 7.1.2. (Grillasnuméricas). En este ítem describimos la discretización vertical del modeloFIORDO, así como, los tiempos de salto de los modelos (DT), las técnicas usadaspara obtener modelos estables incluyendo aspectos sobre la parametrización de laturbulencia.Existen dos formas de discretización vertical posibles de usar en MOHID:discretización cartesiana y discretización sigma. La primera corresponde a laseparación de capas verticales sobre la base de grosores absolutos (en metros).La segunda, corresponde a la definición de un número de capas de grosor relativoque se transforman en grosor en metros, respecto de la profundidad del fondopara cada celda del modelo. Así, un modelo con 10 capas sigma con valoresrelativos de 0,1 (el total de las capas sigma debe forzosamente sumar 1) en eldominio 0-10 m generará capas de 1 m. En general, se usa la discretizaciónsigma cuando existen altos gradientes en las propiedades conservativas comotemperatura y salinidad. En MOHID se puede usar una mezcla de dominios sigmay cartesiano. Un ejemplo de ello se presenta en la Figura 7.3. Para los propósitosde este proyecto se usaron dos tipos de discretización: (1) 100% cartesiano y (2)dominios mixtos cartesiano-sigma.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 8 de 47Figure 7.3. Sub- división de la columna de agua en un dominio cartesiano (inferior) y unosigma (superior).A continuación se detalla la implementación para cada tipo de simulación.7.2.3 Modelo cartesianoEn esta versión del modelo hidrodinámico se implementaron 31 capas cartesianas.La distribución de ellas se ilustra en la Tabla 7.2. La disminución del grosor de lascapas en la parte superior de la columna de agua, tuvo como propósito poderestabilizar la hidrodinámica del modelo en presencia de los altos gradientessalinos en los 20 primeros metros.Tabla 7.2. Grosor de las capas cartesianas (en metros) para el dominio 0-500 m. Lascapas MOHID se numeran desde el fondo a la superficie.Capas 1 a 6 7 a 13 14 a 20 21 a 31Grosor 50 25 2 1El salto de tiempo del modelo se determinó empíricamente por medio del númerode Courant. El número de Courant (C r ) refleja la porción de una celda que seráatravesada por un soluto en un salto de tiempo (∆t):Aún cuando en una primera aproximación C r debiera ser 1, valores que fluctúenentre 3 y 8 producen resultados estables y satisfactorios. El estudio de distintossaltos de tiempo para el modelo cartesiano mostró que = 60 segundos produjocondiciones estables para la versión barotrópica del modelo, en tanto que para elbaroclínico se debió emplear un = 10 segundos. Este último produce un C r =3,3. Saltos de tiempo menores a 10 s producían simulaciones de larga duración,de forma que el salto de tiempo escogido representa un compromiso entreestabilidad de las simulaciones y su duración en tiempo real. Para un = 10segundos, una simulación baroclínica de 3 días toma 24 horas para una estaciónde trabajo de dos procesadores Xeon y 4 Gbyte de memoria RAM.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 9 de 47Las condiciones iniciales de temperatura y salinidad para el modelo cartesiano, seestablecieron por medio de valores por capa. Para el caso de la temperatura lacondición inicial fue de un valor constante de 10°C. La distribución vertical de lasalinidad por capas se muestra en la Tabla 7.3. El principal gradiente vertical seestableció, de acuerdo a los datos obtenidos en terreno de los primeros 25 m dela columna de agua, correspondiendo a las capas 14 a la 27.Tabla 7.3: Valores iniciales del campo de salinidad (PSU) para las capas del modelocartesiano.Capas 1 a 13 14 a 27 28 a 31Salinidad (PSU) 32 30 – 1,5 0De la misma forma, la condición para ambas variables en las descargas (Baker,Pascua y otras, ver Tabla 7.1) fue de una salinidad = 0 PSU y temperaturas entre9° C y 10°C. Los flujos de descargas para las simulaciones se establecieronusando los valores de la Tabla 7.1. La mezcla vertical turbulenta, ha sidoreproducida por medio del modelo embebido GOTM (Buchard, 2002). GOTM fueimplementado por medio del modelo Mellor-Yamada con un valor mínimo deenergía cinética turbulenta (k_min) = 1 x 10 -6 .7.2.4 Modelo mixto cartesiano-sigmaEsta versión del modelo hidrodinámico se implementó con 32 capas en total, 15capas sigmas en el dominio más cercano a la superficie, y bajo los 50 m., 17capas cartesianas. La distribución del grosor de cada capa se ilustra en la Tabla7.4.Tabla 7.4. Grosor de las capas del modelo mixto cartesiano-sigma (en metros) paraambos dominios Las capas MOHID se numeran desde el fondo a la superficie.SigmaCartesianoCapa 32 31 a 25 24 a 19 18 17 a 13 12 a 8 7 a 6 5 4 a 1Grosor 1 2 5 6 10 20 30 40 50El estudio de distintos saltos de tiempo para el modelo mixto cartesiano-sigmamostró que = 60 segundos produjo condiciones estables para la versiónbarotrópica del modelo. Sin embargo, la versión baroclínica de este modelo, a lafecha, muestra en las salidas de los ríos Baker y Pascua, la aparición de unasondas, que no corresponden al comportamiento típico de este tipo de sistemas,con dos causas probables; (1) la salida del río por las capas superiores deldominio, con un grosor máximo de 1m, produce un “chorro” a altas velocidadesque podría estar generando este oleaje, o (2) el salto de tiempo, que para estaversión del modelo hidrodinámico se fijo en = 20s. Este último produce un C r =7,5, muy cercano a los valores que podrían generar inestabilidades numéricas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 10 de 47Las condiciones iniciales de temperatura y salinidad para el modelo mixtocartesiano-sigma, se establecieron por medio de perfiles, obtenidos a partir dedatos de los cruceros CIMAR-FIORDOS para fiordos semejantes al del área deestudio. La Tabla 7.5 muestra los perfiles para temperatura y salinidad.Tabla 7.5. Perfiles de salinidad y temperatura utilizados para fijar las condiciones inicialesdel modelo mixto cartesiano-sigma.Profundidad(m)Salinidad(psu)Temperatura(°C)-1 26,45 10,78-5 27,80 10,78-10 29,27 10,81-25 30,04 10,98-50 30,83 11,37-75 31,09 11,07-100 31,20 11,04-150 31,33 10,99-200 31,44 11,177-250 31,50 11,23-300 31,57 11,34-335 31,59 11,377.3. Resultados modelos hidrodinámicosLos resultados que se presentan a continuación, tienen como propósito mostrarque se cuenta con modelos hidrodinámicos calibrados para la zona de estudios.En la calibración de los modelos se usó la información sobre altura de mareas,velocidades de las corrientes y estructura vertical de la salinidad (Anexo CApéndice 1 Parte 4.i y 4ii del EIA y en el Capítulo 5.4 del presente estudio). Lainformación se presenta separadamente para los dos modelos actualmenteoperativos, cartesiano y cartesiano-sigma, a excepción de los datos de calibraciónde la altura de mareas donde no se hace diferencia entre ambas simulaciones.7.3.1 MareasLa altura de marea generada por el modelo FES2004 en la zona de estudio, fuevalidada contra los datos disponibles en Anexo C Apéndice 1 Parte 4.i y 4ii delEIA. Para comparar los resultados del modelo con los datos observados enterreno, se muestreó el modelo en las mismas coordenadas geográficas dondefueron levantados los datos de terreno, para el mismo rango de tiempo. Para esteinforme, las mareas fueron validadas contra los datos tomados en Puerto Yungay,

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 11 de 47para la estación ubicada en las coordenadas 73,3239° S, 47,9360° O (ApéndiceN, mareas). Las Figuras 7.4 y 7.5 muestran los resultados de esta comparación.Las figuras muestran que el modelo logra predecir satisfactoriamente elcomportamiento de la marea en la zona. El análisis de regresión entre los valoressimulados y observados (Figura 7.5), muestra que el modelo logra explicar un96% de la varianza de los datos observados. Este resultado es congruente con elanteriormente publicado por Marín y Campusano (2008), para otras zonas de losfiordos australes de Chile.Figura 7.4: Comparación de la altura de mareas simulada y observada para la zona dePuerto Yungay. La serie de tiempo observada corresponde a la campaña realizada enNoviembre del 2006.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 12 de 47Figura 7.5: Análisis de regresión lineal para los valores observados del nivel del mar ysimulados por el modelo Fiordos, para la estación mareográfica instalada en PuertoYungay.7.3.2 Modelo cartesianoTanto el modelo cartesiano como el cartesiano-sigma logran reproducir lacirculación estuarina propia de los fiordos australes. Ambos modelos, condiferencias en cuanto a algunos valores específicos que se discuten en lossiguientes párrafos, logran generar la circulación de doble (o triple) capa, y lageneración de la haloclina superficial consecuencia del ingreso de los ríos en lazona.El modelo cartesiano fue inicializado implementando una corrida barotrópica de24 horas, para lograr la estabilidad numérica del modelo. Esta fue seguida poruna corrida baroclínica de 72 horas con caudales de ríos disminuidos, para luegoaumentarlos a los valores reales (Tabla 7.1), en una corrida subsecuente de otras72 horas. Los datos que se presentan corresponden a una cuarta corrida de 96horas, una vez lograda la estabilidad numérica del modelo, realizada para simularla hidrodinámica de la zona entre el 8 y el 12 de marzo de 2006.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 13 de 47La Figura 7.6 muestra la distribución vertical del componente U de la velocidad,para una estación ubicada en el canal Baker (flecha roja en inserto de la figura).En ella se puede apreciar que el modelo genera la circulación de doble capa (flujodesde el interior del fiordo al océano en superficie y flujo compensatorio desde elocéano hacia el interior del fiordo en profundidad), característica de las zonasestuarinas. Esta distribución vertical de las velocidades puede también observarseen la Figura 7.7, que corresponde a un corte vertical Este-Oeste en el CanalBaker. Finalmente, la Figura 7.8 muestra el residuo (valor promedio durante las96 horas de la simulación), para el componente U en la zona del Canal Baker. Elflujo superficial alcanza hasta los 75 m en tanto que el flujo compensatorio seubica entre los 100 y los 250 m. La distribución vertical de las corrientes tambiénse muestra para la zona de la desembocadura del río Baker, el río con más caudalde la zona (Figura 7.9). Los resultados muestran que la salida del río se sitúa enla superficie con un efecto hasta los 40 m, por debajo de los cuales se ubica elflujo compensatorio desde el océano.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 14 de 47Figura 7.6: Distribución vertical del componente U de la velocidad para el modelocartesiano de 31 capas. La ubicación de la estación se indica con una flecha roja en elinserto geográfico de la figura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 15 de 47Figura 7.7: Distribución vertical de las corrientes en un corte Este Oeste (flecha roja eninserto geográfico) en el canal Baker para el modelo cartesiano de 31 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 16 de 47Figura 7.8: Distribución vertical del valor promedio de las 96 horas de simulación para elcomponente U de la velocidad en la zona del Canal Baker del modelo cartesiano de 31capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 17 de 47Figura 7.9: Distribución vertical del componente U de la velocidad en la zona de ladesembocadura del río Baker para el modelo cartesiano de 31 capas.Las velocidades resultantes del modelo fueron revisadas contra los datos decorriente disponibles (Anexo C Apéndice 1 Parte 4.i y 4ii del EIA y Apéndice Ncorrientes). Estos datos se concentran en las zonas de las desembocaduras y enel Canal Mitchell. La Figura 7.10 muestra el valor del módulo de la velocidad parael día 12 de marzo 2006 en el modelo cartesiano. Los valores generados por lasimulación en las zonas antes mencionadas (< 0,1 m/s para el Canal Mitchell y0,1 m/s < módulo < 0,1 m/s) se ajustan a los valores registrados en el estudioantes citado. La estructura horizontal de las corrientes superficiales se muestra enla Figura 7.11.Finalmente, la estructura vertical de la salinidad, muestra que se genera unahaloclina superficial para luego estabilizarse en valores cercanos a los 30 PSU pordebajo de los 20 m (Figura 7.12). La principal diferencia con los resultadosobtenidos en las campañas de terreno, es que el modelo aún cuando logragenerar la haloclina, no logra los valores bajos observados en la zona ensuperficie. Por otra parte, las isolíneas de salinidad superficial muestran lainfluencia de los principales ríos simulados en el modelo (Figura 7.13).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 18 de 47Figura 7.10: Distribución horizontal del módulo de la velocidad superficial para el día 12de marzo de 2006, modelo cartesiano de 31 capas. Los valores de las isolíneascorresponden a m/s.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 19 de 47Figura 7.11: Corrientes superficiales para la zona del Canal Baker, modelo cartesiano de31 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 20 de 47Figura 7.12: Distribución vertical de la salinidad en la desembocadura del río Baker,modelo cartesiano de 31 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 21 de 47Figura 7.13: Distribución horizontal de la salinidad superficial para el día 12 de marzo de2006. Modelo cartesiano de 31 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 22 de 477.3.3 Modelo cartesiano-sigmaTanto el modelo cartesiano como el cartesiano-sigma, logran reproducir lacirculación estuarina propia de los fiordos australes. Ambos modelos, condiferencias en cuanto a algunos valores específicos que se discuten en lossiguientes párrafos, logran generar la circulación de doble (o triple) capa, y lageneración de la haloclina superficial consecuencia del ingreso de los ríos en lazona.El modelo cartesiano-sigma, fue inicializado implementando una corridabarotrópica de 48 horas para asegurar una entrada estable de la señal de mareadesde el modelo oceánico. Esta fue seguida por una corrida barotrópica de 48horas más, incorporando los caudales de los ríos totales y las propiedades delagua (salinidad y temperatura), según los perfiles descritos anteriormente. Luego,se implementó una tercera corrida de 10 días, para inicializar la baroclinicidad.Finalmente, los datos que se presentan corresponden a una cuarta corrida de 72horas, una vez lograda la estabilidad numérica del modelo, realizada para simularla hidrodinámica de la zona entre el 17 y el 20 de febrero de 2006.La Figura 7.14 muestra la distribución vertical del componente U de la velocidadpara una estación ubicada en el canal Baker (flecha roja en inserto de la figura).En ella se puede apreciar que el modelo genera la circulación de doble capacaracterística de las zonas estuarinas. Esta distribución vertical de lasvelocidades puede también observarse en la Figura 7.15, que corresponde a uncorte vertical Este-Oeste en el Canal Baker. Finalmente, la Figura 7.16 muestra elresiduo (valor promedio durante las 96 horas de la simulación) para el componenteU en la zona del Canal Baker. El flujo superficial alcanza hasta los 50 m en tantoque el flujo compensatorio se ubica entre los 60 y los 250 m. La distribuciónvertical de las corrientes también se muestra para la zona de la desembocaduradel río Baker, el río con más caudal de la zona (Figura 7.17). Los resultadosmuestran que la salida del río, se sitúa en la superficie de forma muy pronunciadapor sobre los 10 m., pero con un efecto de menor magnitud hasta cerca de los 50m., por debajo de los cuales se ubica el flujo compensatorio desde el océano.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 23 de 47Figura 7.14: Distribución vertical del componente U de la velocidad para el modelocartesiano-sigma de 32 capas. La ubicación de la estación se indica con una flecha rojaen el inserto geográfico de la figura.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 24 de 47Figura 7.15: Distribución vertical de las corrientes en un corte Este Oeste (flecha roja eninserto geográfico) en el canal Baker para el modelo cartesiano-sigma de 32 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 25 de 47Figura 7.16: Distribución vertical del valor promedio de las 72 horas de simulación para elcomponente U de la velocidad en la zona del Canal Baker del modelo cartesiano-sigmade 32 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 26 de 47Figura 7.17: Distribución vertical del componente U de la velocidad en la zona de ladesembocadura del río Baker para el modelo cartesiano-sigma de 32 capas.Finalmente, la estructura vertical de la salinidad muestra que se genera unahaloclina superficial para luego estabilizarse en valores cercanos a los 30 PSU pordebajo de los 10 m (Figura 7.18). En esta versión del modelo hidrodinámico, selogran los resultados de salinidad superficiales (5 PSU) similares a los datos deterreno, que la versión cartesiana no logra generar. Sin embargo, el grosor de lahaloclina es más superficial, alcanzando valores profundos de salinidad (30 PSU)antes de los 10 m. Por otra parte, las isolíneas de salinidad superficial muestran lainfluencia de los principales ríos simulados en el modelo (Figura 7.19).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 27 de 477.3.4. Discusión Del Modelo HidrodinámicoLos resultados muestran que los modelos generados logran reproducir,calibradamente, con excepción de los valores de salinidad superficial en la zonade las desembocaduras, la hidrodinámica del Canal Baker y los principales ríoscuyos caudales generan la circulación estuarina propia de los fiordos australes. Alrespecto, el modelo cartesiano-sigma logra generar un mejor ajuste, aún cuandoproduce una capa superficial somera con relación a los datos disponibles.Existen varios factores que pueden estar contribuyendo a que el modelo,especialmente en su versión cartesiana, no logre disminuir los valores de salinidaden superficie. El principal de ellos, es que solamente se han modelado losprincipales cursos de agua continental con valores estimados considerando eltamaño de las cuencas (Tabla 7.1). Por otra, la falta de información de otrosposibles caudales, así como, de escorrentía difusa desde el continente hacia elfiordo.Como una forma de analizar lo anterior, se comparó la salinidad en la zona de ladesembocadura del río Baker con datos de terreno (Febrero, 2009). Debido a queel muestreo coincidió con un episodio de alto caudal, se modeló el sistema con uncaudal de 4500 m 3 /s para el Baker y 2000 m 3 /s para el Pascua. El resultado de lacomparación se muestra en la Figura 7.20.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 28 de 47Figura 7.18: Distribución vertical de la salinidad en la desembocadura del río Baker,modelo cartesiano-sigma de 32 capas, comparada con un perfil vertical obtenido de lascampañas de terreno (Anexo C Apéndice 1 Parte 4.i y 4ii del EIA, Figura 12).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 29 de 47Figura 7.19: Distribución horizontal de la salinidad superficial para el día 20 de marzo de2006. Modelo cartesiano-sigma de 32 capas.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 30 de 47Figura 7.20: Comparación de la distribución vertical de la salinidad en la zona del Bakerpara el modelo con alto caudal (modelo) con relación a los datos obtenidos en terreno(Data).El resultado de la validación muestra que el modelo, en condiciones de altocaudal, reproduce la zona de baja salinidad superficial con valores coincidentespara la superficie. La diferencia entre ambos reside en que el modelo produce unahaloclina más superficial, lo que reafirma la propuesta respecto de la falta de aguadulce en el modelo. Sin embargo, tanto el grosor de la capa de baja salinidad y laprofundidad de la haloclina, son coincidentes con los datos recolectados encampañas anteriores (ver Figura 7.18). Como una muestra adicional sobre lacapacidad del modelo de replicar las condiciones observadas en terreno, serealizó una modelación en la cual el caudal del río Baker fue aumentado hasta quese lograra un mejor ajuste con los datos de campo. El resultado de este ejercicio(Modelo-2; Figura 7.20) muestra que el modelo logra reproducir el perfil desalinidad para la condición de caudal del Baker = 9500 m 3 s -1 . Por tanto, elmodelo reproduce apropiadamente las condiciones tanto de velocidad como deperfil salino de la zona de estudios. Sin embargo, hay que consignar que aúncuando sería conveniente realizar mayores validaciones, éstas no se puedenrealizar debido a la falta de información de terreno en la zona respecto de lascondiciones meteorológicas y de caudales.Finalmente, se analiza la estabilidad numérica del modelo cartesiano y cartesianosigma.El resultado de este análisis mostró que el modelo cartesiano de 31 capases más estable, numéricamente, que el cartesiano-sigma. Por lo tanto, se usó el

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 31 de 47modelo cartesiano para simular el efecto de las presas respecto de laconcentración de sólidos en suspensión en la zona cercana a la desembocaduradel Baker y el Pascua.7.4. Implementación del modelo para sólidos en suspensión.El objetivo de esta sección del informe es describir los escenarios para lacondición con y sin proyecto, tanto para el Baker como el Pascua. Los escenariosfueron simulados usando la concentración de sólidos en suspensión como lavariable de estado, respecto de la cual se analizaron los potenciales cambios aobservar en el ecosistema del fiordo. Esta decisión, se basa en que los sólidos ensuspensión juegan un rol importante en la óptica de la columna de agua (e.g.aumento del coeficiente de extinción de la luz) el que a su vez afecta la producciónprimaria del ecosistema. El transporte horizontal y vertical de los sólidos ensuspensión, fue calculado sobre la base de ecuaciones eulerianas a las que se leagregó una velocidad de sedimentación por medio del módulo Free VerticalMovement de MOHID. En las subsecciones siguientes se describen lascondiciones dinámicas, iniciales y los escenarios simulados.7.4.1 Dinámica de los sólidos en suspensiónEl transporte de una propiedad en MOHID, en este caso sólido en suspensión(SS), debido a flujos advectivos y difusivo, se resuelve por medio de la siguienteecuación:Donde u, v y w son las velocidades en la dirección x, y, z respectivamente, v’ H yv’ t los coeficientes de difusión turbulenta y v’ A el coeficiente de difusión molecular.La evolución temporal de A corresponde al balance del transporte advectivodebido al flujo promedio, la mezcla turbulenta y las posibles fuentes y sumiderosque la propiedad tenga.Para el caso de Sólidos Suspendidos (SS), la ecuación incorpora el flujo verticalpor medio del módulo “Free vertical movement”. Basados en la informacióndisponible sobre las características de los sólidos suspendidos que sonexportados por los ríos Baker y Pascua, que describe unos SS de tamañopequeño (menor 2 µm) y baja floculación, es que se decidió implementar unavelocidad fija de sedimentación para todo el modelo. De esta manera, mientras la

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 32 de 47ecuación euleriana descrita anteriormente define el transporte horizontal yturbulento de las partículas en suspensión, el modulo “Free vertical movement” leimpone una velocidad de sedimentación constante de 0,085 [mm/s], igual alpromedio de velocidad de sedimentación medido para las muestras tomadas enambos ríos.Condiciones Iniciales y de bordeLas condiciones iniciales para los sólidos suspendidos, en todo el dominio delmodelo, fue igual a 0 mg l -1 , salvo las descargas de dos ríos; Baker y Pascua. Sedefinió una concentración de 84 mg l -1 para el primero y 40 mg l -1 para el segundo.Los caudales por defecto de los ríos para estas simulaciones se muestran en laTabla 7.1.7.4.2 Implementación de escenariosLos escenarios modelados tuvieron por objetivo analizar el comportamientointradiario de los sólidos en suspensión, para distintos caudales de los ríos Baker yPascua. Los caudales en desembocadura para el escenario sin proyecto fueron:• Río Baker: 1381 m 3 /s (15 % excedencia); 968 m 3 /s (50 % excedencia); y671 m 3 /s (85 % excedencia).• Río Pascua: 1081 m 3 /s (15 % excedencia); 743 m 3 /s (50 % excedencia); y514 m 3 /s (85 % excedencia).La fluctuación intradiaria de los caudales en la condición con proyecto se muestraen la Figura 7.21.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 33 de 47Figura 7.21: Caudales para los escenarios con proyecto con probabilidades deexcedencias de 15%, 50% y 85 % para los ríos Baker y Pascua.Los escenarios con probabilidad de excedencia de 15%, 50% y 85 % se corrierondespués de 48 horas de correr el escenario estándar y cada uno correspondió auna corrida de 48 horas.7.4.3 Resultados de la simulación de sólidos en suspensiónLa Figura 7.22 muestra la distribución de los sólidos en suspensión para todo elmodelo bajo las condiciones estándar (QMA). Las isolíneas marcadas

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 34 de 47corresponden a concentraciones de sólidos en suspensión de 5 mg/l 15 mg/l y 30mg/l. Según el trabajo de Jones & Wills (1956), donde midieron la atenuación de laluz según la concentración de sólidos suspendidos para aguas estuarinas ymarinas, una concentración de 5, 15 y 30 mg/L de sólidos suspendidos implicaríauna trasmisión de la luz –para una columna de agua de 50cm- de 50%, 18% y 7%respectivamente. Según ese mismo estudio, la visibilidad del agua, medida con undisco secchi, para las mismas concentraciones de SS, sería de 3 m, 1.5 m ymenos de 1 m, respectivamente. La Tabla 7.6 resume las característicaslumínicas de referencia para cada valor utilizado en las isolíneas. La isolínea de 5mg/l alcanza hasta el extremo Oeste de la Isla Teresa en la zona de ladesembocadura del río Baker (Figura 7.22a). La zona de mayor concentración (>30 mg/l), se encuentra circunscrita a la región interna de la desembocadura en elextremo Este de Isla Teresa. Respecto de su estructura vertical, lasconcentraciones mayores de 30 mg/l se ubican en los primeros 5 m de la columnade agua (Figura 7.22b).Tabla 7.6. Relación entre concentración de sólidos en suspensión, penetración de la luz(% I 0 ) y visibilidad (Fuente: Jones & Wills, 1956).Penetración de la luz(%)Concentración de SólidosSuspendidos5 mg/L 15 mg/L 30 mg/L50 18 7Visibilidad (m.) 3 1.5 < 1

A)Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 35 de 47B)C)Figura 7.22: Distribución de los sólidos en suspensión en la superficie (A), y en un cortevertical para la desembocadura del Baker (B) y el Pascua (C) para la condición de CaudalMedio Anual (QMA).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 36 de 47Para el caso de río Pascua, las concentraciones de sólidos en suspensión soninferiores que para el Baker (Figura 7.22a); sin embargo, muestran la mismatendencia respecto de su distribución vertical (Figura 7.22c).Debido a la ausencia de información de terreno para corroborar la dispersión delos sólidos en suspensión, se utilizaron las imágenes disponibles en Internet parala zona a través del sistema Google Earth. Una comparación entre las salidas delmodelo y dichas imágenes muestra que este logra reproducir de buena manera ladispersión de sólidos en la superficie del fiordo para ambas localidades (Figuras7.23, 7.24 y 7.25).Figura 7.23: Comparación entre una imagen satelital de la zona de estudio (A) con losresultados del modelo numérico (B).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 37 de 47Figura 7.24: Comparación entre una imagen satelital de la desembocadura del río Baker(A) y la salida del modelo (B) para los sólidos en suspensión.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 38 de 47Figura 7.25: Comparación entre una imagen satelital de la desembocadura del río Pascua(A) y la salida del modelo (B) para los sólidos en suspensión.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 39 de 477.4.4 Discusión escenarios para los sólidos en suspensión.La forma más efectiva para comparar los distintos escenarios modelados respectode los sólidos en suspensión, es por medio de series de tiempo para distintospuntos geográficos. Con este propósito se extrajeron dichas series para cincoestaciones de muestreo, cuya posición geográfica se muestra en la Figura 7.26.Los escenarios se compararon para los sólidos en suspensión (Figuras 7.27, 7.28y 7.29), así como, para el coeficiente de extinción de la luz (Figuras 7.30, 7.31 y7.32). Los gráficos corresponden al valor promedio 0 – 5 m, que es la zona demayor concentración de sólidos en la columna de agua (ver Figura 7.22).Para el caso de los caudales al 15% no hubo diferencias entre la condición con ysin embalses, respecto de la concentración de sólidos en suspensión y coeficientede extinción (Figuras 7.27 y 7.30).Para el caso de los caudales al 50% y 85%, las diferencias entre ambosescenarios se presentaron solo para las estaciones localizadas en ladesembocaduras de los ríos Baker y Pascua. Tanto para el caso de los sólidos ensuspensión como para el coeficiente de extinción de la luz, las diferencias sepresentan como una variación aumentada en relación a la condición sin proyecto.En todo caso, tales diferencias son inferiores al 10% entre ambos escenarios(escenario 50% excedencia: Figuras 7.28 y 7.31; escenario 85% excedencia:Figuras 7.29 y 7.32).Estas diferencias son cíclicas, aún cuando igualmente bajas, en las dosestaciones localizadas en la desembocadura de los ríos Baker (estación 1) yPascua (estación 5). En ambos casos, la condición con proyecto genera unaoscilación intradiaria mayor a la que existe para la condición sin proyecto.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 40 de 47Figura 7.26: Distribución geográfica de las estaciones de muestreo (círculos amarillos)para la comparación de los escenarios de sólidos en suspensión. Los números al lado decada estación corresponden al número de la estación identificado en las Figuras 7.27 y7.28.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 41 de 47Figura 7.27: Resultados de la simulación de caudales a 15% para la condición sinproyecto (SP) y con proyecto (CP) sobre los sólidos en suspensión.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 42 de 47Figura 7.28: Resultados de la simulación de caudales a 50% para la condición sinproyecto (SP) y con proyecto (CP) sobre los sólidos en suspensión.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 43 de 47Figura 7.29: Series de tiempo del valor promedio 0-5 m de los sólidos en suspensiónpara cinco estaciones de muestreo para una excedencia de 85% en condiciones sinproyecto (SP) y con proyecto (CP).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 44 de 47Figura 7.30: Resultados de la simulación de caudales a 15% para la condición sinproyecto (SP) y con proyecto (CP) sobre el coeficiente de extinción de la luz.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 45 de 47Figura 7.31: Resultados de la simulación de caudales a 50% para la condición sinproyecto (SP) y con proyecto (CP) sobre el coeficiente de extinción de la luz.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 46 de 47Figura 7.32: Series de tiempo del valor promedio 0-5 m de los sólidos en suspensiónpara cinco estaciones de muestreo para una excedencia de 85% en condiciones sinproyecto (SP) y con proyecto (CP).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 7 Página 47 de 47Figura 7.30: Series de tiempo del valor promedio 0-5 m del coeficiente de extinción de laluz para las estaciones 1 y 5, para una excedencia de 85% en condiciones sin proyecto(SP) y con proyecto (CP).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 1 de 8CAPITULO 8ESTUDIO DE BIOACUMULACIÓN DE MERCURIO Y CADMIO DELPROYECTO HIDROELÉCTRICO AYSÉN8.1 IntroducciónLos metales pesados son aquellos cuya densidad es por lo menos cinco vecesmayor que la del agua. Tienen aplicación directa en numerosos procesos deproducción de bienes y servicios. Los más importantes son: Arsénico (As),Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Mercurio (Hg), Níquel (Ni),Plomo (Pb), Estaño (Sn) y Cinc (Zn) (Fergusson, 1990). Los metales puedenacumularse en los peces mediante incorporación por respiración de agua concontenido de metales, a través del contacto con sedimento que pudiesecontener metales, o de la dieta, al consumir invertebrados bénticos que ya hanacumulado metales en su organismo. Adicionalmente, los metales pesados sepueden acumular a través de la cadena alimenticia y eventualmente impactaren la salud humana (Forstner & Wittmann, 1983, Alquezar et al., 2005). En lamayoría de los sistemas acuáticos, los sedimentos son los más importantesreservorios de metales o contaminantes, desde los cuales puede existirliberación de material particulado contaminado hacia la columna de agua, pordisturbios naturales o antropogénicos, los cuales resultan en unaremovilización de los metales (Carvalho & Fernández, 2006).Algunos metales pesados e hidrocarburos clorados son acumulados por losorganismos acuáticos, por lo que se pueden encontrar concentraciones muyaltas de estos elementos químicos en tejidos biológicos, aún cuando se hallenextremadamente diluidos en el medio acuático circundante (Harte et al.,1991).En el presente estudio se evalúa el potencial de bioacumulación de mercurio ycadmio en la fauna íctica presente en las cuencas de los ríos Baker y Pascua,enfocándose en Galaxias maculatus, que además de estar presente en el áreade estudio, es una especie nativa que puede servir de alimento para especiesícticas mayores, como las truchas, por lo que se considera un eslabóntrascendental en la dinámica de bioacumulación.El mercurio se usa puro o en forma de amalgamas, su uso en la medicinadental y en algunas pilas es frecuente. Mientras que el cadmio se usa en

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 2 de 8diversas aleaciones y también en pilas. Sin embargo, estos metales tambiénpodrían encontrarse naturalmente en los sedimentos, como es lo esperado parasistemas con escasa o nula actividad antrópica, lo cual se ajustaría a lacondición en los ríos Baker y Pascua.8.2 Metodología8.2.1 Bioenergética de Galaxias maculatusSe desarrolló un modelo bioenergético de Galaxias maculatus, (especie nativapresente en el área de estudio y que forma parte del alimento para especiesícticas mayores, como por ejemplo, truchas) utilizando una ecuacióngeneralizada de balance de masas: Cr=C-(R + S + F + U), donde la energíadisponible para crecimiento (Cr), es igual a la energía adquirida por consumo decomida (C), menos la energía utilizada en respiración (R), la acción dinámicaespecífica (S), la egestión (F) y la excreción (U), que puede ser resumida como:PT(t) = PT(t - dt) + (G - P) * dtDonde PT es el eso total de un individuo de Galaxias maculatus en un tiempodeterminado, G es el crecimiento y P son las perdidas en peso del individuo,atribuibles a movimiento, respiración y egestión. Para parametrizar este modelose siguió el modelo propuesto por Chizinski y colaboradores (2008), para elpez zebra, calibrando los valores de los parámetros al crecimiento de Galaxiasmaculatus en función de la temperatura (T) (Tabla 8.1), con una vida media dedos años y peso final promedio de 9 gr (Burnet, 1965; McDowall, 1968; Elder,1969).Tabla 8.1. Parámetros utilizados en el modelo bioenergético.G = (2047*(1-0,02)*C)/4194P = (0,0136*(2,2*R+S*C))/4194C = 0,0001*(PT 1,26 )*e (0,506)*TR = 9,5*(PT 0,97 )*e (0,135)*TS = 0,17PT(0) = 0,5 gr

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 3 de 88.2.2 Dinámica de los metales en sedimento y aguaDebido a que los metales pueden encontrarse, principalmente, en dosreservorios (Columna de agua y sedimentos), se realizó una modelación de ladinámica de transferencia de cadmio y mercurio entre estos dos reservorios. Elmodelo que representa la dinámica de mercurio y cadmio en los sedimentos yel agua del área embalsada, se basó en los flujos de metales descritos porMackay y colaboradores (1995), que evaluó los flujos de mercurio entre elreservorio de los sedimentos y la columna de agua, estas tasas de intercambiose muestran en la Tabla 8.2. Para el cadmio se utilizaron los mismos flujosnetos. El modelo se calibró en función de las concentraciones de mercurio ycadmio observadas en la columna de agua ysedimentos. En este sentido, cabe resaltar que en todas las evaluaciones decadmio y mercurio en el área de estudio, las concentraciones registradasfueron inferiores al límite de detección de la técnica (Sedimentos Cd

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 4 de 88.2.3 Bioacumulación de metales en Galaxias maculatusLa bioacumulación de cadmio y mercurio se modeló en base a las ecuaciones yparámetros generales descritos por Korhonen y colaboradores (1995),calibrados para obtener los promedios de concentración de mercurio y cadmioen los peces de la especie G. maculatus, para los sectores del río Baker yPascua. Este modelo describe la acumulación de un metal como un balance demasas siguiendo la ecuación:Me = Kf + Kw – LpDonde Me es el contenido de metal en el pez, Kf es el aumento de metal poringesta de comida, Kw es el aumento de metal por el paso de agua a través delas agallas y Lp es la perdida de metal.El aumento de metal por ingesta sigue la ecuación:Kf = Epf * Cpf * CEpf = eficiencia relativa en la captura del metal desde el alimento (0. . 1)Cpf = contenido de metal en el alimentoC = alimento consumidoMientras que el aumento de metal por el paso de agua a través de las agallasestá determinado por:Kw = Epw * Cpw * QEpf = eficiencia relativa en la captura del metal desde el agua (0. . 1)Cpw = contenido de metal en el aguaQ = flujo de agua a través de las agallas para inhalaciónLa cantidad de agua que pasa por las agallas es función del consumometabólico:Q = (R + S) / (Eox * Cox)Eox = eficiencia relativa en la captura de oxígeno desde el agua (0. . 1)Cox = contenido de oxígeno en el aguaAdemás, de acuerdo con Norstrom y colaboradores (1976), las pérdidas demetal (Lp), dependen del peso del pez (PT).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 5 de 8Lp = Kcl * Me * PT rKcl = tasa de eliminación relativar = exponente de la dependencia del peso del individuo (-1. . 0)Los valores numéricos de los coeficientes del modelo se describen en la Tabla8.3, para cadmio y mercurio respectivamente.Tabla 8.3. Parámetros utilizados en el modelo de bioacumulación.Mercurio CadmioCpf (mg/g) 0,001 0,0005Cpw (mg/l) 0,001 0,0005Epf 0,600 0,600Epw 0,010 0,010Kcl 0,039 0,026r -0,580 -0,580Para ambos metales se utilizó como concentración del metal en el agua el valordel límite de detección de la técnica, siguiendo el criterio señalado en elacápite 8.2.2. La concentración de metal en el alimento (macroinvertebrados),se supuso en equilibrio con el medio donde se desarrollan, por lo que su valornumérico fue equivalente a la del medio acuoso donde habitan. Los demásparámetros se ajustaron para obtener al cabo de dos años, la concentraciónpromedio observada para cada elemento en peces (Hg: 0,043 mg/kg y Cd:0,026 mg/kg. Apéndice D de este informe). En ambos casos se supuso quetodo el metal se encontraba biodisponible.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 6 de 88.3 Resultados8.3.1 CalibraciónUtilizando las temperaturas estimadas para el escenario sin proyecto(Figura8.1), el modelo con los parámetros calibrados, se ajusta perfectamentea los valores promedio de metales, observados en la campaña de muestreo,con 0,043 mg/kg de mercurio y 0,026 mg/kg de cadmio (Figura 8.2). Por loque se considera como una buena situación control.1412) 10(°Cra8turaep6mte 4200 100 200 300 400 500 600 700 800tiempo (días)Figura 8.1. Dinámica de la temperatura en la condición sin proyecto (ApéndiceA).0,050,050,040,04Cd (mg/kg)0,030,02Hg (mg/kg)0,030,020,010,0100 100 200 300 400 500 600 70000 100 200 300 400 500 600 700tiempo (días)tiempo (días)Figura 8.2. Dinámica de bioacumulación de cadmio y mercurio en la situaciónsin proyecto.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 7 de 88.3.2 Efecto del proyectoUtilizando las temperaturas estimadas para la situación con proyecto (Figura8.3), se simularon dos escenarios posibles. Primero se simuló un efecto directodel aumento térmico, producto del embalsamiento de las aguas, por lo que seesperaría una mayor incorporación de metales debidas al aumento en elmetabolismo del pez. Complementariamente, se simuló el efecto en labioacumulación de metales en los peces, atribuibles a un efecto combinado delefecto térmico de embalsamiento y un aumento en la concentración demetales en el agua.1412temperatura (°C)10864200 100 200 300 400 500 600 700 800tiempo (días)Figura 8.3. Dinámica de la temperatura en la condición con proyecto (ApéndiceQ).El resultado de la simulación de la bioacumulación de metales en los peces, enel escenario con proyecto, que implica acumulación de sedimentos en el fondodel embalse y cambios térmicos debidos al embalsamiento, resultó en unaumento del 3,8% en la concentración de cadmio y del 7,0% en laconcentración de mercurio en el pez (Figura 8.4 y Tabla 8.4).

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo. 8, Página 8 de 80,050,050,040,04Cd (mg/kg)0,030,02Hg (mg/kg)0,030,020,010,0100 100 200 300 400 500 600 70000 100 200 300 400 500 600 700tiempo (días)tiempo (días)Figura 8.4. Dinámica de bioacumulación de cadmio y mercurio en la situacióncon proyecto.Tabla 8.4. Cambio porcentual en la concentración de metal en G. maculatus.Entre la situación control y con proyecto, entre paréntesis se muestra laconcentración alcanzada.Escenario Cd HgCon proyecto 3,8 %(0,027 mg/kg)7,0 %(0,046 mg/kg)

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 1 de 16SISTEMAS EMBALSES - RIOSModelo NuméricoCAPÍTULO 9CONCLUSIONES• El modelo conceptual de sucesión embalse-río-embalse generado, sumadoa los modelos numéricos empleados en cada segmento, constituye unaherramienta adecuada para estudiar la evolución futura de la calidad de lasaguas en la zona de los ríos Baker y Pascua producto de la construccióndel PHA.• La modelación de los ríos muestra que estos actúan como un medio detransporte sin grandes cambios en sus componentes, dadas lascondiciones hidrodinámicas de su funcionamiento. En especial, los ríospresentan un bajo tiempo de retención de las aguas (del orden de horas)que hace que la transferencia neta de calor entre el agua y la atmósfera seareducida, haciendo que los procesos internos queden controlados por lasfuertes mezclas que mantienen el sistema homogeneizado en la direccióndel flujo.• En cuanto a la hidrodinámica modelada en los embalses, se observa quelos resultados obtenidos están de acuerdo a lo esperado, según lo predichopor el análisis de números adimensionales y según las observacionesrealizadas en lagos de la zona. A grandes rasgos, los embalses muestrantendencia a la mezcla, con episodios de gradientes superficiales débiles eintermitentes• en zonas cercanas al muro, siendo la mezcla y transporte gobernadoprincipalmente por la dinámica de caudales y en menor medida por elviento. Estas conclusiones demuestran que el modelo numérico escogido(CE-QUAL-W2) y su implementación a los embalses del PHA, es capaz demodelar de buena forma los patrones de mezcla, transporte, estructuratérmica y calidad de las aguas de estos sistemas acuáticos en estudio.• Para el caso de la central Del Salto, bajo distintos escenarios hidrológicostendría tiempos de retención entre 1 a 3 horas. Tanto las condicioneshidráulicas, térmicas e hidrodinámicas indican que este sistema someromantendría las características de sistema lótico, con una columna verticalmezclada (por la turbulencia propia del flujo). Considerando las

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 2 de 16características geométricas someras, condiciones de flujo y procesos demezcla, se puede prescindir de un modelo numérico que resuelva elcomportamiento hidrodinámico. Los cortos tiempos de retención delsistema, indican que no habría efectos sobre la calidad de agua(temperatura y sólidos suspendidos), dado que existe un reducido efectoatmosférico sobre el balance radiativo y aguas en movimiento, que limitanla sedimentación de partículas suspendidas.Termo-Hidrodinámica• Los resultados obtenidos de la modelación permiten concluir que losembalses no presentan gradientes térmicos importantes y, por lo tanto,tampoco de densidad, por lo que los embalses tienen poca tendencia a laestratificación, promoviendo así la continua transferencia de masa,momentum y calor, entre la zona superficial y profunda. En términoshidrodinámicos, hay predominancia de eventos que desestabilizan alsistema, como lo son los grandes caudales afluentes y el régimen devientos, por lo que la tendencia del sistema es a mantenerse mezclado.• Si bien es cierto, la radiación solar es capaz de aumentar la temperaturasuperficial de los embalses, no se observan gradientes verticalesimportantes, tendientes a generar zonas de estratificación, entendiéndosecomo estratificación el gradiente vertical de temperaturas mayor a 1°C pormetro. Los mayores gradientes verticales de temperatura se generan en lossectores cercanos al muro, donde aumenta la potencialidad deestratificación y donde los embalses adquieren realmente una condiciónléntica. En la Figura 9.1 se muestra una comparación de la estructura delos lagos aledaños en conjunto con los perfiles verticales de los embalsesmodelados.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 3 de 16Profundidad (m)020406080100120140160180200220Temperatura (ºC)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18LagosBertrand (perfil 3)Cochrane (perfil 3)Colonia (perfil 3)Esmeralda (perfil 2)Larga (perfil 1)Quetru (perfil 5)Leal (perfil 2)Negra (perfil 1)Quiroz (perfil 9)Lago Chico (perfil 6)O'higgins (perfil 3)Termoclina (gradiente 1ºC/m)Profundidad (m)020406080100120140160180200220Temperatura (º C)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Embalses PHABaker 1 (zona del muro)Baker 2 (zona del muro)Pascua 1 (cubeta principal zona más profunda)Pascua 2.1 (zona del muro)Pascua 2.1 (zona del muro)Figura 9.1: Comparación de perfiles verticales de temperatura de los lagos aledaños y losembalses (resultado de simulaciones) para una condición de verano que representa elmayor potencial de estratificación. En línea segmentada se señala las zonas profundas deBaker 1 y Baker 2 que tendrían aguas con menor recirculación y menor temperatura.• Tanto en Baker 1 como en Baker 2 se identificaron zonas profundas (en elárea cercana al muro) que tendrían aguas con menor recirculación y quepotencialmente pueden tener propiedades distintas del resto de la columnade agua por su aislamiento. En la Figura 9.1 se señala esta zona con líneasegmentada sobre el perfil vertical de temperatura. Estas zonas profundasson muy localizadas y representan una fracción muy pequeña del embalse.En el caso de Baker 1, este volumen aislado representa cerca de un 0,5 %del volumen total embalsado, en tanto que en Baker 2 representa un 0,1 %del volumen total embalsado.• Si bien es cierto se observan aumentos en las temperaturas de verano delos embalses, estos aumentos están principalmente modulados por el alza

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 4 de 16en las temperaturas afluentes y en menor medida por el intercambio decalor con la atmósfera. Los efectos de la radiación solar sobre la superficiede los embalses se manifiesta débilmente en verano, provocando aumentosde no más de un par de grados, respecto del resto de las aguas delembalse, generalmente en sectores cercanos al muro donde aumenta lapotencialidad de estratificación. Aunque es posible identificar ciertastendencias a la estratificación superficial entre los meses de enero a marzo,estas son más bien débiles y esporádicas (algunos días) tendientes adesaparecer fácilmente ante eventos de vientos moderados o crecidasimportantes.• Los caudales afluentes controlan en gran medida el transporte demomentum, temperatura y otros constituyentes asociados con la calidad deaguas, no registrándose cambios importantes en sus valores por procesosinternos, lo cual se debe a la gran capacidad de mezcla y bajos tiempos deretención.• Se observa también que la velocidad del flujo dentro del embalse estáfuertemente condicionada por la geometría de éste, siendo el anchosuperficial del embalse una variable importante que divide zonas de altas ybajas velocidades, definiendo así como se presentó en el modeloconceptual, la zona de transición río-embalse, o zona semi-léntica y léntica.• Respecto a la temperatura, se observa que los embalses no generancambios significativos sobre la calidad de las aguas efluentes, mostrandodiferencias de no más de 0,5 ºC entre las temperaturas afluentes yefluentes, salvo en el caso de Baker 2 donde se observa una mayorfluctuación alcanzando un aumento de hasta 2°C en el periodo de verano.Dentro del embalse, los aumentos de temperatura pueden llegar hasta 2 ó 3°C por sobre los valores de temperaturas afluentes. Sin embargo, como semencionó anteriormente, estas alzas quedan acotadas a zonas muysuperficiales cercanas al muro, lo que no representa un impactosignificativo sobre la temperatura del embalse. El resto del embalse,responde casi exclusivamente a la dinámica térmica de los flujos deentrada.• El efecto conjunto sobre las temperaturas producto del PHA sobre lossectores del río Baker y Pascua, se traduce en diferencias de unos pocosgrados (1 a 2 °C) en comparación con las temperaturas medidas en losmismos ríos. Además se observa un leve desfase en la variación estacionalde las temperaturas, adelantando el periodo de calentamiento yenfriamiento de las aguas en aproximadamente 10 a 15 días. Estefenómeno se explica debido a la mayor área de aguas expuesta a laatmósfera producto de la construcción de los embalses lo que intensifica los

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 5 de 16flujos radiativos netos desde y hacia la atmósfera. Por último, se observaque las temperaturas asociadas al sistema de embalses del río Pascua,resultan significativamente más bajas que las asociadas al sistema Baker,variando entre limites de 4 a 8 °C en el caso de Pascua comparado con unrango de 4 a 12 °C en el caso de Baker. Este resultado puede explicardiferencias en la calidad de aguas de ambos sistemas, ya que las bajastemperaturas asociadas al sistema Pascua pueden constituir una fuertelimitante a la producción primaria de biomasa. En los embalses del ríoBaker se esperan concentraciones de clorofila a levemente mayor, debido ala mayor temperatura y menor turbidez.• Dado el corto tiempo de retención de los ríos (del orden de horas), elmodelo numérico mostró que el efecto atmosférico sobre el intercambio decalor es reducido, por lo tanto, las temperaturas de cabecera de los tramosde río (que provienen principalmente de la salida de los embalses)condicionan fuertemente la estructura térmica hacia aguas abajo. Estodebido a que los caudales que aportan los embalses representan entre un75% y 90% del caudal total del sistema lótico.Calidad de Aguas• Para el análisis de la calidad de aguas dentro de los embalses se modeló ladinámica temporal y espacial de distintos constituyentes indicativos de lacalidad y limnología de estos cuerpos de agua. La discusión sobre el estadotrófico esperado para los embalses del PHA, se concentró en la dinámicaasociada a la producción de biomasa, representada por la concertación deClorofila a. Además, siguiendo la clasificación de Smith et al (1999), sedeterminó el potencial trófico de cada embalse desde el punto de vista delos nutrientes: fósforo total y nitrógeno total. Si bien el aumento en losniveles de nutrientes en un sistema acuático facilita el crecimiento de labiomasa, existen otros factores ambientales, como la temperatura ypenetración de la luz, que pueden limitar el crecimiento. Por ello, laconcentración de nutrientes no necesariamente resulta representativa delnivel trófico en algunos sistemas acuáticos. Además de las variablesanteriores, se presentan resultados de la dinámica de sólidos suspendidosy oxígeno disuelto.• En el caso de los embalses de cabecera, Baker 1 y Pascua 1, se consideróuna distribución discreta de concentración de cada constituyenterepresentativa de invierno y verano. Para el resto de los embalses, lasconcentraciones de entrada afluentes vienen dadas por las salidas delembalse anterior, por lo que se encuentran moduladas por la dinámica delembalse de aguas arriba. Las entradas asociadas a otros afluentes

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 6 de 16secundarios son modeladas de la misma forma, es decir, suponiendo unadistribución discreta de invierno y verano de las concentraciones asociadas.• Se consideran dos distintos escenarios de modelación: 1) El primero deellos constituye el caso base, en el cual sólo se considera el aporte denutrientes y otros compuestos provenientes desde sus afluentes, valoresestimados a partir de la campañas de muestreo realizadas para el estudiode línea base, y 2) El segundo escenario considera además una entradaextra de nutrientes provenientes de la descomposición de materia orgánicaasociada a la vegetación inundada por cada embalse. Para efectos de lamodelación, el exceso de nutrientes asociado a la descomposición de lavegetación inundada, fue incorporada como una concentración extra denutrientes en los caudales afluentes a cada embalse.• También se realizaron escenarios de sensibilización respecto del escenariobase (sin vegetación) para un horizonte de modelación de 5 años, enfunción de los parámetros forzantes: viento y cobertura de nubes. Para lasensibilización del modelo se considera una disminución de un 20 % en losvalores del viento respecto de la condición base y, para el caso de nubes,se aumenta la cobertura a un 100% durante el periodo de invierno.• Al igual como ocurre en el caso de la temperatura, se observa que ladinámica de los distintos constituyentes esta modulada principalmente porlos valores afluentes, siendo algunos procesos internos más o menosimportante dependiendo del constituyente y de la física particular de cadaembalse. Debido al modelo discreto de los datos de entrada, losconstituyentes dentro del embalse tienden a mostrar un patróncaracterístico asociado a épocas de verano e invierno.• En relación al oxígeno disuelto, los resultados muestran altos niveles deoxigenación dentro de los embalses, presentando valores entorno a los 10mg/l durante todo el año con pequeñas fluctuaciones entorno a este valor.En el caso de embalses profundos, como el Baker 1 y Pascua 1, seobservan eventos de disminución del oxígeno disuelto en el fondo,alcanzando valores mínimos entorno a los 5 a 8 mg/L. Este efecto seencuentra relacionado con el fenómeno de estratificación térmica profundadescrito anteriormente, el cual tiende a aislar hidrodinámicamente esesector del embalse, impidiendo la renovación de sus aguas y, por lo tanto,aportes de oxígeno disuelto, entre otros constituyentes. A pesar de estosfenómenos puntuales, las concentraciones de salida de oxígeno disuelto enlos embalses casi no se ve alterada respecto de sus concentracionesafluentes, indicando que no existe un impacto mayor en relación a estavariable de calidad. La incorporación de la vegetación al modelo, no registrócambios significativos respecto del caso base.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 7 de 16• Con relación a los nutrientes, se observa que los niveles de nitrógeno seencuentran acotados a niveles de oligotrofia, lo que indica una buenacalidad de las aguas en relación a este parámetro. Su variación estacionalestá determinada en gran medida por sus concentraciones afluentes. Enrelación a los embalses de cabecera, se nota una disminución de no másde 1 mg/L en las concentraciones de nitrógeno efluentes de estosembalses, respecto de sus valores de entrada en la época de verano. Estadisminución podría estar relacionada con el crecimiento de fitoplanctonobservado en verano.• La incorporación de la masa vegetal inundada en la modelación provocó unaumento significativo en los niveles de nitrógeno durante los primeros añosde modelación, pudiendo alcanzar valores máximos por sobre los 2 mg/Ldurante los primeros años en algunos embalses, concentraciones en elrango hipertrófico. El aumento de nitrógeno en el sistema respondeexclusivamente a los aportes de nitrógenos derivados de la degradación dela masa vegetal inundada y no a la dinámica interna del sistema. Por ello, eldecaimiento del nitrógeno en el sistema depende fuertemente deldecaimiento de la vegetación sumergida. Los resultados muestran queluego de 5 a 6 años de modelación prácticamente se han recuperado losvalores simulados según el caso base (sin vegetación).• Según la condición de línea base, el fósforo se presenta enconcentraciones menores a los 0,005 mg/L en la mayoría de los ríosafluentes a los embalses del PHA, concentraciones dentro del rangooligotrófico. Si bien esta condición se mantiene según los resultadosobtenidos para el embalse Baker 1, el resto de los embalses presentaaumentos importantes respecto de esta condición base, alcanzando nivelesmesotróficos en los embalses Baker 2 y Pascua 1, y eutróficos en losembalses Pascua 2.1 y Pascua 2.2.• Al igual que en el caso del nitrógeno, la incorporación de la vegetacióninundada en la modelación, provoca aumentos significativos en los nivelesde fósforo durante los primeros años de modelación, pudiendo alcanzarvalores por sobre 0,1 mg/L, en algunos embalses correspondientes aniveles hipertróficos. De todas formas, no existen variaciones significativasde fósforo al interior de los embalses, respecto de sus concentracionesafluentes, lo que demuestra que los aumentos en sus valores esconsecuencia del aporte de nitrógeno derivado de la materia orgánica endescomposición. Por ello, las concentraciones de fósforo disminuyenrápidamente en función de las tasas de degradación asociadas a lavegetación sumergida, retomando niveles similares a los simulados en elcaso sin vegetación luego de unos 5 a 6 años de modelación.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 8 de 16• En cuanto al Sílice, se observa que este se encuentra en concentracionespor sobre los 4 mg/L en el sistema Baker, por lo que no constituye un factorlimitante para el crecimiento de micro-algas en el sistema. En cuanto a ladinámica al interior de los embalses, este no presenta variacionessignificativas, manteniendo concentraciones prácticamente constantesdurante todo el periodo. El sistema pascua en cambio presentaconcentraciones en torno a 1 mg/L. Sin embargo, no se observa unconsumo importante de este constituyente en el sistema, por lo que el Sílicemantiene concentraciones prácticamente constantes durante todo elperíodo de modelación. Lo anterior, es consecuencia del limitadocrecimiento de algas en estos sistemas, el cual está controladoprincipalmente por las bajas temperaturas asociadas y altos nivelesturbidez.• La producción primaria dentro de los embalses fue representada por ungrupo único de diatomeas, alga predominante en este tipo de sistemas. Losresultados muestran que la concentración de algas en los distintossistemas, está condicionada principalmente por la temperatura yconcentración de sólidos suspendidos en superficie, los que limitan lapenetración de luz en el sistema. Según los resultados de clorofila aobtenidos de las simulaciones, se observa que sus valores medios yefluentes se encuentran acotados entre valores de 0,4 a 1,8 µg/l, lo quecorresponde a una condición oligotrófica de los embalses.• Si bien es cierto, algunos resultados sobre las concentraciones de clorofilaa en superficie muestran valores altos, pudiendo incluso alcanzar niveleseutróficos como en el caso de Baker 1, éstos resultan poco probables deocurrir en los embalses del PHA, debido a que estos máximos en losvalores de clorofila a, están directamente correlacionados con bajasconcentraciones de sólidos suspendidos en superficie (bajo 4-5 mg/L), loque facilita la penetración de luz en el embalse aumentando así la actividadfotosintética. Sin embargo, la disminución en las concentraciones de sólidossuspendidos resulta un artefacto de la modelación, la cual considera unsolo tamaño representativo de sólidos en suspensión, caracterizado por unatasa de sedimentación igual a 0,72 m/día. Estudios de laboratorio muestranque la velocidad de sedimentación asociada a las fracciones más finas delos sedimentos transportados por los ríos Baker y Pascua son del orden de0,07 m/día, es decir, un orden de magnitud inferior al valor utilizado en lassimulaciones. Un análisis de sensibilidad realizado en función de distintastasas de sedimentación en el embalse Baker 2, muestra que lasedimentación de las fracciones más finas resulta prácticamentedespreciable, por lo que no se espera una disminución significativa de lossólidos suspendidos en superficie. Este análisis sugiere que los máximosde clorofila a en niveles eutróficos encontrados en los embalses Baker 1 y

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 9 de 16Pascua 2.1 no resultan realistas, ya que el sedimento en suspensiónesperado en superficie mantendría los niveles de clorofila a acotados amáximos cercanos a los 2 µg/L.• La incorporación de la vegetación inundada en la modelación de losembalses, no reportó ningún cambio significativo en las concentraciones declorofila a simuladas respecto del escenario de modelación sin vegetación.Lo anterior, demuestra que el crecimiento de micro-algas en el sistema noestá limitado por nutrientes, ya que a pesar de los importantes aumentos defósforo y nitrógeno durante los primeros años de modelación, el sistema noregistró un aumento en la concertación de clorofila a respecto de lacondición base. Los resultados muestran que la limitación al crecimiento demicro-algas en los embalses del PHA son de carácter físico, siendo latemperatura y penetración de la luz las variables de mayor importancia.• A pesar del alto potencial trófico asociado a los nutrientes producto de ladescomposición de la masa vegetal inundada, los bajos niveles de clorofilaa simulados (

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 10 de 16• Los altos valores de retención asociados al embalse Baker 2, motivó unanálisis de sensibilidad sobre la retención de Sólidos Suspendidos enfunción de distintas tasas de sedimentación, asociadas a distintostamaños de partículas. Los resultados se muestran en la Tabla 9.2 yFigura 9.2.Tabla 9.2: Sensibilización del porcentaje de retención promedio de sólidossuspendidos en función de la velocidad de sedimentación, para el Embalse Baker 2Velocidad desedimentaciónmodelación numéricaTamaño de partículaequivalentePorcentaje deretención promedioen Embalse Baker 2(m/d) (um) (%)0,01 0,24 0,5 %0,04 0,50 1,8 %0,15 1,00 6,4 %0,72 2,00 28,4 %50%45%Retención de sólidos suspendidos en Embalse Baker 2Porcentaje de retención (%)40%35%30%25%20%15%10%5%0%0 0,5 1 1,5 2 2,5Tamaño de la párticula (µm)Figura 9.2: Sensibilización del porcentaje de retención promedio de sólidossuspendidos en función de la velocidad de sedimentación, para el EmbalseBaker 2

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 11 de 16Los resultados muestran una variación importante del porcentaje deretención de Sólidos Suspendidos en el embalse Baker 2, en función de lavelocidad de sedimentación de las partículas. Al considerar una velocidadde sedimentación de 0,07 m/día, valor estimado por el informe de laUniversidad de Chile (2007), como característico de la fracción más fina (~1µm) de Sólidos Suspendidos en el sistema, se obtienen retencionescercanas al 6%.Este resultado es indicativo de la gran variabilidad sobre la sedimentaciónde las distintas fracciones granulométricas, asociadas a los sólidossuspendidos afluentes al embalse. Si bien la retención de la fracción másgruesa de sedimentos puede resultar considerable, ésta puede serprácticamente despreciable para las fracciones más finas. En función deéste resultado, se estima que las fracciones más finas, responsables deltransporte de silicatos hacia el fiordo, no presentarán cambios significativosen sus concentraciones.• Para el análisis de la calidad de aguas en los ríos se modela la dinámicatemporal y espacial de la clorofila a; cuyo resultado muestra que no seregistran cambios significativos asociados a esta variable a lo largo delsistema. Esto se debe principalmente a que las condiciones físicas(temperatura en invierno y a nivel de penetración de la luz en verano),controlan como variables de primer orden el desarrollo de clorofila a en losríos, debido a la existencia de sólidos en suspensión. Además, lahidrodinámica simulada indica que los tiempos de retención son menoresque las tasas típicas de reacción de los procesos ambientales (fijación denutrientes, fotosíntesis, crecimiento de algas, etc.), por lo que en términosprácticos, los ríos sólo transportan constituyentes. Si bien, lasconcentraciones de nutrientes aguas abajo de cada embalse es levementemayor que la condición de línea base, con excepción de los primeros añosde modelación en el escenario “con vegetación sumergida”, el estadooligotrófico se mantiene en los ríos. En síntesis, para evaluar cambios en lacalidad de agua en el sistema completo a nivel de cuenca, se debe ponerénfasis en los procesos que puedan ocurrir en los embalses.• En términos generales, se concluye que la calidad de las aguas dentro delos sistemas de embalses asociados a los ríos Baker y Pascua mantienenuna buena calidad de sus aguas, controlando el crecimiento yconcentración de algas en rangos oligotróficos y sin observar la tendencia auna evolución negativa de esta condición. A pesar de que el nitrógenoconstituye una limitante sobre la producción primaria respecto del fósforo, elcrecimiento de algas esta principalmente modulado por el régimen detemperaturas y penetración de luz asociado a cada embalse, sin ser los

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 12 de 16nutrientes un factor determinante en la dinámica del fitoplancton. Por esto,y a pesar de que el fósforo se puede encontrar en rangos eutróficos enalgunos de los sistemas, los embales pueden ser clasificados comosistemas oligotróficos.• Respecto a la modelación de bioacumulación de metales en la biotaacuática, la concentración de un elemento traza dentro de un pez es elresultado de los flujos químicos en los peces, es decir, el balance entre laincorporación por el alimento y el agua, y los flujos de salida, que estánrelacionados a la eliminación debido a la respiración y a la excreción, y lareducción química de la concentración por la dilución debida al crecimiento(Reinfelder et al., 1998). Un equilibrio total se puede dibujar sumando losflujos de entrada y salida, a través de ecuaciones de balance de masas(Ciardullo et al., 2008), que es la aproximación empleada en este estudio.Los resultados obtenidos para los distintos escenarios propuestos, con elmodelo bioenergético de Galaxias maculatus, acoplado al modelo debioacumulación de cadmio y mercurio, son concordantes con los valores demetales en peces límnicos, en los cuales se han registrado concentracionesde cadmio superiores a 1 mg/kg en Carpas (Vinodhini & Narayanan, 2008),y concentraciones de mercurio entre 0,27 y 7,3 mg/kg en peces ictiófagos(Stokes & Wren, 1987). Por otro lado, el escenario de mayor impacto, queincluye un aumento de temperatura por el embalsamiento de las aguas y unaumento en diez veces la concentración de metales en el agua, lleva a lasconcentraciones de metales a niveles inferiores a los recomendados paraconsumo humano, por lo que no revestiría un problema de salud pública.Debe tomarse en cuenta, que el modelo desarrollado es conservador en eltratamiento de las variables y parámetros, utilizando como valores deentrada los valores equivalentes al límite de detección, para laconcentración de cadmio y mercurio en el agua, aun cuando no han sidodetectados estos metales en los sistemas y, por lo tanto, presentan valoresreales muy inferiores a los utilizados en el modelo. Complementariamente,el modelo considera que todo el metal esta biodisponible, sin hacerdistinción entre compuestos inorgánicos y orgánicos, siendo estos últimos,en la mayoría de los casos, los susceptibles a bioacumularse (Rodgers &Qadri, 1982), como es el caso de las formas metiladas de mercurio.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 13 de 16ESTUARIOSModelo Numérico• El modelo utilizado fue capaz de reproducir los procesos hidrodinámicosprincipales del estuario, identificados con los antecedentes y medicionesefectuadas en terreno, a saber: 1) efecto de control hidráulico que ejerce lamarea sobre los ríos (régimen subcrítico), 2) curva de descarga estimadaen una sección del tramo inferior de ambos ríos, 3) ingreso de una cuñasalina que se desplaza por el fondo del lecho hacia aguas arriba,dependiendo de la combinación de caudales afluentes y altura de mareas(evento que ha sido documentado para el río Baker) y 4) variaciónestacional de la profundidad de la capa de agua dulce que se descarga enel fiordo.Calidad de Aguas• El estudio de calidad de agua de la zona estuarina, se ha enfocadoexclusivamente en la componente de salinidad.• Para evaluar los efectos de la operación de los embalses sobre ladistribución de salinidad en el estuario, se implementó un modelo numéricobidimensional promediado lateralmente (CE-QUAL-W2), el cual simula lascondiciones de salinidad, flujo y marea que induce la interacción del FiordoMitchell con el tramo inferior de los ríos Baker y Pascua.• Para los dos estuarios se pudieron definir procesos y comportamientossimilares, por lo que las conclusiones aplican en general para ambos, salvocuando se indica explícitamente la diferencia.• Se efectuaron simulaciones bajo diferentes escenarios hidrológicos,evaluando la respuesta de la distribución de salinidades con un hidrogramade caudales variables, considerando un rango entre el caudalmínimo/ecológico hasta el caudal de diseño/generación.En el caso del estuario Baker, para el escenario de caudales bajos (delorden de 400 m 3 /s), el sistema naturalmente tendría una intrusión salina.Efectivamente, este evento fue registrado con mediciones de perfilesverticales de salinidad (CEA, 2008). Para los escenarios de caudalessuperiores a 600 m 3 /s, el sistema es capaz de rechazar el ingreso de aguasalobre.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 14 de 16En el estuario Pascua se obtuvo un resultado similar, donde caudales bajos(del orden de 300 m 3 /s) permitieron el ingreso de una cuña salina; sinembargo, sobre caudales de 450 m 3 /s, este evento no ocurriría.• Se evaluó el efecto operacional de las centrales hidroeléctricas asumiendoque los caudales naturales del río pasan por una regla de operación que losregula en forma intradiaria, generando un hidrograma de salida de modobinario: 1) ocho horas de horario punta con caudal de máximo de diseño y2) 16 horas con caudal mínimo de operación. Si no hay caudal suficientepara seguir esa regla de operación, se reduce proporcionalmente el horariode punta.Para el estuario Baker, cuando los caudales naturales son del orden de 400m 3 /s, la operación produce una intensificación (aumento salinidad 22%) yaumento de frecuencia (20% más frecuentes) de los eventos de intrusiónsalina. Para caudales de 600 m 3 /s, se producirían ocho nuevos eventos enun mes. El resto de los caudales por sobre 800 m 3 /s seguirían siendocapaz de rechazar el ingreso de la intrusión salina.Análogamente, para el estuario Pascua se obtuvo que para caudalesnaturales de 300 m 3 /s, la operación produce una intensificación (aumentosalinidad 14%) y aumento de frecuencia (7% más frecuentes) de loseventos de intrusión salina. Para caudales de 450 m 3 /s, se produciríansiete nuevos eventos en un mes. El resto de los caudales por sobre 600m 3 /s seguirían siendo capaz de rechazar el ingreso de la intrusión salina.• Basándose en las campañas de terreno y simulaciones efectuadas en eltramo inferior de los ríos Baker y Pascua, se ha podido establecer que elalcance de la cuña salina, estaría acotado a un tramo de 1,5 km desde ladesembocadura hacia el estuario Baker y de 1,0 km hacia el estuarioPascua.• Según lo observado en la modelación, se concluye que el efecto de labatimetría del lecho del río y las condiciones hidrodinámicas, tendrían un rolfundamental en detener el avance de la cuña salina hacia aguas arriba delcauce, bajo todos los escenarios hidrológicos.• En síntesis, la cuña se intensifica moderadamente, aumenta su frecuenciapero mantiene su alcance hacia aguas arriba del cauce (igual a lascondiciones naturales en la situación sin proyecto).• Si bien podría existir agua salobre que se desplaza por el lecho, el flujo delrío no presenta reversibilidad (contracorriente) del escurrimiento por efecto

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 15 de 16de la marea llenante, por lo que no se verían afectadas las condiciones detiempo de retención, como para generar efectos en la temperatura del agua.Asimismo, se infiere que esto no constituye una barrera hidráulica para eltransporte de sólidos suspendidos, dado que se mantienen las condicionesde flujo de un sistema lótico.• Los factores que controlan el estado de trofía del estuario, estángobernados por la calidad de aguas arriba que portan los ríos y por lascondiciones físicas e hidrodinámicas (tiempos de residencia) de éste. Por lotanto, se concluye que se mantendrá la oligotrofia que existía en formanatural.FIORDOSModelo Numérico• Los resultados muestran que los modelos generados logran reproducircalibradamente la hidrodinámica del Canal Baker y de los principales ríos,cuyos caudales generan la circulación estuarina propia de los fiordosaustrales, con excepción de los valores de salinidad superficial en la zonade las desembocaduras, cuya situación es mejor representada por losmodelos de estuarios. Al respecto, el modelo cartesiano-sigma logragenerar un mejor ajuste, aún cuando produce una capa superficial someracon relación a los datos disponibles.• El resultado de la validación muestra que el modelo, en condiciones de altocaudal, reproduce la zona de baja salinidad superficial con valorescoincidentes para la superficie. La diferencia entre ambos, reside en que elmodelo produce una haloclina más superficial, lo que reafirma la propuestarespecto de la falta de agua dulce en el modelo. Sin embargo, tanto elgrosor de la capa de baja salinidad y la profundidad de la haloclina soncoincidentes con los datos recolectados en campañas anteriores.• Analizadas la estabilidad numérica de los modelo cartesiano y cartesianosigma.El resultado muestra que el modelo cartesiano de 31 capas es másestable numéricamente, que el cartesiano-sigma. Por lo tanto, se usa elmodelo cartesiano para simular el efecto de las represas respecto de laconcentración de sólidos en suspensión en la zona cercana a ladesembocadura del Baker y el Pascua.

Modelación calidad de aguas en cuencas ríos Baker y Pascua Capítulo 9, Página 16 de 16Calidad de Agua• Los escenarios simulados fueron 15%, 50% y 85 % de excedencia, usandola concentración de sólidos en suspensión como la variable de estado,respecto de la cual se analizaron los potenciales cambios a observar en elecosistema del fiordo. Esta decisión se basa en que los sólidos ensuspensión juegan un rol importante en la óptica de la columna de agua(e.g. aumento del coeficiente de extinción de la luz), el que a su vez afectala producción primaria del ecosistema.• Para el caso de los caudales con probabilidad de excedencia de 15%, nohubo diferencias entre la condición con y sin proyecto, respecto de laconcentración de sólidos en suspensión y coeficiente de extinción de la luz.Para el caso de los caudales con probabilidad de excedencia de 50% y85%, las diferencias entre ambos escenarios se presentaron solo para lasestaciones localizadas en las desembocaduras de los ríos Baker (estación1) y Pascua (estación 5), tales diferencias son bajas, inferiores al 10%, y sepresentan en forma cíclica por la fluctuación intradiaria de los caudales enla condición con proyecto.• Al comparar los diferentes escenarios con su respectiva condición sinproyecto (ej. probabilidad de excedencia 85% sin y con proyecto, esteúltimo considera la fluctuación intradiaria y retención de sedimentos en losembalses), los resultados muestran que no se esperan cambiossignificativos en la distribución de sedimentos suspendidos y/o turbidez enel sistema de fiordos del canal Baker. Lo anterior, responde a que losembalses retendrán marginalmente la fracción fina de sedimentos que esexportada hacia el mar y que los efectos de la fluctuación intradiaria, seconcentran en el escenario de 85% de excedencia, periodo en el cual lacarga de sedimentos disminuye naturalmente por las bajas temperaturasque reducen el aporte de los ríos de origen glacial (ej. ríos Nef, Colonia,Quirós).