Efectos de forzantes hidroclimáticas sobre la calidad de agua superficial en cuencas ubicadas entre las regiones de Coquimbo y Los Ríos: análisis histórico y proyecciones climáticas para el periodo (2030-2060)

Abstract

Si bien en la actualidad existen estudios que abordan la calidad del agua y la disponibilidad hídrica en Chile, el comportamiento climático histórico y las proyecciones de cambio climático para el país; aún no se han desarrollado estudios que exploren la influencia de la disponibilidad hídrica sobre la calidad del agua con el fin de realizar proyecciones a futuro para niveles de concentración y temperatura del agua, lo más cercano, son investigaciones realizadas para cuerpos de agua en Europa, que relacionan la cantidad de agua con la calidad de esta, desde el punto de vista de los efectos de la sequía. El presente trabajo aborda la temática de la disponibilidad hídrica y su influencia en la calidad del agua mediante la modelación de los parámetros fisicoquímicos medidos en los cuerpos de agua superficiales de escorrentía. Estos parámetros fisicoquímicos corresponden a sales, iones principales, metales, nutrientes, sólidos disueltos y temperatura del agua. En otras palabras, se busca modelar a través de una regresión lineal múltiple la interacción entre los factores hidroclimáticos y los parámetros de calidad del agua. La zona de estudio trabajada abarca nueve cuencas de régimen natural desde la región de Coquimbo a la región de los Ríos, estas cuencas son heterogéneas en características como el área, régimen hidrológico, disponibilidad hídrica y comportamiento histórico de los parámetros de calidad. El algoritmo utilizado se basa en el método de forward selection para realizar el ajuste de los modelos y la validación cruzada tipo LOOCV (leave one out cross validation) con el fin de evaluar la capacidad de generalización de los modelos predictivos y evitar el sobreajuste. El nivel de ajuste se mide a través del coeficiente de Pearson. El análisis se realiza discretizando el año según las estaciones meteorológicas (invierno, primavera, verano y otoño) y para el año completo. Como resultados se tiene 55 modelos ajustados y validados, que son capaces de predecir los niveles de concentración de contaminantes y los grados de temperatura en el agua para el periodo del 2030 al 2060. De estos modelos 43 parámetros indican un aumento en las concentraciones para el futuro, lo que se traduce en un deterioro de la calidad. Los parámetros que logran un mejor ajuste son los sólidos disueltos totales, bicarbonato, cloruro, sodio total, magnesio, sulfato, potasio y temperatura del agua. El estudio prueba que la calidad del agua se ve influenciada por la cantidad de esta, por lo tanto podemos modelar y proyectar ciertos parámetros de calidad del agua para cuencas en régimen natural a través de una metodología con robustos fundamentos estadísticos.