3. Características físicas de la cuenca
Según los estudios geológicos, durante el cuaternario, la evolución del altiplano ha estado ligada fundamentalmente a los cambios de clima. La alternancia de los períodos húmedos y secos, cálidos y glaciares, han determinado en la cuenca endorreica del altiplano el desarrollo de lagos sucesivamente más amplios o más reducidos que los actuales.
Los estudios existentes (SERVANT, FONTES) muestran que durante el Pleistoceno superior se sucedieron varias fases glaciares que determinaron una progresiva reducción de la superficie lacustre, que al comienzo del Pleistoceno se nivelaba alrededor de 200 m por encima de su nivel actual, con un área de más de 50.000 km2; contra aproximadamente 8.400 actuales. Los lagos más antiguos del cuaternario (Mantaro y Cabana) ocupaban todo el altiplano, el cual ya formaba una cuenca endorreíca. Los posteriores lagos Ballivian, al norte y Escara al sur, estaban separados por el paso Ulloma-Callapa. Sin embargo, en la época del lago Minchín todo el área comenzó a tributar hacia los salares de Copaisa y otras depresiones meridionales.
En algunos períodos del Pleistoceno, el Lago Titicaca alcanzó niveles bastante más bajos que los actuales, de manera especial durante las glaciaciones (algunos autores hablan de 60 m). En el Holoceno, las investigaciones arqueológicas y los datos de espesor de aluviones muestran que el nivel del Lago alcanzó fluctuaciones cercanas a los 30 m. Hace 500 años el nivel del Lago era mayor que el actual, en unos pocos metros. Durante los periodos de descenso el clima era seco y el Desaguadero no llevaba agua fuera de la cuenca endorreíca del Titicaca. La divisoria con las cuencas del sur se encontraba en la zona de Aguallamaya. Los ríos que tributaban al Titicaca presentaban lechos erosionados y formaban canales que penetraban en el lago actual varias centenas de metros. Evidencias de tales canales se encuentran en el fondo del lago, a profundidades de 10 y 20 metros frente a las desembocaduras actuales (en el Lado peruano se ha encontrado una formación arcillosa lacustre con paleocauces colmatados a 30 m de profundidad con respecto al nivel actual, debajo de un relleno de limos, arenas y gravas). Evidentemente, durante los periodos de bajos niveles el río Desaguadero vertía al lago mismo, al igual que los flujos de todas las napas localizadas aguas arriba de Aguallamaya. Al sur de esta divisoria, los flujos se dirigían hacia el Desaguadero y los lagos del sur.
Es una típica cuenca de montaña, donde la porción del altiplano es reducida y en gran parte cubierta por las aguas del Lago, rodeadas por las cordilleras oriental y occidental. Las vertientes oriental y nor-oriental son muy irregulares, con pendientes moderadas a altas y están constituidas por montañas y colinas de rocas sedimentarias en gran parte disectadas y con importantes acumulaciones de material detrítico, especialmente fluvioglaciar; la red hidrográfica es bien organizada y densa. La vertiente occidental, en su mayor parte perteneciente a la cordillera occidental, está constituida principalmente por macizos montañosos volcánicos de laderas redondeadas y amplias intercaladas con algunos relieves sedimentarios.
Según el "Diagnóstico Ambiental del Sistema Titicaca-Desaguadero-Poopó-Salar de Coipasa (Sistema TDPS)", en la región es posible encontrar siete de las ocho clases de suelos que establece el UnitedStates (USCS), en función de la pendiente del terreno y otros factores limitantes al uso, de manera especial los riesgos de erosión, las condiciones físico-químicas principales de los suelos y las condiciones de drenaje y humedad. Estas clases a su vez se pueden agrupar en 4 divisiones: tierras arables (Clases II,III,IV), tierras no arables (Clases V,VI), tierras marginales (Clase VII) y tierras no aptas (Clase VIII).
Clase II: Suelos profundos, de topografía plana a ligeramente inclinada, bien drenados, con buena fertilidad natural y alta capacidad productiva. Son tierras mecanizables. Aptas para todos los cultivos propios del altiplano y para pastos. Localmente puede haber limitaciones de uso y manejo por condición de suelo y porsuceptiblilidad a la erosión (ligera). En general, estos suelos forman parte de la llanura deposicional.
Clase III: Suelos profundos a moderadamente profundos, de topografía plana a ligeramente inclinada, con drenaje imperfecto o algo excesivo y moderada fertilidad natural. Como la anterior, son tierrasmecanizables y aptas para una gran variedad de cultivos del altiplano y para pastos. Sin embargo, pueden presentar limitaciones locales por textura gruesa, sales, drenaje y susceptibilidad a la erosión. En general, estos suelos ocupan la llanura deposicional y los valles aluviales.
Clase IV: Suelos de excasa profundidad efectiva, de topografía plana moderadamente inclinada, drenaje interno excesivo o pobre, textura pesada o moderadamente gruesa, fertilidad natural baja. En general, también son tierras mecanizables, aptas para cultivos de raíces poco profundas y para pastos. Sus limitaciones son mayores que en la clase anterior y se relacionan con los factores anotados y con una mayor propensión a la erosión, la cual exige prácticas sencillas de conservación de suelos. Debido a su altitud y bajas temperaturas, la mayor parte de los suelos es deficiente en materia orgánica y nitrógeno, y consecuentemente requiere prácticas especiales para poder mantener e incrementar su productividad.
Clase V: Suelos desarrollados sobre relieves de colinas redondeadas, con pendiente suaves a moderadas, profundidad efectiva escasa, drenaje bueno y fertilidad variable en función del material parental, aunque por lo general baja. El principal limitante de estos suelos es su propensión a la erosión, debido a la pendiente y a las condiciones climáticas. Por esta razón se desarrolló el sistema de terraceo. La cobertura vegetal de estas colinas debe estar basada en pastos naturales y arbustos, con un pastoreo controlado de camélidos y/u ovinos. La agricultura sólo puede ser practicada en terrazas debidadamente construidas o readecuadas.
Clase VI: Terrenos de diferente naturaleza, de topografía plana hasta moderadamente inclinada, cuya principal característica es la presencia de un factor limitante fuerte, en especial texturas gruesas a muy gruesas (arenas), piedra abundante en todo el perfil, alta humedad o frecuencia de inundaciones, o susceptibilidad a una erosión moderada a alta a causa del clima y la naturaleza del suelo. En consecuencia, su uso se reduce a usos silvopastoriales relacionados con el pastoreo extensivo de camélidos, especialmente en los bofedales.
Clase VII: Tierras marginales caracterizadas por procesos erosivos de intensidad moderada a fuerte que han dado lugar a un modelado de disección visible en las colinas disectadas, en la terraza degradada y en la meseta volcánica degradada, o por relieves montañosos de vertientes largas y redondeadas. Dado que la fuerte erosión constituye el factor limitante principal en el primer caso y la alta pendiente en el caso de las vertientes montañosas, los usos posibles de estas tierras deberían ser la restauración y el pastoreo extensivo de camélidos respectivamente.
Clase VIII: Tierras no aptas con factores limitantes muy agudos, tanto por pendiente como por naturaleza del suelo. La fuerte pendiente y los afloramientos rocosos son el factor crítico en las montañasdisectadas. En consecuencia, estas tierras sólo son aptas para la protección de los recursos hídricos; para fines recreativos, declarándolos y manejándolos para que funcionen como parques nacionales o áreas de conservación; y para actividades mineras.
En el Sistema TDPS la tercera parte, sin tener en cuenta las superficies acuáticas, corresponde a tierras arables de las Clases II a IV. La mayor parte, el 21,6 %, corresponde a suelos de Clase IV que, como se ha dicho anteriormente, ocupan las unidades geomorfológicas de la terraza y meseta volcánica conservada y algunas depresiones salinas del sur que incluyen bofedales.
Poco más de la quinta parte de la región está cubierta por tierras no arables, en las que predominan ligeramente los suelos Clase V sobre Clase VI, destinados a camélidos y/o ovinos, especialmente en losbofedales. Finalmente, cerca de la mitad de la superficie firme de la región corresponde a tierras marginales y no aptas, Clases VII y VIII respectivamente.
Al comparar la capacidad de uso de los suelos con el uso actual se observa que por lo menos una tercera parte de las tierras del Sistema TDPS está siendo sobreexplotada por encima de su capacidad de uso. Esta sobreexplotación se lleva a cabo sobre todo en las tierras marginales y no aptas para cultivos anuales, permanentes, ni para usos silvopastoriles controlados.
La pérdida de los suelos agrícolas está determinada básicamente por la erosión y la salinización. Se ha estimado que el 30% de los suelos presentan procesos de erosión severa y muy severa por las actividades agrícolas y pastoriles actuales y pasadas y favorecidos por las condiciones geológicas del Sistema. En efecto, los más graves problemas se han desarrollado sobre terrenos de colinas, terrazas y mesetas de pendientes suaves y fuertes. En ciertas situaciones específicas, la erosión puede estar más ligada a la evolución geológica natural y propia del área que al uso del suelo.
3.4 Climatología
La climatología del lago Titicaca ha sido estudiada previamente por diversos autores entre los cuales ARCE (1966), DAVILA (1957), MONHEIM (1974), TAYLOR y AQUIZE (1983).
Todos los datos utilizados, tanto para las interpretaciones climáticas como hidrológicas, provienen de los Servicios Nacionales de Hidrología y de Meteorología (SENAMHI) de La Paz y Puno, quienes efectuaron las colecciones.
En las zonas de altitud inferior a 4.000 m, las temperaturas medias anuales varían entre 7 y 10 ºC. Alrededor del lago mismo, las temperaturas son, sin embargo, superiores a 8 ºC. BOULANGE y AQUIZE (1981) evalúan que la temperatura media anual a nivel del lago debería ser de 0 ºC y atribuyen la diferencia de temperatura al efecto térmico de la masa de agua. No obstante, el mapa de las temperaturas medias anuales de Bolivia (ROCHE et al., 1990) muestra también valores próximos a 8 ºC en toda la mitad este del Altiplano boliviano (7,3 ºC en Uyuni) y en el lago Poopó, de influencia térmica más reducida. Se debe también notar que estaciones comprendidas entre 3.900 y 4.000 m, en los extremos sur y norte de la región del lago, tienen temperaturas del orden de 7 ºC. El lago tempera el clima, sobre todo disminuyendo la amplitud de las temperaturas, pero no parece ocasionar en su contorno un aumento de la temperatura media anual superior a 2 ºC.
El mapa de curvas isotermas de la hoyada fue trazado con la correlación establecida entre temperatura y altitud, y a partir del mapa de curvas de nivel. Los datos de algunas estaciones situadas fuera de la cuenca fueron también tomados en consideración para obtener una escala de altitudes la más amplia posible. El gradiente térmico es de 0,76 ºC/100 m.
Para la zona comprendida entre 3.800 y 4.000 m, la dispersión de las temperaturas es grande debido a los efectos de exposición, de abrigo y de distancia al lago. En las cimas más altas que delimitan la cuenca, la temperatura media anual desciende bajo cero alrededor de 5.100 m.
En toda la cuenca, las temperaturas medias más bajas tienen lugar en julio, en pleno invierno, mientras que las más elevadas se sitúan de diciembre a marzo, generalmente centradas en febrero.
Por otra parte, según las “Memorias del Simposio Internacional sobre el Sistema del Lago Titicaca” (2001) la zona de la cuenca del Lago se caracteriza por tratarse de un clima templado, diferenciado en distintas áreas:
à El tipo de clima lluvioso y semifrígido con otoño, invierno y primavera secos ocurre en las cabeceras de las cuencas del río Suchez, río Ramis y cuenca del río Coata a altitudes entre 4.400 y los 5.000 metros. Los días helados son superiores a los 150 días. Si bien la precipitación tiene un carácter lluvioso, precipita entre los 700 y 1.000 mm, las características térmicas determinan una restricción en la utilización de la tierra con fines agrícolas.
à El área circunlacustre, cuenca del río Suchez, parte media de la cuenca del río Ramis, cuenca del río Coata y cuenca del río Ilave quedan incluidos dentro del tipo climático lluvioso y frío con otoño, invierno y primavera secos. Su carácter lluvioso está dando precipitaciones también entre 700 y 1000 mm.
à El tipo de climático semilluvioso frío con otoño, invierno y primavera secos corresponde a la parte baja de la cuenca del río Ramis y gran parte de la cueca del río Huancané, y al sur del lago, hasta las zonas de Pizacoma en el Perú e Irpa Chico en Bolivia. En esta subzona la precipitación disminuye y varía entre 600 y 800 mm. El número de heladas es menor y las condiciones para las actividades agrícolas son buenas.
Temperaturas máximas y mínimas medias y amplitudes
La temperatura mínima media mensual se produce en julio. Por ejemplo, se observan valores de 1,8ºC en Copacabana (3.810 m, a orillas del lago) y de -11,8 ºC en Charaña (4.069 m, muy alejado del Lago), o de -1,2 ºC en Juliaca.
La temperatura máxima media mensual es respectivamente de 15,3 ºC y 3,6 ºC en estas dos estaciones meteorológicas. Se establece en octubre o noviembre, ya que la nubosidad es entonces menos fuerte que en pleno verano cuando se produce el máximo de precipitaciones. Por esta misma razón, un máximo secundario se observa en marzo-abril. En cambio, la temperatura mínima está centrada en el invierno, ya que se produce de noche y depende así poco del tiempo de insolación.
Las amplitudes aumentan desde el lago, donde los valores mínimos son de 10,7 ºC, hacia las planicies.
Humedad relativa
La humedad relativa media anual en el contorno del lago varía de 50 a 65%, para temperaturas de 8 a 10ºC. Los valores más bajos, de 50 a 45% se observan en el sur de la cuenca. De manera general, aumentan con la altitud, con un valor máximo de 83% en Chacaltaya (5.200 m). La variación anual sigue la de las precipitaciones, con un aumento durante los meses de diciembre a marzo (máximo en enero o febrero, alcanzando el 70%), y una disminución entre junio y octubre (mínimo en julio, con menos del 50%). En Copacabana, estos dos valores son respectivamente de 70% y 52%.
Vientos dominantes
Los vientos dominantes, de fuerza moderada, generalmente perturbados por brisas locales, son de sectores nordeste durante la época de lluvias y de sector oeste a sudoeste el resto del año.
Tiempo de insolación
La insolación a proximidad del lago es de 2.915 h/año en Belén y de 3.000 h/año en Puno. Se observan valores mínimos de respectivamente 167 y 180 h en enero y febrero, durante el máximo de las precipitaciones, mientras que valores máximos de 298 y 296 h se notan a mediados del invierno. La radiación solar global medida en el Altiplano en Viacha y Patacamaya tiene un valor medio de 8,8 mm/día (VACHER et al., 1989).
Precipitaciones
En conjunto de la información pluviométrica ha sido homogeneizado mensualmente y anualmente por el método del vector espacio-temporal (VECSPAT, Logicial CLIMAR2, ROCHE 1988), que consiste en un tratamiento matricial, basado en la pseudo-proporcionalidad de los datos (HIEZ, 1972; ROCHE, 1988). Este método informatizado permite adquirir automáticamente datos completados, estimando los datos que faltan, o enteramente calculados.
El período común de homogeneización retenido para el establecimiento del balance hídrico es 1968-1987, las estaciones climatológicas siendo poco numerosas antes de 1968.
Repartición espacial y mecanismos de las precipitaciones
Las isohietas son globalmente concéntricas al lago, al centro del cual se observan precipitaciones superiores a 1.000 mm. Las lluvias tienden a disminuir cuando la distancia al lago aumenta, hasta mínimos de 600 a 500 mm. Luego nuevamente aumentan hacia las cimas de la Cordillera Oriental donde los valores extremos pueden ser superiores a 800 mm, así como hacia el oeste, hasta las cimas del masivo de Pecajes Caranjas donde los máximos pueden sobrepasar los 1.000 mm.
Esta distribución espacial está determinada por la circulación regional de las masas de aire, y por la influencia de la orografía y de la importante masa de agua que representa el lago.
El aire amazónico húmedo desborda episódicamente de las cimas de la Cordillera Oriental situadas entre 4.500 m y más de 6.400 m, esencialmente en época de lluvias. Los alisios de sector nordeste llevan así el agua al sistema hidrológico, aunque en cantidad menor sobre la vertiente del Altiplano que sobre el flanco amazónico. Cuando la altitud disminuye en dirección del lago, la presión y la temperatura del aire aumentan, permitiendo una disminución de la humedad relativa; las precipitaciones disminuyen también.
Es particularmente notorio el efecto de pantalla y de abrigo bajo el viento, asegurado por las cimas más altas. La masa de aire húmedo amazónico se encuentra bloqueada frecuentemente detrás de las cimas, pudiendo pasar generalmente las crestas menos elevadas del resto de la cuenca. La zona del río Suchez, abrigada por la Cordillera de Apolobamba cuya altitud sobrepasa los 6.000 m, recibe así pocas precipitaciones. Los mínimos de precipitación sobre la cuenca tienen lugar al sudoeste del Illampu y de la Cordillera de Apolobamba (Escoma: 507 mm, Belén: 452 mm).
La influencia del lago es consecuencia de su extensa superficie ligada a un volumen importante debido a las grandes profundidades. La fuerte capacidad de absorción de las radiaciones solares induce temperaturas de las aguas (10 a 14ºC) netamente más elevadas que las del aire de las tierras circundantes, La restitución térmica por la masa de agua es entonces progresiva. Pasando por el lago, el aire se calienta enriqueciéndose al mismo tiempo en vapor de agua. Sufre entonces una ascensión, más fuerte durante la noche ya que el contraste de temperatura se acentúa entonces. Esta convección provoca tormentas más frecuentes sobre el lago que sobre las tierras, con un total superior a 800 mm, y pudiendo alcanzar más de 1.200 mm en el centro del lago. Los valores disminuyen de 1.200 mm a 700 mm a unas decenas de kilómetros de su orilla. El máximo es observado sobre la isla de Taquili con 1.535 mm. Este valor único en la cuenca parece elevado, y se debe notar que el valor calculado es sólo de 1.272 mm. El aire húmedo del Lago Mayor puede atravesar el istmo de Yunguyo -Copacabana o el estrecho de Tiquina, para pasar al Lago Menor, provocando precipitaciones aún elevadas sobre la parte oeste de este último, en Desaguadero (797 mm) o en Tiquina (1.050 mm). En cambio, en la parte sudeste del lago, los vientos procedentes del NE afectan insuficientemente el Lago Mayor. En efecto, son desviados parcialmente por el masivo del Illampu o sufren una subsidencia sobre su flanco oeste. Asimismo, las partes sudeste del Lago Mayor y del Lago Menor son relativamente secas.
Precipitaciones medias ponderadas sobre las cuencas y sobre el lago Titicaca
Las alturas de lluvias medias mensuales, anuales e interanuales fueron calculadas automáticamente ponderando las lluvias de las estaciones por las áreas de influencia de las estaciones (polígonos deThiessen). Esto fue realizado para un período de 20 años (1968-1987), para 82 cuencas elementales, principales y agrupadas, a partir de los valores homogeneizados, completados por una parte y enteramente calculados por otra parte. Sólo son mencionados en detalle los valores completados.
La pluviometría interanual más baja de este conjunto alcanza 585 mm/año en la cuenca del río Keke. La precipitación interanual más elevada es de 811 mm/año en la cuenca del río Coata y de 889 mm/año en el Lago Mayor.
El conjunto de la cuenca recibe una precipitación de 758 mm/año, o sea, un volumen de 43,6 x 109 m3. La lluvia media interanual sobre la totalidad del lago es de 880 mm/año, o sea, un volumen de agua de 7,47 x 109 m3/año, equivaliendo a un caudal de 236,7 m3/s. El Lago Mayor recibe interanualmente 889 mm/año de lluvia y el Lago Menor, con menores precipitaciones, 829 mm/año. Traducidas en volumen, estos valores (6,42 x 109 y 1,05 x 109 m3/año) corresponden a 86% y 14% de la alimentación pluvial del conjunto del lago.Precipita 664 mm/año sobre la parte boliviana de la cuenca, de los cuales 635 mm/año sobre las cuencas y 735 mm/año sobre el lago boliviano. Asimismo, la parte peruana recibe 786 mm/año, de los cuales 762 mm/año sobre las cuencas y 964 mm/año sobre el lago peruano. Expresadas en volumen, estos valores equivalen respectivamente a 9,01 x 109 m3, 6,48 x 109 m3, 2,54 x 109 m3, para Bolivia, y 34,5 x 109, 29,4 x 109, 4,94 x 109 m3/año para el Perú. Se observa así que las partes boliviana y peruana del lago reciben en alimentación directa, respectivamente 34% y 66% de la cantidad de lluvia caída en el conjunto del plano de agua.
Las cinco cuencas peruanas para las cuales se observan los caudales, reciben juntas una precipitación media interanual de 769 mm/año, mientras que el resto de la cuenca recibe 682 mm/año.
Distribución temporal de las precipitaciones
La época de lluvias está centrada en enero. Comienza generalmente en diciembre para terminarse en marzo. La época seca, centrada en junio, se escalona de mayo a agosto. Dos períodos de transición separan estas dos épocas, uno en abril y el otro de septiembre a noviembre. Según las cuencas, del 65 al 78 % de la precipitación anual se acumula durante los cuatro meses de la época de lluvias, mientras que solamente del 3 al 8 % intervienen durante la época seca. Los dos períodos ntermedios corresponden a una participación de 18 a 29 %.
Sequía e inundaciones
Según el PELT, de la observación de la serie histórica de niveles medios mensuales de agua en el lagodurante los años 1914-1991, así como de la serie de precipitación anual promedio (1960-1990) sobre los sectores peruanos y bolivianos del altiplano, se puede deducir que los períodos más secos fueron los años 1943, 1982-83 y 1990, y que la frecuencia de aparición de períodos secos, con mayor a menor intensidad, es relativamente alta.
En relación a las inundaciones, en la segunda mitad de la década de los ochenta, varios años consecutivos de fuertes lluvias produjeron un aumento de los aportes al lago, cuyo nivel fue ascendiendo progresivamente, anegando decenas de miles de hectáreas de las zonas ribereñas (en 1986 existían 4.800 ha inundandas). Este fenómeno, que tuvo su máxima expresión en el período 1986-87, trajo consigo un gran aumento de las descargas por el río Desaguadero, que al verse incrementadas con los aportes de sus afluentes originaron graves inundaciones a lo largo de su curso.
Granizo
La gran irradiación solar existente en el altiplano produce una dilatación del aire próximo al suelo y éste se hace más liviano; como consecuencia, se forman unos movimientos de aire ascendentes que originan nubes de mucha altura, y cuanto más altos estén los extremos superiores de las nubes, tanta más probabilidad de granizada existe. Pueden producirse daños considerables a la agricultura en la zona de los valles, debido a que este tipo de precipitación tiene una gran intensidad, más que duración o volumen de agua que proveen.
Es difícil detectar las frecuencias de las granizadas, ya que su ocurrencia es función de una variedad de condiciones atmosféricas. Zonas altiplánicas con más de 20 días de granizo por año, se presenta a altitudes de 4.800 m o superiores como el río Suchez. En los alrededores de lago, en el centro y sur del altiplano, elnúmero de días con granizo disminuye paulatinamente hasta llegar a valores menores de 5 días por año.
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