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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS. PROYECTO DINÁMICA DE CORTO Y LARGO PLAZO DE LOS BOFEDALES EN EL PROYECTO PASCUA- LAMA; IMPLICANCIAS PARA SU MANEJO

INFORME Rev 0

Preparado para

Julio de 2016

Preparado por HIDROMAS LTDA

Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B I Providencia

CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

RESUMEN EJECUTIVO

Como parte del estudio “Dinámica de corto y largo plazo de las vegas en el Proyecto Pascua-Lama: Implicaciones para su manejo” que desarrolla actualmente BIOMA, BARRICK solicitó a HIDROMAS su apoyo en una de las actividades específicas de dicho estudio, que corresponde a la evaluación de las principales fuentes de agua que sustentan a las vegas en estudio: Pascua, NE-2A y Tres Quebradas.

La zona de estudio se encuentra localizada en la esquina sureste de la III Región de Atacama en los denominados Andes Centrales de Chile, abarcando específicamente la parte alta de la cuenca hidrográfica del río Huasco. El sector presenta características de terreno montañoso y escarpado, con escasa vegetación que se desarrolla principalmente en las terrazas adyacentes a las vertientes, presenta glaciares, glaciares de roca y campos de nieves perennes en las partes más altas.

Las vegas Pascua y NE-2A se ubican en la parte alta de la cuenca del río del Estrecho desde su confluencia con la quebrada Barriales hacia aguas arriba (cuenca del río del Tránsito). La vega Tres Quebradas se ubica en la parte alta de la cuenca del río homónimo (cuenca del río del Carmen).

En base a la información disponible se hizo una descripción tanto a nivel regional como local del marco en que se desarrollan las vegas Pascua, NE-2A y Tres Quebradas, en lo que se refiere a los recursos hídricos superficiales y subterráneos (cantidad y calidad).

En términos de la caracterización a nivel más regional se incluyó una descripción de la hidrología, la hidrogeología y la calidad de aguas de los dos sistemas en los que se encuentran albergadas las vegas de interés (Pascua, NE-2A y Tres Quebradas): río del Estrecho desde confluencia quebrada Barriales hacia aguas arriba y río Tres Quebradas. Adicionalmente se planteó un modelo conceptual general de ambos sistemas (Estrecho y Tres Quebradas).

I. Hidrología

En relación a la Hidrología de carácter más regional, las principales características de estos sistemas son:

• En términos climáticos: o Un clima predominantemente mediterráneo, caracterizado por precipitaciones que aumentan con la altura en dirección oeste, con máximos producidos durante el invierno y temperaturas que aumentan hacia el este producto de la combinación de la altitud y de la distancia al mar, con mínimas promedio que alcanzan los -16°C en julio y máximas promedio de 21°C en enero.

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o La precipitación anual promedio estimada, a partir de un análisis regional, en la vega NE-2A es de 185,1 mm; en la vega Pascua es de 178,1 mm; y en la vega Tres Quebradas es de 175,4 mm. Estos valores fueron estimados para el período 1978/80-2012/13 (años hidrológicos). o La temperatura media anual promedio estimada, a partir de un análisis regional, en el período 1979- 2011 es de 3,2 °C en la vega NE-2A (mínima de -3,8 °C en julio y máxima de 9,5 °C en enero); 4,1 en la vega Pascua (mínima de -2,8 °C en julio y máxima de 10,4 °C en enero); y 4,5 °C en Tres Quebradas (mínima de 2,4 °C en julio y máxima de 10,7 °C en enero). o La evaporación anual promedio estimada, a partir de información de estaciones locales, en el período 2005/2008-2013 es de 983 mm en la vega NE-2A; 1.317 mm en la vega Pascua; y 1.317 mm en la vega Tres Quebradas.

• En términos fluviométricos: o Los cursos principales de agua en los que se emplazan las vegas en estudios son los ríos del Estrecho y el río Tres Quebradas. o El río del Estrecho nace en la parte alta de la Cordillera de los Andes y es uno de los principales tributarios del río Chollay (que a su vez es uno de los principales afluentes del río El Tránsito, junto con el río Conay). Este río tiene una longitud de aproximadamente 20 km y abarca una superficie de cuenca de 128,3 km2. Recibe el aporte hídrico de algunas quebradas como: Barriales (10 km de longitud y 33,7 km2 de superficie de cuenca) y La Falda (13,5 km2 de superficie de cuenca y 6,5 km de extensión). El régimen hidrológico es fundamentalmente nival, siendo casi inexistentes las precipitaciones en forma de lluvia. Los mayores caudales ocurren entre noviembre y enero. En las zonas de cabecera de esta subcuenca existen algunos glaciares de moderada extensión, principalmente en el sector norte, que mantienen flujos de agua por derretimiento en períodos estivales, a través de pequeñas quebradillas que confluyen hacia el cauce principal de esta hoya. En esta cuenca el Proyecto Pascua Lama tiene varias de sus instalaciones asociadas: depósito de estériles, obras de manejo de aguas, campamento, entre otros. Las principales estaciones de aforo (NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3) que describen la parte alta del río del Estrecho (zona de interés para este estudio), incluyendo la quebrada Barriales, muestran que:  En la cabecera de la cuenca, estación NE-5, los caudales máximos se producen en los meses de enero y febrero (verano), debiendo considerarse el aporte de deshielo de los glaciares Estrecho y Amarillo, con un caudal máximo aforado de 258,5 l/s en abril de 2002 (lo que podría estar asociado a que éste fue un año niño). En los últimos años, desde 2012 en adelante, esta parte de la cuenca ha mostrado caudales más bajos que los históricos, menores a 5 l/s, lo que se asocia a la acción del sistema cortafugas del Proyecto Pascua Lama, en cumplimiento de la medida de mitigación establecida en la RCA 024/2006, así como también a las condiciones más secas imperantes en los últimos años en la región.  En el sector intermedio, estación NE-2A, donde se ubica la vega NE-2A, se evidencia una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses de deshielo y reducciones en los meses

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de invierno, con un caudal máximo aforado que alcanza los 470 l/s en febrero de 1999. En los últimos años, desde 2012 en adelante, los caudales han estado en su mayoría bajo los 150 l/s, lo que se atribuye, tal como para NE-5, a la acción del sistema cortafugas del Proyecto Pascua Lama y a las condiciones más secas imperantes en los últimos años en la región.  En el sector de la quebrada Barriales, estación NE-1A, afluente a la vega Pascua, se observan caudales máximos en los meses de enero y febrero (verano) y menores en los de invierno, con un máximo de 743 l/s en enero de 1984. En los últimos años, desde 2010 en adelante, los caudales han estado en su mayoría bajo los 100 l/s, lo que evidencia las condiciones más secas imperantes en los últimos años en la región (cuenca en régimen natural).  En el sector más bajo de la zona de interés para este estudio, bajo la confluencia del río del Estrecho con la quebrada Barriales, estación NE-3, se observa al igual que en los casos anteriores, una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses enero y febrero (deshielos) y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo medido que alcanza los 1.390 l/s en enero de 2006. En este caso no es tan evidente una disminución de caudales como en los puntos antes mencionados. o El río Tres Quebradas nace de la confluencia de los ríos Del Toro y de un afluente sin nombre, de orientación norte – sur, de 2,8 km de extensión que drena una superficie de 24,4 km2. La cuenca del río Tres Quebradas tiene una orientación norte – sur y drena una superficie de 226,8 km2; la pendiente media es de 8,9%. En la medianía de su trazado recibe el aporte de la Quebrada Las Ortigas (15 km de longitud) que drena una superficie de 88 km2. El régimen de este río es fundamentalmente nival, ocurriendo los mayores caudales en los meses de noviembre, diciembre y enero. Las precipitaciones en forma de lluvia son eventuales. Es uno de los principales tributarios del río Potrerillos, que a su vez es el principal tributario del río del Carmen, el que drena una cuenca aproximada de 3.020 km2 hasta su confluencia con el río El Tránsito. En esta cuenca el Proyecto Pascua Lama no tiene ninguna instalación asociada, a excepción de caminos de acceso. Las principales estaciones de aforo (TO-1A, TO-3 y TO-6A) que describen la parte alta, media y baja del río del Estrecho (zona de interés para este estudio), muestran que:  En la cabecera de la cuenca (río Del Toro), estación TO-1A, aproximadamente 6 km aguas arriba de la vega, no hay mucha información disponible, ya que esta parte de la cuenca está regulada por el derretimiento de nieve y glaciares, por lo que habitualmente se registran caudales sólo en los meses de mayores temperaturas (diciembre a marzo), con un caudal máximo medido que alcanza los 400 l/s en febrero de 2000.  En la parte alta de la cuenca (aún en el río Del Toro), estación TO-3, aproximadamente 3 km aguas arriba de la vega, se observa una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses enero y febrero (deshielos) y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo medido que alcanza los 1.200 l/s en enero de 1998. Desde el año 2009 a la fecha los caudales han mostrado una disminución no superando en su mayoría los 110 l/s, lo cual estaría asociado a las condiciones secas imperantes en los últimos años en la región.

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 En la parte media baja de la cuenca, estación TO-6A, aproximadamente 3 km aguas arriba de la vega, se observa una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses enero y febrero (deshielos) y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo medido que alcanza los 1.050 l/s en enero de 2003.

II. Hidrogeología

En relación a la Hidrogeología de carácter más regional, las principales características de estos sistemas son:

• De acuerdo al Mapa Hidrogeológico Regional de Chile - DGA (1986), el área de estudio coincide con una zona de muy baja permeabilidad. El entorno regional está dominado por depósitos aluviales y fluvio- glaciales que rellenan el valle y se ubican dentro de profundos canales de drenaje insertados en rocas del basamento intrusivo y volcánico (Golder, 2005b).

• El flujo de agua subterránea sigue la dirección del drenaje en superficie desde el límite con Argentina hacia el oeste, identificándose dos sistemas de flujos principales que se encuentran vinculados con el patrón de drenaje regional: uno en roca fracturada y meteorizada, y otro en sedimentos aluviales y fluviales superficiales y en el relleno fluvio-glacial subyacente.

• La caracterización geológica del área de estudio, las propiedades hidráulicas de los estratos, la estratigrafía de los pozos y la geofísica ha permitido la identificación de las siguientes unidades hidrogeológicas más relevantes: o Conos y taludes coluviales, depósitos aluvionales y conos de deyección (AF/TM). Esta unidad constituida por gravas areno-limosas no consolidadas con bloques angulares, y pobremente estratificadas con finos, presenta un espesor que varía entre 5 m y 26 m y una conductividad hidráulica variable que fluctúa entre 3,5X10-2 m/d a 8 m/d y una transmisividad baja con valores menores a 1 m2/d, debido a la ausencia de un extenso espesor saturado lateral. o Sedimentos Fluviales-Aluviales (FAS). Esta unidad tiene un espesor saturado que alcanza los 30 m y está conformada por sedimentos fluviales y aluviales localizados en el fondo del valle del río del Estrecho. Corresponde a una mezcla pobremente estratificada, suelta y no consolidada de limos, arenas y gravas arenosas limpias con bolones, y con estratos débilmente definidos de finos limo- arcillosos. Presenta una conductividad hidráulica variable que fluctúa entre 6,0X10-1 m/d a 50 m/d, con una transmisividad que oscila entre 15 y 50 m2/d. o Depósitos Fluvio-Glaciales (GT). Esta unidad se encuentra constituida por una secuencia heterogénea de arena fina a arena arcillosa con gravas. Corresponde a una formación densa, continua pero heterogénea, suprayacente al lecho de roca fracturada en el fondo del valle del río del Estrecho. Posee un espesor variable que fluctúa desde los 35 m, aguas arriba de la confluencia

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con la Quebrada La Olla, hasta aproximadamente 10 m, hacia aguas abajo y una conductividad hidráulica que es generalmente inferior a la permeabilidad determinada en la unidad FAS suprayacente y la unidad GR subyacentes, variando entre 5,2X10-3 m/d a 7,8X10-2 m/d, con transmisividades inferiores a 2 m2/d. o Roca Fracturada (GR). Corresponde a la unidad de roca de basamento fracturada y erosionada más superficial. El fracturamiento y la erosión se reduce rápidamente con la profundidad. En el fondo del valle esta unidad se compone de granito moderado a fuertemente silicificado. Posee un espesor que fluctúa aproximadamente entre 8 m a 10 m y una conductividad hidráulica variable que oscila desde 4,3X10-1 m/d a 1,7 m/d, con una transmisividad que fluctúa entre 5 m2/d y 18 m2/d.

• Para las vegas NE-2A y Pascua, la unidad hidrogeológica en que están predominantemente emplazadas es FAS, mientras que para la vega Tres Quebradas las unidades en que están emplazadas son AF/TM y FAS.

• La información de niveles piezométricos muestra que en el sector analizado del río del Estrecho: o Existe un flujo con una marcada dirección hacia el noroeste. Cota piezométrica máxima de 4.240 msnm y mínima de 3.680 msnm. o En la parte alta no se observan cambios sustanciales en las cotas piezométricas entre el año 2003 y el 2014. o Hacia el sector medio-bajo del área de estudio, desde aproximadamente la ubicación de la vega NE- 2A, se observa un descenso de los niveles en el año 2014 respecto a lo observado en el año 2003, lo que es más marcado en el sector de la vega Pascua y aguas abajo de ésta. o En el sector de los pozos BT-2 y BT-3, existe una zona de surgencia de aguas subterráneas, las cuales se mantienen bastante someras hacia aguas abajo, lo que a su vez daría sustento a la existencia de los sistemas de vegas que se observan en el sector de NE-2A y Pascua.

• La información de niveles piezométricos muestra que en el sector analizado del río Tres Quebradas: o Existe un flujo subterráneo con dirección hacia el suroeste. Cota piezométrica máxima de 3.700 msnm y mínima de 2.850 msnm. o Entre las dos fechas analizadas no se registran diferencias en las curvas equipotenciales estimadas, lo que da cuenta de una mantención de los niveles piezométricos en el tramo del río Tres Quebradas entre la confluencia con el río El Toro y la quebrada La Ortiga (PM-2) en el período 2003-2014.

• Existen estimaciones de flujos subterráneos pasantes, que en el caso de la sección NE-2A (donde está la vega del mismo nombre), están en el rango de 8 a 18 l/s, mientras que para el río Tres Quebradas dicho caudal está en torno a 10,5 l/s.

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III. Calidad de Aguas

En relación a la Calidad de Aguas de carácter más regional, las principales características de estos sistemas son:

• Para el sector del río del Estrecho, aguas superficiales: o La evolución temporal del pH para los cuatro puntos superficiales en el área de interés: NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3, muestra que la parte más alta de la cuenca el agua tiene un pH de menos de 4,5, el cual ha disminuido en el tiempo hasta el inicio de la construcción del muro cortafugas, y que actualmente tiene valores que están entre 3 y 4 (con algunos valores puntuales que llegan a 5), lo que está condicionado por la acción del sistema cortafugas del Proyecto Pascua Lama (en cumplimiento de la medida de mitigación establecida en la RCA 024/2006). Hacia aguas abajo se observa que los valores de pH en NE-2A son un poco mayores que en NE-5, y que en NE-3 son aún más grandes, moviéndose entre 4 y 7. En el caso de la quebrada Barriales, los datos de la estación NE-1A muestran que el pH en esta subcuenca tiene valores mínimos de 6 y máximos cercanos a 9 en algunas fechas específicas. o La evolución temporal de la Conductividad Específica para los cuatro puntos superficiales en el área de interés: NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3, muestra que en la parte alta se tienen los mayores valores de Conductividad (entre 1.000 y 2.000 µS/cm antes de la construcción del Proyecto), los que van disminuyendo considerablemente hacia aguas abajo (efectos de dilución), llegando a rangos entre 300 y 1.000 µS/cm en NE-3. Los valores para NE-1A muestran, al igual que para el pH, que las aguas de la quebrada Barriales son bastante distintas a las de la cabecera del río del Estrecho, con valores que no superan los 500 µS/cm. o La evolución temporal del Sulfato para los cuatro puntos superficiales en el área de interés: NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3, muestra que el comportamiento es el mismo descrito en el párrafo anterior para la Conductividad Específica, con valores altos en la parte alta de la cuenca (de hasta 1.500 mg/l antes de la construcción del Proyecto), llegando a valores que no superan los 500 mg/l en NE-3. En NE-1A nuevamente se observa que las aguas de Barriales son distintas, con concentraciones de Sulfato que no superan los 250 mg/l.

• Para el sector del río Estrecho, aguas subterráneas: o El pH está en el rango de 3 a 4 en los pozos RE-17P y RE-17S, aguas abajo del muro cortafugas; el pozo BT-4 muestra valores considerablemente más altos que los de RE-17, lo que está principalmente asociado al aporte de aguas provenientes de la quebrada La Olla; los pozos L5-PM7 y L5-PM8 sólo tienen datos desde 2012 en adelante, los que muestran una evolución temporal bastante marcada, con valores que fueron de 7 a principios de 2012 hasta cerca de 5 a mediados de 2014, los que posteriormente se recuperaron alcanzando valores cercanos a 8 hacia fines de 2015; para los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3, en el entorno de la vega Pascua, hasta fines del año 2013 los

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valores se movían entre 6 y 8, y durante el año 2014 los valores bajaron hasta cerca de 6, para luego comenzar a recuperarse, alcanzando valores cercanos a 8 hacia fines de 2015. o La Conductividad Específica para los pozos RE-17P y RE-17S muestra que el rango de valores para el pozo profundo es mucho más acotado (en términos gruesos entre 3.000 y 5.000 µS/cm) que para el pozo somero (entre 1.000 y 4.000 µS/cm), lo que se debe principalmente a que este último está más expuesto a los efectos de la recarga de agua que implica cambios importantes en los valores de CE por efectos de dilución; para el pozo BT-4 se observa que comparado con el pozo RE-17 los valores de CE en este pozo son muy bajos, en torno a 250 µS/cm, lo que es consistente con lo observado en el pH, y que se justifica por los aportes de agua laterales que vienen desde la quebrada La Olla; para los pozos L5-PM7 y L5-PM8 se observa que los valores medidos son al igual que para BT-4 bastante bajos en relación a lo observado en RE-17, con valores promedio en torno a 250 µS/cm; para los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3 se observa que los valores registrados en NEV-1 y NEV-3 (NEV-2 tiene muy pocos datos) han sido estables en torno a 100-200 µS/cm, hasta mediados del año 2013, donde se observa que en el pozo NEV-1 los valores aumentan de forma rápida hasta fines de 2014, donde se estabilizan alcanzando hasta 400 µS/cm. o El Sulfato para los pozos RE-17P y RE-17S está en el rango de valores para el pozo profundo es mucho más acotado (en términos gruesos entre 2.000 y 4.000 mg/l) que para el pozo somero (entre 500 y 3.500 mg/l), lo que se debe principalmente a que este último está más expuesto a los efectos de la recarga de agua que implica cambios importantes en los valores de SO4 por efectos de dilución; para el pozo BT-4 se observa que comparado con el pozo RE-17 los valores de SO4 en este pozo son muy bajos, no superando los 60 mg/l, lo que es consistente con lo observado en el pH y la CE, y que se justifica por los aportes de agua laterales que vienen desde la quebrada La Olla; para los pozos L5-PM7 y L5-PM8 se observa que los valores medidos son al igual que para BT-4 bastante bajos en relación a lo observado en RE-17, con valores promedio en torno a 50 mg/l; para los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3 se observa que los valores registrados en NEV-1 y NEV-3 (NEV-2 tiene muy pocos datos) han sido estables en torno a 30 mg/l en todo el período histórico con registros.

• Para el sector del río Tres Quebradas, aguas superficiales: o El pH muestra que en la parte alta de la cuenca del río El Toro los valores de pH medidos (que no son tantos) han estado entre 4 y 5, lo que es considerablemente más bajo que lo medido en TO-3 y TO-6A, que en términos gruesos están entre 6 y 8. o La Conductividad Específica muestra que en la parte alta los valores históricos hasta el año 2011 estuvieron entre 350 y 750 µS/cm, pero durante el año 2011 estos aumentaron hasta cerca de 1.000 µS/cm, para luego bajar nuevamente a valores en torno a 700 µS/cm hacia fines de 2013. Para la parte media (TO-3) y baja (TO-6A), los valores hasta el año 2008 estuvieron en torno a 200 y 600 µS/cm, para luego ir aumentando paulatinamente estando actualmente en el rango entre 450 y 650 µS/cm.

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o El Sulfato muestra que en términos generales los valores son bajos, con valores entre 150 y 350 mg/l en la parte alta del río El Toro, y valores entre 50 y 300 mg/l en las estaciones TO-3 y TO-6A, las cuales muestran una tendencia al aumento desde el año 2009 en adelante.

• Para el sector del río Tres Quebradas, aguas subterráneas: o El pH muestra que para los pozos PM-3 y PM-2 los valores están en su mayoría entre 7 y 8, con un descenso marcado a principios del año 2014 que comienza inmediatamente su recuperación volviendo a valores cercanos a 8 hacia fines del 2015. Es importante mencionar que este descenso marcado a principios del 2014 se observa también en las estaciones superficiales de esta cuenca y en los pozos de la cuenca del río del Estrecho. o La Conductividad Específica para los pozos PM-3 y PM-2 muestra que los valores históricos en ambos pozos han estado en torno a 300 µS/cm, y que a contar del año 2013 en el pozo PM-3 se ha observado un aumento llegando a cerca de 500 µS/cm hacia fines del año 2015. o El Sulfato para los pozos PM-3 y PM-2 muestra que los valores son bastante bajos con concentraciones que no superan los 100 mg/l, y que en el caso del pozo PM-3 no superan los 50 mg/l.

IV. Modelo Conceptual Hidrogeológico

A partir de la información anterior se generó un modelo conceptual del sistema en estudio en el río del Estrecho:

• Sistema de Flujo Aguas Subterráneas: o Flujo Horizontal: La dirección del flujo está condicionada por la topografía y los patrones de drenaje de las aguas superficiales. En general, los flujos de aguas subterráneas convergen hacia el fondo del valle con un gradiente aproximado de 0,2. Posteriormente estos se nivelan y drenan con dirección oeste y hacia el noroeste, justo aguas abajo del muro cortafuga, a través del valle del Río del Estrecho. El gradiente hidráulico global, medido a lo largo del centro del valle, alcanza 0,1 (100 m/km). o Flujo Vertical: Los niveles medidos en los piezómetros anidados evidencian que se producen gradientes verticales de agua subterránea ascendentes o descendentes a través de toda la secuencia saturada. Existen zonas en que la recarga se produce durante el verano desde los abanicos aluviales hacia la unidad de roca fracturada (flujo vertical descendente) (pozos de monitoreo RE-8A, RE-14 y RE-17). En otras zonas se produce recarga desde la unidad de roca hacia el aluvial (pozo RE-7). Mientras que existe una situación especial en el pozo de monitoreo RE-17, cuyos niveles medidos en los dos piezómetros son similares, lo que indicaría un gradiente de flujo vertical ascendente en las inmediaciones del pozo, con una eventual recarga de la unidad de roca fracturada al aluvial.

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o Variaciones Estacionales: El comportamiento de los niveles a lo largo del tiempo en los distintos pozos de la red de monitoreo, indica que la napa de agua subterránea presenta una marcada variación estacional, situación que es más evidente en los pozos ubicados en los bordes de las laderas donde se encuentran localizados los glaciares. Los niveles más profundos se registran en los meses de invierno y los niveles más someros en los meses de verano (niveles más altos registrados durante el mes de enero), cuando por el deshielo se liberan las aguas almacenadas en la parte superior de la cuenca, generando recarga de aguas subterráneas.

• Balance Hídrico: o Recarga del acuífero: La recarga del sistema acuífero es generada por infiltraciones de las escorrentías provocadas por el derretimiento anual de nieve acumulada en la cuenca. Las infiltraciones ocurren en los conos aluviales, en el material aluvial fuera del cauce del río del Estrecho y en los depósitos de taludes que convergen en los márgenes del valle y en la parte superior de la cuenca. Las recargas presentan una marcada variación estacional, observándose predominantemente en los meses de octubre a marzo (primavera – verano), cuando la nieve acumulada durante el invierno se derrite (y el hielo de los glaciares) y la escorrentía superficial es mayor. Se estima que la componente de recarga del agua subterránea en el sector superior de la cuenca del río del Estrecho, fluctúa entre el 6% y el 37% de la precipitación total (Golder, 2005b). o Descarga del acuífero: En cuanto a las salidas del sistema acuífero, una pequeña parte se descarga como evapotranspiración en la zona de vegas, y el resto se produce principalmente como flujo base e infiltraciones a través de los sedimentos aluviales y fluviales en el fondo del valle en el río del Estrecho, hacia aguas abajo del punto NE-5. Este comportamiento es observado incluso aguas abajo del punto NE-4 (fuera de la zona objeto del presente estudio), lo que sugiere que la descarga de agua subterránea ocurre a lo largo de gran parte del río del Estrecho.

En el caso del río Tres Quebradas no se dispone de información de detalle que permita definir un modelo conceptual a nivel más regional como en el caso del río del Estrecho, aunque se estima que el comportamiento del sistema debe ser relativamente similar al de este último en términos del movimiento del agua subterránea, con flujos que se infiltran desde la recarga que proviene de las partes altas (nieve y glaciares) y que a cotas más bajas aflora por efectos principalmente geológicos, lo que en algunos sectores produce la aparición de sistemas vegetaciones como el de la vega Tres Quebradas.

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V. Estudios a Nivel Local Vegas

Se dispone de estudios a nivel local de las vegas en estudio, desarrollados entre 2006 y 2010 por la Universidad de Waterloo, cuyas principales conclusiones son:

• Para el caso de las vegas Pascua y Tres Quebradas (Madrid, 2009): o Los ensayos hidráulicos y el monitoreo de niveles indicaron que la hidrogeología local (distribución conductividad hidráulica y gradiente) tienen un rol importante en los mecanismos de recarga. o Las vegas tienen líneas de flujos preferenciales, controladas por la distribución del grado de descomposición de la turba y consecuentemente por la distribución de K en el suelo orgánico y el sustrato mineral subyacente. o Datos isotópicos y geoquímicos muestran que estas vegas están conectadas a sistemas de flujo regional en combinación con sistemas de flujo local recargando a la vega desde las laderas de los cerros. o Mapas de equipotenciales en las vegas muestran que en contraste con el patrón de recarga regional, que está controlado por el derretimiento de nieve en primavera y verano, los niveles de agua en las vegas disminuyen durante el verano como consecuencia del aumento de la evapotranspiración. Esto sugiere que parte del agua subterránea que fluye a las vegas durante el verano se pierde por evapotranspiración.

• Para el caso específico de la vega Pascua (Edwards, 2010): o De acuerdo al modelo conceptual más detallado desarrollado para la vega Pascua, la entrada de agua más relevante para ésta proviene de un flujo regional de aguas subterráneas que fluye tanto desde quebrada Barriales como desde el río Del Estrecho. o Estos flujos de agua son considerados como cantidades relativamente constantes porque los niveles medidos en pozos profundos ubicados en el entorno de la vega varían estacionalmente solo 1,5 m. o Otras entradas de agua que afectan en menor medida los niveles de agua en la vega son las infiltraciones de derretimiento nival durante la primavera (septiembre a noviembre) y la potencial interacción superficial-subterránea con la quebrada Barriales y el río Del Estrecho. o Se analizaron correlaciones inversas entre el nivel de agua en la vega y la temperatura del aire (r2=0,58) y la evapotranspiración (r2=0,82), que confirman la idea expresada por Madrid (2009) en cuanto a la fuerte influencia que la evapotranspiración tiene sobre los niveles de agua en la vega. o Por lo tanto, independiente de la tendencia estacional observada a una escala regional, con niveles de aguas subterráneas someros durante el verano (diciembre a febrero) y niveles más profundos en invierno (julio a septiembre), los niveles de agua en la vega se comportan de forma totalmente opuesta, influenciados por los ciclos de la evapotranspiración.

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TABLA DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN ...... 1 2. COMPONENTES BALANCE HÍDRICO ...... 2 3. REVISIÓN DE ANTECEDENTES ...... 7 3.1. Información Nivel Regional ...... 7 3.2. Información Nivel Local (Vegas) ...... 9 4. CARACTERIZACIÓN REGIONAL RECURSOS HÍDRICOS ...... 11 4.1. Hidrología ...... 11 4.1.1. Descripción Climática ...... 11 4.1.2. Precipitación ...... 11 4.1.3. Temperatura ...... 22 4.1.4. Evaporación ...... 25 4.1.5. Escorrentía Superficial ...... 26 4.1.5.1. Aspectos generales ...... 26 4.1.5.2. Estación NE-5 ...... 30 4.1.5.3. Estación NE-2A ...... 31 4.1.5.4. Estación NE-1A ...... 33 4.1.5.5. Estación NE-3 ...... 34 4.1.5.6. Estación TO-1A ...... 36 4.1.5.7. Estación TO-3 ...... 37 4.1.5.8. Estación TO-6A ...... 39 4.2. Hidrogeología ...... 40 4.2.1. Aspectos Generales ...... 40 4.2.2. Descripción Geología ...... 41 4.2.2.1. Geología Regional (Barrick, 2000) ...... 41 4.2.2.2. Geología Local ...... 42 4.2.3. Sondajes Existentes ...... 46 4.2.4. Propiedades Hidrogeológicas ...... 48 4.2.5. Niveles de Agua ...... 55 4.2.6. Unidades Hidrogeológicas ...... 65 4.2.7. Presencia de Aguas Subterráneas ...... 72 4.2.8. Flujos Subterráneos Pasantes ...... 72 4.2.9. Recarga y Descarga ...... 73 4.2.9.1. Recarga ...... 73

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4.2.9.2. Descarga ...... 74 4.3. Calidad de Aguas ...... 74 4.3.1. Río del Estrecho ...... 74 4.3.1.1. Calidad Superficial ...... 74 4.3.1.2. Calidad Subterránea ...... 79 4.3.2. Río Tres Quebradas ...... 94 4.3.2.1. Calidad Superficial ...... 94 4.3.2.2. Calidad Subterránea ...... 98 4.4. Modelo Conceptual Hidrogeológico ...... 102 4.4.1. Río del Estrecho ...... 102 4.4.1.1. Sistema de Flujo de Aguas Subterráneas ...... 102 4.4.1.2. Balance Hídrico ...... 104 4.4.2. Río Tres Quebradas ...... 104 5. CARACTERIZACIÓN LOCAL RRHH – SISTEMAS DE VEGAS ...... 106 5.1. Esquema Conceptual Sistema de Vegas ...... 106 5.2. Estudio Hidrogeológico de Vegas Altoandinas (Madrid, 2009) ...... 110 5.2.1. Estudios de Terreno y Laboratorio ...... 110 5.2.2. Caso Estudio Vega Pascua ...... 114 5.2.3. Caso Estudio Vega Tres Quebradas ...... 120 5.2.4. Principales Conclusiones ...... 125 5.3. Estudio de Modelación Integrado de Vegas Altoandinas (Edwards, 2010) ...... 126 5.3.1. Información Base ...... 126 5.3.2. Estudios de Terreno ...... 129 5.3.3. Modelo Conceptual ...... 134 5.3.4. Modelo Numérico ...... 135 5.3.5. Principales Conclusiones ...... 138 5.4. Controles Geoquímicos e Hidrogeológicos en la Calidad del agua Superficial en una Vega Altoandina (Whitehead, 2010) ...... 138 6. REFERENCIAS ...... 140

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Carlos Espinoza C. Rene Figueroa L. Ingeniero Civil, Ph.D. Ingeniero Civil, M.Sc. Representante Legal HIDROMAS

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1. INTRODUCCIÓN

Como parte del estudio “Dinámica de corto y largo plazo de las vegas en el Proyecto Pascua-Lama: Implicaciones para su manejo” que desarrolla actualmente BIOMA, BARRICK solicitó a HIDROMAS su apoyo en una de las actividades específicas de dicho estudio, que corresponde a la evaluación de las principales fuentes de agua que sustentan a las vegas en estudio.

De esta forma en una primera etapa el apoyo de HIDROMAS consta de, en base a la información disponible, establecer/caracterizar el marco en que se desarrollan las vegas Pascua, NE-2A y Tres Quebradas, en lo que se refiere a los recursos hídricos superficiales y subterráneos (cantidad y calidad).

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2. COMPONENTES BALANCE HÍDRICO

La zona de estudio se encuentra localizada en la esquina sureste de la III Región de Atacama en los denominados Andes Centrales de Chile, abarcando específicamente la parte alta de la cuenca hidrográfica del río Huasco (Figura 2.1). El sector presenta características de terreno montañoso y escarpado, con escasa vegetación que se desarrolla principalmente en las terrazas adyacentes a las vertientes, presenta glaciares, glaciares de roca y campos de nieves perennes en las partes más altas.

El entorno donde se desarrolla el Proyecto Pascua Lama presenta una altitud que varía entre los 3.700 y 5.000 metros sobre el nivel del mar, con una altura promedio que alcanza aproximadamente 4.500 m s.n.m. En general, el clima en la zona es típico de las áreas de alta elevación en los Andes Centrales de Chile, con baja precipitación anual, vientos de velocidades elevadas, tasas de sublimación alta y temperaturas bajo cero durante gran parte del año.

Más específicamente el área de estudio que se describe en el siguiente informe es la que se muestra en la Figura 2.2 y que comprende básicamente:

• Parte alta de la cuenca del río del Estrecho desde su confluencia con la quebrada Barriales hacia aguas arriba, la cual está asociada a las vegas “Pascua” y “NE-2A”, que se muestran de forma más específica en la Figura 2.3. • Parte alta del río Tres Quebradas, la cual está asociada a la vega “Tres Quebradas”, que se muestra de forma más específica en la Figura 2.4.

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Figura 2.1 Ubicación Regional del Área de Estudio

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 2.2 Área de Estudio General

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 2.3 Área de Estudio río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 2.4 Área de Estudio río Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia.

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3. REVISIÓN DE ANTECEDENTES

3.1. Información Nivel Regional

• Capítulo 5 Línea Base, EIA Proyecto Pascua Lama, Rev 0, Agosto 2000. Barrick (2000).

Capítulo de descripción de la Línea Base del EIA del Proyecto Pascua Lama, que entre sus componentes incluye: Clima y Meteorología, Geología, Geomorfología, Hidrogeología e Hidrología, todo a nivel tanto Regional como Local.

Se incluyen las subcuencas de los ríos del Estrecho, El Toro y Tres Quebradas, con datos registrados hasta el año 1999.

• Capítulo 5 Línea Base, EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama, Rev 0, Diciembre 2004. Barrick (2004).

Capítulo de descripción de la Línea Base del EIA Modificaciones del Proyecto Pascua Lama, que entre sus componentes incluye: Clima y Meteorología, Geología, Geomorfología, Hidrogeología e Hidrología, todo a nivel tanto Regional como Local. Corresponde a una actualización del estudio de Barrick (2000).

Se incluyen las subcuencas de los ríos del Estrecho, El Toro y Tres Quebradas, con datos registrados hasta el año 2004.

• Anexo II-H-1 Condiciones Hidrológicas e Hidrogeológicas del Tramo río del Estrecho hasta la Estación Fluviométrica NE-8. Econorte (2005a).

Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama, que describe las condiciones geológicas, geomorfológicas, meteorológicas, hidrológicas e hidroquímicas de la cuenca del río del Estrecho/Chollay (hasta el punto de monitoreo NE-8).

Incluye datos registrados hasta el año 2004.

• Anexo II-H-2 Línea Base Cuenca del río Toro. Econorte (2005b).

Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama, que describe de manera resumida las condiciones geológicas, geomorfológicas, meteorológicas, hidrológicas e hidroquímicas de la cuenca del río Tres Quebradas y Potrerillos (no sólo el río Toro).

Incluye datos registrados hasta el año 2004. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 7 Providencia

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• Anexo II-B, Informe Línea Base de Hidrología para el Lado Chileno del Proyecto Pascua-Lama, Versión Final, Noviembre 2005. Golder (2005a).

Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama, cuyo objetivo principal fue caracterizar las condiciones hidrológicas de línea base para el lado Chileno del Proyecto Pascua-Lama. Este documento es una adaptación de la “Actualización de la Hidrología” preparado por Golder en julio de 2004.

El alcance de este documento está enfocado en el entendimiento de las condiciones hidrológicas existentes en el sector superior de la cuenca del río del Estrecho, es decir, el área correspondiente al desarrollo propuesto del Tajo Abierto, el Botadero de Estériles de Nevada Norte (WRF), las Pilas de Acopio de Mineral, las instalaciones asociadas de manejo de aguas, el campamento y la infraestructura de soporte. Este documento describe también de manera general las condiciones regionales en el lado Chileno del Proyecto Pascua-Lama.

Las condiciones hidrológicas de línea base en el sector superior del río del Estrecho y el área regional en los alrededores, fueron determinadas en base a la recolección de datos, visitas de campo, revisión de documentos anteriores y literatura, así como consultas con los profesionales que están familiarizados con el sitio del Proyecto y la región. Se recolectó, revisó y analizó la información climática e hidrométrica disponible tanto de las estaciones del sitio del Proyecto como de las estaciones regionales.

• Anexo II-C, Informe Condiciones Hidrogeológicas de Línea Base Sector Superior del río del Estrecho, Versión Final, Noviembre 2005. Golder (2005b).

Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama, cuyo objetivo principal fue consolidar la información geológica e hidrogeológica recolectada por CMN en la parte superior del río del Estrecho, para una variedad de propósitos, durante el desarrollo del Proyecto en los últimos diez años (1995-2005).

Se basa en los registros de niveles de agua subterránea, datos de prueba de bombeo, registros de flujos de agua superficial, información de sondajes y perfiles geofísicos, disponibles a la fecha en el valle del río del Estrecho, aguas arriba de la estación de monitoreo de agua superficial NE-4.

• Programa de Monitoreo de Aguas Proyecto Pascua Lama julio 2014 – junio 2015. Proust (2015).

El presente informe contiene los resultados del Programa de Monitoreo de Calidad y Cantidad de Aguas del Proyecto “Modificaciones Proyecto Pascua-Lama” (el “Proyecto”), de Compañía Minera Nevada SpA, calificado ambientalmente favorable mediante Resolución Exenta N° 24/2006 de la Comisión Regional del Medio Ambiente (COREMA) de la Región de Atacama. De acuerdo a lo ordenado en dicha resolución, los

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resultados del programa de monitoreo se deben informar anualmente a la CONAMA, subrogada legalmente por la Superintendencia del Medio Ambiente (SMA). En este informe se exponen los resultados correspondientes al período comprendido entre los meses de julio de 2014 hasta junio de 2015 (inclusive), los cuales son representativos de la condición de la etapa de detención de los trabajos de construcción del Proyecto.

• Estrecho Basin Hydrologic Model 2015 Update (Draft). SHOMAKER (2015).

Este informe presenta una versión actualizada del modelo hidrogeológico de la cuenca del río del Estrecho. Dicho modelo fue desarrollado inicialmente en el año 2000 como parte del EIA original del Proyecto Pascua Lama. Posteriormente fue actualizado y re-calibrado en 2004-2005 como parte del EIA de actualización del Proyecto.

Desde el año 2006 se continuó con el monitoreo y estudio del área de interés. La recopilación de datos incluyó: estaciones meteorológicas, estaciones fluviométricas, monitoreo de niveles de aguas subterráneas, monitoreo de glaciares, perforación de pozos y pruebas de permeabilidad, y monitoreo de calidad de aguas subterráneas y superficiales.

Además, desde el año 2006 la construcción y desarrollo del Proyecto comenzó (octubre 2009): canales de desvío de agua, bocatomas y líneas de agua, muro cortafugas, pozos de alivio, planta de tratamiento, entre otros.

Toda la información post 2006 fue analizada para la actualización y re-calibración del modelo numérico.

• Base de datos caudales, niveles y calidad de aguas de Barrick.

Barrick proporcionó información de caudales, niveles calidad de aguas superficiales y subterráneas en todos los puntos de monitoreo ubicados en las cuencas del río del Estrecho/Chollay y Tres Quebradas. Toda esta información se describe más adelante en este informe.

3.2. Información Nivel Local (Vegas)

• A hydrogeologic study of high altitude peatlands in the central Andes, Chile. University of Waterloo. Madrid (2009).

El objetivo de este estudio fue determinar el rol de las fuentes de agua y los mecanismos de recarga en vegas altoandinas. Uno de los temas principales a resolver fue determinar si las vegas son alimentadas por un sistema de flujo subterráneo regional que es recargado en las cabeceras de las cuencas por derretimiento de nieves y glaciares, o si son alimentadas por sistemas de aguas subterráneas locales.

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Entre dic-2006 y ene-2009 se realizaron pruebas hidráulicas in situ en las vegas de Pascua y Tres Quebradas, que permitieron obtener importantes resultados en relación a la interacción del sistema local de vegas respecto al sistema regional río-acuífero.

• Integrated hydrologic modelling of a high altitude peatland in the central Andes, Chile. University of Waterloo. Edwards (2010).

Este trabajo tomó como base el desarrollado por Madrid (2009) y apuntó a lograr un mayor entendimiento del balance hídrico en la vega Pascua y a caracterizar de mejor forma la interacción entre el sistema de agua superficial y subterránea en el interior de la vega. Además, se buscó determinar la contribución relativa de los sistemas de aguas subterráneas regional y local, que sostienen a la vega.

• Geochemical and hydrogeological controls on the quality of peatland water and surface water in high altitude Andean watersheds, Chile. University of Waterloo. Whitehead (2010).

Este trabajo tomó como base los desarrollados por Madrid (2009) y Edwards (2010) y apuntó a desarrollar un estudio de línea base que investigara los parámetros físicos y químicos de aguas colectadas desde dos vegas (Pascua y Tres Quebradas) y dos ríos (del Estrecho y Tres Quebradas) en la parte alta de la cordillera de Los Andes. A través del análisis de la composición química del agua superficial, subterránea y la acumulada en las vegas se buscó proveer un entendimiento de varios procesos biológicos, geoquímicos, físicos y geológicos que ocurren en el área de estudio.

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4. CARACTERIZACIÓN REGIONAL RECURSOS HÍDRICOS

En el presente acápite se describen de forma general y a un nivel más regional las componentes hidrológica, hidrogeológica e hidroquímica de los dos sistemas en los que se encuentran albergadas las vegas de interés (Pascua, NE-2A y Tres Quebradas): río del Estrecho desde confluencia quebrada Barriales hacia aguas arriba y río Tres Quebradas.

4.1. Hidrología

4.1.1. Descripción Climática

La compleja topografía y fenómenos como el Anticiclón Subtropical del Pacífico Sur y la Corriente de Humboldt condicionan en gran medida los patrones climáticos e hidrológicos de la región. La zona de estudio presenta un clima predominantemente mediterráneo, caracterizado por precipitaciones que aumentan con la altura en dirección oeste, con máximos producidos durante el invierno y temperaturas que aumentan hacia el este producto de la combinación de la altitud y de la distancia al mar, con mínimas promedio que alcanzan los -16°C en julio y máximas promedio de 21°C en enero.

4.1.2. Precipitación

El análisis de precipitación se realizó a partir de datos a nivel mensual y anual en 9 estaciones pluviométricas que la DGA dispone en la región, 3 de las cuales se encuentran localizadas en la parte alta del Río Huasco (2 en la subcuenca del Río El Tránsito y 1 en la subcuenca del Río Del Carmen), 2 en la cuenca del Río Copiapó y 4 en la cuenca del Río Elqui. Sus características principales y período de registro son resumidas en la Tabla 4.1, mientras que su ubicación es presentada en la Figura 4.1.

Tabla 4.1 Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Análisis de Precipitación Coordenadas UTM WGS84 H19 Cota N° Estación Periodo de Registro Este (m) Norte (m) (m s.n.m.) 1 El Tránsito 374.948 6.805.357 1.100 1993-2013 2 Huanta 366.029 6.696.897 1.240 1989-2013 3 Manflas 404.044 6.887.231 1.410 1967-2013 4 Iglesia Colorada 413.310 6.884.686 1.550 1988-2013 5 Conay en Albaricoque 391.773 6.796.784 1.600 1999-2013 6 El Corral 365.971 6.775.857 1.820 1995-2013 7 Juntas 394.208 6.682.885 2.150 1990-2012 8 Laguna Embalse 399.475 6.657.844 3.160 1964-2013 9 El Indio 403.973 6.703.538 3.850 1981-2004 Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.1 Ubicación de Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Análisis de Precipitación

Fuente: Elaboración Propia. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 12 Providencia

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• Precipitación Mensual Media

Temporalmente, la precipitación en la zona de estudio presenta una marcada variación estacional, con valores más elevados en los meses de otoño e invierno (particularmente en el periodo mayo a agosto), y más bajos en los meses de primavera y verano, tal y como se puede observar en el gráfico de variación estacional que se presenta en la Figura 4.2.

Espacialmente, la precipitación está influenciada por la altura y su localización geográfica, observándose incrementos considerables a medida que aumenta el gradiente altitudinal en dirección a la Cordillera de los Andes, y en sectores al sur del área de estudio. En este sentido, las precipitaciones en las estaciones emplazadas en la parte alta de la cuenca del Río Elqui (El Indio, Juntas y La Laguna Embalse) presentan valores más elevados que las estaciones localizadas al este y norte del Proyecto Pascua Lama.

Figura 4.2 Variación Estacional Precipitación Mensual Media Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Estudio

Fuente: Elaboración Propia.

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• Precipitación Anual

El análisis de precipitación anual se basó en las mismas 9 estaciones descritas en la Tabla 4.1, y se utilizó básicamente para describir la evolución en altura de esta variable para efectos de estimar la precipitación en el área de estudio. En la Figura 4.3 se muestra el comportamiento temporal de la precipitación anual en dichas estaciones.

Según se evidencia en la Figura 4.3, la estación Laguna Embalse localizada en la parte alta de la cuenca del Río Elqui presenta la serie de tiempo más larga, con una estadística que se extiende desde 1964 hasta 2013. Se aprecia que los años 1965, 1977, 1978, 1980, 1982, 1984, 1987, 1997 y 2002, corresponden a los años más lluviosos. En el caso de las 8 estaciones restantes que presentan una data de precipitaciones más acotada, los años 1997 y 2002 se repiten como los años con mayor cantidad de lluvia registrada.

Para profundizar en el análisis de la relación entre altura y precipitación se ha construido un gráfico de variación altitudinal (Figura 4.4), a partir del ordenamiento de las estaciones pluviométricas disponibles de acuerdo a su cota, sin tomar en cuenta su localización norte-sur y este-oeste, factor que también condiciona el comportamiento de las precipitaciones en la región. En general, se observa una tendencia de precipitaciones más altas a elevaciones mayores, con valores anuales medios que van desde los 40 mm en cotas medias o bajas hasta los 170 mm en cotas más elevadas.

• Gradiente de Precipitación - Elevación

Las estaciones pluviométricas utilizadas en el presente estudio presentan una diferencia altitudinal significativa (2.750 m s.n.m.), con cotas que van desde los 1.100 m s.n.m. hasta los 3.850 m s.n.m., ocasionando precipitaciones menores en cotas medias y bajas y mayores en cotas más elevadas, tal y como ha sido mencionado anteriormente. En este sentido, en este apartado se realizará un análisis de este comportamiento mediante la estimación del gradiente de precipitación con la altura.

El gradiente de precipitación presentado en este estudio, corresponde a una estimación realizada para la modelación hidrológica de los recursos hídricos de la cuenca del Río Chollay antes de la junta Río Carmen (HIDROMAS, 2015). Se determinó el gradiente a nivel medio mensual obteniéndose coeficientes de determinación muy bajos y una calidad de ajuste pobre, razón por la que se estimó un gradiente estacional con la información de registros medios mensuales de las 9 estaciones pluviométricas base (Tabla 4.1), considerando los periodos abril-septiembre y octubre-marzo, obteniendo la precipitación total asociada tanto a la componente pluvial como a la nival, tal como se muestra en la Tabla 4.2.

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Figura 4.3 Precipitación Anual Estaciones Base

Estación El Tránsito

Estación Manflas

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.3 (Continuación) Precipitación Anual Estaciones Base

Estación Huanta

Estación Iglesia Colorada

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.3 (Continuación) Precipitación Anual Estaciones Base

Estación Conay en Albaricoque

Estación Juntas

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.3 (Continuación) Precipitación Anual Estaciones Base

Estación El Corral

Estación Laguna Embalse

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.3 (Continuación) Precipitación Anual Estaciones Base

Estación El Indio

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.4 Precipitación Anual Media Estaciones Pluviométricas Según Altitud

Fuente: Elaboración Propia. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 19 Providencia

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Tabla 4.2 Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Cálculo Gradiente Estacional UTM WGS84 H19 Cota Periodo de Gradiente (mm/m) N° Estación Este (m) Norte (m) (m s.n.m.) Registro abr-sept oct-mar Anual 1 El Tránsito 374.948 6.805.357 1.100 1993-2013 2 Huanta 366.029 6.696.897 1.240 1989-2013 3 Manflas 404.044 6.887.231 1.410 1967-2013 4 Iglesia Colorada 413.310 6.884.686 1.550 1988-2013 5 C en Albaricoque 391.773 6.796.784 1.600 1999-2013 0,0474 0,0066 0,0539 6 El Corral 365.971 6.775.857 1.820 1995-2013 7 Juntas 394.208 6.682.885 2.150 1990-2012 8 Laguna Embalse 399.475 6.657.844 3.160 1964-2013 9 El Indio 403.973 6.703.538 3.850 1981-2004 Fuente: Elaboración Propia.

Los gradientes estacionales señalados en la Tabla 4.2 fueron repartidos para cada uno de los meses utilizando como base la información de la estación Laguna Embalse, cuya estadística es más completa y de mejor consistencia mediante la aplicación de la siguiente expresión, obteniéndose los resultados que se presentan en la Figuras 4.5.

ñ ( , ñ ) = ��� � ��� � ñ� 6 ��� � ��� ��� � � � � ∑�=1 ��� � � Donde:

( , ñ ) : Coeficiente de reparto estacional que representa el peso relativo de un mes “i” respecto de la estacionalidad (pluvial o nival) del año “j”. ��� ��� � � � � : Precipitación registrada para cada mes “i” (1 a 12) de cada año “j” (1981-2009). ñ ��� � ��� � � ñ : Precipitación estacional para cada mes “i” (1 a 12) de cada año “j” (1981-2009). 6 ��� � ∑�=1 ��� � � Las curvas de ajuste lineal mostradas en la Figura 4.5 reflejan una buena correlación de los valores de precipitación con la altitud, tanto a nivel estacional como anual, con valores de Coeficiente de Determinación R2 mayores a 0,8. Estas relaciones son utilizadas para estimar las precipitaciones mensuales medias para las tres vegas en estudio en el período 1979/80 – 2012/13 (en años hidrológicos), cuyos valores se muestran en la Tabla 4.3 (las cotas medias son estimadas).

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Figura 4.5 Gradientes de Precipitación Estacional y Anual

Periodo Abril-Septiembre

Periodo Octubre-Marzo

Anual

Fuente: Elaboración Propia.

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Tabla 4.3 Precipitaciones Mensuales Medias Período 1979/80-2012/13 (mm) Cota media ANUAL Vega ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR (m s.n.m.) HIDROL NE-2A 3.855 12,2 25,7 34,8 52,8 33,4 7,0 3,9 1,2 2,0 4,2 3,9 3,9 185,1 Pascua 3.725 11,8 24,8 33,5 50,8 32,2 6,7 3,7 1,1 2,0 4,0 3,8 3,7 178,1 Tres Quebradas 3.675 11,6 24,4 33,0 50,1 31,7 6,6 3,7 1,1 1,9 3,9 3,7 3,7 175,4 Fuente: Elaboración Propia.

4.1.3. Temperatura

El análisis de la temperatura se realizó sobre la base de la información disponible en 15 estaciones meteorológicas de la DGA y del Proyecto Pascua Lama que se encuentran localizadas en las inmediaciones del área de estudio (Figura 4.1). La Tabla 4.4 muestra las temperaturas medias anuales registradas en las estaciones utilizadas en el estudio.

Tabla 4.4 Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Análisis de Temperatura Coordenadas UTM WGS84 H19 Cota T Media Anual N° Estación Periodo de Registro Este (m) Norte (m) (m s.n.m.) °C 1 Frontera 401.775 6.757.024 4.927 1999-2013 -6,4 2 Guanaco 401.510 6.753.608 5.317 2008-2012 -9,9 3 La Olla 398.014 6.758.599 3.975 2008-2013 0,7 4 Ortigas 1 398.140 6.749.004 5.209 2008-2012 -8,6 5 El Toro 392.125 6.754.616 3.735 1999-2013 3,8 6 Campamento 396.352 6.761.608 3.717 2007-2013 3,1 7 Aeropotrerillos 394.146 6.737.834 3.282 2008-2010 7,7 8 Cumbre 401.604 6.754.151 5.293 2008-2010 -9,6 9 Tres Quebradas 390.941 6.753.646 3.583 2008-2010 5,4 10 Aerocolorado 369.471 6.762.289 2.618 2008-2010 8,4 11 Toro 1 401.085 6.754.794 5.226 2008-2010 -9,6 12 El Indio 403.973 6.703.538 3.850 2009-2011 2,8 13 El Tránsito 374.948 6.805.357 1.100 1993-2011 17,6 14 Laguna Embalse 399.475 6.657.844 3.160 1981-2012 8,1 15 Conay en Albaricoque 391.773 6.796.784 1.600 1999-2011 17,3 Fuente: Elaboración Propia.

La temperatura registrada en las 15 estaciones mencionadas en la Tabla 4.4 presenta al igual que la precipitación un comportamiento estacional, con valores máximos en los meses de verano y mínimos en los meses de invierno, tal y como se muestra en la Figura 4.6. En general, se observa que las temperaturas

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menores se registran en los meses de julio en todas las estaciones analizadas, mientras que enero corresponde al mes donde las temperaturas son más elevadas.

A nivel espacial existe un patrón en las temperaturas que indica que éstas disminuyen a medida que el gradiente altitudinal aumenta en dirección a la Cordillera de los Andes. En este sentido, todas las estaciones localizadas a elevaciones superiores a los 4.000 m s.n.m. (Frontera, Toro 1, Guanaco, Cumbre y Ortigas 1), presentan temperaturas medias mensuales bajo 0°C, mientras que las estaciones que se ubican en cotas que van desde los 3.700 a los 4.000 m s.n.m., registran temperaturas bajo los 0°C únicamente en los meses de invierno, sin llegar a superar los 10°C en los meses de verano. En el caso de las estaciones localizadas a menos de 3.500 m s.n.m., las temperaturas medidas oscilan entre los 2 y 14°C en invierno y entre los 9 y 21°C en los meses de verano.

Figura 4.6 Variación Estacional Temperatura Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Estudio

Fuente: Elaboración Propia.

Para el análisis del comportamiento de la temperatura con la altura se analiza el gradiente de temperatura, que corresponde a una estimación realizada para la modelación hidrológica de los recursos hídricos de la cuenca del Río Chollay antes de la junta Río Carmen (HIDROMAS, 2015). A diferencia de la precipitación, Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 23 Providencia

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los resultados obtenidos utilizando los datos de temperatura registrados en las estaciones indicadas en la Tabla 4.4, presentaron coeficientes de determinación que muestran una buena calidad de ajuste.

Según se evidencia del análisis realizado, existe una buena correlación entre la temperatura registrada en las estaciones analizadas y la altura, con coeficientes de determinación R2 superiores a 0,94, permitiendo una buena estimación de la temperatura para cada altitud. Adicionalmente el gradiente anual de temperatura estimado alcanzó los -0,0069 [°C/m]. En la Tabla 4.5 se resumen los gradientes de temperatura a nivel mensual determinados. Estas relaciones son utilizadas para estimar las temperaturas medias mensuales para las tres vegas en estudio en el período 1979 – 2011 (en años calendario), cuyos valores se muestran en la Tabla 4.6 (las cotas medias son estimadas).

Tabla 4.5 Gradientes de Temperatura Mensual Estaciones Utilizadas en Estudio Mes Gradiente de Temperatura (°C/m) Enero -0,0064 Febrero -0,0066 Marzo -0,0064 Abril -0,0066 Mayo -0,0068 Junio -0,0073 Julio -0,0075 Agosto -0,0074 Septiembre -0,0075 Octubre -0,0074 Noviembre -0,0069 Diciembre -0,0066 Fuente: Elaboración Propia.

Tabla 4.6 Temperaturas Medias Mensuales Período 1979-2011 (°C) Cota media Vega ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM ANUAL (m s.n.m.) NE-2A 3.855 9,5 9,0 7,8 4,2 0,6 -2,4 -3,8 -2,1 -0,6 2,5 5,6 8,2 3,2 Pascua 3.725 10,4 9,9 8,6 5,1 1,5 -1,4 -2,8 -1,2 0,4 3,5 6,5 9,0 4,1 Tres Quebradas 3.675 10,7 10,2 9,0 5,4 1,8 -1,1 -2,4 -0,8 0,8 3,8 6,8 9,4 4,5 Fuente: Elaboración Propia.

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4.1.4. Evaporación

Para la zona de influencia del Proyecto se cuenta con información de evaporación total diaria medida en 3 estaciones meteorológicas que el Proyecto Pascua Lama posee en el sector (Frontera, La Olla y El Toro), sus principales características son resumidas en la Tabla 4.7, mientras que su localización geográfica es mostrada en la Figura 4.1. La estadística disponible de esta variable en la zona estudiada es bastante acotada.

Tabla 4.7 Estaciones Meteorológicas Utilizadas en Análisis de Evaporación Coordenadas UTM WGS84 H19 Cota N° Estación Periodo de Registro Este (m) Norte (m) (m s.n.m.) 1 Frontera 401.775 6.757.024 4.927 2008-2013 2 La Olla 398.014 6.758.599 3.975 2008-2013 3 El Toro 392.125 6.754.616 3.735 2005-2013 Fuente: Elaboración Propia.

En la Figura 4.7 se muestran las curvas de variación estacional para las 3 estaciones mencionadas en la Tabla 4.7. En éstas se puede apreciar una marcada estacionalidad temporal, registrándose las mayores tasas en los meses de verano y las menores en los meses de invierno. Las estaciones con valores más elevados de evaporación corresponden a las que presentan las temperaturas medidas más altas, mostrando una correlación directa entre estas dos variables.

Figura 4.7 Variación Estacional Evaporación en Estaciones Meteorológicas Disponibles

Fuente: Elaboración Propia. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 25 Providencia

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En función de las cotas de estas estaciones, se estima que la estación El Toro podría caracterizar la evaporación en las vegas Tres Quebradas y Pascua, mientras que la estación La Olla podría caracterizar a la evaporación en la vega NE-2A. De esta forma en la Tabla 4.8 se muestran las evaporaciones estimadas para las tres vegas en estudio en el período 2005/2008 – 2013 (en años calendario).

Tabla 4.8 Evaporaciones Mensuales Período 1979/80-2012/13 (mm)

Cota media Vega ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC EVAP ANUAL (m s.n.m.)

NE-2A 3.855 127,5 106,6 107,0 66,1 51,2 39,4 43,6 48,3 73,4 93,4 104,6 121,9 983 Pascua 3.725 154,0 133,8 129,5 85,0 61,2 46,2 52,4 69,6 99,4 148,1 162,0 176,4 1.317 Tres Quebradas 3.675 154,0 133,8 129,5 85,0 61,2 46,2 52,4 69,6 99,4 148,1 162,0 176,4 1.317 Fuente: Elaboración Propia.

4.1.5. Escorrentía Superficial

4.1.5.1. Aspectos generales

En términos de la caracterización de los escurrimientos superficiales, la descripción que se hace a continuación se centra en los sectores específicos de estudio, a diferencia de la descripción meteorológica en que se hizo un análisis más regional. De esta forma para el área del río del Estrecho, la descripción se hace para la cuenca definida por la estación NE-3, mientras que en el área del río Tres Quebradas se hace para la cuenca definida por la estación TO-6A. Dichas cuencas se muestran en la Figura 4.8.

El río Tres Quebradas nace de la confluencia de los ríos El Toro y de un afluente sin nombre, de orientación norte – sur, de 2,8 km de extensión que drena una superficie de 24,4 km2. La cuenca del río Tres Quebradas tiene una orientación norte – sur y drena una superficie de 226,8 km2; la pendiente media es de 8,9%. En la medianía de su trazado recibe el aporte de la Quebrada Las Ortigas (15 km de longitud) que drena una superficie de 88 km2. El régimen de este río es fundamentalmente nival, ocurriendo los mayores caudales en los meses de noviembre, diciembre y enero. Las precipitaciones en forma de lluvia son eventuales. Es uno de los principales tributarios del río Potrerillos, que a su vez es el principal tributario del río del Carmen, el que drena una cuenca aproximada de 3.020 km2 hasta su confluencia con el río El Tránsito. En esta cuenca el Proyecto Pascua Lama no tiene ninguna instalación asociada, a excepción de caminos de acceso.

El río del Estrecho nace en la parte alta de la Cordillera de los Andes y es uno de los principales tributarios del río Chollay (que a su vez es uno de los principales afluentes del río El Tránsito, junto con el río Conay). Este río tiene una longitud de aproximadamente 20 km y abarca una superficie de cuenca de 128,3 km2. Recibe el aporte hídrico de algunas quebradas como: Barriales (10 km de longitud y 33,7 km2 de superficie Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 26 Providencia

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de cuenca) y La Falda (13,5 km2 de superficie de cuenca y 6,5 km de extensión). El régimen hidrológico es fundamentalmente nival, siendo casi inexistentes las precipitaciones en forma de lluvia. Los mayores caudales ocurren entre noviembre y enero. En las zonas de cabecera de esta subcuenca existen algunos glaciares de moderada extensión, principalmente en el sector norte, que mantienen flujos de agua por derretimiento en períodos estivales, a través de pequeñas quebradillas que confluyen hacia el cauce principal de esta hoya. En esta cuenca el Proyecto Pascua Lama tiene varias de sus instalaciones asociadas: depósito de estériles, obras de manejo de aguas, campamento, entre otros.

En ambas cuencas no se cuenta con una estación fluviométrica de la DGA, sino que sólo con puntos de monitoreo propios del Proyecto Pascua Lama, los cuales se describen a continuación en la Tabla 4.9. Es importante mencionar que el análisis de mayor detalle se hará sólo para los puntos de monitoreo más relevantes para efectos del presente estudio, los cuales se destacan en celeste en la mencionada tabla y se muestran en la Figura 4.8.

A continuación se presenta una breve descripción de cada una de las estaciones de control de aforo disponibles a lo largo de los cauces de los río del Estrecho y Tres Quebradas y sus tributarios, donde se muestra el comportamiento de los caudales monitoreados en gráficos de evolución a lo largo del tiempo (en algunos puntos con dos escalas distintas para mejor visualización) y variación estacional, en éstos últimos se indica el número total de datos utilizados para el promedio mensual.

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Figura 4.8 Cuencas Caracterización Escorrentía Superficial

Fuente: Elaboración Propia.

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Tabla 4.9 Puntos de Monitoreo Escorrentía Superficial Punto Coordenada UTM WGS 84 Subcuenca Cauce Tipo Monitoreo UTM N (m) UTM E (m) Del Estrecho Principal NE-5 6.758.150 397.878 Del Estrecho Principal NE-2A 6.759.928 396.857 Qda. Barriales Afluente NE-1A 6.761.807 396.724 Del Estrecho Principal NE-3 6.762.948 394.239 Qda. Agua de la Falda Afluente PX-1 6.766.319 391.469 Del Estrecho Principal NE-4 6.769.472 389.489 Del Estrecho Principal PX-2 6.772.402 387.788 Del Estrecho/Chollay Del Toro Afluente CN-2 6.772.553 387.727 Chollay Principal PX-3 6.773.627 387.777 Blanco Afluente NE-7 6.776.331 389.295 Chollay Principal NE-8 6.780.525 391.011 Chollay Principal CN-7 6.791.594 387.848 Pachuy Afluente CN-8 6.791.741 387.891 Chollay Principal NE-9 6.794.202 387.516 El Toro Principal TO-1A 6.754.900 397.350 El Toro Principal TO-3 6.754.460 394.561 Tres Quebradas Principal TO-6A 6.749.892 388.098 El Toro/Tres Qda. La Ortiga Afluente PY-6 6.746.471 391.374 Quebradas Qda. La Ortiga Afluente PY-5 6.746.331 390.538 Qda. La Ortiga Afluente TO-7 6.748.036 386.098 Tres Quebradas Principal VIT-4 6.744.974 382.410 Potrerillos Principal PO-10 6.739.271 399.705 Potrerillos Principal PO-7B 6.738.026 395.484 Potrerillos Potrerillos Principal VIT-5 6.744.643 382.403 Potrerillos Principal VIT-3 6.745.438 381.388 Potrerillos Principal VIT-1 6.754.338 370.321 Del Carmen Principal VIT-6 6.754.211 369.722 Del Carmen Principal VIT-2 6.755.820 368.567 Del Carmen Del Carmen Principal VIT-8 6.766.199 367.911 Del Carmen Principal CA-3 6.768.394 368.067 Del Carmen Principal CA-4 6.786.630 355.570 Fuente: Proust (2015).

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4.1.5.2. Estación NE-5

Este punto de monitoreo se encuentra localizado en la parte alta del río del Estrecho aproximadamente 1,6 km aguas arriba de la vega NE-2A.

En la Figura 4.9 se muestra la evolución temporal de caudales medidos en este punto mientras que en la Figura 4.10 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

En general, se observa que los flujos base son bastante pequeños, en parte por el congelamiento de la masa de agua, no sólo en la sección de aforo, sino en el curso de agua hacia aguas arriba.

En la Figura 4.9 se puede observar que existe disponibilidad de información a lo largo de aproximadamente 16 años, entre 2000 y 2015, y sólo algunos datos puntuales entre 1996 y 1997. Según se evidencia en las figuras, los caudales máximos se producen en los meses de enero y febrero (verano), debiendo considerarse el aporte de deshielo de los glaciares Estrecho y Amarillo, con un caudal máximo aforado de 258,5 l/s en abril de 2002 (lo que podría estar asociado a que éste fue un año niño). En los últimos años, desde 2012 en adelante, esta parte de la cuenca ha mostrado caudales más bajos que los históricos, menores a 5 l/s, lo que se asocia a la acción del sistema cortafugas del Proyecto Pascua Lama, en cumplimiento de la medida de mitigación establecida en la RCA 024/2006, así como también a las condiciones más secas imperantes en los últimos años en la región.

Figura 4.9 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo NE-5

Fuente: Elaboración Propia. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 30 Providencia

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Figura 4.10 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo NE-5

Fuente: Elaboración Propia.

4.1.5.3. Estación NE-2A

Este punto de monitoreo se encuentra localizado aproximadamente 2 km aguas abajo del punto NE-5, en el mismo río del Estrecho, y al costado de la vega NE-2A.

En la Figura 4.11 se muestra la evolución temporal de los caudales y en la Figura 4.12 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

En general, los flujos base son de baja magnitud, especialmente los asociados a los años anteriores a 1990, detectándose al menos 2 anomalías (valores muy bajos) el año 1983-1984.

En la Figura 4.11 se puede observar que existe disponibilidad de información a lo largo de aproximadamente 26 años, entre 1989 y 2015, y sólo algunos datos puntuales entre 1982 y 1984. Al igual que en el caso anterior, se evidencia una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses de deshielo y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo aforado que alcanza los 470 l/s en febrero de 1999. En los últimos años, desde 2012 en adelante, los caudales han estado en su mayoría bajo los 150 l/s, lo que está asociado, al igual que para NE-5, a la acción del sistema cortafugas del Proyecto Pascua Lama y las condiciones más secas imperantes en los últimos años en la región.

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Figura 4.11 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo NE-2A

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.12 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo NE-2A

Fuente: Elaboración Propia.

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En el gráfico de variación estacional (Figura 4.12) se observa que los caudales máximos se generan en los meses de temperaturas más elevadas (época de verano), lo cual está estrechamente ligado al máximo derretimiento de las nieves y glaciares.

4.1.5.4. Estación NE-1A

Esta estación de monitoreo se localiza en la quebrada Barriales, justo antes de la confluencia con el río del Estrecho y con la vega Pascua.

En la Figura 4.13 se muestra la evolución temporal de caudales en este punto y en la Figura 4.14 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

Al igual que la estación NE-2A, este punto de monitoreo cuenta con información disponible con una extensión significativa de alrededor de 26 años, entre 1989 y 2015, y sólo algunos datos puntuales entre 1982 y 1984. Se observan caudales máximos en los meses de enero y febrero (verano) y menores en los de invierno, con un máximo de 743 l/s en enero de 1984. En los últimos años, desde 2010 en adelante, los caudales han estado en su mayoría bajo los 100 l/s, lo que evidencia las condiciones más secas imperantes en los últimos años en la región (cuenca en régimen natural)

Figura 4.13 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo NE-1A

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.14 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo NE-1A

Fuente: Elaboración Propia.

4.1.5.5. Estación NE-3

Este punto de monitoreo se encuentra localizado en el río del Estrecho, aproximadamente 2,5 km aguas abajo de la confluencia del río del Estrecho y la quebrada Barriales y de la vega Pascua.

En la Figura 4.15 se muestra la evolución temporal de caudales en este punto de control y en la Figura 4.16 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

Según se evidencia en estas figuras, existe información continua desde enero de 2006 hasta diciembre de 2015, y sólo algunos datos puntuales entre 1999 y 2000. En general, se observa al igual que en los casos anteriores, una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses enero y febrero (deshielos) y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo medido que alcanza los 1.390 l/s en enero de 2006. En este caso no es tan evidente una disminución de caudales como en los puntos antes mencionados.

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Figura 4.15 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo NE-3

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.16 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo NE-3

Fuente: Elaboración Propia.

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4.1.5.6. Estación TO-1A

Este punto de monitoreo se encuentra localizado en el río El Toro en la parte alta de la cuenca del río Tres Quebradas, aproximadamente 5,7 km aguas arriba de la confluencia con el río Tres Quebradas y de la vega del mismo nombre.

En la Figura 4.17 se muestra la evolución temporal en este punto de control y en la Figura 4.18 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

Según se evidencia en estas figuras, no existe información continua en el período en que se ha monitoreado este punto (enero de 2000 a diciembre de 2015), lo que está asociado a la ubicación de éste, en la parte alta de la cuenca, que está regulada por el derretimiento de nieve y glaciares, por lo que habitualmente se registran caudales sólo en los meses de mayores temperaturas (diciembre a marzo), con un caudal máximo medido que alcanza los 400 l/s en febrero de 2000.

Figura 4.17 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo TO-1A

Fuente: Elaboración Propia.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.18 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo TO-1A

Fuente: Elaboración Propia.

4.1.5.7. Estación TO-3

Este punto de monitoreo se encuentra localizado en el río Del Toro, aproximadamente 3 km aguas arriba de la confluencia con el río Tres Quebradas y de la vega del mismo nombre.

En la Figura 4.19 se muestra la evolución temporal en este punto y en la Figura 4.20 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

Según se evidencia en estas figuras, existe información continua desde enero de 1998 hasta diciembre de 2015. En general, se observa al igual que en los casos anteriores, una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses enero y febrero (deshielos) y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo medido que alcanza los 1.200 l/s en enero de 1998.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.19 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo TO-3

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.20 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo TO-3

Fuente: Elaboración Propia.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

4.1.5.8. Estación TO-6A

Este punto de monitoreo se encuentra localizado en el río Tres Quebradas, aproximadamente 6 km aguas abajo de la confluencia con el río El Toro y la vega Tres Quebradas.

En la Figura 4.21 se muestra la evolución temporal en este punto y en la Figura 4.22 se muestra la variación estacional de dichos caudales.

Según se evidencia en estas figuras, existe información continua desde fines del año 1999 hasta diciembre de 2015. En general, se observa al igual que en los casos anteriores, una variación de caudales aforados con aumentos durante los meses enero y febrero (deshielos) y reducciones en los meses de invierno, con un caudal máximo medido que alcanza los 1.050 l/s en enero de 2003.

Figura 4.21 Evolución Temporal de Caudales Estación de Aforo TO-6A

Fuente: Elaboración Propia.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.22 Variación Estacional de Caudales Estación de Aforo TO-6A

Fuente: Elaboración Propia.

4.2. Hidrogeología

4.2.1. Aspectos Generales

En este acápite se describen las características hidrogeológicas generales que regulan el flujo de aguas subterráneas a través del suelo en la zona de estudio. Dentro de las componentes estudiadas se encuentran: la caracterización geológica, la definición de las propiedades hidráulicas del medio, las unidades hidrogeológicas, los niveles freáticos y las direcciones del flujo.

Para los efectos de caracterizar el sitio de estudio desde el punto de vista hidrogeológico, se ha considerado la integración de la información disponible de estudios previos, dentro de los que se destaca el Informe Final Línea de Base de Hidrogeología Proyecto Pascua Lama realizado por Golder en el 2005, así como los registros de niveles y calidad química del agua subterránea medidos en pozos de observación desde 1998 a la fecha.

De acuerdo al Mapa Hidrogeológico Regional de Chile - DGA (1986), el área de estudio coincide con una zona de muy baja permeabilidad. El entorno regional está dominado por depósitos aluviales y fluvio- glaciales que rellenan el valle y se ubican dentro de profundos canales de drenaje insertados en rocas del basamento intrusivo y volcánico (Golder, 2005b).

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

El flujo de agua subterránea sigue la dirección del drenaje en superficie desde el límite con Argentina hacia el oeste, identificándose dos sistemas de flujos principales que se encuentran vinculados con el patrón de drenaje regional: uno en roca fracturada y meteorizada, y otro en sedimentos aluviales y fluviales superficiales y en el relleno fluvio-glacial subyacente.

4.2.2. Descripción Geología

4.2.2.1. Geología Regional (Barrick, 2000)

El sector comprendido entre las latitudes 28°30´ y 31°00´ se caracteriza por la ausencia de volcanismo reciente. Las unidades geológicas más antiguas corresponden a una serie de unidades metamórficas, plutónicas y volcano-sedimentarias, de edad paleozoica a triásica inferior que en conjunto, constituyen el basamento de las secuencias meso-cenozoicas.

En el área precordillerana, sobre el basamento metamórfico se apoyan rocas volcanosedimentarias de origen marino y continental de edad Triásico Medio - Terciario Inferior. En la Cordillera Principal aflora un extenso macizo granítico, de edad Paleozoico Superior - Triásica Inferior (Batolito Elqui Limarí y Batolito Chollay), asociada a una cubierta de volcanitas ácidas contemporáneas. Los granitoides intruyen esquistos pelíticos, metabasitas y secuencias metasedimentarias marinas del Devónico-Carbonífero. Intruyen, además, a una unidad de ortogneises de edad silúrica y protolito granítico interpretado como representante de un terreno alóctono (Chilena) soldado al continente Sudamericano durante el Devónico (Nasi et al., 1990).

Las unidades meso-cenozoicas de la cobertura se disponen sobre el núcleo plutónico de la Cordillera Principal. Estas están constituidas por depósitos sedimentarios marinos y continentales del Triásico Medio a Superior los cuales están cubiertos por rocas volcánicas andesíticas del Triásico Superior-Lías. Cubriendo, y en parte también engranando, con estas últimas se disponen secuencias clásticas y carbonatadas del Lías-Dogger Inferior (Formación Lautaro), depositadas en un ambiente marino de tras-arco sobre una plataforma poco profunda. La secuencia triásico-jurásica culmina con depósitos sedimentarios continentales y volcanitas andesíticas y andesítico-basálticas del Jurásico Superior (Formación Algarrobal y otras).

El desarrollo estructural de la zona está caracterizado por los elementos típicos de un margen convergente. Predominan las fallas inversas, de rumbo preferencial Norte - Sur, con descenso del bloque oriental. De estas estructuras, las mayores son la Fallas Chollay, Chollay Norte, la Plata, Baños del Toro Norte y Apolinarito.

Se reconoció una falla pre-Terciario de alto ángulo con rumbo NNW, paralela a las nacientes del Río El Toro, localizada al norte del Río de las Tres Quebradas y denominada Falla de Las Tres Quebradas.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Asociados a estas fallas se desarrollaron una serie de pliegues cuyos ejes se disponen en un sentido general Norte - Sur. Inmediatamente al norte del Río de las Tres Quebradas se han reconocido tres sinclinales; al sur de la Quebrada del Indio existen una serie de sinclinales y anticlinales, uno de estos últimos se presenta volcado.

4.2.2.2. Geología Local

En términos locales la descripción geológica más actual es la desarrollada por Golder (2005b), la que cubre los sectores de las vegas ubicadas en el sector del río del Estrecho, como se observa en la Figura 4.23, no así la vega Tres Quebradas. Para este último se revisa la descripción geológica del estudio Barrick (2000), que incluye las tres vegas en estudio, tal como se observa en la Figura 4.24.

De lo que se observa en ambas figuras, de acuerdo al estudio de Barrick (2000) las tres vegas se emplazan en depósitos no consolidados de tipo Fluviales y relleno de quebradas (Qf) y/o Coluviales (Qc), lo que es equivalente a lo que se observa en la descripción geológica de Golder (2005b), aunque en este caso se definen unidades específicas de vegas (VE), la matriz que subyace a dichas vegas es la misma: Suelos Fluviales y Aluviales (FAS) y Suelos Aluviales/Coluviales (AF). De esta forma la caracterización geológica que se presenta a continuación, se hará considerando las unidades descritas en el estudio de Golder (2005b) y que se entenderán como válidas para el sector del río Tres Quebradas.

• Sedimentos No Consolidados o Conos de deyección aluvionales y conos/abanicos de talud coluviales (TM/AF), que corresponden a gravas areno-limosas con bloques angulares y finos, y espesores que varían entre 5 m y 26 m; o Suelos fluviales y aluviales (FAS), conformados por gravas arenosas y bolones esporádicos con algunos lentes de arena, con espesores que varía entre 8 m y 30 m; o Depósitos Fluvio-Glaciales (GT). Consiste en una arena arcillosa semi-consolidada, que forma un suelo denso y heterogéneo, con espesores variables entre 20 m y 60 m. La geofísica indica que esta unidad es menos densa, es decir, la velocidad de la onda longitudinal es más lenta en la parte superior de la cuenca del río del Estrecho.

• Basamento Rocoso o El basamento rocoso consiste en una intrusión de granito de moderada a fuerte silicificación (Complejo Intrusivo Pascua Lama, de edad Triásico), el cual se emplaza en la roca caja Paleozoica, la que consiste en secuencias volcánicas de flujos de cenizas consolidadas, tobas soldadas y brechas piroclásticas (Formación Pastos Blancos de edad Pérmico);

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

o El basamento del valle, en los 8 m a 10 m superiores, bajo los depósitos de relleno, está meteorizado y fracturado. Por debajo de esta profundidad, el grado de fracturamiento e intemperización se reduce, según se evidencia en los registros de sondajes; o El basamento rocoso que aflora en los Cuadrados, en el lado norte del valle del río del Estrecho, muestra un intenso fracturamiento y agrietamiento. Estas fracturas abiertas están asociadas con la erosión de los ciclos de hielo/deshielo, lo que proporcionaría vías para el movimiento del agua cercana a la superficie; o El afloramiento de roca en el lado sur del río del Estrecho se ve afectado por intemperización o meteorización y alteraciones químicas asociadas con el yacimiento Pascua-Lama, las que consisten primordialmente en alunita (sulfato) y caolinita (arcilla). Estos minerales y el perfil de intemperización son del tipo arcilloso, que limitan el flujo de agua; o En la parte superior del drenaje de la cuenca (área del rajo abierto), la alteración del lecho de roca consiste en una cubierta de sílice recubierta por un ensamble de minerales de alteración, calentados al vapor y constituido por sulfatos, cuarzo, caolinita y residuos menores de alunita hasta una profundidad de 4.000 m s.n.m. (solamente alrededor del yacimiento). Las arcillas de alteración limitan el flujo del agua a través de las fracturas.

• Glaciar y Permafrost

Ni el glaciar ni el permafrost pueden ser considerados como una unidad de roca. El primero, corresponde a un cuerpo de hielo que incluye fragmentos de roca, mientras que el segundo, es un suelo consolidado congelado. o El glaciar del río del Estrecho se ubica en la esquina norte de la cabecera de esta cuenca, a una elevación superior a 5.200 m s.n.m. Tomando como base las mediciones del año 2002, dicho glaciar cubre un área aproximada de 153 hectáreas, con un volumen que alcanza los 72 Mm3. Entre los años 1986 y 2006, el glaciar se redujo un 9% en área y un 14% en volumen; o La presencia de permafrost, es decir, suelos con temperatura del terreno bajo 0°C o hielo dentro del lecho de roca fracturada del rajo abierto, se espera sobre una altura superior a los 4.400 m s.n.m., pudiéndose extender hasta una profundidad de 100 m por debajo de la superficie, llegando generalmente sólo hasta unos 10 m de profundidad. Es probable que el permafrost y el relleno de fracturas con hielo reduzcan el flujo de agua. En los depósitos coluviales de la cabecera de la cuenca del río del Estrecho, las calicatas CC-17 a CC-20 evidenciaron la presencia de hielo.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.23 Geología Local Estudio Golder (2005b)

Vega Pascua

Vega NE-2A

Fuente: Modificado de Golder (2005b).

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.24 Geología Local Estudio Barrick (2000)

Fuente: Modificado de Barrick (2000).

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

4.2.3. Sondajes Existentes

En la Tabla 4.10 se presenta un resumen de la información asociada a cada uno de los sondajes y pozos existentes tanto en la cuenca del río del Estrecho como del río Tres Quebradas, lo que incluye el año de construcción, ubicación geográfica y profundidad del sondaje. La ubicación referencial de estos sondajes y pozos se muestra en las Figuras 4.25 y 4.26. Los puntos destacados en celeste son los que están en el entorno cercano del área de estudio en ambas cuencas, y en los que se basa la descripción que se realiza en los siguientes acápites.

Tabla 4.10 Sondajes y Pozos Cuenca del río del Estrecho y Tres Quebradas Profundidad Profundidad tramos Cuenca Año UTM N UTM E Cota Terreno Pozo Total habilitados asociada Construcción (m) (m) (msnm) (m) (mbnt) BT-1 (1) Del Estrecho 1996 6.758.275 397.670 3.959 s/i s/i BT-2 (1) Del Estrecho s/i 6.758.446 397.648 3.942 s/i s/i BT-3 (1) Del Estrecho 1996 6.758.694 397.726 3.936 s/i s/i BT-4 Del Estrecho 1996 6.759.086 397.186 3.890 32,35 s/i NEV-1 Del Estrecho 1995 6.761.546 396.066 3.693 70,5 30,85 - 55,14 NEV-2 Del Estrecho 1995 6.761.612 395.857 3.680 84 23,4-41,5; 59,8-78 NEV-3 Del Estrecho 1995 6.761.595 395.458 3.663 52 15,79 - 40,11 RE-1P Del Estrecho 44 -50 2000 6.757.340 400.206 4.370 50 RE-1S (1) Del Estrecho 19 - 25 RE-2P Del Estrecho 74 - 80 2000 6.756.978 400.131 4.351 79 RE-2S (1) Del Estrecho 7,7 - 13,7 RE-3P Del Estrecho 78 - 84 2000 6.757.278 399.855 4.309 84 RE-3S (1) Del Estrecho 28 - 34 RE-4A1S (1) Del Estrecho s/i 6.757.120 399.916 4.306 45 s/i RE-4A2P Del Estrecho s/i 6.757.122 399.921 4.306 84 s/i RE-4BS Del Estrecho s/i 6.757.176 399.472 4.230 40 38 -40 RE-5P Del Estrecho 82,5 - 88,5 2000 6.757.438 399.610 4.304 90 RE-5S (1) Del Estrecho 9 - 15 RE-6P Del Estrecho 71- 77 2000 6.756.945 399.656 4.289 77 RE-6S (1) Del Estrecho 44 - 50 RE-7P Del Estrecho 83? - 84 2000 6.757.497 399.221 4.222 85 RE-7S (1) Del Estrecho 55 - 61 RE-8AP Del Estrecho 47 - 53 2000 6.757.317 399.302 4.198 54 RE-8AS Del Estrecho 25 - 31

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Tabla 4.10 (Continuación) Sondajes y Pozos Cuenca del río del Estrecho y Tres Quebradas Profundidad Profundidad tramos Cuenca Año UTM N UTM E Cota Terreno Pozo Total habilitados asociada Construcción (m) (m) (msnm) (m) (mbnt) RE-9P Del Estrecho 66 -75 2000 6.757.055 399.140 4.244 75 RE-9S (1) Del Estrecho 20 - 26 RE-10P (1) Del Estrecho 56 - 62 2000 6.757.524 398.766 4.114 69 RE-10S Del Estrecho 32 - 38 RE-11BS Del Estrecho 2000 6.757.370 398.711 4.109 42 30 - 36 RE-12P (1) Del Estrecho 65 - 71 2000 6.757.696 398.317 4.039 81 RE-12S (1) Del Estrecho 33 - 39 RE-13P Del Estrecho 59 - 65 2000 6.757.580 398.238 4.040 65 RE-13S (1) Del Estrecho 25 - 31 RE-14P Del Estrecho 51? - 57 s/i 6.757.422 398.681 4.102 62 RE-14S Del Estrecho 5 - 20 RE-16 (1) Del Estrecho s/i 6.756.965 399.896 4.338 80 59 - 80 RE-17P Del Estrecho 52 – 69 s/i 6.757.995 398.086 3.996 72 RE-17S Del Estrecho 2,8 – 47,8 WELL-1 Del Estrecho s/i 6.757.413 398.727 4.110 65 14 – 55 WELL-2 Del Estrecho s/i 6.757.632 398.303 4.044 70 8 – 59,2 11,2 - 53,1 L1-CW1 Del Estrecho 2012 6.757.100 399.446 4.245 74 59,1 - 64,9 10 - 52 L1-CW2 Del Estrecho 2008 6.757.150 399.457 4.238 64,2 52 - 64 L1-CW3 Del Estrecho 2008 6.757.196 399.471 4.239 78,1 18 - 72 20 - 56 L1-CW4 Del Estrecho 2008 6.757.245 399.484 4.244 75,5 62 - 68 14,2 - 55,4 L1-CW5 Del Estrecho 2012 6.757.293 399.496 4.253 75 61,3 - 67,2 13,1 - 59,3 L1-CW6 Del Estrecho 2012 6.757.341 399.509 4.267 80 65,2 - 71,1 L2-CW1 Del Estrecho 2008 6.757.248 399.215 4.202 64 11 - 63 10 - 52 L2-CW2 Del Estrecho 2008 6.757.296 399.228 4.201 70,5 58 - 64 L2-CW3 Del Estrecho 2009 6.757.344 399.241 4.205 70,8 10 - 64 11 - 29 L2-CW4 Del Estrecho 2008 6.757.391 399.254 4.215 65,5 35 - 59 L2-CW5 Del Estrecho 2008 6.757.441 399.268 4.227 64,7 11 - 58 L2-CW6 Del Estrecho 2009 6.757.220 399.208 4.205 63,5 9,7 - 56,8 4,1 - 60,6 L3-CW2 Del Estrecho 2012 6.757.496 398.948 4.165 75,2 66,2 - 69,0 Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 47 Providencia

CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Tabla 4.10 (Continuación) Sondajes y Pozos Cuenca del río del Estrecho y Tres Quebradas Profundidad Profundidad tramos Año UTM N UTM E Cota Terreno Pozo Cuenca asociada Total habilitados Construcción (m) (m) (msnm) (m) (mbnt) L3-CW4 Del Estrecho 2012 6.757.415 398.933 4.157 80,9 11,2 - 80,0 10,9 - 45,0 L3-CW5 Del Estrecho 2012 6.757.383 398.933 4.156 65 50,7 - 56,4 10,8 - 39,2 L3-CW6 Del Estrecho 2012 6.757.351 398.934 4.156 59 44,9 - 50,5 10,8 - 39,2 L3-CW7 Del Estrecho 2012 6.757.320 398.934 4.158 59 44,9 - 50,6 L4-PM1 Del Estrecho 2012 6.757.546 398.229 4.054 87 8 - 80 L4-PM2 Del Estrecho 2011 6.757.624 398.248 4.047 93 14,4 - 86,3 L4-PM3 Del Estrecho 2011 6.757.656 398.282 4.047 92 13 - 85,1 L4-PM4 Del Estrecho 2011 6.757.692 398.318 4.048 92 13,5 - 85,2 L4-PM5 Del Estrecho 2011 6.757.682 398.376 4.056 86,5 13,8 - 79,8 L4-PM6 Del Estrecho 2011 6.757.762 398.397 4.056 96 10,8 - 88,5 L5-PM7 Del Estrecho 2012 6.760.556 396.675 3.798 71 10 - 70,4 L5-PM8 Del Estrecho 2012 6.760.516 396.757 3.813 98 11 - 95 PM-1 Tres Quebradas 1998 6.744.885 382.389 2.680 35 13,3 – 22,3 PM-2 Tres Quebradas 1998 6.748.028 386.212 2.966 43 1,70 – 21,9 PM-3 Tres Quebradas 1998 6.754.442 392.492 3.755 44 1,80 – 7,8 (1): No son parte del programa de monitoreo actual del Proyecto. s/i Sin Información. Fuentes: Golder (2005b); Montgomery (2009/2012); Barrick (2014).

4.2.4. Propiedades Hidrogeológicas

Dentro del área de estudio del sector del río del Estrecho, en las cercanías de las vegas NE-2A y Pascua se cuenta con información en tres de sondajes perforados en 1995 y en un pozo construido en el año 2000 (NEV-1, NEV-2, NEV-3 y WELL-1), en los que se realizaron pruebas de bombeo de corta duración (≤ 24 horas), para determinar las propiedades hidráulicas de los sedimentos no consolidados, aguas abajo de la confluencia del río del Estrecho con la Quebrada Barriales, y aguas arriba de la confluencia con la Quebrada de la Olla, respectivamente. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 4.11. Asimismo, como parte del estudio de Golder (2005b) se ejecutaron dos pruebas de infiltración en calicatas construidas en el marco de dicho estudio, así como 24 análisis granulométricos, cuyos resultados en términos de la conductividad hidráulica para cada una de las calicatas, son mostrados en la Tabla 4.12.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.25 Ubicación Sondajes y Pozos río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Figura 4.26 Ubicación Sondajes y Pozos río Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia.

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CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA, HIDROQUÍMICA E HIDROGEOLÓGICA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS ______

Tabla 4.11 Conductividad Hidráulica en Sondajes Históricos Caudal Descenso Capacidad Específica Transmisividad Conductividad Hidráulica Punto (l/s) (m) (l/s/m) (m2/d) (m/d) NEV-1 1,2 41 0,03 1 3,5X10-2 NEV-2 1,2 13 0,09 5 1,7X10-1 NEV-3 2 10 0,20 11 4,3X10-1 WELL -1 5 13 0,38 15 - 50 8,6X10-1 – 8,64 Fuente: Modificado de Golder (2005b).

Tabla 4.12 Conductividad Hidráulica en Calicatas y Análisis Granulométricos Profundidad Conductividad Hidráulica (m/d) Punto Método (m) Mínimo Máximo Media Geométrica CC-1 1,6-6,0 3,4X10-2 6,7X10-1 1,0X10-1 CC-2 1,0-6,0 3,4X10-2 6,7X10-1 1,0X10-1 CC-3 1,1-5,5 3,4X10-2 1,2 1,2X10-1 CC-4 0,4-6,2 1,4 7,5 2,80 CC-10 0,4-5,5 5,4X10-3 7,5X10-2 1,6X10-2 CC-14 0,0-4,0 1,4 13 3,7 CC-15 0,0-5,5 3,0 54 8,3 CC-22 No Identificada 6,7X10-1 5,2 1,5 CC-23 No Identificada 1,0 7,5 2,2 Composición CC-24 No Identificada 4,1X10-1 1,6 7,3X10-1 Granulométrica CC-25 No Identificada 7,5X10-2 2,7 2,8X10-1 CC-26 No Identificada 1,3X10-1 1,2 3,1X10-1 CC-27 No Identificada 7,5X10-2 2,7 2,8X10-1 GT-6 0,0-3,0 4,7X10-1 3,4 1 GT-9 0,0-4,1 1,9 29 5,3 GT-10 0,03-3,4 1,9 29 5,3 TA-1 Superficie 15 25 18 TA-2 Superficie 6,0X10-1 7,5 1,6 TA-3 Superficie 8,3X10-3 3,4 6,9X10-2 CC-14 0,0-4,0 Pruebas de 8,6 35 CC-15 0,0-5,5 Infiltración 26 43 Fuente: Modificado de Golder (2005b).

Es importante destacar que las pruebas de bombeo realizadas en la zona de estudio, corresponden a ensayos de corto plazo que variaron entre 72 minutos y 1.440 minutos. Igualmente, los niveles de agua subterránea durante las distintas pruebas sólo fueron medidos en piezómetros de observación en la prueba realizada en el pozo WELL-1. En este sentido, se debe tener en cuenta que como resultado es Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 51 Providencia

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posible que se esté sobreestimando la conductividad hidráulica y subestimando el coeficiente de almacenamiento.

La conductividad hidráulica deducida a partir de los ensayos granulométricos y la frecuencia de fracturas (Tabla 4.12) se analizó, y los resultados según la clasificación de suelos del USCS son presentados en la Tabla 4.13.

Tabla 4.13 Conductividad Hidráulica Según Granulometría y Frecuencia de las Fracturas Conductividad Hidráulica Punto Ubicación Descripción Material USCS (m/d) La Olla, aguas abajo Material aluvial fuera Grava limosa a CC-1, CC-2, CC-3 a lo largo del río del del cauce, coluvio y 3,5X10-2 - 7,8 arcillosa y arena Estrecho taludes Grava limosa CC-10 La Olla Till Glacial 5,2X10-3 – 7,8X10-2 y arena La Olla, aguas arriba Grava con buena y CC-14, CC-15 a lo largo del río del Fluvial/Aluvial deficiente nivelación 1,7 - 51,5 Estrecho con finos CC-22, CC-23, CC-24, Grava de buena La Olla Taludes 7,8X10-2 – 7,8 CC-25, CC-26, CC-27 nivelación con finos Pozos Exploración Rajo abierto Brechas fracturadas s/i 6,9X10-4 – 3,5 Fuente: Modificado de Golder (2005b).

Por último para el sector del río del Estrecho se cuenta además con los resultados de las pruebas de bombeo realizadas en las líneas de pozos L2, L3 y L4, y cuyos resultados se describen en Jones (2015). En la Tabla 4.14 se presentan los resultados de dichas pruebas.

Para el sector del río Tres Quebradas se cuenta con información de ensayos de permeabilidad (tipo slug test) en tres sondajes perforados el año 1998: PM-1, PM-2 y PM-3, cuyos resultados se muestran en la Tabla 4.15.

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Tabla 4.14 Pruebas de Bombeo Realizadas en las Líneas de Pozo Distancia a Pozo Pozo de Q bombeo Pozo de Transmisividad Duración (hrs) bombeo Bombeo (l/s) Observación (m2/d) (m) - - 10-60 L3-CW2 2,1 24 L3-CW3 30 110 L3-CW4 57 150-190 - - 25 L3-CW3 2,5 24 L3-CW2 30 70 L3-CW4 28 30-35 - - 40-50 L3-CW4 6 24 L3-CW2 57 110 L3-CW4 28 20-30 - - 30 L3-CW5 6 24 L3-CW4 33 20-40 L3-CW6 31 20 - - 30 L3-CW6 5 72 L3-CW5 31 25-35 L3-CW7 31 25-30 - - 30 L3-CW7 3,5 24 L3-CW5 62 30-40 L3-CW6 31 30 - - 38-43 L2-CW2 50 24-42 L2-CW1 4 24 L2-CW4 149 68-170 TW03 94 46-55 - - 28-44 L2-CW2 3,5 24 L2-CW1 50 32-52 TW-03 48 24-26 - - 42-44 L2-CW2 52 35-44 L2-CW3 3,9 24 L2-CW4 47 97-198 TW-03 28 40-47 - - 20-47 L2-CW4 2,6 24 Rc2005-2a 10 47-75 Fuente: Elaboración Propia a partir de Jones (2015).

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Tabla 4.14 (Continuación) Pruebas de Bombeo Realizadas en las Líneas de Pozo Distancia a Pozo Pozo de Q bombeo Pozo de Transmisividad Duración (hrs) bombeo Bombeo (l/s) Observación (m2/d) (m) - - 42-44 L2-CW4 51 95-200 L2-CW5 0,7 24 L2-CW3 98 N/A L2-CW2 150 N/A - - 1 L4-PM1 0,5 9,7 L4-PM2 53 50 L4-PM3 99 50-90 - - 6-30 L4-PM2 0,2 24 L4-PM1 53 95-260 L4-PM3 47 280-520 - - 35 L4-PM3 7,1 72 L4-PM2 46,7 35-60 L4-PM4 51 60 - - 15-25 L4-PM4 2,5 24 L4-PM3 51 40-70 L4-PM5 50 30 - - 15-20 L4-PM5 1,7 24 L4-PM4 50 20-30 L4-PM5 56 350 - - 10-45 L4-PM6 2 24 L4-PM4 105 120-150 L4-PM5 56 120-150 Fuente: Elaboración Propia a partir de Jones (2015).

Tabla 4.15 Conductividad Hidráulica en Sondajes río Tres Quebradas Conductividad Hidráulica Conductividad Hidráulica Sondaje (cm/s) (m/d) PM-1 4,0X10-5 3,5X10-2 PM-2 9,0X10-3 7,8 PM-3 9,0X10-3 7,8 Fuente: Modificado de ECONORTE (2005).

De acuerdo a ECONORTE (2005) en esta cuenca se hicieron otros ensayos de permeabilidad en sondajes de exploración, pero no se tiene mayor información respecto a la ubicación de éstos ni los tipos de ensayos realizados, por lo que no fueron incorporados en el presente documento.

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Finalmente, en la Tabla 4.16 se presenta un resumen de las propiedades hidráulicas asociadas a las unidades geológicas caracterizadas anteriormente. De acuerdo a la geología local, en las zonas de interés las unidades geológicas predominantes son FAS y TM/AF.

Tabla 4.16 Conductividad Hidráulica Asociada a las Unidades Geológicas Principales Conductividad Unidad Transmisividad Espesor Descripción Hidráulica Almacenamiento Geológica (m2/d) (m) (m/d) Gravas limosas a TM/AF s/i 3,5X10-2 - 7,8 0 s/i arcillosas FAS Grava y arena con finos 15 - 50 6,0X10-1 - 51,5 1 - 30 1,0X10-4 - 2,0X10-2 Grava limosa a arcillosa GT ≤ 2 5,2X10-3 - 7,8X10-2 30 s/i con arena Gravas limosas de Contacto recubrimiento con el lecho 5 - 18 4,3X10-1 - 1,7 10 2,0X10-4 - 7,0X10-3 Monzonita alterada y de roca fracturada Fuente: Modificado de Golder (2005b).

4.2.5. Niveles de Agua

En la cuenca del río del Estrecho se monitorean 51 pozos, los cuales se detallan en la Tabla 4.10, de los cuales se analizarán los pozos de mayor interés para efectos del presente estudio, en términos de su ubicación y la extensión temporal de información: RE-17P/S, BT-4, L5-PM7, L5-PM8, NEV-1, NEV-2 y NEV- 3. La ubicación de estos pozos se muestra en la Figura 4.25.

En el caso del río Tres Quebradas se monitorean 3 pozos, los cuales se detallan en la Tabla 4.10, de los cuales se analizarán los más cercanos al área de estudio: PM-2 y PM-3. La ubicación de estos pozos se muestra en la Figura 4.26.

Para un análisis espacial de la evolución de los niveles piezométricos en ambos sectores de estudio se generaron mapas de equipotenciales para dos fechas distintas: marzo-2003 y marzo-2014, fechas escogidas en función de la cantidad de puntos con información antes y después del inicio del Proyecto Pascua-Lama. En el caso del sector del río del Estrecho se utiliza información de todos los sondajes disponibles en la cuenca, no sólo los que se analizan específicamente en este estudio, para poder tener una mejor distribución de las curvas equipotenciales. En el caso del sector del río Tres Quebradas este mapa es más bien referencial, ya que sólo se dispone de dos puntos para su generación.

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De esta forma en la Figura 4.27 se muestra el mapa de equipotenciales para el sector del río del Estrecho, mientras que en la Figura 4.28 se muestra el mismo mapa para el sector del río Tres Quebradas.

De la Figura 4.27 se observa que en el sector del río del Estrecho:

• Existe un flujo con una marcada dirección hacia el noroeste. • Entre las dos fechas analizadas se registran diferencias en la parte alta en términos de la forma de las curvas, lo que dice relación más con el número de puntos con información disponible en cada fecha (más datos en 2014) que con cambios sustanciales en las cotas piezométricas. • Hacia el sector medio-bajo del área de estudio, desde aproximadamente la ubicación de la vega NE-2A, se observa que se produce una separación de las curvas equipotenciales entre ambas fechas, lo que da cuenta de un descenso de los niveles en el año 2014 respecto a lo observado en el año 2003, lo que es más marcado en el sector de la vega Pascua y aguas abajo de ésta. • En el sector de los pozos BT-2 y BT-3, si se comparan las cotas de terreno de éstos con las curvas equipotenciales, se verifica que existe una zona de surgencia de aguas subterráneas, las cuales se mantienen bastante someras hacia aguas abajo, lo que a su vez daría sustento a la existencia de los sistemas de vegas que se observan en el sector de NE-2A y Pascua.

De la Figura 4.28 se observa que en el sector del río Tres Quebradas:

• Existe un flujo subterráneo con dirección hacia el suroeste. • Entre las dos fechas analizadas no se registran diferencias en las curvas equipotenciales estimadas, lo que da cuenta de una mantención de los niveles piezométricos en el tramo del río Tres Quebradas entre la confluencia con el río El Toro y la quebrada La Ortiga (PM-2) en el período 2003-2014.

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Figura 4.27 Mapa de equipotenciales río del Estrecho marzo-2003 y marzo-2014

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.28 Mapa de equipotenciales río Tres Quebradas marzo-2003 y marzo-2014

Fuente: Elaboración Propia.

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En términos de la caracterización de la evolución temporal de los niveles piezométricos en ambos sectores, a continuación en las Figuras 4.29 a 4.35 se muestran los datos para los pozos del sector del río del Estrecho y en las Figuras 4.36 y 4.37 los datos para los pozos del sector del río Tres Quebradas. En ambos casos se incluyó a modo de referencia la cota del nivel de terreno del pozo y el período de construcción del sistema cortafugas del Proyecto.

Respecto a los datos presentados para el sector del río del Estrecho, se observa lo siguiente:

• En el pozo RE-17P/S (Figura 4.29) los niveles registrados en el pozo somero y el profundo son prácticamente iguales (diferencias de centímetros) y en ambos se registra una marcada estacionalidad con valores más altos durante el verano, específicamente en el mes de enero, lo que se debe al aporte de los deshielos que se producen en esa época, los que podrían ser de origen preponderantemente glacial (por la fecha en que se produce el valor peak, en la que es esperable que la nieve ya esté totalmente derretida). En dicho período los niveles están prácticamente al nivel del terreno. En términos de la evolución temporal se evidencia una disminución de los niveles desde el año 2000 al 2015, con un descenso aproximado de 3 m entre el primer valor registrado en septiembre de 2000 y el medido en septiembre de 2015. • En el pozo BT-4 (Figura 4.30), ubicado aguas arriba de la vega NE-2A, los niveles registrados muestran una cierta estacionalidad con aumentos de niveles hacia fines de cada año (noviembre-diciembre), lo que da cuenta de un aporte de tipo más nival que glacial (por la fecha de ocurrencia), el que podría provenir de la quebrada La Olla (ladera suroeste). Dichos aumentos de niveles hasta el año 2008 implicaron estar cerca del nivel de terreno, sin embargo, desde fines de dicho año, los niveles han experimentado un descenso relativo, que los ha mantenido al menos 2 metros bajo la superficie. • En los pozos L5-PM7 y L5-PM8 (Figuras 4.31 y 4.32), ubicados aguas abajo de la vega NE-2A y aguas arriba de la vega Pascua, no se tiene información histórica, sus registros comenzaron el año 2013 y dan cuenta de un nivel que está entre 7 y 8 m por debajo del terreno en el caso de L5-PM7 y entre 15 y 16 m en el caso de L5-PM8. Para ambos pozos se observa una variación estacional que difiere de lo registrado en los pozos ubicados aguas arriba, ya que los niveles más altos se registran en el período invernal (julio aproximadamente), lo que podría indicar un efecto evapotranspirativo importante, pero en las fuentes de recarga, no directamente sobre los niveles (que están muy profundos como para mostrar un efecto directo de evapotranspiración). • En el pozo NEV-1 (Figura 4.33), ubicado a un lado de la vega Pascua, se observan niveles que se han mantenido relativamente estables en 8 m bajo el terreno, y que salvo los registros del año 2001 no muestran una variación estacional marcada. • En el pozo NEV-2 (Figura 4.34), ubicado aguas abajo de la vega Pascua, se tienen muy pocos registros históricos, con algunos datos el año 1998 que mostraban que el nivel estaba aproximadamente 10 m bajo el nivel de terreno.

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Figura 4.29 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo RE-17P/S (Profundo/Somero)

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.30 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo BT-4

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.31 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo L5-PM7

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.32 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo L5-PM8

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.33 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo NEV-1

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.34 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo NEV-2

Fuente: Elaboración Propia.

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• En el pozo NEV-3 (Figura 4.35), ubicado aguas abajo de la vega Pascua, se observan niveles que se han mantenido relativamente estables en 1,5 a 2 m bajo el terreno, y que a la escala del gráfico no muestran una mayor variación estacional, la que sí se observa si se analiza a una escala más detallada, con aumentos de medio metro en los meses de enero. Esta estacionalidad se observa sólo hasta el año 2009, luego de esto los niveles muestran un comportamiento menos regular.

Respecto a los datos presentados para el sector del río Tres Quebradas, se observa lo siguiente:

• En el pozo PM-3 (Figura 4.36), ubicado aproximadamente 500 m aguas arriba de la vega Tres Quebradas, se observa que los niveles han estado relativamente cercanos a la superficie, con una profundidad máxima de aproximadamente 8 metros en el año 2009 y una profundidad mínima del orden de 1 m en el año 2015. No se observa una estacionalidad clara, y los valores máximos de nivel (mínima profundidad) se han registrado habitualmente entre septiembre y diciembre, a excepción del año 2015, en que se han observado niveles altos desde mayo en adelante. • En el pozo PM-2 (Figura 4.37), ubicado aproximadamente 8 km aguas abajo de la vega Tres Quebradas, se observa que los niveles muestran una variación estacional muy marcada con cambios de cerca de 10 m entre octubre (profundidad máxima) y febrero (profundidad mínima) de cada año, con profundidades bajo el nivel de terreno de cerca de 2,5 m en el período estival.

Figura 4.35 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo NEV-3

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.36 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo PM-3

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4.37 Evolución Temporal Niveles Aguas Subterráneas Pozo PM-2

Fuente: Elaboración Propia. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 64 Providencia

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4.2.6. Unidades Hidrogeológicas

La caracterización geológica del área de estudio, las propiedades hidráulicas de los estratos, la estratigrafía de los pozos y la geofísica ha permitido la identificación de las siguientes unidades hidrogeológicas:

• Conos y taludes coluviales, depósitos aluvionales y conos de deyección (AF/TM). Esta unidad constituida por gravas areno-limosas no consolidadas con bloques angulares, y pobremente estratificadas con finos, presenta un espesor que varía entre 5 m y 26 m y una conductividad hidráulica variable que fluctúa entre 3,5X10-2 m/d a 8 m/d y una transmisividad baja con valores menores a 1 m2/d, debido a la ausencia de un extenso espesor saturado lateral.

• Sedimentos Fluviales-Aluviales (FAS). Esta unidad tiene un espesor saturado que alcanza los 30 m y está conformada por sedimentos fluviales y aluviales localizados en el fondo del valle del río del Estrecho. Corresponde a una mezcla pobremente estratificada, suelta y no consolidada de limos, arenas y gravas arenosas limpias con bolones, y con estratos débilmente definidos de finos limo-arcillosos. Presenta una conductividad hidráulica variable que fluctúa entre 6,0X10-1 m/d a 50 m/d, con una transmisividad que oscila entre 15 y 50 m2/d.

• Depósitos Fluvio-Glaciales (GT). Esta unidad se encuentra constituida por una secuencia heterogénea de arena fina a arena arcillosa con gravas. Corresponde a una formación densa, continua pero heterogénea, suprayacente al lecho de roca fracturada en el fondo del valle del río del Estrecho. Posee un espesor variable que fluctúa desde los 35 m, aguas arriba de la confluencia con la Quebrada La Olla, hasta aproximadamente 10 m, hacia aguas abajo y una conductividad hidráulica que es generalmente inferior a la permeabilidad determinada en la unidad FAS suprayacente y la unidad GR subyacentes, variando entre 5,2X10-3 m/d a 7,8X10-2 m/d, con transmisividades inferiores a 2 m2/d.

• Roca Fracturada (GR). Corresponde a la unidad de roca de basamento fracturada y erosionada más superficial. El fracturamiento y la erosión se reduce rápidamente con la profundidad. En el fondo del valle esta unidad se compone de granito moderado a fuertemente silicificado. Posee un espesor que fluctúa aproximadamente entre 8 m a 10 m y una conductividad hidráulica variable que oscila desde 4,3X10-1 m/d a 1,7 m/d, con una transmisividad que fluctúa entre 5 m2/d y 18 m2/d.

En la Figura 4.38 se muestra un mapa hidrogeológico para el área del sector del río del Estrecho, en el cual se puede observar que para las dos vegas, NE-2A y Pascua (demarcados en rectángulos rojos), la unidad hidrogeológica en que están predominantemente emplazadas es FAS.

En términos de la descripción hidrogeológica, se cuenta con dos secciones transversales, cuya ubicación se muestra en la Figura 4.38, y una longitudinal que cubre el eje del río del Estrecho en el área de interés. En las Figuras 4.39 y 4.40 se pueden ver dichas secciones. Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 65 Providencia

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Para el sector de Tres Quebradas no se dispone de un mapa hidrogeológico actualizado, pero a modo de referencia en la Figura 4.41 se muestra el mapa presentado como parte del EIA original del Proyecto (Barrick, 2000). En dicho mapa se observa que el sector de la vega se emplaza mayoritariamente en una unidad hidrogeológica de depósitos no consolidados conteniendo acuíferos homogéneos de moderado a bajo rendimiento, con conductividades hidráulicas mayores a 8,6x10-2 m/d, lo que es consistente con los rangos de las unidades AF/TM y FAS.

En este caso del río Tres Quebradas no se dispone de perfiles longitudinales o transversales, sólo se cuenta con la descripción litológica general de las perforaciones de los pozos PM-2 y PM-3, los que se muestran en la Figura 4.42. En ella se puede observar que ambos pozos muestran en sus primeros metros un relleno aluvial de gravas arenosas, y arcillosas en el caso de PM-3, lo que también es consistente con la descripción de las unidades AF/TM y FAS.

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Figura 4.38 Mapa Hidrogeológico Sector río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.39 Secciones Transversales NE-5 y NE-2A

Fuente: Modificado de Golder (2005b).

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Figura 4.40 Sección Longitudinal río del Estrecho

Fuente: Modificado de Golder (2005b).

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Figura 4.41 Mapa Hidrogeológico sector río Tres Quebradas

Fuente: Modificado de Barrick (2000).

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Figura 4.42 Construcción y Litología de los Pozos PM-3 y PM-2

Fuente: ECONORTE (2005b).

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4.2.7. Presencia de Aguas Subterráneas

La ocurrencia de aguas subterráneas en la naturaleza está condicionada por factores tales como la geología, la geomorfología, la hidrogeología, la hidrología, entre otros. En la zona de estudio, la presencia de flujo subterráneo se evidencia en el fondo del valle y en los bordes de las laderas de la cuenca del río del Estrecho. Según los niveles de agua subterránea medidos en los distintos pozos que conforman la red de monitoreo del Proyecto Pascua Lama, en el sistema acuífero se identifican condiciones de flujo semiconfinado y no confinado.

Las condiciones de no confinamiento se presentan en las unidades sedimentarias superiores donde el agua subterránea se presenta en los poros de los depósitos aluviales, fluviales y coluviales (unidad FAS). Las condiciones de flujo no confinado también se identifican dentro del lecho de roca fracturada, en la zona de la cabecera de la cuenca.

El flujo semiconfinado se encuentra asociado a la unidad de roca fracturada y la zona intemperizada o meteorizada más profunda en el fondo del valle. El confinamiento observado es provocado por un contraste de permeabilidad vertical entre los rellenos fluvio-glaciales (unidad GT) y la roca fracturada más permeable (unidad GR).

En los pozos BT-1 y BT-3 se presentan aguas surgentes que indican un flujo vertical desde la unidad de roca fracturada hacia el acuífero sedimentario y que estaría condicionado por la geología propia de la subcuenca de la Quebrada de la Olla. Aguas abajo de la junta del río del Estrecho con la Quebrada Barriales se tiene una conceptualización aproximada del comportamiento del flujo subterráneo a partir de una interpretación del mapa geológico regional (escala 1:10.000), que muestra sedimentos aluviales de poca profundidad suprayacentes a un lecho de roca fracturada (Golder, 2005b).

4.2.8. Flujos Subterráneos Pasantes

La estimación de flujos pasantes de aguas subterráneas en el acuífero en estudio en el sector del río del Estrecho, se realizó aplicando la Ley de Darcy en dos perfiles transversales trazados a los largo de las unidades hidrogeológicas identificadas (Figura 4.35). El área transversal perpendicular al flujo en cada uno de los perfiles fue determinada con base en la geometría de la unidad geológica. La conductividad hidráulica promedio fue estimada para cada unidad hidrogeológica con base en las pruebas de bombeo y el análisis granulométrico. Finalmente, el gradiente hidráulico fue definido a partir del mapa hidrogeológico.

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.17. Éstos indican que en la unidad de suelos fluviales y aluviales (FAS) que rellena el valle, el caudal pasante variaría entre 1 l/s y 6 l/s. Así mismo, el flujo en la

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unidad de roca fracturada fluctuaría entre 3 l/s y 15 l/s, mientras que en la unidad de depósitos Fluvio- Glaciales (GT), el flujo subterráneo pasante sería menor a 1 l/s.

Tabla 4.17 Cálculo Flujo de Agua Subterránea (l/s) Secciones Hidrogeológicas FAS GR GT Total Sección NE-5 5 a 6 3 a 7 <1 8 a 14 Sección NE-2A 1 a 2 7 a 15 <1 a 1 8 a 18 Fuente: Golder (2005b).

En el caso del acuífero en estudio en el sector del río Tres Quebradas, ECONORTE (2005) estima dicho caudal en 10,5 l/s.

4.2.9. Recarga y Descarga

4.2.9.1. Recarga

En la zona de estudio se observa que los niveles de agua subterránea responden rápidamente a la recarga asociada al derretimiento de nieves. El comportamiento de los niveles mostrados en los gráficos de evolución temporal en los pozos de monitoreo localizados en el margen norte del valle central del río del Estrecho, indican que la recarga de aguas subterráneas presenta una marcada variación estacional y se produce básicamente entre los meses de octubre a marzo, cuando el deshielo y la escorrentía son mayores (Golder, 2005b).

El ascenso inmediato de los niveles de agua subterránea en los pozos de monitoreo, con los peaks registrados en el mes de enero, sugieren que la recarga de agua subterránea probablemente ocurre a lo largo de los márgenes y parte de la cuenca del río del Estrecho, donde las aguas superficiales producto del derretimiento de las nieves se infiltran a través de los depósitos coluviales y de taludes. Así mismo, podría asociarse con filtraciones desde el lecho del río a lo largo del río del Estrecho.

Los hidrogramas de los distintos pozos de monitoreo muestran flujo de aguas subterráneas estacionales verticales descendentes en la parte superior del valle del río del Estrecho, consistente en zonas de recarga. Sin embargo, los sedimentos aluviales en la parte superior de la cuenca son esencialmente secos. En este punto, se estima que el flujo de aguas subterráneas ocurre a través de secuencias aluviales saturadas y no saturadas y el lecho de la roca fracturada, en particular a lo largo de los canales de drenaje originados durante el periodo de octubre a marzo.

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4.2.9.2. Descarga

La descarga difusa del agua subterránea, como flujo base e infiltraciones, se presenta a través de los sedimentos aluviales y fluviales en el fondo del valle en el río del Estrecho, hacia aguas abajo del punto NE-5. Este comportamiento es observado incluso aguas abajo del punto NE-4 (fuera de la zona objeto del presente estudio), lo que sugiere que la descarga de agua subterránea ocurre a lo largo de gran parte del río del Estrecho.

En general, la descarga de aguas subterráneas se produce donde dichas aguas son interceptadas por la topografía, así como por el flujo ascendente de aguas subterráneas, debido a la reducida transmisividad y el gradiente hidráulico vertical. En particular, una restricción en el flujo de agua subterránea aguas arriba del punto NE-5 parece inducir descarga de aguas subterráneas.

4.3. Calidad de Aguas

4.3.1. Río del Estrecho

4.3.1.1. Calidad Superficial

A modo de descripción general de la variación espacial y temporal de la calidad de las aguas superficiales en el sector del río del Estrecho, particularmente en el área de estudio, a continuación se muestra la información disponible para tres parámetros relevantes desde el punto de vista del control de la acidificación de las aguas por efectos del drenaje de rocas (parámetros DAR): pH, Conductividad Específica y Sulfato.

En la Figura 4.43 se muestra la evolución temporal del pH para los cuatro puntos superficiales en el área de interés: NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3. En esta se observa que en la parte más alta de la cuenca (NE-5) el agua tiene un pH de menos de 4,5, el cual ha disminuido en el tiempo hasta el inicio de la construcción del muro cortafugas, donde se observa un marcado descenso y una posterior recuperación, y que actualmente tiene valores que están entre 3 y 4 (con algunos valores puntuales que llegan a 5), lo que está condicionado por la acción del sistema cortafugas del Proyecto Pascua Lama (en cumplimiento de la medida de mitigación establecida en la RCA 024/2006). Hacia aguas abajo se observa que los valores de pH en NE-2A son un poco mayores que en NE-5, y que en NE-3 son aún más grandes, moviéndose entre 4 y 7. En el caso de la quebrada Barriales, los datos de la estación NE-1A muestran que el pH en esta subcuenca tiene valores bastante distintos a los del río del Estrecho, con valores mínimos de 6 y máximos cercanos a 9 en algunas fechas específicas.

En la Figura 4.44 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para los cuatro puntos superficiales en el área de interés: NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3. En esta se observa que en la parte alta

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(NE-5) se tienen los mayores valores de Conductividad (entre 1.000 y 2.000 µS/cm antes de la construcción del Proyecto), los que van disminuyendo considerablemente hacia aguas abajo (efectos de dilución), llegando a rangos entre 300 y 1.000 µS/cm en NE-3. Los valores para NE-1A muestran, al igual que para el pH, que las aguas de la quebrada Barriales son bastante distintas a las de la cabecera del río del Estrecho, con valores que no superan los 500 µS/cm.

En la Figura 4.45 se muestra la evolución temporal del Sulfato para los cuatro puntos superficiales en el área de interés: NE-5, NE-2A, NE-1A y NE-3. En esta se observa que el comportamiento es el mismo descrito en el párrafo anterior para la Conductividad Específica, con valores altos en la parte alta de la cuenca (de hasta 1.500 mg/l antes de la construcción del Proyecto), llegando a valores que no superan los 500 mg/l en NE-3. En NE-1A nuevamente se observa que las aguas de Barriales son distintas, con concentraciones de Sulfato que no superan los 250 mg/l.

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Figura 4.43 Evolución Temporal pH Puntos río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.44 Evolución Temporal CE Puntos río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.45 Evolución Temporal SO4 Puntos río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia.

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4.3.1.2. Calidad Subterránea

A modo de descripción general de la variación espacial y temporal de la calidad de las aguas subterráneas en el sector del río del Estrecho, particularmente en el área de estudio, a continuación se muestra la información disponible para tres parámetros relevantes desde el punto de vista del control de la acidificación de las aguas por efectos del drenaje de rocas (parámetros DAR): pH, Conductividad Específica y Sulfato.

En la Figura 4.46 se muestra la evolución temporal del pH para los pozos RE-17P y RE-17S. En esta se observa que los valores en ambos piezómetros (profundo y somero) están en el rango entre 3 y 4, verificándose que la mayoría del tiempo el pH en el pozo somero es mayor que en el pozo profundo.

En la Figura 4.47 se muestra la evolución temporal del pH para el pozo BT-4. En esta se observa que los valores son considerablemente más altos que los registrados en RE-17, lo que está principalmente asociado a que estos pozos reciben el aporte de aguas provenientes de la quebrada La Olla.

En la Figura 4.48 se muestra la evolución temporal del pH para los pozos L5-PM7 y L5-PM8. En esta se observa que sólo existen datos desde 2012 en adelante, los que muestran una evolución temporal bastante marcada, con valores que fueron de 7 a principios de 2012 hasta cerca de 5 a mediados de 2014, los que posteriormente se recuperaron alcanzando valores cercanos a 8 hacia fines de 2015.

En la Figura 4.49 se muestra la evolución temporal del pH para los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3. En esta se observa que hasta fines del año 2013 los valores se movían entre 6 y 8, y que durante el año 2014 los valores bajaron hasta cerca de 6, para luego comenzar a recuperarse, alcanzando valores cercanos a 8 hacia fines de 2015.

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Figura 4.46 Evolución Temporal pH Pozo RE-17

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.47 Evolución Temporal pH Pozo BT-4

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.48 Evolución Temporal pH Pozo L5

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.49 Evolución Temporal pH Pozos NEV

Fuente: Elaboración Propia.

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En la Figura 4.50 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para los pozos RE-17P y RE-17S. En esta se observa que el rango de valores para el pozo profundo es mucho más acotado (en términos gruesos entre 3.000 y 5.000 µS/cm) que para el pozo somero (entre 1000 y 4000 µS/cm), lo que se debe principalmente a que este último está más expuesto a los efectos de la recarga de agua que implica cambios importantes en los valores de CE por efectos de dilución.

En la Figura 4.51 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para el pozo BT-4. En esta se observa que comparado con el pozo RE-17 los valores de CE en este pozo son muy bajos, en torno a 250 µS/cm, lo que es consistente con lo observado en el pH, y que se justifica por los aportes de agua laterales que vienen desde la quebrada La Olla.

En la Figura 4.52 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para los pozos L5-PM7 y L5-PM8. En esta se observa que los valores medidos son al igual que para BT-4 bastante bajos en relación a lo observado en RE-17, con valores promedio en torno a 250 µS/cm.

En la Figura 4.53 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3. En esta se observa que los valores registrados en NEV-1 y NEV-3 (NEV-2 tiene muy pocos datos) han sido estables en torno a 100-200 µS/cm, hasta mediados del año 2013, donde se observa que en el pozo NEV-1 los valores aumentan de forma rápida hasta fines de 2014, donde se estabilizan alcanzando hasta 400 µS/cm.

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Figura 4.50 Evolución Temporal CE Pozo RE-17

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.51 Evolución Temporal CE Pozo BT-4

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.52 Evolución Temporal CE Pozo L5

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.53 Evolución Temporal CE Pozos NEV

Fuente: Elaboración Propia.

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En la Figura 4.54 se muestra la evolución temporal del Sulfato para los pozos RE-17P y RE-17S. En esta se observa que el rango de valores para el pozo profundo es mucho más acotado (en términos gruesos entre 2000 y 4.000 mg/l) que para el pozo somero (entre 500 y 3.500 mg/l), lo que se debe principalmente a que este último está más expuesto a los efectos de la recarga de agua que implica cambios importantes en los valores de SO4 por efectos de dilución.

En la Figura 4.55 se muestra la evolución temporal del Sulfato para el pozo BT-4. En esta se observa que comparado con el pozo RE-17 los valores de SO4 en este pozo son muy bajos, no superando los 60 mg/l, lo que es consistente con lo observado en el pH y la CE, y que se justifica por los aportes de agua laterales que vienen desde la quebrada La Olla.

En la Figura 4.56 se muestra la evolución temporal del Sulfato para los pozos L5-PM7 y L5-PM8. En esta se observa que los valores medidos son al igual que para BT-4 bastante bajos en relación a lo observado en RE-17, con valores promedio en torno a 50 mg/l.

En la Figura 4.57 se muestra la evolución temporal del Sulfato para los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3. En esta se observa que los valores registrados en NEV-1 y NEV-3 (NEV-2 tiene muy pocos datos) han sido estables en torno a 30 mg/l en todo el período histórico con registros.

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Figura 4.54 Evolución Temporal SO4 Pozo RE-17

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.55 Evolución Temporal SO4 Pozo BT-4

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.56 Evolución Temporal SO4 Pozo L5

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.57 Evolución Temporal SO4 Pozos NEV

Fuente: Elaboración Propia.

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4.3.2. Río Tres Quebradas

4.3.2.1. Calidad Superficial

A modo de descripción general de la variación espacial y temporal de la calidad de las aguas superficiales en el sector del río Tres Quebradas, particularmente en el área de estudio, a continuación se muestra la información disponible para tres parámetros relevantes desde el punto de vista del control de la acidificación de las aguas por efectos del drenaje de rocas (parámetros DAR): pH, Conductividad Específica y Sulfato.

En la Figura 4.58 se muestra la evolución temporal del pH para los tres puntos superficiales en el área de interés: TO-1A, TO-3 y TO-6A. En esta se observa que en la parte alta de la cuenca del río El Toro los valores de pH medidos (que no son tantos) han estado entre 4 y 5, lo que es considerablemente más bajo que lo medido en TO-3 y TO-6A, que en términos gruesos están entre 6 y 8.

En la Figura 4.59 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para los tres puntos superficiales en el área de interés: TO-1A, TO-3 y TO-6A. En esta se observa que en la parte alta los valores históricos hasta el año 2011 estuvieron entre 350 y 750 µS/cm, pero durante el año 2011 estos aumentaron hasta cerca de 1000 µS/cm, para luego bajar nuevamente a valores en torno a 700 µS/cm hacia fines de 2013. Para la parte media (TO-3) y baja (TO-6A), los valores hasta el año 2008 estuvieron en torno a 200 y 600 µS/cm, para luego ir aumentando paulatinamente estando actualmente en el rango entre 450 y 650 µS/cm.

En la Figura 4.60 se muestra la evolución temporal del Sulfato para los tres puntos superficiales en el área de interés: TO-1A, TO-3 y TO-6A. En esta se observa que en términos generales los valores son bajos, con valores entre 150 y 350 mg/l en la parte alta del río El Toro, y valores entre 50 y 300 mg/l en las estaciones TO-3 y TO-6A, las cuales muestran una tendencia al aumento desde el año 2009 en adelante.

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Figura 4.58 Evolución Temporal pH Puntos río Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.59 Evolución Temporal CE Puntos río Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.60 Evolución Temporal SO4 Puntos río Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia.

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4.3.2.2. Calidad Subterránea

A modo de descripción general de la variación espacial y temporal de la calidad de las aguas subterráneas en el sector del río Tres Quebradas, particularmente en el área de estudio, a continuación se muestra la información disponible para tres parámetros relevantes desde el punto de vista del control de la acidificación de las aguas por efectos del drenaje de rocas (parámetros DAR): pH, Conductividad Específica y Sulfato.

En la Figura 4.61 se muestra la evolución temporal del pH para los pozos PM-3 y PM-2. En esta se observa que los valores están en su mayoría entre 7 y 8, con un descenso marcado a principios del año 2014 que comienza inmediatamente su recuperación volviendo a valores cercanos a 8 hacia fines del 2015. Es importante mencionar que este descenso marcado a principios del 2014 se observa también en las estaciones superficiales de esta cuenca y en los pozos de la cuenca del río del Estrecho.

En la Figura 4.62 se muestra la evolución temporal de la Conductividad Específica para los pozos PM-3 y PM-2. En esta se observa que los valores históricos en ambos pozos han estado en torno a 300 µS/cm, y que a contar del año 2013 en el pozo PM-3 se ha observado un aumento llegando a cerca de 500 µS/cm hacia fines del año 2015.

En la Figura 4.63 se muestra la evolución temporal del Sulfato para los pozos PM-3 y PM-2. En esta se observa que los valores son bastante bajos con concentraciones que no superan los 100 mg/l, y que en el caso del pozo PM-3 no superan los 50 mg/l.

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Figura 4.61 Evolución Temporal pH Pozo PM-3 y PM-2

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.62 Evolución Temporal CE Pozo PM-3 y PM-2

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 4.63 Evolución Temporal SO4 Pozo PM-3 y PM-2

Fuente: Elaboración Propia.

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4.4. Modelo Conceptual Hidrogeológico

En base a la información de niveles de aguas subterráneas detectados en los sondajes de exploración, la estratigrafía de los suelos y los valores promedios del coeficiente de permeabilidad obtenidos para cada estrato, en el presente acápite se plantea un modelo conceptual de flujos de aguas subterráneas de carácter más regional para ambos sistemas en estudio.

En el caso del río del Estrecho dicho modelo se basa en lo desarrollado por Golder (2005b), por lo que el nivel de detalle del análisis es mayor que en el caso del río Tres Quebradas, para el cual no existe un análisis de las mismas características por el nivel de información disponible.

4.4.1. Río del Estrecho

En la Figura 4.64 se muestra una figura esquemática del modelo conceptual para el sistema en estudio en el río del Estrecho.

4.4.1.1. Sistema de Flujo de Aguas Subterráneas

Flujo Horizontal

La evolución temporal de los niveles de agua subterránea medidos en los pozos que conforman la red de monitoreo señalan que éstos presentan elevaciones que se localizan aproximadamente en un rango que fluctúa entre 3.660 m s.n.m. (NEV-3) y 4.360 m s.n.m. (RE-1P). A lo largo del cauce del río del Estrecho y aguas abajo de la junta con la quebrada La Olla, los niveles de agua subterránea afloran (pozos BT).

La dirección del flujo está condicionada por la topografía y los patrones de drenaje de las aguas superficiales. En general, los flujos de aguas subterráneas convergen hacia el fondo del valle con un gradiente aproximado de 0,2. Posteriormente estos se nivelan y drenan con dirección oeste y hacia el noroeste, justo aguas abajo del muro cortafuga, a través del valle del Río del Estrecho. El gradiente hidráulico global, medido a lo largo del centro del valle, alcanza 0,1 (100 m/km).

Flujo Vertical

Los niveles medidos en los piezómetros anidados evidencian que se producen gradientes verticales de agua subterránea ascendentes o descendentes a través de toda la secuencia saturada. Los pozos superficiales (denominados “S”) en los sondajes RE-1, RE-3 y RE-6 se encuentran secos, mientras que los piezómetros profundos (denominados “P”) en los mismos sondajes muestran niveles de agua en la roca fracturada. Las fluctuaciones de los niveles de agua en estos pozos podrían indicar un potencial, o una componente de flujo subterráneo descendente, o recarga (estacional) desde los sedimentos localizados

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en la cabecera de la cuenca hacia el lecho rocoso fracturado subyacente, o podrían ser una respuesta de las constantes elásticas del acuífero.

Por otra parte, la recarga desde los abanicos aluviales hacia la unidad de roca fracturada (flujo vertical descendente), se produce durante el verano, tal y como se evidencia en los niveles de agua subterránea medidos en los pozos de monitoreo RE-8A, RE-14 y RE-17, los cuales ascienden lo suficiente induciendo una componente de flujo vertical de agua subterránea de recarga entre estas dos unidades hidrogeológicas. Situación contraria ocurre en la zona donde se localiza el Pozo RE-7, donde se aprecia que los niveles medidos en el pozo profundo son más elevados que los medidos en el pozo somero, que indicaría un gradiente vertical de flujo subterráneo ascendente y la consecuente recarga desde la unidad de roca hacia el aluvial.

Una situación especial es observada en el pozo de monitoreo RE-17, localizado en el borde norte del acuífero del valle del río del Estrecho a unos 0,5 km aguas abajo del muro cortafuga, cuyos niveles medidos en los dos piezómetros son similares. Este comportamiento indicaría un gradiente de flujo vertical ascendente en las inmediaciones del pozo, con una eventual recarga de la unidad de roca fracturada al aluvial.

Variaciones Estacionales

El comportamiento de los niveles a lo largo del tiempo en los distintos pozos de la red de monitoreo, indica que la napa de agua subterránea presenta una marcada variación estacional, situación que es más evidente en los pozos ubicados en los bordes de las laderas donde se encuentran localizados los glaciares. Los niveles más profundos se registran en los meses de invierno y los niveles más someros en los meses de verano (niveles más altos registrados durante el mes de enero), cuando por el deshielo se liberan las aguas almacenadas en la parte superior de la cuenca, generando recarga de aguas subterráneas.

Por lo general, los niveles de aguas subterráneas en las unidades sedimentarias, no presentan una variación superior a 5 m a lo largo del año. En contraste, se registran fluctuaciones de agua subterránea de hasta 20 m en los piezómetros más profundos debido a un coeficiente de almacenamiento más bajo asociado con la roca fracturada.

El efecto del muro cortafugas en los niveles piezométricos se manifiesta mayormente en los pozos cercanos a éste (RE-17 por ejemplo), pero hacia aguas abajo dicho efecto se ve aminorado.

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4.4.1.2. Balance Hídrico

Recarga del acuífero

La recarga del sistema acuífero es generada por infiltraciones de las escorrentías provocadas por el derretimiento anual de nieve acumulada en la cuenca. Las infiltraciones ocurren en los conos aluviales, en el material aluvial fuera del cauce del río del Estrecho y en los depósitos de taludes que convergen en los márgenes del valle y en la parte superior de la cuenca.

Las recargas presentan una marcada variación estacional, observándose predominantemente en los meses de octubre a marzo (primavera – verano), cuando la nieve acumulada durante el invierno se derrite (y el hielo de los glaciares) y la escorrentía superficial es mayor. Se estima que la componente de recarga del agua subterránea en el sector superior de la cuenca del río del Estrecho, fluctúa entre el 6% y el 37% de la precipitación total (Golder, 2005b).

Descarga del acuífero

En cuanto a las salidas del sistema acuífero, una pequeña parte se descarga como evapotranspiración en la zona de vegas, y el resto se produce principalmente como flujo base e infiltraciones a través de los sedimentos aluviales y fluviales en el fondo del valle en el río del Estrecho, hacia aguas abajo del punto NE-5. Este comportamiento es observado incluso aguas abajo del punto NE-4 (fuera de la zona objeto del presente estudio), lo que sugiere que la descarga de agua subterránea ocurre a lo largo de gran parte del río del Estrecho.

4.4.2. Río Tres Quebradas

En el caso del río Tres Quebradas no se dispone de información de detalle que permita definir un modelo conceptual a nivel más regional como en el caso del río del Estrecho, aunque se estima que el comportamiento del sistema debe ser relativamente similar al de este último en términos del movimiento del agua subterránea, con flujos que se infiltran desde la recarga que proviene de las partes altas (nieve y glaciares) y que a cotas más bajas aflora por efectos principalmente geológicos, lo que en algunos sectores produce la aparición de sistemas vegetaciones como el de la vega Tres Quebradas.

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Figura 4.64 Esquema Modelo Conceptual río del Estrecho

Fuente: Elaboración Propia a partir de Golder (2005b).

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5. CARACTERIZACIÓN LOCAL RRHH – SISTEMAS DE VEGAS

5.1. Esquema Conceptual Sistema de Vegas

Para efectos del estudio de dinámica de vegas que se está desarrollando, la idea es poder desarrollar un estudio más local del comportamiento del sistema hídrico subterráneo que permita determinar la relación entre los flujos superficiales y subterráneos con dichos sistemas vegetacionales. De esta forma, preliminarmente el esquema conceptual genérico que se plantea para estos sistemas es el que se muestra en la Figura 5.1, en el que los elementos considerados se definen en la misma figura.

Figura 5.1 Esquema Conceptual Genérico Sistemas de Vegas en Estudio

Fuente: Elaboración Propia.

Si este esquema genérico se lleva a cada vega en particular se tienen las representaciones que se muestran en las Figuras 5.2 a 5.4.

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Figura 5.2 Esquema Conceptual Genérico Sistema Vega NE-2A

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 5.3 Esquema Conceptual Genérico Sistema Vega Pascua

Fuente: Elaboración Propia.

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Figura 5.4 Esquema Conceptual Genérico Sistema Vega Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia.

Para los sistemas de Pascua y Tres Quebradas existen estudios más específicos desarrollados por la Universidad de Waterloo (descritos preliminarmente en el acápite 3.2 del presente informe), y que se describen de forma más detallada en el siguiente acápite.

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5.2. Estudio Hidrogeológico de Vegas Altoandinas (Madrid, 2009)

El objetivo de este estudio1 fue determinar el rol de las fuentes de agua y los mecanismos de recarga en vegas altoandinas. Uno de los temas principales a resolver fue determinar si las vegas son alimentadas por un sistema de flujo subterráneo regional que es recargado en las cabeceras de las cuencas por derretimiento de nieves y glaciares, o si son alimentadas por sistemas de aguas subterráneas locales.

5.2.1. Estudios de Terreno y Laboratorio

Entre dic-2006 y ene-2009 se realizaron distintos trabajos de terreno en las vegas de Pascua y Tres Quebradas, los que son descritos de forma breve a continuación:

• Red de Pozos Someros, Piezómetros y Sensores de Presión:

En la vega de Pascua se instalaron doce pozos someros y en la vega Tres Quebradas se instalaron ocho. Además se instalaron dos transectas de piezómetros anidados en el sentido estimado del flujo subsuperficial en ambas vegas. En las Figuras 5.5 y 5.6 se muestra el detalle de la ubicación de estos puntos dentro de las vegas en estudio.

El monitoreo de niveles en estos pozos y piezómetros se realizaron manualmente con un pozómetro en campañas puntuales desarrolladas en las siguientes fechas: diciembre-2006, febrero-2007, marzo-2007, noviembre-2007, diciembre-2007, enero-2008, febrero-2008, abril-2008, octubre-2008, noviembre-2008 y enero-2009.

Adicionalmente para el registro de niveles se instalaron sensores de presión en pozómetros en ambas vegas, cuya ubicación y fecha de instalación se indican en las Figuras 5.5 y 5.6.

• Mediciones de Conductividad Hidráulica:

Se realizaron ensayos de tipo slug test para estimar la conductividad hidráulica del suelo saturado y el sustrato mineral en cada una de las vegas.

Los ensayos se llevaron a cabo en diciembre de 2007 en dos piezómetros profundos y dos someros de cada vega.

1 A hydrogeologic study of high altitude peatlands in the central Andes, Chile (Madrid, 2009) Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 110 Providencia

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Figura 5.5 Ubicación Pozos Someros, Piezómetros y Sensores de Presión Vega Pascua

Fuente: Elaboración Propia y modificado de Madrid (2009).

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Figura 5.6 Ubicación Pozos Someros, Piezómetros y Sensores de Presión Vega Tres Quebradas

Fuente: Elaboración Propia y modificado de Madrid (2009).

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• Toma de Muestras y Monitoreo de Parámetros de Terreno:

Se tomaron muestras de agua para análisis químicos y de isótopos en puntos subterráneos y superficiales, incluyendo puntos en el río del Estrecho, quebrada Barriales, río El Toro, río Tres Quebradas y tributarios alrededor de la vega Tres Quebradas. La ubicación de dichos puntos se muestra en las Figuras 5.5 y 5.6.

El muestreo de aguas subterráneas incluyó la toma de muestras desde las vegas (piezómetros y pozos someros) y desde pozos que pertenecen al programa de monitoreo del Proyecto.

También se tomaron muestras en las cabeceras de los ríos (derretimiento glaciar), en afloramientos y varios puntos a lo largo de los cursos de agua, tomando en cuenta los cambios en altitud (efecto en la composición isotópica) y la configuración geológica.

Las muestras de agua en las vegas fueron tomadas en diciembre-2007 y noviembre-2008, durante el final de la primavera (derretimiento primaveral y condiciones de alto flujo), y en marzo-2007 y enero-2008 durante el final y el principio del verano, respectivamente.

Las muestras para análisis de isótopos fueron tomadas en diciembre-2007/enero-2008 y octubre-2009.

Las muestras de aguas superficiales en las estaciones de monitoreo del Proyecto fueron tomadas mensualmente durante todo el año 2008 (en función de las condiciones climáticas que permitieran el acceso a los puntos).

• Pruebas de resonancia y tomas de muestra con barreno:

En abril de 2008 se caracterizó la profundidad de la turba sobre una grilla presionando una barra de 1 cm de diámetro a través de la turba, hasta que la alta resistencia indicara que se había alcanzado la parte alta de la capa mineral. La grilla tuvo una densidad de 45x45 m. Sin embargo, realmente no existe un límite claro entre las capas orgánicas y minerales en el área de estudio, pero hay una reducción gradual del contenido orgánico con la profundidad. Los sondeos de la turba registraron profundidades una composición relativamente constante de material principalmente mineral.

Muestreos aleatorios realizados con barreno verificaron los resultados del sondeo antes descrito. Este muestreo con barreno no se utilizó para lograr una descripción estratigráfica de detalle.

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• Pruebas de Laboratorio:

o Análisis de composición isotópica de muestras de agua: Se realizaron análisis de Oxígeno-18 (18O), Deuterio (2H) y Tritio (3H) en las muestras de agua tomadas en las vegas, en las aguas subterráneas y en las superficiales, incluyendo también afloramientos y derretimiento glaciar.

o Análisis químico de muestras de agua: Se realizaron análisis químicos que incluyeron los macroelementos y metales traza como Cu, Fe y As.

5.2.2. Caso Estudio Vega Pascua

• Estratigrafía y Geometría de la vega:

La geometría del basamento de la vega (profundidad al sustrato mineral) se muestra en la Figura 5.7. Las prospecciones muestran la existencia de una capa orgánica con un espesor promedio de 1,1 m, con valores mínimos de 0,2 m y máximos de 2,5 m.

Figura 5.7 Profundidad de la Turba en vega Pascua

Fuente: Madrid (2009).

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El área con el mayor espesor corresponde a una traza que cruza de este a oeste a través del centro de la vega. Esta traza pareciera corresponder a un paleocanal que viene desde quebrada Barriales. Las descripciones de la turba y los análisis de laboratorio muestran que a lo largo de esta traza el material pareciera estar menos descompuesto y más fibroso que en el resto del área, por lo que se espera que tenga un K comparativamente más alto.

La toma de muestras con barrenos permitió identificar una capa arcillosa subyaciendo a la turba entorno al área central. Esta capa tiene un espesor promedio de 0,7 m que parece incrementarse a lo largo del paleocanal hacia el margen con el río del Estrecho, donde se han encontrado espesores mayores a 1,2 m. Esto constituye un parámetro clave en el funcionamiento de la vega ya que podría tener una gran influencia en la estructura de flujos en la vega y en los intercambios con el acuífero mineral subyacente.

Sedimentos gruesos tales como arena, grava y gravilla constituyen los materiales que forman el suelo mineral bajo la capa arcillosa antes descrita.

• Propiedades Hidráulicas:

Los resultados obtenidos de los slug test desarrollados en los sondajes seleccionados arrojaron los resultados que se muestran en la Figura 5.8.

La conductividad promedio medida en la vega estuvo en torno a 6x10-5 cm/s (0,05 m/d), valor característico de materiales finos semi permeables. El valor de K promedio de la capa arcillosa es de 4x10-5 cm/s (0,03 m/d), lo que corresponde a un valor que está en el rango definido para los sedimentos fluvio aluviales (FAS) en el acápite 4.2.6.

El valor obtenido para la capa arcillosa indica que ésta podría no constituir una barrera hidráulica eficiente para los intercambios entre la vega y el acuífero subyacente.

• Niveles Piezométricos:

En la Figura 5.9 se muestra un mapa de equipotenciales para febrero de 2008. El gradiente hidráulico es de 0,09 (9%) y la dirección del flujo se asemeja al gradiente topográfico noroeste del nivel de terreno.

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Figura 5.8 Conductividades obtenidas en función de la profundidad Vega Pascua

Fuente: Madrid (2009).

Figura 5.9 Equipotenciales (m s.n.m.) Febrero 2008 Vega Pascua

Fuente: Madrid (2009).

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• Perfiles de Profundidad Niveles Piezométricos:

Se instalaron piezómetros para monitorear cambios estacionales en la piezometría y en los gradientes verticales. En general la mayoría de los niveles de agua en los piezómetros profundos estuvieron por sobre el nivel freático, indicando que la vega Pascua es una zona de descarga (flujo ascendente) para aguas subterráneas.

• Fluctuaciones de Niveles Piezométricos:

En la Figura 5.10 se muestra la evolución del nivel freático y la temperatura del agua para el piezómetro BCBLVL-1, que evidencia un patrón de fluctuación similar que en los pozos someros. Un descenso máximo de 0,35 m se alcanzó durante los veranos de 2007 y 2008, cuando el crecimiento de las plantas se espera sea importante. Los máximos aumentos de nivel ocurren durante los períodos invernales cuando la acumulación nival predomina.

En la Figura 5.10 también se muestran las fluctuaciones del nivel y la temperatura del agua en el suelo mineral (BCBLVL-3). La relativa lenta tasa de recuperación del nivel de agua en este piezómetro indica que la capa arcillosa en ese sector se extiende a una profundidad mayor que 2,5 m. El hidrograma muestra que un descenso máximo de 0,28 m se alcanzó durante el verano 2008. Los niveles de agua aumentaron lentamente durante el otoño y principios del invierno de 2008, alcanzando un peak al final del invierno, y luego decrece un poco más rápido durante el período primaveral.

La Figura 5.11 muestra las fluctuaciones del nivel de agua en el piezómetro instalado aguas arriba para monitorear el nivel de agua entrante en el suelo mineral (BCBLVL-2), junto con los hidrogramas de BCBLVL-1 y BCBLVL-3. El patrón de fluctuación del nivel de agua (cota piezométrica) en este piezómetro es similar en forma a lo observado en BCBLVL-1, pero la magnitud de las fluctuaciones es en general más grande. Una magnitud similar fue observada también en el pozo cercano BCBP12, que constituye la más grande observada en la vega.

En cualquier caso, de acuerdo a los hidrogramas los niveles observados en la vega Pascua no parecieran estar directamente relacionados con el régimen de recarga local controlado por el derretimiento primaveral. Durante el invierno (acumulación nival), ocurren los niveles máximos de agua en la vega, mientras que la mayoría de los pozos de monitoreo ubicados en el acuífero regional están en su nivel mínimo. Una vez que el período de deshielo comienza, el acuífero regional es recargado por la escorrentía que infiltra, provocando que los niveles de agua aumenten a un máximo durante el verano. Sin embargo, en este tiempo los niveles de agua en la vega Pascua han disminuido a su máximo descenso. Este no pareciera ser el comportamiento de los pozos de monitoreo BT-1 y BT-3, ubicados algunos metros aguas abajo de la confluencia del río del Estrecho con la quebrada La Olla, donde el patrón de fluctuación del

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nivel de agua pareciera ser similar al de la vega. Sin embargo estos pozos reciben agua desde un acuífero confinado.

Figura 5.10 Fluctuaciones del nivel y temperatura del agua en la Vega Pascua

Fuente: Madrid (2009).

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Figura 5.11 Comparación de fluctuación de niveles en la Vega Pascua y los pozos del acuífero regional

Fuente: Madrid (2009).

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• Composición Isotópica de las Fuentes de Agua Dominantes:

Más allá del rango acotado de isótopos 18O y 2H observado en los distintos tipos de agua en el entorno de la vega Pascua, los datos sugieren que la recarga a dicha vega está asociada a fuentes tanto locales como regionales.

El agua subterránea en el acuífero del río del Estrecho mostró niveles de tritio entre 1,5 y 2,5 TU, lo que sugiere un tiempo de residencia del agua subterránea de al menos 10 años, tomando en cuanta un nivel de 5 TU en la precipitación en la última década y una vida media del tritio de 12,4 años. No se observaron diferencias en los niveles de tritio en las aguas al interior de la vega en las partes más someras y más profundas, de hecho el contenido de 1,5 a 3,4 TU implica alguna contribución de precipitación local reciente en la vega.

• Recarga Regional vs Local:

Una de las incertezas clave en el área de la vega Pascua fue la del rol del acuífero asociado al río del Estrecho y la quebrada Barriales como potenciales fuentes de agua para la vega. Se desarrolló una evaluación de la recarga en la vega a partir de información estacional de la escorrentía superficial, isotopía y composición química de las fuentes de agua dominantes, cotas piezométricas medias en la vega y niveles de agua en el acuífero regional durante el período de estudio.

Del análisis se observó que la respuesta en la vega Pascua no es igual a la respuesta observada en el acuífero regional. El nivel de agua decrece durante el verano en la vega debido al consumo evapotranspirativo de la vegetación. Los niveles de agua medidos muestran principalmente una condición de descarga de agua en la vega, implicando una potencial conexión con el acuífero subyacente. Los datos isotópicos recolectados en las aguas de la vega, en agua representando la recarga local y el acuífero regional, sugieren que la fuente de recarga de la vega Pascua son los acuíferos regionales asociados al río del Estrecho y la quebrada Barriales y a una recarga local asociada a los cerros ubicados al sur de la vega. Los datos hidroquímicos también mostraron evidencia de una influencia del acuífero subyacente en la vega.

5.2.3. Caso Estudio Vega Tres Quebradas

• Estratigrafía y Geometría de la vega:

La geometría del basamento de la vega (profundidad al sustrato mineral) se muestra en la Figura 5.12. Las prospecciones muestran la existencia de una capa orgánica con un espesor promedio de 0,6 m, con valores mínimos de 0 m y máximos de 2,3 m.

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Figura 5.12 Profundidad de la Turba en vega Tres Quebradas

Fuente: Madrid (2009).

El área con el mayor espesor corresponde a una aparente convergencia entre dos trazas cruzando el centro de la vega; una NE-SW sub paralela al río, y la otra SE-NW. No se tomaron muestras con barreno en esta vega, sin embargo, intercalaciones de turba, detritus orgánicos, y arenas limosas sí ocurren en los horizontes superficiales. Sedimentos más gruesos como gravilla forman el basamento mineral bajo la turba.

• Propiedades Hidráulicas:

Los resultados obtenidos de los slug test desarrollados en los sondajes seleccionados arrojaron los resultados que se muestran en la Figura 5.13.

La conductividad promedio medida en la vega estuvo en torno a 1x10-4 cm/s (0,09 m/d), valor característico de acuíferos pobres. El valor más bajo de K corresponde a la turba compactada en BTQPZ- D1 (4x10-5 cm/s; 0,03 m/d), mientras que el más alto fue encontrado en la turba saturada en BTQPZ-E1 (3x10-4 cm/s; 0,26 m/d). El K promedio para el suelo mineral fue de 7x10-5 cm/s (0,06 m/d).

La distribución vertical de K estimada a partir de las tasas de recuperación de nivel durante las purgas mostró que de forma similar a la Vega Pascua, los valores de K correspondientes al suelo mineral son comparativamente altos (10-5 cm/s) por lo que se pueden esperar valores bajos para las capas de turba descompuesta.

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Figura 5.13 Conductividades obtenidas en función de la profundidad Vega Tres Quebradas

Fuente: Madrid (2009).

• Niveles Piezométricos:

En la Figura 5.14 se muestra un mapa de equipotenciales para abril de 2008. El gradiente hidráulico es de 0,15 (15%) y la dirección del flujo se asemeja al gradiente topográfico oeste/suroeste del nivel de terreno.

Figura 5.14 Equipotenciales (m s.n.m.) Abril 2008 Vega Tres Quebradas

Fuente: Madrid (2009).

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• Perfiles de Profundidad Niveles Piezométricos:

En general las mediciones de niveles en la vega Tres Quebradas indicaron durante el estudio, que la vega es una zona de descarga (pendiente arriba) – recarga (pendiente abajo) para el agua subterránea.

• Fluctuaciones de Niveles Piezométricos:

En la Figura 5.15 se muestra la evolución del nivel freático y la temperatura del agua para el piezómetro BTQLVL-1. Un descenso máximo de 1,25 m se alcanzó en los veranos de 2007 y 2008. El máximo aumento del nivel de agua se alcanzó en la parte final del otoño de 2007 y de alguna forma en la parte final del verano de 2008. Similarmente a la vega Pascua, el período de decaimiento de los niveles fue mucho más corto en el verano 2008 que en el verano 2007. Las anomalías que se observan en la primavera de 2007 parecieran estar relacionados con factores externos (tráfico de animales). Los niveles de agua en 2008 muestran que un peak bien definido ocurrió en el invierno por sobre los períodos de primavera y otoño. Tal como en la vega Pascua, el aumento de nivel durante el otoño no sólo comenzó antes sino que de forma mucho más fuerte en 2008 que en 2007. Sin embargo, el decaimiento en la primavera fue mucho más suave.

Figura 5.15 Fluctuaciones del nivel y temperatura del agua en la Vega Tres Quebradas

Fuente: Madrid (2009).

La Figura 5.16 muestra las fluctuaciones del nivel de agua en el piezómetro instalado aguas arriba para monitorear el nivel de agua entrante en el suelo mineral (BTQLVL-2), junto con el hidrograma de BTQLVL-1. Los niveles de agua en este piezómetro estuvieron cerca del nivel de terreno, con pequeñas fluctuaciones durante el verano y el inicio de la primavera del 2008, que puede ser un indicador de un

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sobreflujo en una ladera aportante. Los niveles comenzaron a aumentar progresivamente en el inicio del invierno y luego a declinar con la llegada de la primavera.

Al igual que para la vega Pascua, las fluctuaciones del nivel de agua en la vega Tres Quebradas no parecen responder directamente al régimen de recarga regional.

Figura 5.16 Comparación de fluctuación de niveles en la Vega Tres Quebradas y los pozos del acuífero regional

Fuente: Madrid (2009).

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• Composición Isotópica de las Fuentes de Agua Dominantes:

En términos de los isótopos 18O y 2H la mayoría de las muestras de aguas tomadas en la vega, profundas y someras, muestran valores en torno a -13,5 ‰ y -101 ‰ para δ18O y δ2H, respectivamente. Aguas de afloramientos que descargan en la vega desde las laderas (VTQ-1, VTQ-2 y VTQ-3), muestran valores de -13,6 ‰ para δ18O y -102 ‰ para δ2H, lo que sugiere que las laderas son la principal fuente de recarga de esta vega.

Las muestras de agua de la vega Tres Quebradas mostraron un rango entre 1,6 y 3,0 TU con la mayoría de los datos en torno a 2,1 TU. El afloramiento ubicado en ladera aportante mostró un valor de 2,0 TU. De esta forma el tritio muestra que el derretimiento nival local reciente no juega un rol como fuente de recarga a la vega Tres Quebradas, sino que la principal fuente de recarga es el agua que aflora en las laderas aportantes.

• Recarga Regional vs Local:

Las mediciones de niveles de agua muestran que en la vega Tres Quebradas sólo se producen condiciones de descarga en los sectores pendiente arriba y que en gran parte de la vega se tienen condiciones de recarga, y que el flujo subterráneo es similar a la pendiente topográfica. Los datos isotópicos proveen de evidencia para evaluar la fuente de recarga de la vega, los afloramientos ubicados alrededor parecen ser parte del mismo sistema de agua subterránea que alimenta a la vega.

5.2.4. Principales Conclusiones

• Los ensayos hidráulicos y el monitoreo de niveles indicaron que la hidrogeología local (distribución conductividad hidráulica y gradiente) tienen un rol importante en los mecanismos de recarga. • Las vegas tienen líneas de flujos preferenciales, controladas por la distribución del grado de descomposición de la turba y consecuentemente por la distribución de K en el suelo orgánico y el sustrato mineral subyacente. • Datos isotópicos y geoquímicos muestran que estas vegas están conectadas a sistemas de flujo regional en combinación con sistemas de flujo local recargando a la vega desde las laderas de los cerros. • Mapas de equipotenciales en las vegas muestran que en contraste con el patrón de recarga regional, que está controlado por el derretimiento de nieve en primavera y verano, los niveles de agua en las vegas disminuyen durante el verano como consecuencia del aumento de la evapotranspiración. Esto sugiere que parte del agua subterránea que fluye a las vegas durante el verano se pierde por evapotranspiración.

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5.3. Estudio de Modelación Integrado de Vegas Altoandinas (Edwards, 2010)

Este trabajo 2 toma como base el desarrollado por Madrid (2009) y apunta a lograr un mayor entendimiento del balance hídrico en la vega Pascua y a caracterizar de mejor forma la interacción entre el sistema de agua superficial y subterránea en el interior de la vega. Además, se buscó determinar la contribución relativa de los sistemas de aguas subterráneas regional y local, que sostienen a la vega.

Uno de los componentes y productos principales de este estudio es la construcción de un modelo numérico capaz de reproducir la dinámica de los recursos hídricos en la vega Pascua.

5.3.1. Información Base

Mucha de la información base utilizada en este trabajo es la misma del estudio de Madrid (2009), por lo que la descripción de los estudios de terreno que se hace en este acápite se refiere exclusivamente a los nuevos elementos incorporados en el trabajo en comento.

• Geofísica:

En base a los estudios desarrollados por ECONORTE (2005a) se complementó el análisis de algunas secciones transversales generadas en dicho estudio a partir de una prospección gravimétrica desarrollada en las cercanías de la vega Pascua. En la Figura 5.17 se muestra la ubicación de las secciones geofísicas.

Dichas secciones fueron complementadas con información de niveles piezométricos que permitieron estimar las secciones de escurrimiento de agua subterránea. Estas secciones complementadas se muestran en la Figura 5.18, mientras que en la Tabla 5.1 se muestran los valores calculados de área y gradiente para la determinación del caudal pasante mediante Darcy (aunque en el estudio no se hace esta estimación).

2 Integrated hydrologic modelling of a high altitude peatland in the central Andes, Chile (Edwards, 2010) Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 126 Providencia

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Figura 5.17 Ubicación Secciones Transversales Estudio ECONORTE (2005a)

Fuente: Edwards (2010).

Tabla 5.1 Secciones de Escurrimiento y Gradientes Hidráulicos Estimados de Geofísica ECONORTE (2005a) A-A’ – B-B’ C-C’ – D-D’ A (m2) 4.254 27.015 ∆h (m) 100 61 ∆l (m) 950 980 I (m/m) 0,11 0,06 Fuente: Edwards (2010).

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Figura 5.18 Secciones Transversales Estudio ECONORTE (2005a)

Fuente: Modificado de Edwards (2010). Hidrogeología y Medio Ambiente Sustentable Ltda. www.hidromas.cl Suecia 211, Oficina 1301-B 128 Providencia

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• Meteorología y Evapotranspiración:

La información utilizada en este estudio provino de la estación Campamento Barriales, la que incluye: temperatura máxima, mínima y promedio a nivel horario, humedad relativa promedio y presión atmosférica promedio para el período agosto 2006 – julio 2009.

En cuanto a la evapotranspiración, una serie de mediciones fueron desarrolladas por investigadores de la Universidad de La Serena por un par de días en distintos períodos de tiempo. En la Tabla 5.2 se muestran los resultados obtenidos, con valores que varían entre 390 y 1.180 mm/año. Según se indica estos valores deben ser tomados como referenciales ya que fueron tomados en períodos de tiempo acotados y con una representación espacial restringida.

Tabla 5.2 Valores medidos de evapotranspiración Universidad de La Serena

Mes Fecha y Hora de Inicio Fecha y Hora de Término ET Promedio (mm/año) Marzo 2007 09/03/2007 16:01 11/03/2007 8:15 1.178,3 Diciembre 2007 17/12/2007 15:16 19/12/2007 16:48 664,7 Enero 2008 09/01/2008 16:28 11/01/2008 9:48 390,3 Febrero 2008 12/02/2008 16:58 14/02/2008 9:39 487,2 Marzo 2008 17/03/2008 17:10 18/03/2008 21:05 472,8 Fuente: Edwards (2010).

5.3.2. Estudios de Terreno

• Niveles incluyen datos hasta enero-2010 (manuales y sensores):

Se tomaron mediciones adicionales (además de las de Madrid (2009)) de niveles en la vega Pascua. Dichas mediciones incluyeron los piezómetros, los pozos someros y los sensores de presión en las fechas: 26 de mayo de 2009, 13 de enero de 2010, 18 de enero de 2010. Adicionalmente, se midieron niveles de agua en los pozos profundos NEV-1, NEV-2 y NEV-3 el 8 y 14 de enero de 2010. Los datos de los datalogger fueron descargados el 26 de mayo de 2009 y el 13 de enero de 2010.

• Medición de caudales:

Se midieron flujos superficiales dos veces durante el estudio, en febrero 2009 y enero 2010. Se escogieron 4 puntos en la quebrada Barriales y el río del Estrecho, cuya ubicación se muestra en la Figura 5.19. El propósito de estas mediciones fue determinar si los cursos de agua estaban ganando o perdiendo agua cuando pasaban por los bordes de la vega.

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Figura 5.19 Puntos de medición de flujo en quebrada Barriales y río del Estrecho

Fuente: Edwards (2010).

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 5.3. Se observa que en el río del Estrecho los resultados son consistentes entre las dos campañas realizadas, hay una ganancia de agua entre Est-1 y Est-2 de entre 17% y 19%, luego entre Est-2 y Est-4 hay una pérdida de entre 16% y 18%. En el caso de la quebrada Barriales hay una cierta inconsistencia, ya que entre el punto Barr-1 y Barr-2 hay una ganancia de entre 7% y 19% y entre Barr-2 y Barr-3 una pérdida de entre 4% y 16%, pero entre Barr-3 y Barr-4 para febrero- 2009 hay una pérdida de 1%, mientras que en 2010 hay una ganancia de 13%. El error de la medición se

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estima en un 5%, lo que sugiere que las estimaciones de ganancias y pérdidas pueden estar dentro de dicho margen. Más allá de esto, los datos de flujo sugieren que el intercambio de agua subterránea y superficial a lo largo del área de la vega no pareciera ser significativo.

Tabla 5.3 Resultados de Medición de Caudales 06-02-2009 17-01-2010 Punto Q (l/s) Ganancia/Pérdida Q (l/s) Ganancia/Pérdida Est-1 65,6 - 44,7 - Est-2 78,3 19,3% 52,3 17,0% Est-3 75,4 -3,6% 45,8 -12,5% Est-4 67,2 -10,9% 42,6 -6,8% Barr-1 69,6 - 134,4 - Barr-2 74,4 7,0% 160,4 19,3% Barr-3 71,1 -4,5% 134,1 -16,4% Barr-4 70,4 -1,0% 152,3 13,6% Fuente: Edwards (2010).

• Experimentos Interacción Aguas Superficiales – Subterráneas:

El objetivo principal de esta actividad fue entender la conexión entre aguas superficiales y subterráneas en la vecindad de la vega, para precisar si los ríos estaban recargando el acuífero o viceversa. El experimento utilizado para evaluar la interacción agua superficial y subterránea (propuesto por Lee and Cherry (1978)) incluye el uso de un piezómetro en miniatura (para medir nivel piezométrico y conductividad hidráulica) y un medidor de filtraciones (para medir flujo de agua subterránea). Ambos dispositivos se muestran en la Figura 5.20.

Estos equipos fueron instalados en 4 puntos que se muestran en la Figura 5.21. En P1, P2 y P3 sólo se pudo instalar el mini piezómetro, y en P4 se instalaron ambos equipos.

Los resultados obtenidos para los cuatro mini piezómetros instalados mostraron que el experimento no resultó exitoso, muy probablemente por la presencia de material fino que existe en el lecho de la quebrada Barriales, que pudo haber colmatado la mini criba impidiendo el flujo de agua.

En el caso del mini medidor de filtraciones instalado en el punto P4, la disminución en el volumen de agua almacenado en la bolsa conectada al dispositivo sugiere que el agua superficial está alimentando al sistema subterráneo en ese sector (en la fecha en que se desarrolló el experimento).

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Figura 5.20 Equipos para evaluación interacción agua superficial y subterránea vega Pascua Instalación Mini Piezómetro Instalación Mini Medidor de Filtraciones

Fuente: Edwards (2010).

• Ensayos de Permeabilidad:

Se realizaron dos tipos de ensayos de permeabilidad: slug tests en los pozos NEV-1, NEV-2 y NEV-3, en enero de 2010; una prueba de bombeo en pozo NEV-1 (17 horas de duración aproximadamente) usando como pozos de observación a NEV-2 y NEV-3, también en enero de 2010.

Los resultados obtenidos para los ensayos slug test se muestran en la Tabla 5.4. Los resultados están en el rango 1,3x10-3 a 9,9x10-5 cm/s (0,09 a 1,12 m/d), que sería indicativo de un material limo arcilloso no consolidado. Se observa que las conductividades van aumentando hacia aguas abajo desde NEV-1 a NEV-3.

Por otro lado, se concluyó que los datos de descenso-recuperación obtenidos de la prueba de bombeo en NEV-1 no pueden ser usados para calcular parámetros hidráulicos del acuífero, ya que se requiere un tiempo de bombeo mayor que permita soslayar los efectos de almacenamiento del pozo.

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Figura 5.21 Puntos de evaluación interacción agua superficial y subterránea vega Pascua

Fuente: Edwards (2010).

Tabla 5.4 Conductividades Hidráulicas de Slug Tests

Pozo Método Análisis K (cm/s) K (m/d) Hvorslev 9.9E-05 0,09 NEV-1 Bower and Rice 8.6E-05 0,07 Hvorslev 2.0E-04 0,17 Bower and Rice 2.0E-04 0,17 NEV-2 Hvorslev 1.5E-04 0,13 Bower and Rice 1.1E-04 0,10 Hvorslev 1.2E-03 1,04 Bower and Rice 8.1E-04 0,70 Hvorslev 1.1E-03 0,95 NEV-3 Bower and Rice 8.7E-04 0,75 Hvorslev 1.3E-03 1,12 Bower and Rice 9.1E-04 0,79 Hvorslev 1.3E-03 1,12 Bower and Rice 7.9E-04 0,68 Fuente: Modificado de Edwards (2010).

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5.3.3. Modelo Conceptual

Madrid (2009) propuso un modelo conceptual para el sistema hidrológico de la vega Pascua que incluye dos fuentes de agua: un sistema de aguas subterráneas más regional y un flujo subsuperficial recargando localmente la vega desde las laderas de cerros contiguas, junto con precipitación nival y la eventual recarga de la quebrada Barriales y el río del Estrecho.

El último punto fue discutido como parte del análisis de la interacción de aguas superficiales y subterráneas. De acuerdo a dicho análisis una recarga de agua directa desde los ríos a la vega es poco probable. Más aún, si los niveles de agua dentro de la vega estuvieran directamente controlados por agua superficial, los máximos y los mínimos observados en los datos de flujo superficial se verían reflejados en los niveles de agua subterránea, lo que no sucede. Por lo tanto, se puede afirmar que no hay evidencia de una relación directa del tipo indicado.

La información de los sensores de presión instalados en algunos piezómetros en la vega muestran variaciones de aproximadamente 30 cm entre las temporadas de verano e invierno, con los niveles más someros durante el invierno. Este comportamiento puede ser visto como una perturbación producida por la evapotranspiración. Los patrones de recarga estacional probablemente no son muy importantes en términos del funcionamiento global de la vega, ya que si así lo fueran esto se vería reflejado en los niveles piezométricos registrados en los sensores instalados en LVL-1, LVL-2 y LVL-3.

El análisis de la información disponible sugiere que las cotas piezométricas en la vega Pascua están controlados por evapotranspiración, más que por cualquier otra variable hidrológica, y que una entrada constante de agua está manteniendo los niveles dentro de la vega relativamente estables. La única fuente constante de agua posible en el área es agua subterránea fluyendo de la quebrada Barriales y del río del Estrecho.

De acuerdo con lo expuesto en el párrafo anterior, el modelo conceptual propuesto para la vega Pascua está basado en el principio de que un flujo constante de agua subterránea desde quebrada Barriales y el río del Estrecho está alimentando a la vega. Otras entradas de agua, que impactan a la dinámica de la vega de menor manera, son el derretimiento de nieve infiltrando en el área y una potencial interacción con el agua superficial de la quebrada Barriales y del río del Estrecho. En la Figura 5.22 se muestra un esquema del modelo conceptual propuesto.

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Figura 5.22 Esquema del modelo conceptual hidrológico de la vega Pascua

Fuente: Edwards (2010).

5.3.4. Modelo Numérico

Se construyó un modelo numérico con el software HydroGeoSphere (HGS) el cual acopla un modelo numérico subsuperficial, FRAC3DVS (desarrollado por la Universidad de Waterloo y la Universidad Laval), y un modelo superficial, MODHMS (desarrollado por Hydrogeologic Inc.).

Se realizó una calibración en régimen permanente y otra en régimen transiente (también se analizaron algunos escenarios de simulación que no son descritos en el presente informe). La calibración permanente usó como información de entrada una situación promedio de los datos disponibles de flujo superficial, precipitación efectiva y evapotranspiración (esta última fue calculada con la ecuación de Thornthwaite), para el período 2002-2009. La calibración en régimen transiente se hizo para el período agosto 2006-junio 2009, básicamente porque había información mensual para dicho período.

La calibración obtenida en ambos casos se indica que es adecuada, lo que se puede observar en las Figuras 5.23 y 5.24 que muestran los ajustes en régimen permanente y transiente, respectivamente.

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Figura 5.23 Calibración en Régimen Permanente

Fuente: Edwards (2010).

Figura 5.24 Calibración en Régimen Transiente (a) Piezómetro LVL-1

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Figura 5.24 (Continuación) Calibración en Régimen Transiente (b) Piezómetro LVL-3

Fuente: Edwards (2010).

En la Tabla 5.5 se muestra el balance de agua del modelo calibrado en régimen permanente (no se presenta en el informe en análisis el balance en régimen transiente).

Tabla 5.5 Balance en Régimen Permanente vega Pascua ENTRADAS Q (m3/d) Q (l/s) Porcentaje Flujo Subterráneo quebrada Barriales 506,52 5,9 2,3% Flujo Subterráneo río Estrecho 1.320,99 15,3 5,9% Flujo Superficial quebrada Barriales 9.432,10 109,2 42,4% Flujo Superficial río Estrecho 10.727,40 124,2 48,3% Precipitación Efectiva 242,5 2,8 1,1% Total 22.229,51 257,3 100% SALIDAS Q (m3/d) Q (l/s) Porcentaje Flujo Subterráneo Saliente 5.870,06 67,9 26,4% Flujo Superficial Saliente 16.311,45 188,8 73,4% Evapotranspiración 48,11 0,6 0,2% Total 22.229,62 257,3 100% Fuente: Edwards (2010).

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5.3.5. Principales Conclusiones

Las principales conclusiones de este trabajo fueron:

• De acuerdo al modelo conceptual más detallado desarrollado para la vega Pascua, la entrada de agua más relevante para ésta proviene de un flujo regional de aguas subterráneas que fluye tanto desde quebrada Barriales como desde el río Del Estrecho. • Estos flujos de agua son considerados como cantidades relativamente constantes porque los niveles medidos en pozos profundos ubicados en el entorno de la vega varían estacionalmente solo 1,5 m. • Otras entradas de agua que afectan en menor medida los niveles de agua en la vega son las infiltraciones de derretimiento nival durante la primavera (septiembre a noviembre) y la potencial interacción superficial-subterránea con la quebrada Barriales y el río Del Estrecho. 2 • Se analizaron correlaciones inversas entre el nivel de agua en la vega y la temperatura del aire (r =0,58) y la evapotranspiración (r2=0,82), que confirman la idea expresada por Madrid (2009) en cuanto a la fuerte influencia que la evapotranspiración tiene sobre los niveles de agua en la vega. • Por lo tanto, independiente de la tendencia estacional observada a una escala regional, con niveles de aguas subterráneas someros durante el verano (diciembre a febrero) y niveles más profundos en invierno (julio a septiembre), los niveles de agua en la vega se comportan de forma totalmente opuesta, influenciados por los ciclos de la evapotranspiración. • Se construyó un modelo numérico que ajusta de forma adecuada los niveles dentro de la vega y en el acuífero adyacente. Existen algunas discrepancias en la representación de los flujos superficiales de la quebrada Barriales y el río del Estrecho, pero de todas formas el modelo muestra que existe una débil interacción entre el sistema superficial y subterráneo, tal como lo mostraron los trabajos en terreno.

5.4. Controles Geoquímicos e Hidrogeológicos en la Calidad del agua Superficial en una Vega Altoandina (Whitehead, 2010)

Este trabajo3 está muy centrado en el análisis geoquímico de las aguas, por lo que no se hace una mayor descripción de los trabajos realizados (muy similares a los de Madrid (2009) y Edwards (2010)), y sólo se resumen las principales conclusiones.

• Las dos vegas investigadas (Pascua y Tres Quebradas) comenzaron a desarrollarse aproximadamente hace 1.500-2.000 años atrás. Un análisis con Carbono-14 en la vega Tres Quebradas sugiere que la conformación inicial de las comunidades de plantas comenzó hace aproximadamente 6.000 años atrás y que la expansión y crecimiento comenzó 4.000 años más tarde. • Estudios hidrogeológicos e isotópicos, así como análisis químicos de las aguas de las vegas, sugieren que ambas vegas son mantenidas por sistemas de aguas subterráneas locales.

3 Geochemical and hydrogeological controls on the quality of peatland water and surface water in high altitude Andean watersheds, Chile (Whitehead, 2010)

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• La hidroquímica superficial de los dos sistemas superficiales (río El Toro y río del Estrecho) también fueron analizados en el período enero-2001 a diciembre-2003. Los controles en la calidad del agua superficial en dichos ríos incluyen fluctuaciones en flujo causadas por el derretimiento de nieve primaveral y el derretimiento glacial del verano, procesos de meteorización tales como la oxidación de sulfuros, meteorización de silicatos, y la disolución del carbonato, así como la mezcla del agua del río con el agua subterránea de entrada y afluentes. • Durante el año Niño 2002-2003 el volumen de agua fluyendo aumentó dramáticamente, observándose aumentos en la concentración de metales en algunas estaciones, lo que es atribuido al intenso lavado de aguas subterráneas, así como cambios en el pH inducen incrementos en la solubilidad.

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6. REFERENCIAS

• Barrick (2000). Capítulo 5 Línea Base, EIA Proyecto Pascua Lama, Rev 0, Agosto 2000. • Barrick (2004). Capítulo 5 Línea Base, EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama, Rev 0, Diciembre 2004. • ECONORTE (2005a). Anexo II-H-1 Condiciones Hidrológicas e Hidrogeológicas del Tramo río del Estrecho hasta la Estación Fluviométrica NE-8. Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama. • ECONORTE (2005b). Anexo II-H-2 Línea Base Cuenca del río Toro. Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama. • Golder (2005a). Anexo II-B, Informe Línea Base de Hidrología para el Lado Chileno del Proyecto Pascua- Lama, Versión Final, Noviembre 2005. Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama. • Golder (2005b). Anexo II-C, Informe Condiciones Hidrogeológicas de Línea Base Sector Superior del río del Estrecho, Versión Final, Noviembre 2005. Documento entregado como parte de la Adenda 2 del EIA Modificaciones Proyecto Pascua Lama. • Madrid (2009). A hydrogeologic study of high altitude peatlands in the central Andes, Chile. University of Waterloo. • Montgomery (2009). Resultados de la Construcción y Pruebas de Bombeo de los Pozos de Captura L1- CW2, L1-CW3, L1-CW4, L2-CW1, L2-CW2, L2-CW3, L2-CW4, L2-CW5 Y L2-CW6 Sector Río Estrecho, III Región, Chile. Proyecto Pascua Lama. Compañía Minera Nevada. • Edwards (2010). Integrated hydrologic modelling of a high altitude peatland in the central Andes, Chile. University of Waterloo. • Whitehead (2010). Geochemical and hydrogeological controls on the quality of peatland water and surface water in high altitude Andean watersheds, Chile. University of Waterloo. • Montgomery (2012). Resultados de la Construcción y Pruebas de Bombeo de los Pozos de Captura L1- CW1, L1-CW5, L1-CW6, L3-CW2, L3-CW3, L3-CW4, L3-CW5, L3-CW6 y L3-CW7 en Líneas 1 y 3 y Pozos de Alivio PA-1, PA-2, PA-3, PA-4, PA-5, PA-6, PA-7, PA-8, PA-9, PA-10 Y PA-11 del Muro Cortafuga. Mina Pascua Lama. Compañía Minera Nevada. • Proust (2015). Programa de Monitoreo de Aguas Proyecto Pascua Lama julio 2014 – junio 2015. • SHOMAKER (2015). Estrecho Basin Hydrologic Model 2015 Update (Draft).

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PALEOECOLOGÍA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS PROYECTO DINÁMICA DE CORTO Y LARGO PLAZO DE LOS BOFEDALES EN EL PROYECTO PASCUA LAMA: IMPLICANCIAS PARA SU MANEJO –

Elaborado para:

Presentado por:

Mayo 2016

INF DI10_P/2016_Paleoecología_Proyecto Dinámica 1

ÍNDICE 1 RESUMEN EJECUTIVO ...... 3 2 INTRODUCCIÓN ...... 4 3 OBJETIVOS ...... 5 4 METODOLOGÍA ...... 6 5 RESULTADOS ...... 9 5.1 Litoestratigrafía y cronología ...... 9 5.1.1 Vega NE-2A...... 9 5.1.2 Vega Tres Quebradas ...... 11 5.1.3 Vega Pascua ...... 12 5.2 Palinología ...... 13 5.1.4 Vega NE-2A...... 14 5.1.5 Vega Tres Quebradas ...... 15 5.1.6 Vega Pascua ...... 16 5.3 Análisis elemental de depósitos biogénicos ...... 17 5.1.7 Vega NE-2A...... 17 5.1.8 Vega Tres Quebradas ...... 18 5.1.9 Vega Pascua ...... 19 6 INTEGRACIÓN DE RESULTADOS ...... 20 7 REFERENCIAS ...... 22 8 Anexos ...... 23 8.1 Registro fotográfico de obtención de testigos en bofedales altoandinos ...... 23 8.2 Responsables de la actividad ...... 26

INF DI10_P/2016_Paleoecología_Proyecto Dinámica 2

1 RESUMEN EJECUTIVO

En este estudio se caracteriza la dinámica de largo plazo de las vegas NE-2A, Vega Tres Quebradas y Vega Pascua a partir de registros estratigráficos de acuerdo con lo comprometido en el Estudio proyecto de Ivestigació Dinámica de corto y largo plazo de los bofedales en el Proyecto Pascua-Lama: Iplicacioes para su aejo. Las actividades se realizaron en los sectores con mayor acumulación de turba de cada sitio permitiendo determinar el comienzo de la acumulación de depósitos biogénicos y examinar sus variaciones hasta el presente. El material obtenido en terreno fue enviado a la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile para su análisis en laboratorio.

Los resultados indican que el inicio de la acumulación de depósitos biogénicos en los bofedales fue variable y sitio-específico. Dataciones radiocarbónicas cercanas al inicio de la sedimentación orgánica indican edades de ~740, ~1000 y ~2900 cal AP para el origen de Vega NE-2A, Tres Quebradas y Pascua, respectivamente y los modelos de edad generados a partir de las edades radiocarbónicas permiten extrapolar edades de 900 y 3400 cal AP en el caso de V. NE-2A y V. Pascua.

Los bofedales estudiados presentan muy bajas concentraciones de polen lo cual es explicable a la luz de (i) las altas tasas de acumulación de turba y (ii) las condiciones de acumulación de polen en la superficie de los bofedales. Estas limitaciones nos permiten señalar que la palinología de los bofedales estudiados indica predominio de hierbas de las familias Poaceae y Cyperaceae, acompañadas por Apiaceae, Cruciferae, Caryophyllaceae en bastante menor abundancia.

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2 INTRODUCCIÓN

Las vegas andinas son parte de una familia de ecosistemas conocidos como humedales. Los humedales son subsistemas límnicos integrados a la cuenca hidrográfica, incluidos pantanos, marismas, lagos, vegas, bofedales, salares, pastizales húmedos, turberas y estuarios (Ahumada et al 2011). Las vegas andinas -también conocidas como bofedales en el norte de Chile-, son humedales que se desarrollan como formaciones azonales dentro de la zona andina y difieren significativamente en su estructura y dinámica de la vegetación circundante, característica de los pisos de vegetación (Ruthsatz 1993, 1995, 2000, Squeo et al. 1994, Körner 1999).

La gra ayoría de las vegas adias so alietados por aguas ierales proveietes de las laderas o cuecas de ríos, por lo ue corresponden a "fens" (niedermoor = flachmoor = mineralwasser- moore). Los humedales alimentados solamente por agua de lluvia corresponden a "bogs" (hochmoor = regenmoor) y se localizan primariamente al sur de los 40ºS (Ruthsatz 1995, 2000).

La heterogeneidad espacial e los a ietes de alta ota a ta i causa diferecias e la productividad. Las vegas adias se desarrolla geeralete e sectores co descarga de aguas su terráeas, por lo ue preseta ua eor exposición al déficit hídrico en comparación con la vegetación de laderas “ ueo et al. , rer . Otros factores de heterogeeidad espacial, coo la presecia de perafrost , ha sido docuetados coo factores ue liita el desarrollo de vegas su -árcticas Vitt et al. . E la zoa adia, el líite etre los pisos adios iferior y superior de vegetació está deteriado por la profudidad del perafrost “ ueo et al. .

Los huedales adios so recoocidos glo alete coo los a ietes ás frágiles por sus características, aeazas y alta sigificacia social y ecoóica, deteriada por los servicios ecosist icos ue presta. Hoy, frete a los proósticos de ca io cliático es esecial toar edidas cocretas so re el uso y coservació de los huedales. La preocupació a ivel udial y acioal, ha ipulsado diferetes estrategias de coservació, juto a ua serie de ivestigacioes so re la biodiversidad de estos ecosistemas (Ahumada et al 2011).

Este documento expone los resultados del estudio paleoecológico del proyecto de Investigación Diáica de corto y largo plazo de los ofedales e el proyecto Pascua – Lama: Implicaciones para su aejo, y ha sido ela orado por Bioma Consultores S.A.

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3 OBJETIVOS

El objetivo del presente estudio es caracterizar la dinámica de largo plazo de bofedales de altura, ubicados en terrenos de la Compañía Minera Nevada SpA, a partir de registros estratigráficos.

Para dar cumplimiento a este objetivo, se obtuvo testigos sedimentarios en los sectores con mayor acumulación de turba de cada sitio (Vega NE-2A, Vega Tres Quebradas y Vega Pascua, Figura 1), de modo de determinar el comienzo de la acumulación de depósitos biogénicos y examinar sus variaciones hasta el presente.

Figura 1. Vegas Área de Estudio.

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4 METODOLOGÍA

Durante el año 2015, se realizaron salidas de terreno para colectar testigos sedimentarios de bofedales. La primera de ellas transcurrió entre los días 27 de abril y 1 de mayo; y la segunda entre el 7 y 11 de Noviembre. Durante la primera campaña se realizaron mediciones de profundidad en las vegas NE-2A Tres Quebradas y Pascua (coordenadas UTM Huso 19J, 396847.00E, 6759880.01S; 391760.99E, 675435.90S; 396084.01E, 6761482.97S respectivamente), seguido de barrenaje en vegas NE-2A y Tres Quebradas. Durante la segunda salida, se realizó el barrenaje de la Vega Pascua.

La primera actividad en terreno fue realizar la medición de profundidades para identificar los sectores de mayor espesor de depósitos, con el fin de capturar la estratigrafía vega-específica más completa posible mediante barrenaje (Figura 2). A partir de estas muestras se desarrollaron todos los análisis posteriores. Las mediciones de profundidad fueron realizadas con varas de acero de longitud incrementable hasta llegar a la base mineral del depósito, base inferible por la textura arenosa o clástica de los niveles más profundos y la imposibilidad de continuar la penetración mediante presión manual. Las mediciones fueron distribuidas a lo largo de dos transectos paralelos, separados por 25 metros, y orientados en dirección del eje mayor de cada sitio, con espaciamiento aproximado de 10 metros entre cada estación de medición. Una vez identificado el punto de interés, se obtuvo testigos de sedimento mediante sonda Rusa, la cual permite recuperar hemicilindros de turba de 5 cm de diámetro por 50 cm de longitud. Cada testigo fue etiquetado en terreno y envuelto en film plástico para preservar la integridad del hemicilindro y evitar contaminación.

Una vez que el material sedimentario fue recibido en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, éste fue almacenado en una cámara fría a 5°C, para conservar su integridad estratigráfica y evitar el crecimiento de hongos que pudiesen alterar algunas características físico-químicas de los sedimentos. Luego, se obtuvo submuestras seriadas contiguo-continuas de 5 centímetros de espesor a lo largo de los testigos de vegas NE-2A y Tres Quebradas y continuas-contiguas de 1 cm de espesor a partir de Vega Pascua para posteriormente realizar análisis de polen y esporas fósiles, pérdida por ignición, razón Carbono/Nitrógeno y análisis radiocarbónico de los tramos de mayor interés en cada sitio.

El procedimiento utilizado para el aislamiento y concentración de palinomorfos se inició con muestras de 3 cc que fueron sometidas a defloculación con KOH 10%, tratamiento con ácido fluorhídrico al 46% para remover el material siliciclástico, y acetólisis mediante una mezcla de anhídrido acético y ácido sulfúrico (4,5 y 0,5 cc por cada muestra) para disolver la materia orgánica de cada muestra. Cada una de estas etapas se realizó en baño María a 80°C bajo campana de extracción de gases y prolijas medidas de seguridad. Este procedimiento se basa en metodologías estándar descritas por Faegri & Iversen (1989). El concentrado palinológico se montó en porta y cubre objetos en un medio traslúcido de aceite de silicona con viscosidad de 2000 cps para su posterior análisis mediante microscopía óptica a 400X de aumento en un estereomicroscopio Zeiss Axioscop 40.

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Figura 2. Área de estudio. 1) Vega Pascua; 2) Vega NE-2A; 3) Vega Tres Quebradas.

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El análisis de pérdida por ignición se realizó a partir de muestras de 1 cc de sedimento, las cuales fueron deshidratadas por 7-8 horas a 104°C, quema a 550°C por dos horas, seguida por una quema a 925°C por 4 horas. Las sucesivas pérdidas de peso fueron registradas mediante una balanza de precisión, lo cual permitió calcular la pérdida de agua, materia orgánica y carbonatos de las muestras. Esta pérdida de peso puede ser expresada en términos porcentuales o de densidad. El procedimiento recién descrito sigue los pasos expuestos por Heiri et al. (2001).

Las mediciones de Carbono y Nitrógeno en los depósitos fueron realizadas en un analizador elemental Thermo Scientific Flash 2000, a partir de muestras previamente liofilizadas y pesadas en una microbalanza Mettler Toledo. Las muestras ya pesadas fueron puestas en cápsulas de zinc y éstas fueron medidas de manera secuencial junto a estándares de composición elemental conocida.

Luego, se seleccionó profundidades para obtener dataciones radiocarbónicas a partir del espesor de depósitos y variaciones conspicuas de los parámetros medidos. Estas muestras fueron examinadas bajo la lupa para excluir material alóctono al depósito, con el propósito de minimizar las chances de contaminación con material fuera de contexto estratigráfico. Posteriormente, las muestras fueron secadas a 105°C, pesadas, empaquetadas en papel aluminio y enviadas para su análisis al Accelerator Mass Spectrometer Facility del Lawrence Livermore National Laboratory en California, Estados Unidos.

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5 RESULTADOS

5.1 Litoestratigrafía y cronología

5.1.1 Vega NE-2A

El registro de este sitio (Figura 3) muestra arenas y gravas basales entre 230-250 cm de profundidad que subyacen a turba arenosa entre 200-230 cm, las que a su vez subyacen a 200 cm de turba fibrosa con abundantes macrorrestos de origen vegetal que establecen la parte superior del registro. El parámetro porcentaje de materia orgánica ilustra estas variaciones mediante valores muy bajos en el tramo con predominio de sedimento mineral en la base del registro, una fase transicional entre 200-230 cm y valores por sobre 60% en los 200 cm superiores de la estratigrafía. El parámetro % carbonatos muestra valores permanentemente bajos (<5%) durante la totalidad del registro, dando cuenta de la ausencia de señal significativa y, por ende, ausencia de carbonatos en los sedimentos. Se aprecia eso sí una señal con valores relativamente altos asociada a la fase de gravas y arenas basales, la cual disminuye gradualmente en la fase transicional entre material siliciclástico y biogénico. Esta señal muy probablemente corresponde al efecto de retención de moléculas de agua entre las tramas de sedimento muy fino (arcillas), la cual es capaz de sobrevivir la quema de 550°C por dos horas del procedimiento de pérdida por ignición. La densidad de materia orgánica muestra escasa variación a lo largo del registro, en contraste con el registro de densidad inorgánica que captura las variaciones en el contenido material de los sedimentos a los largo de la secuencia estratigráfica.

Se envió a datar tres niveles mediante la técnica radiocarbónica AMS y se obtuvo dos resultados satisfactorios y uno que demuestra contaminación con Carbono moderno (Tabla 1, Figura 4). La datación obtenida a mayor profundidad arrojó una edad radiocarbónica de 875 ± 40 14C AP (= años radiocarbónicos antes del presente, presente= 1950 DC), la cual equivale a una mediana de probabilidad de 740 cal AP (= años calendario AP). La otra edad entregó un valor moderno (~1950 DC equivalente aproximadamente a 0 cal BP) a los 22 cm de profundidad. A partir de este control cronológico se desarrolló un modelo de edad por interpolación lineal simple, considerado como preliminar, dada la escasez de dataciones disponibles, y ciertamente grueso para abordar preguntas cronológicas específicas. De acuerdo a este modelo, observamos tasas de acumulación de sedimentos del orden de 3- 4 cm/año.

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Tabla 1. Edades radiocarbónicas obtenidas a partir de material sedimentario proveniente de testigos obtenidos a partir de los bofedales reportados en el presente estudio. La calibración de las edades radiocarbónicas se basa en Calib7.0 (http://calib.qub.ac.uk/calib/)

Mediana Código Edad Fracción Rango 2 sigma Código muestra 14 probabilidad cal laboratorio CAP moderna cal AP AP

CAMS-174152 NE2ABT 7 22-23 > Moderno 1,1091 CAMS-174314 NEABT 3 111-112 Moderno 1,0010 CAMS-174213 NE2ABT5 213-214 875±40 0,8968 672-880 740 CAMS-174151 TQAT1 12-13 > Moderno 1,0369 CAMS-174212 TQAT2 93-94 570±30 0,9316 506-622 537 CAMS-174150 TQAT4 181-182 1140±30 0,8675 936-1060 1001 CAMS-174151 TQAT1 12-13 > Moderno 1,0369 CAMS-174211 VPAT1 49-50 120±30 0,9854 1-255 90 CAMS-174149 VPAT3 49-50 2270±30 0,7536 2156-2332 2233 CAMS-174148 VPAT5 13-14 2845±30 0,7017 2794-2997 2905

Figura 3. Columna estratigráfica de los testigos obtenidos en Vega NE-2A junto a resultados del análisis de pérdida por ignición, edades radiocarbónicas y modelo de edad en cal AP.

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5.1.2 Vega Tres Quebradas

El registro sedimentario de este sitio (Figura 5) muestra arenas y gravas basales entre 190-250 cm que subyacen a turba fibrosa con abundantes macrorrestos de origen vegetal en los 190 cm superiores, la cual presenta un novel clástico con arenas y gravas entre 120-140 cm. El % orgánico muestra valores bajos asociado a los niveles clásticos y valores por sobre 70% asociados a los depósitos biogénicos. Valores bajo 4% en el contenido de carbonatos caen dentro del rango de error del método por lo que se consideró ausencia de carbonatos en este sitio. La densidad de materia orgánica muestra escasa variación a lo largo del registro biogénico, con valores más bajos asociado s a los niveles clásticos, lo inverso es evidente en la densidad de materia inorgánica.

Tres dataciones radiocarbónicas AMS (Tabla 1, Figura 4) indican comienzo de sedimentación orgánica a los 1140±30 14C AP (mediana de probabilidad: 1000 cal AP) la cual continua de manera lineal hasta la actualidad, con tasas de acumulación de sedimentos de 5-6,6 cm/año.

Figura 4. Gráfica edad/profundidad con los resultados de las edades radiocarbónicas calibradas. Las líneas que conectan los puntos ilustran el modelo de interpolación lineal simple utilizado en el presente estudio. El modelo de edad de Vega NE -2A no incluye la edad de la datación CAMS-174314, la cual se interpretó como anómalamente joven por contaminación con Carbono moderno. Las curvas convergen el año -65 cal AP, el cual corresponde al año de obtención de los registros (2015 DC).

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Figura 5. Columna estratigráfica de los testigos obtenidos en Vega Tres Quebradas junto a resultados del análisis de pérdida por ignición, edades radiocarbónicas y modelo de edad en cal AP.

5.1.3 Vega Pascua

El registro sedimentario de este sitio (Figura 6) muestra arenas y gravas entre 215-270 cm con un nivel discreto de turba acotado al intervalo 230-240 cm. Los 215 cm superiores del registro muestran turba fibrosa con abundantes macrorrestos de origen vegetal con % orgánico >70%.

Los 20 cm superiores del registro de turba muestran un leve descenso del % de materia orgánica a la par con incrementos tenues en la densidad de materia inorgánica y el parámetro % de carbonatos.

Tres dataciones radiocarbónicas AMS (Tabla 1) (Figura 4) indican comienzo de la depositación de turba a los 2845±30 14C AP (mediana de probabilidad: 2905 cal AP) y persistencia hasta la actualidad. Identificamos cambios significativos en las tasas de acumulación de turba durante los últimos 2900 años en la gráfica edad/profundidad que permiten identificar tres tramos con tasas de acumulación de 3 cm/año en el tramo superior, 21 años/cm en el tramo medio y 11 cm/año en el tramo basal. El tramo basal con edades extrapoladas entre ~2900-3500 cal AP indican una fase de inestabilidad deposicional en la cuenca con alternancia entre regímenes fluviales torrentosos o mayor inestabilidad en las pendientes circundantes al sitio y momentos de menor torrencialidad/inestabilidad de laderas con acumulación de turba.

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Figura 6. Columna estratigráfica de los testigos obtenidos en Vega Pascua junto a resultados del análisis de pérdida por ignición, edades radiocarbónicas y modelo de edad en cal AP.

5.2 Palinología

Las muestras palinológicas de los tres sitios presentaron concentraciones extremadamente bajas de palinomorfos. El grado de preservación es pobre tal como lo evidencia la gran abundancia de granos corroídos/rotos/colapsados y, de manera indirecta, el predominio de granos con pared gruesa. Debido a ello fue necesario incrementar el esfuerzo de conteo de una a tres preparaciones por nivel para alcanzar un número suficiente de granos que permitiera realizar cálculos confiables de abundancias relativas. En términos de tiempo de análisis la diferencia fue entre 1,5 -2 y 6-7 horas de trabajo. Los resultados de este análisis se muestran en diagramas porcentuales en la siguiente sección (Figuras 7-9).

La identificación de palinomorfos se basó en material de referencia disponible en el laboratorio de Paleoecología Cuaternaria de la Universidad de Chile, acompañada por publicaciones que incluyen descripciones, fotos y claves taxonómicas del sur de Chile. En su gran mayoría, los palinomorfos fueron identificados a nivel de familia o subfamilia, considerando la imposibilidad o dificultad de los grupos taxonómicos presentes de llegar a niveles de resolución de género o especie.

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5.1.4 Vega NE-2A

El registro palinológico de este sitio (Figura 7) abarca aproximadamente los últimos 900 años (edad extrapolada) y muestra predominio de Poaceae entre 100-215 cm (~300-900 cal AP) junto a Caryophyllaceae, Apiaceae, Asteraceae subfamilia Asteroideae y cantidades cada vez mayores de Cyperaceae hacia el presente. Este último taxón incrementa sostenidamente desde 0 a 50% durante el intervalo 450-900 cal AP a expensas de Poaceae y Apiaceae tipo Azorella.

Durante el intervalo 0-100 cm (desde ~300 cal AP hasta la actualidad) observamos un descenso de Poaceae junto con un incremento de Cyperaceae y restos microscópicos del hongo Mycrothyriaceae.

Figura 7. Registro palinológico de los testigos obtenidos en Vega NE2A. El eje x representa abundancia porcentual excepto en el gráfico Polen total que representa cuentas. El eje y primario corresponde a la profundidad en cm, el eje y secundario muestra el modelo de edad en cal AP.

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5.1.5 Vega Tres Quebradas

El registro palinológico de Vega Tres Quebradas (Figura 8) abarca aproximadamente los últimos 900 años y muestra predominio de Poaceae entre 95-170 cm (~500-900 cal AP) junto a Caryophyllaceae, Cruciferae, Asteraceae subfamilia Asteroideae y montos variables de Cyperaceae en torno a un promedio de 44% entre 75-170 cm (~400-900 cal AP). Este último taxón incrementa hasta llegar a su máxima abundancia (promedio: 74%) entre 20-60 cm (~50-320 cal AP). La fase transicional entre la dominancia de Poaceae y Cyperaceae muestra incrementos de Caryophyllaceae y Asteraceae subfamilia Asteroideae. Se observó un incremento puntual de restos microscópicos del hongo Microthyriaceae entre 40-65 cm (185-350 cal AP).

El tramo más superficial del registro (0-20 cm) muestra un descenso de Cyperaceae e incrementos de Poaceae, Caryophyllaceae, Asteraceae subfamilia Asteroideae y Cruciferae.

Figura 8. Registro palinológico de los testigos obtenidos en Vega Tres Quebradas. El eje x representa abundancia porcentual excepto en el gráfico Polen total que representa cuentas. El eje y primario corresponde a la profundidad en cm, el eje y secundario muestra el modelo de edad en cal AP.

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5.1.6 Vega Pascua

El registro palinológico de Vega Pascua (Figura 9) abarca los últimos ~3400 años y muestra una tendencia sostenida a la disminución de Poaceae desde ~80% en la base a un mínimo de 30% en el techo. Esta tendencia es compensada por incrementos de Cyperaceae desde 10% a 80%. A lo largo del registro apreciamos la presencia de Cruciferae y Caryophyllaceae, junto a la aparición de manera intermitente de Asteraceae subfamilia Asteroideae con montos <10% y trazas de Apiaceae.

Figura 9. Registro palinológico de los testigos obtenidos en Vega Pascua. El eje x representa abundancia porcentual excepto en el gráfico Polen total que representa cuentas. El eje y primario corresponde a la profundidad en cm, el eje y secundario muestra el modelo de edad en cal AP.

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5.3 Análisis elemental de depósitos biogénicos

5.1.7 Vega NE-2A El registro de Vega NE-2A (Figura 10) muestra covariación de Carbono e Hidrógeno durante el tramo de alto contenido orgánico de los depósitos y cantidades muy bajas de Nitrógeno (<3%), el cual muestra una tendencia a la disminución en dirección hacia el techo del registro. A consecuencia de esta baja, la razón Carbono/Nitrógeno (C/N) incrementa hacia valores muy altos, por sobre 40 durante la mitad superior del registro.

Figura 10. Resultados del análisis elemental de testigos obtenidos en Vega NE-2A. El eje x representa abundancia porcentual excepto en el gráfico C/N que corresponde a una razón entre componentes. El eje y primario corresponde a la profundidad en cm, el eje y secundario muestra el modelo de edad en cal AP.

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5.1.8 Vega Tres Quebradas

El registro de Vega Tres Quebradas (Figura 11) muestra bajos porcentajes de Carbono, Nitrógeno e Hidrógeno en la porción basal del registro, donde predominan sedimentos siliciclásticos. Conforme incrementa la densidad de materia orgánica, se observa un incremento en los tres elementos mencionados. La razón C/N se mantiene en el rango 15 a 25, con la excepción de un nivel alto (~30) en la base del registro y un nivel bajo (~5) a 70 cm, dado por un incremento en el % de Nitrógeno.

Figura 11. Resultados del análisis elemental de testigos obtenidos en Vega Tres Quebradas. El eje x representa abundancia porcentual excepto en el gráfico C/N que corresponde a una razón entre componentes. El eje y primario corresponde a la profundidad en cm, el eje y secundario muestra el modelo de edad en cal AP.

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5.1.9 Vega Pascua

Se observó que el porcentaje de Carbono e Hidrógeno cavarían a lo largo del registro, mientras que el % de Nitrógeno muestra incrementos de gran magnitud (desde 3% a 5-6%) en dirección opuesta al % de Carbono. La razón C/N muestra valores en el rango 20 -40 con un par de valores anómalamente bajos (<10) a los 60 y 140 cm.

Figura 12. Resultados del análisis elemental de testigos obtenidos en Vega Pascua. El eje x representa abundancia porcentual excepto en el gráfico C/N que corresponde a una razón entre componentes. El eje y primario corresponde a la profundidad en cm, el eje y secundario muestra el modelo de edad en cal AP.

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6 INTEGRACIÓN DE RESULTADOS

Los resultados del barrenaje de tres bofedales en terrenos de la Compañía Minera Nevada SpA permiten caracterizar la historia depositacional de estos ambientes y variaciones de la vegetación a través del método palinológico. Los esfuerzos desplegados durante los dos terrenos en este estudio permitieron recuperar y caracterizar una estratigrafía maestra de cada sitio, punto de partida para múltiples análisis físicos, químicos y biológicos. El análisis de las variaciones laterales en esta estratigrafía escapa los objetivos del presente estudio y podría constituir un objetivo para otro estudio a futuro, el cual necesariamente deberá hacer referencia a la estratigrafía maestra informada en el presente reporte.

En todos los casos estudiados los bofedales se encuentran asociados a cursos de agua en la base de sus respectivos valles, razón por la cual su origen, posterior desarrollo y persistencia guardan estrecha relación con aportes fluviales, meteóricos y/o freáticos. Dado entonces que son sistemas hidrológicamente abiertos, los regímenes de depositación y erosión en su interior estarán fuertemente gobernados por los montos y torrencialidad de los aportes hídricos. Además, el emplazamiento de estos bofedales en sectores adyacentes a fuertes pendientes con material sedimentario inestable los hace fuertemente sensibles a deslizamientos asociado s a sismicidad, lluvias torrenciales o actividades humanas. Estos aspectos también afectan las dinámicas de depositación/erosión de los bofedales, aspectos que son detectables mediante estudios estratigráficos directamente orientados para esos objetivos.

De acuerdo a los resultados obtenidos en este estudio, se observó que el inicio de la acumulación de depósitos biogénicos en los bofedales fue variable y sitio-específico. Dataciones radiocarbónicas cercanas al inicio de la sedimentación orgánica indican edades de ~740, ~1000 y ~2900 cal AP para el origen de Vega NE-2A, Tres Quebradas y Pascua, respectivamente. Modelos de edad generados a partir de las edades radiocarbónicas permiten extrapolar edades de 900 y 3400 cal AP en el caso de V. NE-2A y V. Pascua. Se debe indicar eso sí, que estas extrapolaciones tienen un alto grado de incerteza considerando el escaso control radiocarbónico disponible en cada sitio y la heterogeneidad de los sedimentos en el sector basal de estos registros. Un denominador común en todos los sitios fue el predominio de depósitos de turba a lo largo del registro, aspecto que sugiere estabilidad depositacional, constancia en la cubierta vegetacional y, posiblemente, homogeneidad climática en los sectores estudiados durante la mayor parte de su historia. Se detectó eso sí la presencia de niveles clásticos una vez iniciada la depositación de turba en V. NE -2A en torno a 230 cm (~750 cal AP), en V. Tres Quebradas en torno a 130 cm (~700 cal AP) y de manera mucho más tenue en V. Pascua en torno a 95 cm (~1000 cal AP). Estos eventos de depositación de material alóctono pueden corresponder a momentos de incremento de la torrencialidad fluvial, o bien, deslizamientos desde las laderas circundantes.

Los bofedales estudiados presentan muy bajas concentraciones de polen lo cual es explicable a la luz de (i) las altas tasas de acumulación de turba y (ii) las condiciones de acumulación de polen en la superficie de los bofedales. Este último factor hace disminuir la preservación de polen y esporas por encontrarse en directo contacto con la atmósfera en un ambiente oxidante, limitando la cantidad y tipo de granos susceptibles de fosilizarse en estos ambientes. Tomando en cuenta estas limitaciones podemos señalar

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que la palinología de los bofedales estudiados indica predominio de hierbas de las familias Poaceae y Cyperaceae, acompañadas por Apiaceae, Cruciferae, Caryophyllaceae en bastante menor abundancia. Los taxa dominantes corresponden a las familias de especies dominantes en bofedales de altura en la región (Squeo et al., 2006), a saber las poáceas Deschampsia cespitosa y Deyeuxia velutina y la ciperácea Carex gayana. En los tres sitios observamos una tendencia sostenida al incremento de Cyperaceae a expensas de Poaceae, lo cual sugiere un incremento en la duración del anegamiento de estos ambientes, considerando la mayor capacidad de especies de la familia Cyperaceae para tolerar condiciones de inundación parcial o total. En el caso de V. NE-2A observamos gran abundancia de restos microscópicos de hongos de la familia Microthyriaceae durante la fase de mayor abundancia de Cyperaceae, situación similar a lo registrado en V. Tres Quebradas, no así en V. Pascua. Estos resultados sugieren que el grado de anegamiento estacional, que es evidentemente variable entre sitios y dependiente de la geomorfología local, aparentemente favoreció la ocurrencia de hongos de la familia Microthyriaceae de manera diferencial entre sitios.

Los valores revelados por el análisis elemental CHN en los registros sedimentarios de Vega NE -2A, V. Tres Quebradas y V. Pascua son coherentes con los resultados del análisis de pérdida por ignición y permiten investigar la fuente de la materia orgánica en estos bofedales. En su gran mayoría los resultados muestran valores de C/N en el rango característico de plantas vasculares terrestres, lo cual es coherente con el predominio de turba fibrosa a lo largo de la estratigrafía y con la inferencia de depositación de material biogénico en un ambiente sub-aéreo. Muy excepcionalmente los valores de C/N disminuyen a niveles característicos de materia orgánica acuática, lo cual podría sugerir fases discretas en el desarrollo de las vegas en las cuales condiciones de inundación llevaron a un predominio efímero de productividad algal dulceacuícola, propio de humedales sumergidos. Esta posibilidad debe ser evaluada a la luz de múltiples réplicas de los resultados a lo largo de un registro con mayor resolución temporal, con el fin de identificar posibles variaciones en los regímenes de depositación de materia orgánica de origen terrestre versus acuática. Asimismo, llama la atención los muy altos valores de la razón C/N en el tramo superior del registro de V. NE-2A, lo cual puede adjudicarse al predominio de macrorrestos vegetales de origen terrestre y a la escasa matriz en las muestras analizadas.

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8 Anexos

8.1 Registro fotográfico de obtención de testigos en bofedales altoandinos

Figura 13. Vega NE-2A.

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Figura 14. Vega Pascua.

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Figura 15. Vega Tres Quebradas.

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8.2 Responsables de la actividad

Tabla 2. Responsables de la actividad. Institución Nombre Cargo Profesión Actividad Muestreo, Ph.D. Biología procesamiento y Patricio Moreno Investigador Vegetal análisis de datos, Laboratorio Informe Paleoecología Toma de muestras, Universidad de Chile Rodrigo Villa Investigador Biólogo análisis William Toma de muestras, Investigador Biólogo Henríquez análisis Responsable Dr. (c) en Ciencias actividades de Carolina Díaz Investigador c/m Ecología y terreno, toma de Biología Evolutiva muestras, análisis, Amakaik E.I.R.L. informe

Toma de muestras, Manuel Badilla Investigador Biólogo Marino logística Toma de muestras, Felipe Aguilar Investigador Ingeniero Civil logística MSc. Biológicas Biólogo Catalina Verdugo c/m Ecología de Apoyo logístico

Bioma Consultores S.A. Zonas Áridas Ingeniero Cartografía Jose Mena Asistente Ingeniero en RRNN

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FLORA, VEGETACIÓN Y ECOFISIOLOGÍA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS PROYECTO DINÁMICA DE CORTO Y LARGO PLAZO DE LOS BOFEDALES EN EL PROYECTO PASCUA-LAMA; IMPLICANCIAS PARA “U MANEJO Periodo Mayo 2015 - Abril 2016

Elaborado para:

Presentado por:

Julio 2016.

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INDICE 1 INTRODUCCIÓN ...... 4 1.1 Componente Ambiental: ...... 5 1.2 Variables ambientales: ...... 5 1.3 Periodo sobre el que se reporta: ...... 6 1.4 Documentos en donde se establece el compromiso: ...... 6 1.5 Institución que realiza el análisis muestreo: ...... 6 2 OBJETIVOS ...... 7 3 MATERIALES Y MÉTODOS ...... 9 3.1 Descripción del área de estudio ...... 9 3.2 Ubicación de sitios de muestreo, medición, análisis y/o control: ...... 11 3.3 Parámetros utilizados para caracterizar estado y evolución de las variables ambientales. . 12 3.4 Metodología de muestreo, medición, análisis y/o control ...... 13 3.5 Materiales y equipos Utilizados ...... 22 3.6 Fechas de muestreo, medición, análisis y/o control de cada parámetro ...... 23 4 RESULTADOS ...... 24 4.1 Resultados: ...... 24 4.2 Limites considerados: ...... 43 5 DISCUSIÓN ...... 44 5.1 Análisis cuantitativo, cualitativo y la evolución de los parámetros en el tiempo: ...... 44 5.2 Incertidumbre a los métodos utilizados: ...... 45 5.3 Medidas o acciones ante comportamientos no esperados de la variable ambiental...... 46 6 CONCLUSIONES ...... 47 7 REFERENCIAS...... 48 8 ANEXOS ...... 51 8.1 Responsables de la actividad...... 59

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1 RESUMEN EJECUTIVO Los humedales altoandinos son ecosistemas que se encuentran vinculados de manera permanente o temporal a la presencia de agua, considerados ambientes frágiles en la zona norte del país. Particularmente, vegas y bofedales corresponden a ecosistemas únicos los cuales deben ser estudiados en profundidad con el fin de reconocer la compleja interacción de sus componentes.

El presente informe tiene como objetivo dar cumplimiento a los compromisos adquiridos por la empresa en la RCA N°24/2006 del proyecto Modificaciones Proyecto Pascua-Laa, asociados al proyecto de investigación Diáica de corto y largo plazo de los ofedales e el Proyecto Pascua-Lama: Iplicacioes para su aejo mediante la caracterización de las vegas presentes en el área de influencia del proyecto, desde el punto de vista florístico y vegetacional, y ecofisiológico.

Las vegas propuestas por el estudio corresponden a Tres Quebradas, Pascua y NE-2A. Las vegas se caracterizaron en función de: riqueza y cobertura de especies, producción de biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso eficiente del agua de la vegetación de vegas. Además se evaluaron variables ambientales como la temperatura y contenido de agua en el suelo de las vegas.

La riqueza de especies entre las tres vegas analizadas no es homogénea. La mayor similitud florística de las vegas se encontró entre las vegas Pascua y NE-2A.

No hay diferencias en las tasas de fotosíntesis neta y el balance de carbono para las tres vegas evaluadas. En la vega Tres Quebradas no hay diferencias en la eficiencia del uso del agua total, entre las especies más frecuentes en esta vega. En la vega Pascua las especies Eleocharis pseudoalbibracteata y Deschampsia caespitosa, fueron las que presentaron una mayor eficiencia en el uso del agua. En la vega NE-2A se muestra que Patosia clandestina sería la especie que presenta una mayor eficiencia en el uso del agua total para el sistema,

En las vegas Tres Quebradas y Pascua Oxychloë andina sería una especie clave para mantener el sistema, ya que fue la especie de la vega que presentó una mayor tasa de fotosíntesis y una alta eficiencia en el uso del agua. En la vega NE-2A, en cambio, la especie que se presenta clave para mantener el sistema es Patosia clandestina, teniendo altos valores de fotosíntesis y eficiencia en el uso del agua.

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2 INTRODUCCIÓN Los humedales altoandinos son ecosistemas que se encuentran vinculados de manera permanente o temporal a la presencia de agua, ya sea de la proveniente de lluvias, quebradas, aguas subterráneas, deshielo de glaciares o fusión de nieve (Tapia & Flores 1984, Alzerreca et al. 2001, Squeo et al. 2006). Estos ecosistemas son considerados ambientes frágiles en la zona norte del país debido a la sequía que caracteriza a la puna, y a causas antrópicas como la agricultura, el pastoreo intensivo y la extracción de agua para actividades mineras (Ramsar 2008, 2010).

Los humedales alto-andinos: vegas y bofedales presentan un patrón de distribución azonal, es decir, que su presencia responde fundamentalmente a condiciones locales de sustrato, suministro hídrico y afloramientos salinos y no tanto a las características mesoclimáticas locales (Ruthsatz 1993, Ahumada et al. 2011). Desde un punto de vista ecológico, las vegas y bofedales tienen una elevada riqueza de especies, en respuesta a la heterogeneidad espacial, constituyendo áreas de concentración de la biodiversidad en la región altiplánica (Squeo et al. 1994).

En los Andes centrales, las vegas y bofedales se encuentran restringidos a los pisos altitudinales de vegetación denominados alpinos bajos y subalpinos, encontrándose en su límite norte entre los 3200 a 5000 m s.n.m. y disminuyendo en altitud hacia el sur hasta aprox. los 2800 m s.n.m (Squeo et al. 2006).

Los bofedales se caracterizan por presentar un micro-relieve fuertemente ondulado con una red intrincada de canales o cursos de agua corriente. En su composición florística dominan las especies herbáceas que crecen en forma de cojines compactos de forma globosa. En las vegas por su parte, dominan especies rizomatosas que forman céspedes planos o regulares (Ruthsatz 1993, Squeo et al. 1994, 1996, Ahumada & Faúndez 2009). La apariencia de las vegas corresponde a un estrato herbáceo denso a muy denso (coberturas de más del 50%), de baja a mediana estatura (5-50 cm sobre el suelo), sobre una superficie general plana o con muy poca pendiente, y fluctuaciones significativas de los niveles freáticos producto de escurrimientos superficiales eventuales y/o escorrentía directa (Squeo et al. 1994). Las vegas y bofedales corresponden a ecosistemas únicos los cuales deben ser estudiados en profundidad con el fin de reconocer la compleja interacción de sus componentes básicos como la tierra, el agua, los animales y las plantas.

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2.1 Componente Ambiental:

Debido a que el plan de trabajo del proyecto Diáica de corto y largo plazo de los ofedales e el Proyecto Pascua-Laa: Iplicacioes para su aejo incluye la integración de antecedentes de diferentes disciplinas, en el presente informe se da cumplimiento parcial a los objetivos del proyecto Modificacioes Proyecto Pascua-Laa, dádose cueta de los resultados o teidos para el componente Flora y Vegetación de acuerdo con el Plan de Trabajo letra a).

2.2 Variables ambientales:

Tabla 2.2.1 Variables ambientales consideradas y su componente subcomponente ambiental asociado.

COMPONENTE AMBIENTAL Flora y Vegetación SUBCOMPONENTE AMBIENTAL Flora y Vegetación de plantas vasculares terrestres VARIABLE AMBIENTAL SUJETA A Riqueza, cobertura SEGUIMIENTO PARÁMETROS DE LA ACTIVIDAD DE Riqueza (número de especies) MEDICION, CONTROL Y/O ANÁLISIS Cobertura (% de cobertura por especie en m2) SUBCOMPONENTE AMBIENTAL Ecofisiología Vegetal VARIABLE AMBIENTAL SUJETA A Biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso SEGUIMIENTO eficiente del agua de la vegetación de vegas. Además de temperatura y contenido de agua en el suelo de las vegas. Biomasa (g/m2) -2 -1 Fotosíntesis neta (µmol CO2 m s ) -2 -1 Transpiración (µmol H2O m s ) Eficiencia en el uso del agua instantánea (EUAi) (Fotosíntesis/Transpiración) Eficiencia en el uso del agua total del sistema (EUAt) (Discriminación isotópica 13C) Temperatura del aire en °C Temperatura del suelo en °C Contenido gravimétrico de agua en el suelo (porcentaje )

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2.3 Periodo sobre el que se reporta: Período Mayo 2015-Abril 2016. Informe anual.

2.4 Documentos en donde se establece el compromiso:

El presente informe tiene como objetivo dar cumplimiento al compromiso adquirido por el titular del proyecto Modificacioes Proyecto Pascua-Laa e la RCA N° /00 cosiderado , ueral . , y considerando 7, numeral 7.1 letra e), específicamente a lo establecido en el Anexo Proyecto de Ivestigació Diáica de corto y largo plazo de los ofedales e el proyecto Pascua-Lama: iplicacias para su aejo letras d y e de la Adeda N° /00.

2.5 Institución que realiza el análisis muestreo:

Tabla 2.5.1: Instituciones asociadas al muestreo.

Laboratorio Ecobiosis, Departamento de Botánica, Facultad de Ciencias Naturales y Toma de muestras y actividades de campo Oceanográficas de la Universidad de

Concepción Equipo Bioma Consultores

Laboratorio Ecobiosis, Departamento de Análisis de datos, mantención, procesamiento y Botánica, Facultad de Ciencias Naturales y análisis de muestras e informe. Oceanográficas de la Universidad de Concepción

Discriminación isotópica 13C Laboratorio de Bioquímica e Isotopos estables, de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile

Elaboración de informe final Laboratorio Ecobiosis, Departamento de Botánica, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas de la Universidad de Concepción

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3 OBJETIVOS

El presente informe tiene como objetivo dar cumplimiento a los compromisos adquiridos por el titular en la RCA N°24/2006 asociados al Proyecto Modificacioes Proyecto Pascua-Laa, cosiderados , numeral 3.42 y 7, numeral 7.1 letra e), específicamente a lo establecido en el Anexo Proyecto de Investigación Diáica de corto y largo plazo de los bofedales en el proyecto Pascua-Lama: iplicacias para su aejo de la Adenda N°3/2006, cuyo objetivo principal es Evaluar los factores ambientales que regulan la formación y desarrollo de los bofedales andinos en el área del Proyecto minero Pascua - Lama.

En consecuencia con lo anterior, los compromisos que se abordan en el presente informe corresponden a:

 Evaluar la productividad primaria, que incluye acumulación de biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso de eficiencia del agua y su relación con la cantidad y calidad de la fuente de agua del bofedal (Objetivo letra d) del proyecto de investigación, Adenda N°3/2006, Sección 9)

 Complementar la línea base de funcionamiento de los bofedales que será usada para la evaluación del posible impacto de actividad humana (actividad minera) y factores ambientales como cambio climático en el desarrollo y preservación de los bofedales (Objetivo letra e) del proyecto de investigación, Adenda N°3/2006, Sección 9)

Debido a que el plan de trabajo del proyecto incluye la integración de antecedentes de diferentes disciplinas, en el presente informe se da cumplimiento parcial a los compromisos del proyecto anteriormente citados, dándose cuenta de los resultados obtenidos para el componente Flora y Vegetación de acuerdo con el Plan de Trabajo letra a).

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3.1 Objetivo general Caracterizar las vegas que están en el área de influencia del proyecto Pascua-Lama, desde el punto de vista florístico y vegetacional y evaluar cómo la biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso de eficiencia del agua se relacionan con la cantidad de agua disponible.

3.2 Objetivos específicos 1) Complementar la línea base de funcionamiento de las vegas que están en el área de influencia del proyecto Pascua Lama en función de la riqueza de especies y su abundancia (cobertura y frecuecia copoetes florísticos.

2) Evaluar la ioasa y fotosítesis coo edida de la productividad de la vega. copoetes ecofisiológicos.

3) Evaluar la traspiració y uso de eficiete del agua. copoete ecofisiológico

4) Relacionar los componentes florísticos y ecofisiológicos con la cantidad de agua disponible.

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4 MATERIALES Y MÉTODOS

4.1 Descripción del área de estudio

El área de estudio se localiza en la alta cordillera de la comuna de Alto del Carmen, provincia de Huasco (Figura 4.1.1), aproximadamente a 150 kilómetros al sureste de Vallenar. Como parte del plan de trabajo propuesto en la Adenda N°3/2006 se establece que los bofedales seleccionados para el estudio corresponden a:

 un bofedal localizado en la Cuenca del Río Tres Quebradas, el cual en adelante se llamará Tres Quebradas, y  dos bofedales ubicados en el valle del Río del Estrecho: el bofedal cercano al Campamento Barriales, en adelante Pascua, y un bofedal localizado al lado de NE-2A , frente a las piscinas del sistema de tratamiento de aguas de contacto, en adelante NE-2A.

Los tres sitios seleccionados son representativos del tipo de bofedales de Oxychloe-Patosia-Deyeuxia- Deschampsia característicos del Piso Andino Inferior del área de estudio (Adenda N°3/2006, Sección 9). Debido a las ambigüedades en torno a las definiciones del concepto de vega y bofedal presente en la literatura científica y en los informes y documentos legales asociados a este proyecto, en el presente informe se considerará a los tres sistemas como "vegas andinas" en función de la dominancia de vegetación tipo vega en cada una de las formaciones estudiadas.

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Figura 4.1.1: Sitio de estudio. Vista general del sitio de estudio. Ubicación geográfica y límites de cada formación. UTM 19S, datum WGS 84.

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4.2 Ubicación de sitios de muestreo, medición, análisis y/o control:

Tabla 4.2.1: Ubicación de las vegas monitoreadas (UTM 19S. Datum WGS 84) y mediciones consideradas.

Vegas Tiempo de E N Variable medida Altoandinas medición Riqueza, cobertura y biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso eficiente del agua de la Tres 391774 Fijo en el 6754413 vegetación de vegas. Además de Quebradas tiempo temperatura y contenido de agua en el suelo de las vegas. Riqueza, cobertura y biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso eficiente del agua de la Fijo en el Pascua 396196 6761373 vegetación de vegas. Además de tiempo temperatura y contenido de agua en el suelo de las vegas. Riqueza, cobertura y biomasa, fotosíntesis, transpiración y uso eficiente del agua de la Fijo en el NE-2A 396802 6759918 vegetación de vegas. Además de tiempo temperatura y contenido de agua en el suelo de las vegas.

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4.3 Parámetros que fueron utilizados para caracterizar el estado y evolución de las variables ambientales.

Tabla 4.3.1: Parámetros que fueron utilizados para medir las variables

Riqueza (número de especies)

Cobertura (porcentaje de cobertura por especie en m2) Biomasa (g/m2) -2 -1 Fotosíntesis neta (µmol CO2 m s ) -2 -1 Transpiración (µmol H2O m s ) PARÁMETROS DE LA ACTIVIDAD DE MEDICION, Eficiencia en el uso del agua instantánea CONTROL Y/O ANÁLISIS (EUAi) (Fotosíntesis/Transpiración) Eficiencia en el uso del agua total del sistema (EUAt) (Discriminación isotópica 13C) Contenido de agua en el suelo (%) Temperatura del aire °C Temperatura del suelo °C Contenido de agua en el suelo (%)

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4.4 Metodología de muestreo, medición, análisis y/o control

El muestreo se realizó entre el 01 y 15 de Abril de 2016. Como parte del plan de trabajo propuesto en la Adenda N°3/2006 se establece que la productividad y diversidad de la vegetación será evaluada en una serie de parcelas permanentes. En consecuencia, en cada vega se encuentran distribuidas aleatoriamente 5 parcelas de 16 m2, cuya ubicación ha sido fijada con anterioridad al muestreo realizado en esta temporada y poseen un registro temporal de más de 5 años. En cada parcela permanente se tomaron 5 sub-muestras obteniéndose un total de 25 unidades de muestreo por vega sobre las cuales se realizaron las mediciones de este estudio.

COMPONENTE FLORA Y VEGETACION Riqueza y cobertura de especies Para determinar la riqueza total de especies presentes en cada vega, las 3 formaciones fueron recorridas en toda su extensión, con el fin de registrar a aquellas especies que debido a su baja frecuencia tienen una menor probabilidad de ser registradas en los muestreos. Para cada especie registrada se colectó material vegetal, el cual fue herborizado y se encuentra en proceso de ser ingresado en la colección del Herbario de la Universidad de Concepción (CONC). Para aquellas especies que se encontraban en muy baja frecuencia y abundancia se realizó un registro fotográfico.

El material colectado fue utilizado para realizar las determinaciones de las especies presentes en el área de estudio. La determinación de las especies registradas en los diferentes muestreos se realizó siguiendo literatura especializada: claves, monografías y revisiones cuando estaban disponibles, y mediante la comparación con especímenes herborizados pertenecientes a la colección depositada en CONC. Los nombres científicos y clasificación taxonómica de las especies registradas (Anexo I) se establecieron de acuerdo a Stevens (2001 en adelante). Las especies se catalogaron de acuerdo a su origen en nativas e introducidas siguiendo lo establecido por Zuloaga et al. (2008). El estado de conservación de las especies fue determinada según el Proceso de Clasificación de Especies y el Reglamento de Clasificación de Especies Silvestres (RCE) del Ministerio del Medio Ambiente (http://www.mma.gob.cl/clasificacionespecies/index2.htm) revisado en junio de 2016.

La abundancia de cada especie se estimó a partir de su cobertura. Para ello se realizó un muestreo estratificado a lo largo de un transecto lineal desde el borde hacia el centro de la formación. A lo largo de dicho transecto se dispusieron 20 cuadrantes de 50 x 50 cm donde se determinó la cobertura vegetal de cada especie presente. La distancia entre cuadrantes correspondió a la mitad de la longitud máxima de la vega dividida en 20, de forma que los límites del transecto quedaran en el borde y el centro de la vega respectivamente (Figura 4.4.1). Adicionalmente, se dispusieron 20 cuadrantes distribuidos aleatoriamente al interior de las parcelas permanentes.

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Figura 4.4.1: Transecto cobertura vegetal. IZQ.: Vega Pascua, en verde los límites de la vega, A: longitud máxima de la vega, cuadrados rojos: cuadrantes de vegetación; Flecha roja dirección del transecto. DER.: Transecto visto desde el centro de la vega.

COMPONENTE ECOFISIOLOGÍA VEGETAL

Estimación de biomasa Para evaluar la biomasa presente en cada parcela permanente de manera representativa se tomó una muestra compuesta por 5 sub-muestras de vegetación procedentes de cada uno de los extremos de la parcela y una muestra central. La muestra de vegetación se extrajo con ayuda de un barreno de 7 cm de diámetro y 13 cm de profundidad (Figura 4.4.2). Al finalizar la extracción de la muestra para biomasa, el espacio dejado por el barreno fue rellenado con sustrato para favorecer la recuperación y/o recolonización de la vegetación. Las muestras fueron almacenadas en bolsas plásticas y rotuladas según su procedencia. Durante el transcurso del terreno se procedió a separar la parte aérea y radicular de cada una de las especies. El material vegetal separado de cada especie se colocó en bolsas de papel rotuladas según su origen. Con el objeto de estabilizar las muestras, el proceso de secado de las mismas fue iniciado en terreno (Sadzawka et al. 2007), para luego ser enviadas a la Universidad de Concepción, en donde se continuó con el proceso de secado en una estufa de aire forzado a 70°C (por al menos 72 horas o hasta alcanzar un peso seco constante). Las muestras no procesadas en terreno fueron mantenidas en cámaras de cultivo Bioref, a 4°C constante y en oscuridad hasta que fueron procesadas. La mantención en oscuridad

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se realizó para detener todos aquellos procesos metabólicos de la planta que pudiesen alterar los resultados de biomasa. Posteriormente, se corroboró las determinaciones de las especies que componían cada muestra, para luego pesarlas en una balanza analítica y así tener el valor de biomasa por especie y por el total de la vega.

Figura 4.4.2: Toma de muestra para la determinación de biomasa.

Intercambio de gases (Fotosíntesis y Traspiración en las parcelas)

El intercambio de gases nos entrega una medida de cuanto CO2 es capaz de asimilar una planta en un área y tiempo determinado. Los parámetros considerados en este estudio son:

 Fotosíntesis (A): Este es un proceso que transforma la energía lumínica del sol en energía química. Consiste básicamente, en la elaboración de azúcares a partir del CO2 asimilado, por lo cual, está directamente relacionado con el crecimiento y por ende con la productividad de las plantas.  Transpiración (E): Esta medida nos entrega información sobre de la perdida de agua en forma de vapor en las plantas.

 Respiración (RD): La respiración en las plantas, es un proceso mediante el cual la planta captura oxígeno de la atmósfera y utilizan las reservas de hidratos de carbono para expulsar dióxido de carbono y agua a la atmósfera. Este proceso permite a las células producir la energía necesaria para realizar las funciones vitales.

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 Eficiencia en el uso del agua instantánea (EUAi): Esta es una medida a nivel foliar, que se estima mediante el cociente entre la ganancia de carbono (A) dividido por la pérdida de agua (E). Entre más carbono se pueda fijar con una menor perdida de agua, la planta se considerará más eficiente.

Las mediciones de intercambio de gases se realizaron con un analizador de gases en el espectro infrarrojo IRGA (LI-COR 6400XT) y fueron realizadas bajo una concentración constante de CO2 de 400 -2 -1 -2 -1 -2 -1 µmol CO2 m s , con un flujo de 500 m s , una intensidad lumínica de 1.500 µmol de fotones m s y una humedad relativa que varío entre un 40 y 60%.

Mediciones por parcelas: Las mediciones de estos parámetros se realizaron sobre las muestras extraídas para medir biomasa. De las 5 muestras de cada parcela se seleccionó una porción con un barreno de 7,4 cm2 y 7 cm de largo. Esta muestra que contenía tanto la cubierta vegetal de la vega como suelo, fue puesta dentro de una cubeta de planta completa RGB (Licor, USA) de un área de 10 cm2, acoplada a una fuente de luz externa (Figura 4.4.3). Con el fin de poder calcular la fotosíntesis neta de la vegetación de la parcela por cada muestra, se tomaron 3 valores de intercambio de gases, el primer valor tomado incluía tanto la fotosíntesis como la respiración de la vegetación y del suelo. Luego, se tomó un segundo valor de intercambio de gases con la muestra en condiciones de oscuridad (equivalente a la respiración de la vegetación y la respiración del suelo). Por último, se tomó un tercer punto sacando toda la cubierta vegetal de la muestra y dejando solo el suelo (valor equivalente a la respiración del suelo). El valor de fotosíntesis fue corregido restándole el valor de la respiración del suelo y de la cubierta de vegetación.

En estas mediciones también se determinó la tasa de transpiración (E) y la eficiencia en el uso del agua instantánea (EUAi) de la cubierta vegetal de cada parcela. La EUAi fue calculada como:

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Figura 4.4.3: Mediciones de fotosíntesis por vega. a y b: Toma de muestras para los análisis de fotosíntesis. c: Muestra en el interior de la cubeta de planta completa y d: Cubeta cerrada con la fuente de luz externa, lista para iniciar las mediciones.

Mediciones de Fotosíntesis y Transpiración en las especies más Frecuentes de las vegas

Las mediciones de intercambio de gases se realizaron con un analizador de gases en el espectro infrarrojo IRGA (LI-COR 6400XT) y fueron realizadas bajo una concentración constante de CO2 de 400 -2 -1 -2 -1 -2 -1 µmol CO2 m s , con un flujo de 300 m s , una intensidad lumínica de 1.500 µmol de fotones m s y una humedad relativa que varió entre un 40 y 60%.

Para realizar las mediciones de intercambio gaseoso en las especies más importantes de las vegas, se utilizó un IRGA (LI-COR 6400XT), equipado con la cubeta LCF ( Chamber Flourometer) con un área de 2 cm2 y que además cuenta con el sistema de fluorescencia acoplado (Figura 4.4.4). Para estas determinaciones se seleccionaron las 4 especies más representativas por vega, seleccionando al azar 6 individuos, de los cuales se tomó una hoja o varias si eran muy pequeñas, y se esperó a que los distintos parámetros preestablecidos se encontraran estables, para realizar las mediciones. El valor tomado incluye los parámetros de fotosíntesis, y transpiración.

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Figura 4.4.4: Cubeta LCF utilizada para realizar las mediciones de fotosíntesis en las especies más representativas de las vegas.

En el caso de las especies que tenían hojas muy pequeñas, luego de la medición de intercambio de gases, se tomó una foto del área que cubría la hoja en la cubeta, para poder corregir los valores de acuerdo al área real de la muestra. Las áreas fueron calculadas con el programa imageJ. De estas mediciones se determinaron los siguientes parámetros para cada especie: fotosíntesis neta, transpiración y eficiencia en el uso del agua instantánea (EUAi) mediante la siguiente ecuación.

Eficiencia en el uso del agua de la temporada (Isotopos de carbono) La estimación de la eficiencia en el uso del agua mediante el análisis de la discriminación isotópica del carbono se basa en la coexistencia de forma natural en la atmósfera de dos isótopos estables de carbono: 12C y 13C. Ambos isótopos presentan características químicas idénticas, pero el hecho de que el 13C sea más pesado que el 12C da lugar a que la tasa de difusión del 13C en la hoja, y la de su asimilación por la Rubisco, son más bajas que la del 12C, por lo que la proporción de 13C es menor en los tejidos vegetales que en la atmósfera. Esta proporción varía con la disponibilidad de CO2 en la hoja, y por tanto con la conductancia estomática (la cual a su vez está estrechamente relacionada con la perdida de agua en las plantas). De esta forma la discriminación isotópica del 13C Δ13C) de la hoja está íntimamente

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ligada con la el cociente entre el carbono asimilado y la perdida de agua de esa hoja durante todo el período de formación de la misma (Medrano et al. 2007).

En este estudio, la composición isotópica de carbono se midió en hojas de las 4 especies más frecuentes de cada vega. Se tomaron 5 muestras por cada especie y vega, las cuales fueron secadas a 70°C por al eos 8 horas. Las deteriacioes del ∆13C se realizaron con un espectrómetro de masas, en el laboratorio de Bioquímica e Isotopos de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Los resultados fueron expresados con respecto al estándar internacional.

Además, se estimó la eficiencia en el uso del agua instantánea de las especies más frecuentes en la vega, siguiendo el protocolo en la sección de medición de fotosíntesis y transpiración de las especies más frecuentes por vega.

CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS VEGAS Contenido de agua en el suelo El contenido gravimétrico de agua en el sustrato da cuenta de la cantidad de agua que se encuentra en el suelo y que podría ser utilizada por las plantas (Evett 2008). Este se determinó a partir de muestras de sustrato que fueron colectadas a lo largo de un transecto lineal de longitud igual a la mitad de la longitud máxima de la vega. El transecto fue dividido en 10 secciones, las cuales fueron coincidentes con los cuadrantes de vegetación considerados para el estudio de la vegetación anteriormente descrito. Además se tomaron 5 muestras adicionales de sustrato en cada una de las parcelas permanentes que contiene cada vega.

La muestra de suelo colectada fue almacenada en tubos graduados de 15 ml, los que fueron sellados herméticamente con cinta parafilm para evitar la pérdida de agua. Una vez tomada la muestra de sustrato se repuso la vegetación removida con el fin de minimizar los impactos de la toma de muestra (Figura 4.4.5).

Al final de cada jornada, las muestras de suelo almacenadas fueron pesadas con el fin de obtener su peso fresco. Una vez llegada las muestras a las dependencias de la Universidad de Concepción, los tubos con las muestras de suelo se colocaron en una estufa de aire forzado a 70°C para comenzar con el proceso de secado de la muestra. Por lo general el periodo de secado va entre los 3 o 4 días (Eveett 2008), pero debido a la gran cantidad de agua que poseía el sustrato, el periodo se extendió por casi 3 semanas. Concluido el secado, cada tubo fue nuevamente pesado para obtener el peso seco de la muestra. El contenido gravimétrico de agua en el suelo, se determinó mediante la siguiente formula modificada de Evett (2008):

Contenido de agua en el suelo (%) = ((Pf – Ps)/ Pf) x 100 Donde, Pf= Peso fresco; Ps=Peso seco

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a b

Figura 4.4.5: Toma de muestra del contenido gravimétrico de agua en el sustrato. a) Toma de muestra de sustrato y b) reposición de la vegetación removida.

Temperatura del aire y suelo Para caracterizar las condiciones microclimáticas del sistema para todas las vegas en estudio se tomó registro de la temperatura del aire y del suelo en cada una de las 5 parcelas permanentes. Esta variable fue registrada al mismo tiempo que se tomaron las muestras de biomasa y fotosíntesis (entre las 10:00 a.m. y las 17:00 p.m.), utilizando un termómetro digital (OMEGA).

Con las variables físicas y los muestreos de vegetación se realiza una caracterización de las unidades evaluadas.

ÍNDICES Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO, Para evaluar el esfuerzo de muestreo, tanto en el transecto como en las parcelas permanentes, se realizaron curvas de rarefacción. Este análisis permite determinar si el número de unidades muestreales utilizado, es el adecuado para evaluar el parámetro analizado. Si el esfuerzo de muestreo es el adecuado, las curvas de rarefacción tendrían que alcanzar la asíntota. En estas curvas se utilizó el índice de Mao-Tau que es un estimador no sesgado de la riqueza observada y que entrega intervalos de confianza de 95% (Colwell 2009).

Para determinar la similitud entre las vegas se utilizó el índice de similitud de Sorensen (Begon et al. 2006). Este da cuenta de la similitud entre dos localidades con énfasis en las especies compartidas. El cálculo del índice se realizó de acuerdo a la siguiente formula:

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Donde: C es el número de especies compartidas, A y B es el número de especies en la localidad a y b, respectivamente.

Los valores del índice de Sorensen fluctúan entre 0 y 1, en donde uno (1) indica la mayor similitud y cero (0) que no existe similitud entre las comunidades comparadas. En aquellas comparaciones en donde, dos veces el error estándar se solapa, no se realizaron análisis estadísticos ya que el solapamiento indica que no existen diferencias entre los datos comparados.

Para las comparaciones de las variables climáticas entre vegas (Temperatura y contenido de agua), intercambio de gases (fotosíntesis, ganancia de carbono, transpiración y EUAi), se realizaron ANOVA de 1 vía y pruebas a posteriori de Tukey p ≤ 0,0 . Para deteriar diferecias etre las especies ás representativas de cada vega en EUA medido por discriminación isotópica, fotosíntesis neta y eficiencia en el uso del agua, también se realizó un análisis de varianza ANOVA de 1 vía y posteriormente un test Tukey p ≤ 0,0 .

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4.5 Materiales y equipos Utilizados Materiales y equipos utilizados para la estimación de parámetros se muestra en la Tabla 4.5.1

Tabla 4.5.1: Materiales utilizados para la estimación de parámetros.

Parámetro medido Equipo Condición Equipo utilizados en

terreno y en el Contenido de agua Balanza analítica laboratorio de la en el suelo Estufa de aire forzado Universidad de

Concepción Temperatura del aire Equipo utilizado en Termómetro digital (OMEGA) y del suelo terreno Riqueza: Muestras herborizadas Material depositado Riqueza y cobertura Cobertura: Determinación en terreno y en el Herbario de la de especies corroboración en laboratorio con fotografías Universidad de de cuadrantes de 50x50. Concepción (CONC) El primero ocupado en Barreno de 7 cm de diámetro y 13 cm de terreno. profundidad Equipos utilizados en Biomasa Balanza analítica de precisión de 0.001g el laboratorio de la Estufa con aire forzado Universidad de Incubadoras Bioref Concepción (IRGA) Licor-6400 con una cubeta de planta completa RGB. Para muestras por vegas Intercambio de Equipo utilizado en (IRGA) Licor-6400 con una cubeta LCF con un gases terreno área de 2 cm2. Para especies más representativas Espectrofotómetro de Recolección de material vegetal de las 4 masa de la Pontificia Isotopos de Carbono especies más representativas por Vega Universidad Católica de Chile

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4.6 Fechas de muestreo, medición, análisis y/o control de cada parámetro

Parámetro medido Fecha Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Contenido de agua en el suelo Análisis: Mayo a Junio de 2016 Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Temperatura del aire y del suelo Análisis: Mayo a Junio de 2016 Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Riqueza y cobertura de especies Análisis: Mayo a Junio de 2016 Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Biomasa Análisis: Mayo a Junio de 2016 Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Fotosíntesis Análisis: Mayo a Junio de 2016 Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Intercambio de gases Análisis: Mayo a Junio de 2016 Toma de muestra: 1-15 de abril de 2016 Isotopos de Carbono Análisis: Mayo a Junio de 2016

Elaboración Informe Mayo a Julio 2016

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5 RESULTADOS

5.1 Resultados: Resultados asociados al objetivo específico 1:

FLORA Y VEGETACION Transectos de vegetación La riqueza de especies entre las tres vegas analizadas no es homogénea (Anexo I), encontrándose una mayor riqueza de especies en la vega Tres Quebradas (62 especies), seguida de Pascua (46 especies) y NE-2A (37 especies). Ninguna de las especies encontradas está catalogada con problemas de conservación de acuerdo al Reglamento para la Clasificación de Especies, del Ministerio de Medio ambiente. Las tres formaciones poseen un elevado porcentaje de especies nativas, NE-2A y Tres Quebradas poseen cerca del 90 % de especies nativas y Vega Pascua posee el 85 %. El nivel de endemismo en las vegas es bajo no siendo superior al 6% en todas las vegas consideradas. La mayor parte de las especies de vega propiamente tal (Vegetación azonal) corresponden a hierbas perennes. Las especies leñosas se encuentran preferentemente en el borde. La mayor similitud florística de las vegas se encuentra entre las vegas Pascua y NE-2A (Sorensen = 0,73), las cuales comparten cerca del 66% de las especies. La mayor diferencia está entre las vegas NE-2A y Tres Quebradas (Sorensen=0,58). La mayor similitud encontrada en la composición florística de las vegas del área de influencia directa del proyecto se puede explicar, en parte, por la cercanía entre ambas vegas, y por pertenecer a la misma cuenca. Por su parte, la mayor diferencia encontrada en la vega Tres Quebradas podría explicarse por la presencia de un elevado número de especies procedentes de menores altitudes. La riqueza de especies no presenta un patrón determinado no existiendo relación ni con la distancia al borde de la vega, ni con la disponibilidad de agua del sustrato, presentándose varios máximos de riqueza a lo largo de los transectos (Figura 5.1.1). En general, en todas las vegas, los cuadrantes presentan alrededor de 7 especies; sin embargo, existen zonas que pueden contener hasta 12 especies por 0,25 m2 (tamaño del área muestreal). Los espejos de agua que aparecen en las vegas disminuyen la riqueza por anegamiento del suelo, así como también restos de vegetación muerta que desecan el sustrato tiene el mismo efecto. No se observó un patrón determinado en la cobertura vegetal de las vegas en relación a la distancia desde el borde hacia el centro (Figura 5.1.1). Sin embargo, en las tres formaciones se observa un abrupto aumento de la cobertura en relación a la condición fuera de la vega, la cobertura aumenta en la vega propiamente tal y luego varía aleatoriamente (Figura 5.1.1). Al comparar la cobertura vegetal con la disponibilidad de agua en el suelo solo se observa una correlación positiva para la vega NE-2A, para el resto de las vegas esta correlación no existe (Figura 5.1.2).

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Figura 5.1.1: Cobertura vegetal a lo largo de los transectos. En el eje de las x, el punto de inicio o borde de la vega corresponde al punto cero (0) y el valor mayor corresponde al centro de la vega. n= 20, considerando solo el transecto lineal.

Figura 5.1.2: Análisis de regresión entre el porcentaje de cobertura vegetal y el contenido de agua en el sustrato de los cuadrantes de vegetación. n=10, considerando solo aquellos cuadrantes de vegetación en los cuales se tomó muestra de sustrato.

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Parcelas permanentes La riqueza promedio de especies encontrada en las parcelas permanentes de una misma vega no presentó diferencias significativas; de igual forma tampoco se observaron diferencias significativas entre la riqueza de especies promedio entre parcelas de diferentes vegas (Tabla 5.1.1).

Tabla 5.1.1. Riqueza de especies y cobertura promedio de vegetación en las cinco parcelas permanentes. Parcelas permanentes 1 2 3 4 5 promedio

Riqueza Cobertura Riqueza Cobertura Riqueza Cobertura Riqueza Cobertura Riqueza Cobertura Cobertura Riqueza Vega Tres 14 96,2 10 98,7 13 72,5 12 91 11 85 88,7 12 Quebradas ±9,3 ±9.3 16 73,7 15 46,2 8 93 10 95 9 96,2 80,8 11,6 Vega Pascua ±19,1 ±3,2 Vega 8 35 11 100 12 100 8 100 9 93,7 85,7 9,6 NE-2A ±25,4 ±1,6

En relación a la cobertura vegetal por parcelas no se encontraron diferencias significativas entre los promedios de cobertura entre parcelas de diferentes vegas (Tabla 5.1.1). Sin embargo, la mayor variación en cuanto a cobertura vegetal se encuentra en la vega NE-2A (Figura 5.1.3).

Figura 5.1.3: Cobertura promedio por vega a partir de las parcelas permanentes. Las barras de error corresponden a 2 errores estándar. n=25 por vega.

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De acuerdo a curvas de rarefacción, el esfuerzo de muestreo realizado para caracterizar la vegetación podría considerarse adecuado para Pascua y NE-2A (Figura 5.1.4). La alta heterogeneidad de la vega Tres Quebradas y su mayor tamaño pueden determinar la necesidad de realizar un esfuerzo mayor para caracterizar de mejor manera esta vega.

Figura 5.1.4: Curvas de rarefacción de los valores de cobertura estimados en los cuadrantes. Línea solida valores observados; Líneas punteadas: intervalo de confianza del 95% de los valores observados; n=40 (20 cuadrantes del transecto y 20 de las parcelas permanentes)

Resultados asociados al objetivo específico 2 y 3:

ECOFISIOLOGIA Estimación de biomasa

La producción de biomasa en las vegas analizadas varió entre los 0,9 a 1,9 kg m-2. Al comparar la producción de biomasa durante esta temporada no se observan diferencias significativas entre vegas (Figura 5.1.5). No obstante, hubo una tendencia a que los mayores niveles de biomasa se observaran en la vega NE-2A, seguido por la vega Pascua y Tres Quebradas. Cabe destacar que en las tres vegas Oxychloë andina es la especie que presenta la mayor biomasa. Otras especies como, Zameioscirpus atacamensis y Z. gaimardiodes también son importantes en la Vega Tres Quebradas. En la Vega Pascua destaca Deyeuxia sp. y Patosia clandestina y para la Vega NE-2A Patosia clandestina y Festuca werdermannii (Tablas 5.1.2, 5.1.3 y 5.1.4).

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Figura 5.1.5: Biomasa promedio en las vegas Tres Quebradas, Pascua y NE-2A. Las barras de error corresponden a 2 errores estándar.

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Tabla 5.1.2: Biomasa en Vega Tres Quebradas, monitoreo 2016. Se muestra el aporte de biomasa promedio por especies, por parcelas permanentes, y la biomasa promedio de la vega. Los datos están expresados en g/m2.

Parcelas permanentes Vega Tres Quebradas parcelas parcelas Promedio Promedio Especies 1 2 3 4 5 permanentes Arenaria sp. 0 0 0,3 4,7 0 0,2 Calandrinia compacta 0 0 0 4,2 0 0,2 Carex sp. 10 261,8 79,3 182,6 811,8 333,2 79,4 Carex sp. 72 9,7 0 0 29,5 0 1,6 Carex malmei 19,7 7,4 11,6 0,0 363,9 17,3 Carex marítima 0 14,6 91,1 0 237,1 16,0 Carex vallis-pulchrae 0 23,7 0 0 77,6 7,8 Deschampsia caespitosa 0 0 214,7 0 0 8,6 Deyeuxia sp. 134,2 0 0 12,9 10 6,3 Eleocharis pseudoalbibracteata 0 0 568,9 0 0 22,8 Eleocharis sp. 0 2 0 0 323,7 13,3 Festuca werdermannii 17,6 0 0 0 0 0,7 Gentianella coquimbensis 0 0,1 0 0 0 0,0 schenchzeroides 0 0 7,4 0 280,5 11,5 Limosella australis 0 0 5 0 0 0,2 Oxychloë andina 20671,3 2227,8 18511,6 9865,5 13248,2 2937,4 Plantago barbata 0 0,1 266,1 114,7 100,5 19,3 Polypogon australis 0 0 104,7 0 21,1 5,0 Stellaria sp. 0 0 10,3 0 0 0,4 Triglochin palustrus 0 0 0 0 16,8 0,7 Werneria pygmaea 46,3 51,3 0,3 0 0 12,1 Zameioscirpus atacamensis 1070,0 129,4 0 873,2 0 103,6 Zameioscirpus gaimardioides 1997,6 254,9 0 1468,2 965,3 228,2 Riqueza parcela 9 11 13 9 12 Biomasa total por parcela 24228,4 13951,8 19974,5 13184,7 15977,9 Promedio biomasa vega 17463,5 4121,1

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Tabla 5.1.3: Biomasa en Vega Pascua, monitoreo 2016. Se muestra el aporte de biomasa promedio por especies, por parcelas permanentes y la biomasa promedio de la vega. Los datos están expresados en g/m2.

Parcelas permanentes Vega Pascua

Especies 1 2 3 4 5 Promedio parcelas parcelas Promedio permanentes Bromus catharticus 0 0 0 0 31,1 1,2 Carex sp. 10 904,5 576,3 643,4 643,4 1951,8 163,0 Carex sp. 72 18,7 283,4 52,8 52,9 7,6 14,5 Carex malmei 0 22,1 82,3 82,4 0 4,2 Carex maritima 0 27,4 58,9 58,9 0 3,5 Carex microglochin 0 0 0 0 13,9 0,6 Carex vallis-pulcrae 4,7 0 0 0 0 0,2 Deyeuxia sp. 557,6 0 1015,0 1015,0 0 246,7 Eleocharis pseudoalbibracteata 0 151,6 0,0 0 5,8 6,8 Gentianella coquimbensis 204,2 803,4 502,3 502,4 39,2 62,0 Juncus depauperatus 157,1 0 0 0 0 6,3 Lobelia oligophylla 38,2 7,4 0 0 0 1,8 Oxychloë andina 26564,7 1748,4 17682,9 17682,9 18491,8 3421,9 Patosia clandestina 0 1242,6 0 0 0 49,7 Phylloscirpus acaulis 0 0 0 0 81,6 3,3 Plantago barbata 96,6 0 0 0 0 3,9 Werneria pygmaea 600,8 488,9 0 0 0 43,6 Zameioscirpus gaimardioides 2456,8 0 359,2 359,2 1014,5 153,2 Riqueza parcela 11 10 3 8 9 Biomasa total por parcela 31603,9 5351,6 25667,9 20397,1 21637,4 Promedio biomasa vega 20931,6 8716,1

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Tabla 5.1.4: Biomasa en Vega NE-2A, monitoreo 2016. Se muestra el aporte de biomasa promedio por especies, por parcelas permanentes y la biomasa promedio de la vega. Los datos están expresados en g/m2.

Vega NE-2A Parcelas permanentes

Especies 1 2 3 4 5 Promedio parcela parcela Promedio permanente Anagallis alternifolia 0 0 3,4 0 0 0,7 Cardamine sp. 0 0,1 0 0 0 0 Carex malmei 0,5 2,2 21,1 0 0 4,7 Carex maritima 0 7 0 0 0 1,5 Carex sp. 10 0 10 0 24 6 8,0 Carex sp. 72 0 3 0 0 0 0,6 Carex vallis-pulcrae 0 0 0 3 0 0,6 Deschampsia caespitosa 0,7 511 0 0 0 102,3 Deyeuxia sp. sp.1 0 8 6 1,2 150 33,0 Deyeuxia sp. sp.2 750,6 0 0 0 0 150,1 Festuca werdermannii 1020,8 0 0 0 0 204,2 Hypochaeris acaulis 20 0 0 0 0 3,9 Oxychloë andina 0 2835,9 5710 4647,2 11090,6 4856,7 Patosia clandestina 0 891,8 384,3 0 0 255,2 Werneria pygmaea 12 15,3 77 0 0 20,9 Zameioscirpus gaimardioides 0 1042,9 289,6 751,8 276,9 472,2 Riqueza parcela 6 11 7 5 4 Biomasa total por parcela 9022,4 26635,8 32452,9 27133,9 57620,0 Promedio biomasa vega 30573,0 15664,2

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Las curvas de rarefacción realizadas en las cinco parcelas permanentes en cada una de las tres vegas, muestra que el esfuerzo de muestreo realizado no sería el suficiente para captar el conjunto de especies presente en las vegas (Figura 5.1.6). Esto puede ser explicado por la alta heterogeneidad del sistema.

Figura 5.1.6. Curvas de rarefacción de producción de biomasa para las tres vegas. La línea continua representa las especies observadas durante el muestreo y en línea punteada corresponde a los intervalos del confianza del 95%.

Mediciones de intercambio de gases No se encontraron diferencias en la fotosíntesis neta ni en la ganancia de carbono entre las tres vegas estudiadas (Figura 5.1.7). Las tasas de fotosíntesis neta, medida en distintos puntos de las tres vegas, -2 -1 presentaron valores entre los 10 y 12 µmol de CO2 m s . En cambio, en la transpiración y la EUAi si presentan diferencias (Figura 5.1.8). En el caso de la tasa de transpiración, se encontraron diferencias entre las vegas Pascua y NE-2A, pero ambas vegas tuvieron una tasa de transpiración similar a la vega Tres Quebradas (Figura 5.1.9). En la EUAi se encontró que la vegetación de la vega NE-2A, es la que presenta una menor EUAi, comparado con vega Pascua y Tres Quebradas (Figura 5.1.9). Al evaluar las especies más importantes para cada vega, encontramos que en el caso de la vega Tres Quebradas las especies más representativas de la vega fueron: Plantago barbata, Deschampsia caespitosa, Oxychloë andina y Eleocharis pseudoalbibracteata. En estas especies no se encontraron diferencias en la eficiencia en el uso del agua total del sistema, evaluado mediante la discriminación isotópica del 13C. Sin embargo, las mediciones de intercambio de gases muestran que Oxychloë andina es la especie que presenta una mayor tasa de fotosíntesis y EUAi de la vega, por lo cual esta especie sería clave para mantener el funcionamiento y productividad de la vega (Tabla 5.1.5). En vega Pascua las especies más abundantes fueron: Oxychloë andina, Deschampsia caespitosa, Deyeuxia sp. y Eleocharis pseudoalbibracteata. Para esta vega, la especie que presenta una mayor eficiencia en el uso del agua, tanto por discriminación de isotopos de 13C como la EUAi, fue Eleocharis pseudoalbibracteata. Sin embargo, la tasa de fotosintésis más alta se presenta en Oxychloë andina, con -2 -1 una fotosíntesis de 10,8 µmol CO2m s (Tabla 5.1.5). Por lo tanto, Oxychloë andina sería una especie importante para mantener la productividad del sistema.

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Figura 5.1.7: Determinaciones de fotosíntesis neta y ganancia de carbono, en las tres vegas en estudio. Las barras muestran el promedio ± el error estándar (n=5). Las letras sobre las barras muestran diferencias significativas entre las vegas Test Tukey, p ≤ 0,0 .

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Figura 5.1.8: Tasa de transpiración y eficiencia en el uso del agua instantánea (EUAi), medido en las tres vegas en estudio. Las barras muestran el promedio ± el error estándar (n=5). Las letras sobre las barras muestran diferencias sigificativas etre las vegas Test Tukey, p ≤ 0,0 .

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Tabla 5.1.5. Determinaciones de la eficiencia en el uso del agua total del sistema determinada a través de la 13 13 discriminación isotópica del C (∆ C), tasa de fotosíntesis neta (AN) y eficiencia del uso del agua instantánea (EUAi), en las especies más frecuentes de las vegas en estudio. El valor mostrado indica el promedio ± el error estándar (n=5). Las letras a, b y c muestran diferencias significativas entre especies, para una misma vega (Test Tukey, p ≤ 0,0 .

13 Vega Especie ∆ C AN EUAi -2 -1 (µmol CO2m s ) Tres Plantago barbata -27,4 ± 0,5 a 9,2 ± 0,3 a 3,1 ± 0,3 a Quebradas Deschampsia caespitosa 27,2 ± 0,2 a 9,6 ± 0,5 a 4,1 ± 0,2 b Oxycloë andicola -27,1 ± 0,3 a 14,6 ± 0,7 b 3,7 ± 0,2 a Eleocharis -27,8 ± 0,4 a 7,7 ± 0,5 c 3,1 ± 0,3 a pseudoalbibracteata Pascua Deyeuxia -27,3 ± 0,7 ab 5,4 ± 0,4 a 1,7 ± 0,2 a Oxychloë andina -27,9 ± 0,2 a 10,8 ± 1,1 b 2,5 ± 0,1 b Eleocharis -26,4 ± 0,1 b 7,9 ± 0,6 c 2,7 ± 0,2 b pseudoalbibracteata Deschampsia caespitosa -26,8 ± 0,4 b 9,3 ± 0,7 bc 2,4 ± 0,2 b NE-2ª Patosia clandestina -22,8 ± 0,5 a 9,9 ± 0,6 a 1,5 ± 0,1 a Oxychloë andina -25,9 ± 0,5 b 8,8 ± 1,1 a 2,6 ± 0,2 b Deyeuxia -27,1 ± 0,4 c - - Deschampsia caespitosa -27,5 ± 0,3 c 5,4 ± 0,4 b 2,1 ± 0,2 c

Las especies más abundantes en la vega NE-2A fueron: Oxychloë andina, Deschampsia caespitosa, Deyeuxia y Patosia clandestina. En esta vega la especie que presentó una mayor eficiencia en el uso del agua total (dada por ∆13C) y una mayor tasa de fotosíntesis fue Patosia clandestina. Sin embargo, al evaluar la EUAi (mediante intercambio de gases) Patosia clandestina es la especie que presentó una menor EUAi de la vega. Para esta vega Patosia clandestina sería una especie importante para mantener la productividad del sistema (Tabla 5.1.5). Al evaluar si existe una relación entre la tasa de transpiración y la fotosíntesis neta con la cantidad de agua en el suelo considerando todas las vegas, en su conjunto, no se encontró una correlación entre estos factores (Figura 5.1.9). Se observó que existe una amplia variabilidad en las tasas de transpiración y fotosíntesis a altos contenidos de agua en el suelo, para las tres vegas (Figura 5.1.9).

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Figura 5.1.9: Relación entre la tasa de transpiración y fotosíntesis neta con el contenido de agua en el suelo expresado en porcentaje. Triángulo negro: Vega NE-2A, círculo negro: Vega Tres quebradas y círculo blanco Vega Pascua.

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Resultados asociados al objetivo específico 4:

CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS VEGAS La caracterización de las vegas muestra que la vega NE-2A es donde hay una menor temperatura tanto del aire como del suelo. La temperatura del suelo fue aproximadamente un 31% menor que en vega Pascua y Tres Quebradas. Al comparar la temperatura del aire alrededor de la vegetación, esta diferencia se incrementa, siendo un 51% menor la temperatura a la cual está expuesta la cubierta vegetal en la vega NE-2A, comparado con vega Pascua y Tres Quebradas (Tabla 5.1.6). Estas diferencias en la temperatura tanto de aire como del suelo para la vega NE-2A, pueden deberse a la hora en la que se registraron los datos para esta vega (posterior a las 15:00 horas), y además, que durante la noche anterior y esa misma mañana hubo un frente climático de bajas temperatura y nieve. El contenido de agua en el suelo no fue diferente en ninguna de las tres vegas en estudio, mostrando valores entre un 77 y un 85% de contenido de agua (Tabla 5.1.6).

Tabla 5.1.6. Caracterización de las vegas en base a la temperatura del aire, del suelo y el contenido de agua para cada vega en estudio. El valor mostrado es el promedio ± el error estándar (n=5). Las letras muestran diferencias significativas entre las vegas (Test Tukey, p ≤ 0,0 . Vega Temperatura de suelo (°C) Temperatura del aire (°C) %Contenido de agua Tres Quebradas 7,1 ± 0,9 a 11,1 ± 0,5 a 85,1 ± 1,9 a Pascua 8,5 ± 0,4 b 12,5 ± 0,4 b 82,9 ± 0,8 a NE2A 5,2 ± 0,8 c 5,9 ± 1,5 c 77,8 ± 9,2 a

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Caracterización florística de las vegas VEGA PASCUA La vega Pascua posee una superficie aproximada de 6,32 ha, se encuentra ubicada en la cuenca del Río Estrecho a una altitud de 3715 m s.n.m. Corresponde a una vega heterogénea dominada por la presencia de Oxychloë andina y Patosia clandestina en las zonas con mayor disponibilidad hídrica y la dominancia de Deschampsia caespitosa y Deyeuxia sp. en las zonas más secas (Figura 5.1.10).

Figura 5.1.10: Diferentes parches de vegetación encontrados en Vega Pascua.

Las especies más frecuentes registradas en esta vega son: Deyeuxia sp., Eleocharis pseudoalbibracteata y Oxychloë andina con una frecuencia superior al 60%. Con frecuencias menores, pero superior al 30% se destaca la presencia de diferentes especies de Carex y Deschapmsia caespitosa. En el borde de los espejos de agua son frecuentes los individuos de Calceolaria sp. y diversas especies de Carex entre las que abunda Carex malmei y Anagallis alternifolia. En el cordón de vegetación acompañante de la vega (vegetación de borde) se destaca la presencia de Azorella madreporica, Hypochaeris acaulis, Nicotiana acuminata y N. corymbosa y Festuca werdermannii.

La distribución y abundancia de las especies en la vega es heterogénea, formándose parches de vegetación con diferentes niveles de cobertura. La cobertura promedio de la vegetación en la vega es de un 69,4 % con un amplio rango de variación (Figura 5.1.11).

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Figura 5.1.11: Cuadrantes tomados a lo largo del transecto de vegetación. Las condiciones encontradas al interior de la vega varían desde condiciones muy secas a completamente anegadas y desde cuadrantes dominados por Oxychloë-Patosia a Poaceae como Deyeuxia-Deschampsia.

VEGA NE-2A La vega NE-2A posee una superficie aproximada de 2,67 ha, al igual que vega Pascua se encuentra ubicada en la cuenca del Río Estrecho a una altitud de 3854 m s.n.m. Las especies dominantes en el estrato inferior corresponden a Oxychloë andina, Patosia clandestina y Zameioscirpus gaimardioides en zonas con mayor disponibilidad hídrica. El estrato más alto (sobre los 30 cm de estatura sobre el nivel del suelo) dominan Poaceae como Deyeuxia sp., Deschampsia caespitosa y en las zonas más secas Festuca werdermannii (Figura 5.1.12).

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Figura 5.1.12: Vistas panorámicas de la Vega NE-2A. En las fotografías se destaca la presencia de Festuca werdermannii, como la gramínea de mayor talla, Deyeuxia sp. como la más pequeña. En la parte basal de la fotografía se muestra a Oxychloë andina y Patosia clandestina formando un césped compacto.

Las especies más frecuentes registradas en la vega corresponden a Deyeuxia sp. Zameioscirpus gaimardioides, Oxychloë andina y Eleocharis pseudoalbibracteata con frecuencias por sobre el 50 %. Menos frecuentes, pero con frecuencias superiores al 30 % se destacan las especies Deschampsia caespitosa, Carex spp. y Stellaria sp.. La vega no presenta muchos espejos de agua, sin embargo, posee múltiples afloramientos generando áreas anegadas en las cuales la dominancia de Poaceae aumenta y la presencia de Mimulus depressus y Calceolaria sp. cobra mayor relevancia. El cordón de vegetación acompañante se encuentra dominado por Festuca werdermannii, Spergularia sp., Kurzamra pulchella y cojines aislados de Azorella madreporica.

La heterogeneidad de la vega se expresa en parches de vegetación internamente bastante homogéneos, pero diferentes entre sí, pudiendo distinguirse los parches dominados por Poaceae, los dominados por Oxychloë-Patosia- Zameioscirpus y los mixtos (Figura 5.1.13). Los parches dominados por Poaceae en general presentaron la menor cobertura.

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Figura 5.1.13: Vega NE-2A cuadrantes a lo largo del transecto. La variación de cobertura y disponibilidad de agua varía ampliamente entre cuadrantes.

La cobertura promedio de la vega es de 85,6%. Sin embargo, la mayor parte de los sitios dominados por Patosia y Oxychloë presentan el 100% de cobertura.

VEGA TRES QUEBRADAS La vega Tres Quebradas posee una superficie aproximada de 4,2 ha, se encuentra ubicada en la Cuenca del Río Tres Quebradas a una altitud de 3650 m s.n.m. Las especies dominantes corresponden a Oxychloë andina, Patosia clandestina y Eleocharis spp. Se destaca también la presencia de varias especies del género Juncus.

Las especies frecuentes registradas en la vega corresponden a Eleocharis pseudoalbibracteata, Deyeuxia sp. y Oxychloë andina alcanzando una frecuencia superior al 75% de los cuadrantes analizados (n=40). Se destaca también la presencia de Plantago barbata con una frecuencia de 57%.

Esta vega, al igual que las otras vegas analizadas, presenta una heterogeneidad bastante marcada, observándose parches de vegetación donde las especies más conspicuas corresponden a las Poaceae. Esta zona tiende a presentar menor cobertura y menor porcentaje de humedad. En las zonas más húmedas se destaca la presencia de una carpeta prácticamente continua conformada principalmente

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por Oxychloë andina. Los espejos de agua son escasos, sin embargo, la vega es atravesada por el Río Tres Quebradas (Figura 5.1.14).

Figura 5.1.14: Vista general de la vega Tres Quebradas y el río del mismo nombre.

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5.2 Limites considerados: Los límites considerados, que se muestran en la Tabla 5.2.1 tienen relación con los límites dados por el rango de variación que se puede encontrar en la naturaleza. Ninguno de los parámetros considerados en este estudio se asocia a normas de emisión descritas para Chile.

Tabla 5.2.1: Límites de los parámetros medidos en este estudio.

Parámetro evaluado Límite inferior Límite superior

Riqueza (número de especies) 0 (ausencia total de especies) No aplica1

Cobertura (especies m2) 0 % sin cobertura vegetal 100 % Biomasa (g/m2) 0 g No aplica1 -2 -1 -2 -1 2 Fotosíntesis neta (µmol CO2 m s ) 0 µmol CO2 m s No aplica -2 -1 -2 -1 2 Transpiración (µmol H2O m s ) 0 µmol H2O m s No aplica Eficiencia en el uso del agua instantánea 0 No aplica (EUAi) (Fotosíntesis/Transpiración) Eficiencia en el uso del agua total del sistema Parámetro dependiente de la Parámetro dependiente de (EUAt) (Discriminación isotópica 13C) comparación con un estándar la comparación con un pre-determinado estándar pre-determinado Temperatura del aire y suelo en °C No aplica No aplica Contenido de agua en el suelo (%) 0 % (sustrato sin contenido de 100 % agua)

1  Para el caso de la riqueza de especies no existen valores de referencia para poder informar el número máximo contenido en un área determinada. Este parámetro es dependiente de múltiples factores tales como el tamaño de la especie, permanencia de los individuos en el área, ciclos de vida etc. Lo mismo ocurre con la biomasa ya que se encuentra directamente relacionada con las especies presentes en el área. 2  En el caso de los parámetros ecofisiológicos y uso eficiente del agua, no existen estudios para establecer los rangos de variación máxima del parámetro en ambientes naturales. Estos parámetros se encuentran directamente relacionados con la especie que se mide y las condiciones del ambiente en el que se realice la medición.

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6 DISCUSIÓN

6.1 Análisis cuantitativo, cualitativo y la evolución de los parámetros en el tiempo:

 Los sistemas analizados presentan diferencias en la riqueza total de especies presentes (Tres Quebradas (62 especies), seguida de Pascua (46 especies) y NE-2A (37 especies)). Este parámetro no ha sido evaluado con anterioridad en las vegas. Sin embargo, las estimaciones a partir del monitoreo realizado por Squeo et al., (2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013) y Roque-Marca et. Al. (2014) en las parcelas permanentes indican una riqueza general no superior a 20 especies (considerando solo a la Vega Pascua como referente)

Los siguientes parámetros del componente flora y vegetación no han sido evaluados en años anteriores:

 El porcentaje de especies nativas por formación corresponde a cerca del 90 % para NE-2A y Tres Quebradas y 85 % para Vega Pascua.  El nivel de endemismo en las vegas es bajo no siendo superior al 6%.  La mayor parte de las especies azonales corresponden a hierbas perennes y las formas de vida leñosas se encuentran preferentemente en el borde.  La mayor similitud florística de las vegas se encuentra entre las vegas Pascua y NE-2A, las cuales comparten cerca del 66% de las especies. La mayor diferencia está entre las vegas NE-2A y Tres Quebradas. La mayor similitud encontrada en la composición florística de las vegas del área de influencia directa del proyecto se puede explicar, en parte, por la cercanía entre ambas vegas, y por pertenecer a la misma cuenca. Por su parte, la mayor diferencia encontrada en la vega Tres Quebradas podría explicarse por la presencia de un elevado número de especies procedentes de menores altitudes.  La riqueza promedio de especies encontrada en las parcelas permanentes de una misma vega no presentó diferencias significativas; de igual forma tampoco se observaron diferencias significativas entre la riqueza de especies promedio entre parcelas de diferentes vegas  En relación a la cobertura vegetal por parcelas no se encontraron diferencias significativas entre los promedios de cobertura entre parcelas de diferentes vegas. Sin embargo, la mayor variación en cuanto a cobertura vegetal se encuentra en la vega NE-2A.

Variables eco-fisiológicas

 Las estimaciones realizadas a la fecha en las vegas de influencia directa del Proyecto Pascua- Lama en general muestran valores negativos para fotosíntesis. Los rangos en las variaciones de las tasas fotosintéticas estimadas, sin embargo, no se relacionan con las estimaciones de biomasa obtenidas en el mismo periodo (fotosíntesis negativa con producción de biomasa positiva, puede indicar que la respiración de la cubierta vegetal y del suelo no fueron consideradas). En las evaluaciones realizadas este año, se observa coherencia entre los parámetros evaluados (tasas fotosintéticas y acumulación de biomasa positivas para una misma unidad).

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 Oxychloë andina y Patosia clandestina serían las especie claves para mantener la productividad de los diferentes sistemas. Este resultado no se puede comparar con los años anteriores, debido a que para las temporadas anteriores no existían datos de ganancia de carbono por especie.

En el presente informe se modificó el método de muestreo de vegetación y de las mediciones de intercambio de gases utilizando metodologías más adecuadas y precisas para evaluar los parámetros comprometidos en este tipo de sistemas, atendiendo a las sugerencias realizadas en el informe: Determinación de biomasa vega Pascua asociada al proyecto Pascua-Lama Periodo 2014-2015, con el fin de establecer un muestreo con el menor impacto posible.

6.2 Incertidumbre a los métodos utilizados: Las especies que componen las vegas presentan hábitos, formas de vida y caracteres vegetativos muy similares entre sí. El carácter dominante en la mayor parte de las especies corresponde a hierbas que siguen un patrón de crecimiento simpodial, en el que varias rosetas se desarrollan desde la base. Las características vegetativas y en particular las características de las hojas que permitan una fácil e inequívoca determinación son escasas y en algunos casos nulas. Esto, sumado al hecho que muchos de estos grupos no se encuentran estudiados para la flora de Chile hace que el nivel de incertidumbre en las determinaciones sea elevado. Para disminuir la incertidumbre en las determinaciones realizadas en este informe, las especies fueron identificadas en terreno, pero además se corroboraron todas las determinaciones en laboratorio, pudiendo examinarse todo el material con ayuda de lupa y comparándose con material herborizado perteneciente a la colección del Herbario de la Universidad de Concepción (CONC).

La estimación de porcentajes de cobertura es subjetiva siendo altamente dependiente del observador. Razón por la cual, las estimaciones de cobertura realizadas en terreno fueron corroboradas en laboratorio a partir de fotografías de los cuadrantes utilizados y manejadas en programas computacionales para determinar las áreas de cobertura.

La estimación de biomasa considera la masa de las especies presente en un punto tanto espacial como temporal. Variaciones en la misma asociadas al proceso de senescencia de la planta (variación temporal) no se consideran.

La estimación de la calidad del esfuerzo de muestreo realizado en estos monitoreos, indica que el esfuerzo realizado en este periodo es bueno (salvo para la vega Tres Quebradas), sin embargo, debido a la heterogeneidad propia de los sistema evaluados se recomienda aumentar los n muestreales considerados.

Desde el punto de vista ecofisiológico, los sistemas evaluados son muy sensibles a pequeñas variaciones en la temperatura, agua y radiación solar del sistema. Si bien se estableció que los horarios para obtener adecuadas tasas fotosintéticas (periodo del día en el que se realizarían las mediciones) estarían entre las 10:00 y 16:00 horas, en la práctica el rango temporal disponible es mucho menor. En reiteradas oportunidades las especies cerraban estomas alrededor del mediodía disminuyendo las tasas

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fotosintéticas a cero y teniendo como resultado solo datos de respiración. Para evitar tomar mediciones cuando la planta comienza a respirar, en este informe solo se midieron plantas con valores de -2 -1 conductancia estomáticas superiores a 0,08 mol H2O m s , para así evitar tomar valores erróneos y no representativos de las especies.

6.3 Medidas o acciones ante comportamientos no esperados de la variable ambiental. En caso de registrar un valor muy elevado o fuera del rango esperado para este tipo de formaciones (los profesionales a cargo de cada parámetro conocen los rangos estimados en los que estos pueden variar), se repite la medición tantas veces como sea necesario para obtener una medición adecuada.

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7 CONCLUSIONES El contenido de agua en el suelo no fue diferente en ninguna de las tres vegas en estudio, mostrando valores entre un 77 y un 85% de contenido de agua. El agua disponible no se correlaciona con ninguna de las variables evaluadas, es decir, no existe relación entre el contenido de agua a lo largo de un transecto y la cobertura de especies al interior de las vegas analizadas. Además, no se observa un patrón determinado en la cobertura vegetal de las vegas, en relación a la distancia desde el borde hacia el centro. La cobertura presenta un patrón de variación aleatorio dependiente en mayor medida del estado de la carpeta de Oxychloë andina.

La riqueza de especies entre las tres vegas analizadas no es homogénea encontrándose una mayor proporción de especies en la vega Tres Quebradas. La mayor similitud florística de las vegas se encuentra entre las vegas Pascua y NE-2A las cuales comparten cerca del 66% de las especies.

La mayor similitud encontrada en la composición florística de las vegas del área de influencia directa del proyecto se puede explicar en parte, por la cercanía entre ambas vegas y por pertenecer a la misma cuenca, por su parte la mayor diferencia encontrada en la vega Tres Quebradas se explica por la presencia de un elevado número de especies procedentes de menores altitudes.

El esfuerzo de muestreo realizado para caracterizar la vegetación podría considerarse adecuado solo para dos vegas, Pascua y NE-2A. La alta heterogeneidad de la vega Tres Quebradas y su mayor tamaño pueden determinar la necesidad de realizar un esfuerzo mayor para caracterizar de mejor manera esta vega.

No hay diferencias en las tasas de fotosíntesis neta y el balance de carbono para las tres vegas -2 -1 evaluadas. En las tres vegas se encontraron valores de fotosíntesis de alrededor de 12 µmol CO2m s y un balance de carbono positivo.

No se observa una relación entre las variables ambientales (tales como temperatura y contenido de agua en el suelo) con la tasa de fotosíntesis y el balance de carbono de las tres vegas.

En la vega Tres Quebradas no hay diferencias en la eficiencia del uso del agua total, medido por medio de la discriminación isotópica del 13C, entre las especies más frecuentes en esta vega. En la vega Pascua las especies Eleocharis pseudoalbibracteata y Deschampsia caespitosa, fueron las que presentaron una mayor eficiencia en el uso del agua. En la vega NE-2A se muestra que Patosia clandestina sería la especie que presenta una mayor eficiencia en el uso del agua total para el sistema. Siendo además la especie que tiene una mayor eficiencia en el uso del agua total de las tres vegas en estudio.

En las vegas Tres Quebradas y Pascua Oxychloë andina sería una especie clave para mantener el sistema, ya que fue la especie de la vega que presentó una mayor tasa de fotosíntesis y una alta EUA. En la vega NE-2A, en cambio, la especie que se presenta clave para mantener el sistema es Patosia clandestina, teniendo altos valores de fotosíntesis y eficiencia en el uso del agua.

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8 REFERENCIAS.  Ahumada M. & Faúndez L. (2009). Guía Descriptiva de los Sistemas Vegetacionales Azonales Hídricos Terrestres de la Ecorregión Altiplánica (SVAHT). Ministerio de Agricultura de Chile, Servicio Agrícola y Ganadero. Santiago. 118 p.

 Ahumada M., Aguirre F., Contreras M., Figueroa, A. (2011). Guía para la Conservación y Seguimiento Ambiental de Humedales Andinos. Ministerio del Medio Ambiente, Servicio Agrícola y Ganadero, Dirección General de Aguas. Santiago, Chile. 49 pp.

 Alzérreca H., Luna D., Prieto G., Cardozo A. & Céspedes J. (2001). Estudio de la capacidad de carga de bofedales para la cría de alpacas en el sistema TDPS-Bolivia. Informe final de consultoría. Asociación Integral de Ganaderos en Camélidos de los Altos Andes, Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, Autoridad Binacional del lago Titicaca. La Paz, Bolivia. 278 pp.

 Centro de información de recursos naturales (CIREN). (2010). Caracterización base de vegas y bofedales altoandinos para una gestión sostenible de los recursos hídricos. Primera parte: Región de Antofagasta. Proyecto CIREN-INNOVA de CORFO Código: 08CM01-23. 112pp.

 Colwell R.K. 2009. EstimateS: Statistical estimator of species richness and shared species from saples. Versio 8.. User’s Guide ad applicatio pu lished at: http://purl.oclc.org/estimates

 Begon M., Townsend C., & Harper J. (2006). Ecology: from individuals to ecosystems. Blackwell Publishing Ltd, 738 pp.

 Evett S. (2008). Gavimetric anual volumetric direct measurements of foil water content. Chapter 2 In: Field estimation of soil water content: A practical guide to methods, instrumentation and sensor tecnology, 23: 37 pp.

 Medrano H; Bota J.; Cifre J.; Flexas J.; Ribas Carból M. & Gulías J. (2007). Eficiencia en el uso del agua por las plantas. Investigaciones Geográficas, v.43, p.63-84.

 Ministerio del medio ambiente: (http://www.mma.gob.cl/clasificacionespecies/index2.htm)

 Ramsar & EHAA (2008). Estrategia regional para la conservación y uso sostenible de humedales altoandinos, Convención de Ramsar, Gobiernos de Ecuador y Chile, CONDESAN y TNC-Chile.

 Ramsar (2010). Caring for wetlands: an answer to climate change: www.ramsar.org/pdf/wwd/10/ wwd2010_aa_leaflet_e.pdf.

 Roque-Marca N., Squeo F. & Ponsae C. (2014). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A

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 Ruthsatz B. (1993). Flora and ecological conditions of high Andean mires of Chile between 18 degree 00' (Arica) and 40 degree 30'(Osorno) s. lat. Phytocoenologia, 23, 157-199 pp.

 Sadzawka R., Carrasco M., Demanet R., Flores H., Grez R., Mora M., & Neaman A. (2007). Métodos de análisis de tejidos vegetales. Segunda edición. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Serie Actas INIA Nº 40, Santiago, Chile, 139 pp.

 Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) (2006). Conceptos y criterios para la evaluación de humedal. 81 pp.

 Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) (2006).Conceptos y criterios para la evaluación ambiental de humedales.Centro de Ecologia Aplicada Ltda.81 pp.

 Squeo F., Osorio R. & Arancio G. (1994). Flora de los Andes de Coquimbo: Cordillera de Doña Ana. Ediciones Universidad de La Serena. La Serena. Chile.

 Squeo F., Arancio G. & Cepeda J. (1996). Antecedentes específicos sobre protección/ mitigación de recursos bióticos - camino de acceso sur al Proyecto Minero Nevada. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.

 Squeo F., Warner B., Aravena R. & Espinoza D. (2006). Bofedales: high altitude peatlands of the central Andes. Revista Chilena de Historia Natural 79: 245-255 pp.

 Squeo F. & Rivera M. (2013). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Universidad de La Serena.

 Stevens P. (2001 en adelante). Angiosperm Phylogeny Website. Versión 12 (2012). Disponible en: http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/ (Visitado julio 2016).

 Tapia M. & Flores J. (1984). Pastoreo y Pastizales de los Andes del Sur del Perú. INIPA. Lima- Perú.

 Zuloaga F., Morrone O. & Belgrano M. (2008). Catálogo de las Plantas Vasculres del Cono Sur, Argentina, Sur de Brazil, Chile, Paraguay y Uruguay. Monographs in Systematic Botany from the Missouri Botanical Garden, vol. 107. Missouri Botanical Garden. 3468 pp.

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Además de la literatura citada se consideró como base los informes realizados en años anteriores en el área de estudio:

 Squeo F.A., G Arancio, M. León, D. López & J.E .Novoa (2002) Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua -Lama: Flora y Vegetación. Julio 2002. Universidad de La Serena – Barrick Chile S.A.  Squeo F.A., G. Arancio, M. León, D .López & J.E. Novoa (2003) Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Abril 2003. Universidad de La Serena – Barrick Chile S.A.  Squeo F.A., G. Arancio, M. León, D. López & J.E. Novoa (2004) Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Abril 2004. Universidad de La Serena – Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A, G. Arancio, D. López & D. Espinoza. (2005). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Mayo 2005. Universidad de La Serena – Barrick Chile S.A  Squeo, F.A., G. Arancio, D. López & P. Vargas (2007). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Mayo 2007. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A., G. Arancio, D. López & P. Vargas (2008). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Octubre 2008. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A., P. Vargas, G. Arancio & D. López (2009). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Septiembre 2009. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A., P. Vargas, G. Arancio & D. López (2010). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Junio 2010. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A. & P. Vargas (2011). Informe de productividad de los bofedales de Pascua Lama. Junio 2011. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A., M. Rivera & G. Arancio (2012). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Junio 2012. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.  Squeo, F.A. & M. Rivera (2013). Monitoreo y Actualización de Línea de Base de Recursos Bióticos Proyecto Pascua - Lama: Flora y Vegetación. Julio 2013. Universidad de La Serena - Barrick Chile S.A.

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9 ANEXOS Anexo I. Listado de especies encontradas en las vegas: Tres Quebradas, Pascua y NE-2A y registro fotográfico de las especies encontradas durante la campaña abril 2016 por el equipo de Ecobiosis y Bioma Consultores.

Tres Nombre científico Orden Familia Hábito Origen Quebradas Pascua NE2-A

Acaena magellanica (Lam.) Vahl Rosales Rosaceae Hierba Perenne Nativa 1

Adesmia sp. Fabales Fabaceae Arbusto Nativa 1

Anagallis alternifolia Cav. Ericales Primulaceae Hierba Perenne Nativa 1 1

Arenaria sp. Caryophyllales Caryophyllaceae Bianual Indeterminado 1 1

Astragalus bustillosii Clos Fabales Fabaceae Hierba Perenne Nativa 1

Atriplex sp. Caryophyllales Amaranthaceae Hierba Perenne Nativa 1

Azorella madreporica Clos Apiales Apiaceae Arbusto Perenne Nativa 1

Azorella cryptantha (Clos) Reiche Apiales Apiaceae Subarbusto Perenne Nativa 1

Azorella trifoliolata Clos Apiales Apiaceae Hierba Perenne Nativa 1 1

Bromus catharticus Vahl Poaceae Hierba Nativa 1

Calandrinia compacta Barnéoud Caryophyllales Montiaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Calceolaria biflora Lam. Lamiales Calceolariaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Calceolaria sp. Lamiales Calceolariaceae Hierba Perenne Nativa 1

Cardamine sp. Brassicales Brassicaceae Hierba Perenne Indeterminado 1 1

Carex gayana E. Desv. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Carex malmei Kalela Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Carex maritima Gunnerus Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Carex microglochin Wahlenb. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Carex sp. 10 Poales Cyperaceae Hierba Perenne Indeterminado 1 1 1

Carex sp. 72 Poales Cyperaceae Hierba Perenne Indeterminado 1 1

Carex vallis-pulchrae Phil. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Cerastium arvense L. Caryophyllales Caryophyllaceae Hierba Perenne Introducida 1 1

Cerastium humifusum Cambess. Caryophyllales Caryophyllaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1 Cistanthe picta (Gillies ex Arn.) Carolin ex Hershkovitz Caryophyllales Montiaceae Hierba Perenne Nativa 1

Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. Caryophyllales Caryophyllaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Deschampsia caespitosa (L.) P. Beauv. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1 Descurainia pimpinellifolia (Barnéoud) O.E. Schulz Brassicales Brassicaceae Hierba Anual Nativa 1

Deyeuxia eminens J. Presl Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1

Deyeuxia sp. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Doniophyton weddellii Katinas & Stuessy Asterales Asteraceae Subarbusto Perenne Nativa 1 Eleocharis pseudoalbibracteata S. González & Guagl. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Eleocharis sp. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Erigeron gilliesii (Hook. & Arn.) Cabrera Asterales Asteraceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Erigeron leptopetalus Phil. Asterales Asteraceae Subarbusto Nativa 1 1

Fabiana imbricata Ruiz & Pav. Solanales Solanaceae Arbusto Nativa 1

Festuca sp. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Festuca werdermannii St.-Yves Poales Poaceae Hierba Perenne Endémica 1 1

Gayophytum micranthum Hook. & Arn. Myrtales Onagraceae Hierba Anual Nativa 1

Gentiana prostrata Haenke Gentianales Gentianaceae Hierba Anual Nativa 1 1 Gentianella coquimbensis (Briq.) Martic. & Quezada Gentianales Gentianaceae Hierba Perenne Endémica 1 1

Gilia crassifolia Benth. Ericales Polemoniaceae Hierba Anual Nativa 1

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Hordeum sp. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Hypochaeris acaulis (J. Remy) Britton Asterales Asteraceae Hierba Perenne Endémica 1 1

Jaborosa caulescens Gillies & Hook. Solanales Solanaceae Hierba Perenne Nativa 1

Jarava sp. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativas 1

Juncus balticus Willd. Poales Hierba Perenne Nativa 1

Juncus scheuchzerioides Gaudich. Poales Juncaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Juncus stipulatus Nees & Meyen Poales Juncaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 Junellia caespitosa (Gillies & Hook. ex Hook.) Moldenke Lamiales Verbenaceae Arbusto Perenne Nativa 1

Kurzamra pulchella (Clos) Kuntze Caryophyllales Lamiaceae Hierba Perenne Nativa 1

Lobelia oligophylla (Wedd.) Lammers Asterales Campanulaceae Hierba Perenne Nativa 1 1

Mimulus depressus Phil. Lamiales Phrymaceae Hierba Anual Nativa 1 1 1

Nicotiana acuminata (Graham) Hook. Solanales Solanaceae Hierba Perenne Nativa 1 1

Nicotiana corymbosa J. Remy Solanales Solanaceae Hierba Anual Nativa 1 1

Oxychloë andina Phil. Poales Juncaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Patosia clandestina (Phil.) Buchenau Poales Juncaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Phacelia cumingii (Benth.) A. Gray Boraginales Boraginaceae Hierba Anual Nativa 1 Phylloscirpus acaulis (Phil.) Goetgh. & D.A. Simpson Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1

Plantago barbata G. Forst. Lamiales Plantaginaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Plantago tubulosa Decne. Lamiales Plantaginaceae Hierba Perenne Nativa 1 1

Poa sp.1 Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Poa sp.2 Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

Polypogon australis Brongn. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1

Puccinellia frigida (Phil.) I.M. Johnst. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1

Spergularia sp. Caryophyllales Caryophyllaceae Indeterminado Indeterminado 1 1

Stellaria debilis d'Urv. Caryophyllales Caryophyllaceae Hierba Perenne Nativa 1

Triglochin palustris L. Alismatales Juncaginaceae Hierba Perenne Cosmopolita 1 1

Trisetum sp. Poales Poaceae Hierba Perenne Nativa 1

Urtica urens L. Rosales Urticaceae Hierba Anual Introducida 1 Werneria pygmaea Gillies ex Hook. & Arn. Asterales Asteraceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1 Zameioscirpus atacamensis (Phil.) Dhooge & Goetgh. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 Zameioscirpus gaimardiodes (E. Desv.) Dhooge & Goetgh. Poales Cyperaceae Hierba Perenne Nativa 1 1 1

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9.1 Responsables de la actividad.

Institución Nombre Cargo Profesión Actividad Tania Altamirano Profesional Líder Bióloga Coordinación, Administración, Ambiental Gestión, Actividades de Bioma campo, Revisión Consultores S.A. Jose Mena Ingeniero Asistente Ingeniero en Apoyo logístico y toma de RRNN muestras, cartografía. Juan Avilés Chofer - Apoyo logístico y apoyo muestreo Lohengrin Cavieres Profesor titular Dr. En Ciencias Análisis y elaboración de m/Biología informe técnico

Maritza Mihoc Asistente de Dr. En Ciencias Toma de muestras, Investigación Biológicas caracterización e Área Botánica identificación de especies, análisis, elaboración de Informe. Laboratorio ECOBIOSIS Graciela Valencia Asistente de Magister en Gestión, toma de muestras, Universidad de Investigación Ciencias Área caracterización análisis, Concepción Botánica elaboración de Informe.

Carolina Hernández Asistente Dr. En Ciencias Toma de muestras, Medición investigación Biológicas fotosíntesis e isotopos, Área Botánica análisis, elaboración de informe Ana Sanhueza Asistente Bióloga Toma de muestras, medición investigación fotosíntesis e isótopos, análisis, elaboración de informe Laboratorio de Bioquímica e Isotopos estables Pontificia Laboratorio N/A N/A Discriminación isotópica 13C Universidad Católica de Chile

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HIDROBIOLOGÍA VEGAS PASCUA, NE-2A Y TRES QUEBRADAS PROYECTO DINÁMICA DE CORTO Y LARGO PLAZO DE LOS BOFEDALES EN EL PROYECTO PASCUA – LAMA: IMPLICANCIAS PARA SU MANEJO Evaluación de Estado Ecológico mediante monitoreo de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos. Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

Elaborado para:

Presentado por:

Junio 2016.

INDICE DE CONTENIDOS

RESUMEN EJECUTIVO ...... 8 1. INTRODUCCION ...... 12 2. OBJETIVOS ...... 13 2.1. Objetivo general ...... 13 2.2. Objetivos específicos ...... 13 3. ÁREA DE ESTUDIO ...... 14 4. METODOLOGÍA ...... 16 4.1. Selección de estaciones de Monitoreo Hidrobiológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 16 4.2. Muestreo y caracterización limnológica de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 20 4.2.1. Caracterización de hábitat acuático e hidromorfología fluvial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 20 4.2.2. Muestreo y caracterización de parámetros fisicoquímicos en agua superficial y sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 22 4.2.3. Muestreo y caracterización de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 25 4.3. Relación entre variables ambientales y la comunidad de macroinvertebrados bentónicos de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 27 4.4. Determinación del Estado Ecológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 28 4.4.1. Determinación de Tipos de ríos asociados a vegas altoandinas ...... 28 4.4.2. Establecimiento de Condiciones de referencia en vegas altoandinas ...... 28 4.4.3. Evaluación del Gradiente de estrés de vegas altoandinas ...... 29 4.4.4. Evaluación de índices biológicos y su relación con el Gradiente de estrés ambiental 29 4.4.5. Caracterización del estado ecológico de vegas altoandinas ...... 32 5. RESULTADOS ...... 34 5.1. Descripción del hábitat acuático e hidromorfología fluvial de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 34 5.2. Descripción de parámetros fisicoquímicos de agua superficial y sedimentos fluviales de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 39 5.2.1. Parámetros fisicoquímicos de Agua superficial ...... 39

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5.2.2. Parámetros fisicoquímicos de Sedimentos fluviales ...... 45 5.3. Descripción de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 47 5.4. Relación entre la comunidad de macroinvertebrados bentónicos y las características ambientales de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 59 5.5. Determinación del estado ecológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 60 5.5.1. Determinación de los tipos de ríos asociados a las vegas altoandinas ...... 60 5.5.2. Selección de las estaciones de referencia ...... 61 5.5.3. Determinación del gradiente de estrés ambiental ...... 61 5.5.4. Evaluación de índices biológicos y su relación con el gradiente de estrés ambiental .... 62 5.5.5. Calibración del índice ChBMWP para la evaluación del estado ecológico de vegas altoandinas ...... 64 5.5.6. Aplicación del índice biológico ChBMWP-Vegas para la evaluación del estado ecológico de vegas altoandinas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 65 6. DISCUSION ...... 71 6.1. Hábitat acuático e hidromorfología fluvial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 71 6.2. Fisicoquímica de agua superficial y sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 72 6.3. Comunidad de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 201674 6.4. Relación entre las comunidades de macroinvertebrados bentónicos y las características ambientales de las vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 76 6.5. Establecimiento del estado ecológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 77 6.6. Evaluación del estado ecológico en las vegas altoandinas según ChBMWP-Vegas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 ...... 78 7. CONCLUSIONES ...... 80 8 BIBLIOGRAFIA ...... 82 10. ANEXOS ...... 88 Anexo 01. Formato Fichas de Terreno. 01-A. Ficha de registro parámetros hidromorfológicos 01-B. Ficha de registro QBR-and 01-C. Ficha de registro IHF

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Anexo 02. Descripción y registro fotográfico de estaciones de Monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 03. Acreditaciones Laboratorio ANAM. Anexo 04. Base de datos consolidada Monitoreo Hidrobiológico, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-A. Datos hidromorfológicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-B. Datos índice QBR, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-C. Datos índice IHF, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-D. Datos fisicoquímicos de agua superficial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-E. Datos fisicoquímicos de sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-F. Datos de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 05. Certificados de análisis de parámetros fisicoquímicos de agua superficial, Monitoreo Hidrobiológico Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 06. Certificados de análisis de parámetros fisicoquímicos de sedimentos fluviales, Monitoreo Hidrobiológico Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 07. Registro fotográfico de macroinvertebrados bentónicos en vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 08. Factor de Correlación de Pearson (R) entre las variables fisicoquímicas y los índices biológicos calculados para las vegas altoandinas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas. Anexo 09. Equipo de trabajo responsable de muestreo y elaboración de informe. Monitoreo Hidrobiológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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INDICE DE FIGURAS Figura 1. Ubicación geográfica de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas en el área de estudio...... 15 Figura 2. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico en Vega NE-2A...... 17 Figura 3. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico en Vega Pascua...... 18 Figura 4. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico en Vega Tres Quebradas...... 19 Figura 5. Muestreo de agua superficial en vegas altoandinas...... 23 Figura 6. Muestreo de sedimentos fluviales en vegas altoandinas...... 24 Figura 7. Muestreo de macroinvertebrados bentónicos mediante red de mano...... 25 Figura 8. Propuesta para el establecimiento de las clases de estado ecológico en función de los valores obtenidos para un determinado índice biológico en las estaciones de referencia, siguiendo los criterios establecidos por la Directiva Marco del Agua...... 33 Figura 9. Composición de sustrato por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. A) Vega NE-2A; B) Vega Pascua; C) Vega Tres Quebradas...... 36 Figura 10. Temperatura (°C; Figura A) y Oxígeno disuelto (mg/L; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 40 Figura 11. pH (Figura A) y Conductividad eléctrica (µS/cm; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 41 Figura 12. Nitrógeno Total Kjeldahl (mg/L; Figura A) y Fósforo Total (mg/L; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 42 Figura 13. Sólidos disueltos totales (mg/L; Figura A) y Turbidez (NTU; Figura B)en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 43 Figura 14. Coliformes totales (NMP/100ml; Figura A) y Clorofila a (µg/L; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 44 Figura 15. Proporción y distribución de la concentración de metales totales (mg/L) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (Figura A) y marzo 2016 (Figura B)...... 45 Figura 16. Proporción de la concentración de materia orgánica e inorgánica en sedimentos fluviales para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (Figura A) y marzo 2016 (Figura B). . 46 Figura 17. Proporción de la concentración de metales totales en sedimentos fluviales para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (Figura A) y marzo 2016 (Figura B)...... 47 Figura 18. Proporción de taxa registrados en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, de acuerdo a su tolerancia a la contaminación, Temporadas noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M)...... 49 Figura 19. Abundancia relativa (%) de macroinvertebrados bentónicos registrados en vega NE-2A, Temporadas noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M)...... 50 Figura 20. Abundancia relativa (%) de macroinvertebrados bentónicos registrados en vega Pascua, Campaña noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M)...... 51 Figura 21. Abundancia relativa (%) de macroinvertebrados bentónicos registrados en vega Tres Quebradas, Campaña noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M)...... 52

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Figura 22. Índices de diversidad de macroinvertebrados bentónicos en estaciones de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. A) Riqueza; B) Diversidad de Shannon-Wiener; C) Dominancia de Simpson; D) Equitatividad de Pielou...... 53 Figura 23. Distribución geográfica de familias de macroinvertebrados bentónicos encontrados en la Vega NE-2A, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 56 Figura 24. Distribución geográfica de familias de macroinvertebrados bentónicos encontrados en la Vega Pascua, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 57 Figura 25. Distribución geográfica de familias de macroinvertebrados bentónicos encontrados en la Vega Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 58 Figura 26. Análisis canónico de correspondencias (ACC), mostrando la ubicación de A) las familias de macroinvertebrados con respecto a las variables ambientales y B) la localización de las estaciones de muestreo de la vega NE-A ◊ , Pascua □ y Tres Que radas ∆ , Teporadas ovie re 0 rojo y marzo 2016 (azul)...... 59 Figura 27. Análisis de Escalamiento Multidimensional (MDS) de los componentes fisiográficos de las estaciones de muestreo definidas para las vegas NE-A ◊ , Pascua □ y Tres Que radas ∆ ...... 60 Figura 28. Disposición de las estaciones de monitoreo en el espacio definido por los dos primeros copoetes e el Aálisis de Copoetes Pricipales ACP . Varia les a ietales ── y estacioes de muestreo vega NE-2A (◊), Pascua (□) y Tres Quebradas (∆), Temporadas noviembre 2015 (rojo) y marzo 2016 (azul)...... 61 Figura 29. Relación de Calidad Ecológica (EQR) de los índices unimétricos Riqueza (A) y EPT (B); los índices bióticos ChBMWP (C) y ABI (D); y el índice multimétrico IMEERA (E) frente al gradiente de estrés de las vegas en estudio, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 64 Figura 30. Box-plot de los valores del índice ChBMWP en las estaciones de referencia (REF) e impactadas (IMP) de las vegas altoandinas de la cuenca del Huasco...... 65 Figura 31. Porcentaje de representación de las cinco clases de Estado Ecológico según ChBMWP-Vegas en las vegas altoandinas en estudio, Temporadas noviembre 2015 (A) y marzo 2016 (B)...... 66 Figura 32. Mapa preliminar del Estado Ecológico según el índice ChBMWP-Vegas en la Vega NE-2A por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 68 Figura 33. Mapa preliminar del Estado Ecológico según el índice ChBMWP-Vegas en la Vega Pascua por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 69 Figura 34. Mapa preliminar del Estado Ecológico según el índice ChBMWP-Vegas en la Vega Tres Quebradas por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 70

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INDICE DE TABLAS Tabla 1. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico de vegas altoandinas consideradas en las Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 16 Tabla 2. Categorías de sustrato RIVPACS según tamaño de partícula...... 20 Tabla 3. Rangos de clasificación del índice de calidad de la ribera QBR-and modificado de Acosta et al. (2009)...... 21 Tabla 4. Parámetros fisicoquímicos de aguas superficiales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. ... 23 Tabla 5. Parámetros fisicoquímicos de sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. . 25 Tabla 6. Métricas utilizadas para evaluación de ríos altoandinos de páramos y punas IMEERA P y fórmula a aplicar en el índice ...... 31 Tabla 7. Características hidromorfológicas del hábitat acuático por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 34 Tabla 8. Índices de diversidad de sustrato por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 37 Tabla 9. Categorías de calidad de los índices QBR- And e IHF por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 38 Tabla 10. Composición taxonómica de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos registrada en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M)...... 48 Tabla 11. Índices biológicos utilizados para evaluar el estado ecológico de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas. Presentando su coeficiente de regresión lineal (R2), el valor de correlación de Pearson (R) frente al gradiente de estrés ambiental y su eficiencia discriminativa entre estaciones de referencia e impactadas...... 63 Tabla 12. Acotaciones de los rangos de valores del índice ChBMWP original y ajustado para definir el estado ecológico de las vegas altoandinas de la cuenca del Huasco...... 65 Tabla 13. Evaluación del Estado ecológico según el índice ChBMWP-Vegas para las estaciones de monitoreo de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016...... 67

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RESUMEN EJECUTIVO De acuerdo con los compromisos adquiridos por el titular en las modificaciones realizadas al Proyecto Pascua-Lama mediante Res. Ex. N°24/2006 y sus Adendas, específicamente en lo que concierne a la Adenda N°3/2006 y al Anexo Proyecto de Investigación Diámica de corto y largo plazo de los ofedales e el Proyecto Pascua-Lama: Implicacioes para su maejo (en adelante Proyecto Dinámica), este documento presenta los primeros resultados del Monitoreo Hidrobiológico basado en monitoreo de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos, estudio propuesto como complemento a las mediciones fisicoquímicas con el objetivo de evaluar el estado ecológico de los cauces asociados a las tres vegas altoandinas propuestas para el Proyecto Dinámica. Para la realización del estudio se definieron dieciséis estaciones de monitoreo distribuidas al inicio, zona media y fin de los cauces asociados a las tres vegas propuestas para el Proyecto Dinámica. Los resultados que se presentan en este documento dan cuenta de las actividades realizadas en primavera (noviembre 2015) y verano (marzo 2016) en las que se evaluaron aspectos hidromorfológicos (mediante la aplicación de índices de evaluación de calidad de la ribera andina (QBR-and) e índice de hábitat fluvial (IHF)), se determinaron parámetros fisicoquímicos en agua superficial, sedimentos fluviales y se obtuvieron muestras de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos asociada a cada una de las estaciones de monitoreo. La información obtenida permitió realizar una primera caracterización del ciclo anual (temporadas primavera 2015 y verano 2016) que consideró el hábitat acuático, la calidad del agua, sedimentos fluviales y los patrones de distribución de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos en función de la riqueza y diversidad encontrada. Respecto a la caracterización hidromorfológica y de hábitat fluvial, en general se observa que las condiciones descritas son propias de sistemas de altura, caracterizándose por la presencia de cauces angostos, poco profundos y con alta velocidad de flujo. Sin embargo, es posible apreciar variaciones temporales, registrándose durante marzo 2016 mayores valores promedios de profundidad y de ancho del cauce. En cuanto a la aplicación de los índices de valoración hidromorfológica, estos permitieron comparar las condiciones que presentaron las distintas estaciones de monitoreo respecto de la calidad de sus riberas y del hábitat fluvial en ambas temporadas analizadas. De la aplicación se observa que el índice QBR-And indica que en la vega NE-2A dos estaciones presentaron riberas de calidad intermedia (estaciones NE4 y NE5) y una estación se clasificó como de mala calidad de ribera (estación NE3). Respecto de las vegas Pascua y Tres Quebradas, en gran parte de las estaciones de monitoreo las riberas fueron evaluadas en estado Muy Bueno y Bueno, solo con una estación en calidad intermedia durante ambas temporadas (estación TQ1, vega Tres Quebradas). Respecto al índice de hábitat fluvial (IHF), gran parte de las estaciones presentaron condicioes liitadas y co liitacioes, lo cual ha sido justificado para zoas de ca ecera de sistemas acuáticos altoandinos por la presencia de una baja heterogeneidad del hábitat fluvial y una escasa incorporación de elementos alóctonos provenientes de la vegetación de ribera (Acosta et al., 2009). Respecto a las variaciones temporales, se observa que las mejores condiciones de hábitat fluvial se presentaron durante marzo 2016 (época de verano). De los resultados obtenidos durante ambas temporadas analizadas es importante considerar que si bien el hábitat fluvial posee ciertas limitaciones, se observa que las vegas presentan cierto potencial para albergar una comunidad de macroinvertebrados bentónicos diversa, situación que se vería mermada durante noviembre 2015 en aquellas estaciones donde

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las condiciones de heterogeneidad del hábitat serían más bien limitadas debido principalmente a condiciones propias de la época de muestreo. Respecto a las variables fisicoquímicas de agua superficial y sedimentos fluviales monitoreadas en las tres vegas altoandinas en estudio, estas presentaron variaciones tanto entre temporadas de muestreo como entre vegas de estudio. A modo general, las variables fisicoquímicas en agua superficial presentaron mayores concentraciones durante la temporada marzo 2016 y en las vegas NE-2A y Pascua, mientras que las variables que presentaron la mayor diferencia entre vegas y temporadas fueron el pH, la conductividad eléctrica y los Sólidos Disueltos Totales, siendo las vegas NE-2A y Pascua (ubicadas en el río Estrecho) sistemas de pH ácido y mayor conductividad eléctrica, mientras que la vega Tres Quebradas se caracterizó por ser una vega de pH alcalino y menor conductividad eléctrica. Si bien, el pH ácido del río Estrecho en la zona alta es una condición propia del área de estudio que se ha observado desde los monitoreos de Línea Base (2007-2008) a la fecha (Bioma Consultores, 2015b y c), es importante destacar que el pH ácido observado en las vegas NE-2A y Pascua no es una condición que altere el establecimiento de las comunidad de macroinvertebrados bentónicos, sino más bien es una característica que condiciona la presencia de ciertos organismos adaptados y tolerantes a dicha condición fisicoquímica, como lo es la familias Chironomidae, la que presentó una abundancia relativa superior al 90% en ambas vegas. Respecto a los nutrientes, el nitrógeno orgánico y Ortofosfato se encontraron en bajas concentraciones en ambas temporadas, no superando el límite de detección. El Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) y fósforo total también se encontró en bajas concentraciones en las tres vegas de estudio y para ambas temporadas analizadas. En cuanto a los sólidos disueltos totales (SDT) y turbidez, ambos parámetros presentaron variaciones estacionales (entre noviembre 2015 y marzo 2016) y entre vegas de estudio, presentándose los mayores valores de STD y turbidez durante noviembre 2015 en las vegas NE-2A y Pascua. Los SDT se atribuyen a la presencia de sales solubles inorgánicas (cationes y aniones), por lo cual está directamente relacionado a los altos caudales predominantes en épocas de deshielo. De los cuatro parámetros biológicos analizados en agua superficial (Clorofila a, Coliformes fecales,

Coliformes Totales y DBO5), destacan las bajas o nulas concentraciones en la mayoría de ellos para ambas temporadas analizadas en las vegas Pascua y NE-2A. Sin embargo, la vega Tres Quebradas presentó valores de Coliformes totales entre 2 NMP/100ml (estación TQ3A) y 61 NMP/100ml (estación TQ1) durante noviembre 2015 y valores entre 77 NMP/100ml (estación TQ1) y 276 NMP/100ml (estación TQ3A) durante marzo 2016. En relación a los metales totales en agua y sedimentos durante las temporadas analizadas, los metales totales en agua superficial de mayor contribución en todas las estaciones de monitoreo fueron magnesio, manganeso, hierro y zinc. Sin embargo, el metal zinc fue dominante en ambas temporadas y se encontró en mayor proporción en las estaciones de las vegas NE-2A y Pascua. En cuanto a los sedimentos fluviales, además de hierro y magnesio, el aluminio presentó una mayor contribución en todas las estaciones de monitoreo. Respecto a la concentración de metales en sedimentos, esta se observó relativamente homogénea en ambas temporadas analizadas, tanto en la distribución de los porcentajes como en los metales predominantes. De la información descrita se destaca que tanto hierro como magnesio presentaron un alto porcentaje de representación tanto en sedimentos como en agua superficial, lo cual estaría influenciado por la composición mineralógica del área de estudio. Es importante destacar que los valores de metales totales en ambas matrices se encontraron dentro de los valores ya reportados

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anteriormente dentro del área de estudio, por lo cual no sería un factor que restrinja el establecimiento de la biota acuática en las tres vegas en estudio (Bioma Consultores, 2015d). Respecto a la comunidad de macroinvertebrados bentónicos monitoreados en las tres vegas altoandinas estudiadas, esta estuvo constituida por 24 taxa, correspondiendo principalmente a estados inmaduros de organismos pertenecientes a la clase Insecta (orden Diptera), el cual corresponde a uno de los órdenes más diversos en los sistemas fluviales en las zonas árida y semiárida de Chile (Ferrú & Fierro, 2015; Alvial et al., 2013). En cuanto a la distribución geográfica de los taxa de macroinvertebrados bentónicos en el área de estudio, se observa una importante distribución y abundancia de organismos pertenecientes a Chironomidae y Oligochaeta, principalmente en las vegas NE-2A y Pascua, observándose durante marzo 2016 un incremento en la abundancia relativa de Chironomidae, uno de los dípteros más cosmopolita en los ecosistemas acuáticos y dominante de la fauna bentónica en términos de densidad y/o por la riqueza de especies que presenta (Cranston, 1995). Dado esto, los organismos descritos tendrían la capacidad de habitar ambientes con condiciones extremas, que en el área de estudio estarían determinadas por la temperatura y la disponibilidad de oxígeno disuelto, siendo estos los factores que más influirían en estas comunidades (Nelson et al., 2000; Jacobsen et. al., 2003). De la caracterización de los índices de diversidad se observa que las vegas presentaron mayores valores de riqueza de taxa en verano (temporada marzo 2016), lo que podría estar relacionado con el periodo de muestreo, pues durante noviembre se presentaría una mayor inestabilidad hidrológica asociada a los deshielos. Además, durante marzo 2016 (verano), se registran mayores temperaturas, factor que sería determinante en la presencia, distribución, abundancia y ciclos de vida de los insectos acuáticos (Peters & Campbell, 1991; Huryn, 1996; Misserendino, 2001), a lo que se sumaría una mayor estabilidad en las condiciones hidrológicas. Pese al aumento de la riqueza, durante marzo 2016 se encontraron menores valores de diversidad y equitatividad y altos valores de dominancia en comparación con el periodo de primavera (noviembre 2015), determinado en gran medida por el aumento registrado en la abundancia relativa de la familia Chironomidae. De acuerdo con los índices de diversidad, es posible determinar que en los dos periodos (primavera-verano), la vega Tres Quebradas registró una mayor riqueza y diversidad en comparación con las vegas NE-2A y Pascua, encontrándose 21 y 20 taxa en los periodos de primavera y verano, respectivamente. Entre ellos fueron registrados Tricladida, Glossiphoniidae, Elmidae, Baetidae, e Hydrobiosidae, los cuales sólo han sido registrados en la vega Tres Quebradas, dando cuenta de condiciones ambientales que diferenciarían a esta vega de las vegas NE-2A y Pascua. Para la determinación del estado ecológico de los cauces asociados a las vegas en estudio se aplicó una metodología validada por distintos autores como una herramienta para la gestión de los ríos altoandinos (Acosta et al., 2009; Villamarín et al., 2013; Ríos-Touma, 2014). Para ello, mediante características fisiográficas e hidromorfológicas se definió la tipología de los ríos asociados a las vegas, lo cual indicó que si bien los cauces son distintos, las diferencias no fueron estadísticamente significativas agrupando a todas las estaciones de monitoreo en el mismo tipo de río. Luego, se establecieron estaciones de referencia, las que resultaron estar situadas sólo en la vega Tres Quebradas. Esto valida a la vega Tres Quebradas como sistema de referencia de acuerdo con lo propuesto en el Proyecto Dinámica para este tipo de estudios, debido a que esta vega presentó para ambas temporadas analizadas las condiciones más favorables para el establecimiento de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos.

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Posteriormente, se evaluaron cinco índices de calidad biológica de probada sensibilidad a los cambios ambientales y que requieren nivel taxonómico de familia para su aplicación, los cuales fueron relacionados con el gradiente de estrés ambiental(1) determinado para el área de estudio. Los resultados indicaron que el índice ChBMWP presentó la mayor correlación con el gradiente de estrés ambiental (R=-0,56; p=0,001), con una excelente eficiencia discriminativa (ED=100%) para diferenciar entre localidades de referencia e impactadas(2) y una relación de calidad ecológica con el gradiente de estrés ambiental con un coeficiente de regresión lineal aceptable (R2 =0,61), siendo comparativamente capaz de detectar la mayor proporción de impactos sobre las comunidades de invertebrados acuáticos. Lo anterior permitió su selección y calibración como la herramienta más idónea para la evaluación del estado ecológico de las vegas. En cuanto a la aplicación del índice ChBMWP-Vegas (hace referencia al índice ajustado para las vegas en estudio) y la evaluación del estado ecológico en las temporadas noviembre 2015 y marzo 2016, los resultados permitieron clasificar su estado ecológico entre las categorías Muy Bueno a Malo, registrándose una mejora del estado ecológico en la temporada de verano (marzo 2016) a Bueno y/o Deficiente y reportándose sólo una estación de monitoreo en estado ecológico Malo (estación NE3 en Vega NE-2A). Los análisis de correspondencias, por su parte, permitieron observar que la comunidad de macroinvertebrados bentónicos presentó un patrón de distribución determinado principalmente por el pH, calcio, magnesio, Sólidos Disueltos Totales en agua superficial y el cobalto total en sedimentos fluviales. Esto indica una asociación importante entre las variables abióticas y los taxa de macroinvertebrados bentónicos más abundantes de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, lo cual nos permite inferir que la comunidad de macroinvertebrados acuáticos resulta ser un muy buen bioindicador del estado ecológico de los sistemas acuáticos en evaluación.

(1) El estrés ambiental son las presiones ambientales que afectan a las comunidades de macroinvertebrados bentónicos en el área en estudio, evaluado mediante un gradiente determinado a través de un análisis estadístico multivariado que ordena las estaciones de monitoreo según su grado de alteración (Carvacho, 2012; Villamarín et al., 2013).

(2) Para la determinación del estado ecológico se considera como localidades de referencia aquellas que presenten condiciones con poca o ninguna perturbación antrópica (EPA, 1990; Barbour et al., 1999; Karr & Chu, 1999; Bailey et al., 2003; Ríos-Touma, 2004; Acosta et al., 2009; Villamarín, 2012).

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1. INTRODUCCION Los bofedales o turberas de la alta montaña de la Cordillera de Los Andes son formaciones vegetales azonales asociadas a sectores de acumulación de agua a causa de la baja pendiente, mal drenaje y/o debido a la existencia de puntos de surgencias de agua subterránea (Squeo et al., 2006a). Se encuentran en el piso andino inferior y en el piso subandino de los Andes centrales en rangos altitudinales que van entre los 3.200 y los 5.000 msnm y están dominados por Cyperaceas con crecimiento en cojín (Squeo et al. 2006b). Todos estos humedales andinos, tanto turberas como vegas minerales, pueden ser alimentadas por el derretimiento de nieve, precipitaciones o bien, de flujos subterráneos de agua (Rydn & Jeglum, 2006; Squeo et al. 2006a; Squeo & Rivera, 2013). De acuerdo a lo estipulado en los puntos N° 3.42 y 7.1 letra e de la RCA N°24/2006, en relación a la protección de vegas y bofedales y al monitoreo de ellas, este documento expone los resultados del Monitoreo Hidrobiológico ejecutado en los cauces asociados a las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas durante las temporadas noviembre 2015 y marzo 2016, realizado en el contexto del Proyecto de investigación Diámica de corto y largo plazo de los bofedales en el Proyecto Pascua-Lama: Implicaciones para su manejo, actividad coproetida e la Adeda N° /00, Aeo Moitoreo hidro iológico del proyecto Pascua-Lama: desarrollo de un sistema basado en los Macroinvertebrados bentónicos como complemento a las mediciones físico- uíicas. Los bofedales seleccionados para el estudio son dos humedales ubicados en el valle de la cuenca alta del río Estrecho. Uno de ellos se encuentra próximo al Campamento Barriales (Vega Pascua) y el otro se encuentra ubicado frente a las piscinas del sistema de tratamiento de aguas de contacto (Vega NE-2A). Además, el estudio considera un sistema de referencia localizado en la cuenca del río Tres Quebradas, identificado como Vega Tres Quebradas. Los tres sitios son representativos del tipo de bofedales de Oxychloe-Patosia- Deyeuxia-Deschampsia, característicos del piso Andino Inferior. Considerando los antecedentes aportados mediante la ejecución de las dos campañas de muestreo del proyecto Monitoreo Hidrobiológico, el presente estudio tiene como objetivo caracterizar y evaluar el estado ecológico de las vegas Pascua, NE-2A y de la vega Tres Quebradas mediante la utilización de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos como bioindicadores de la calidad del agua. Para ello, se seleccionaron dieciséis estaciones de monitoreo distribuidas en los cauces principales de las tres vegas de estudio (río Estrecho-Barriales-Tres Quebradas y El Toro), con el fin de evaluar el efecto que tiene la vega sobre la calidad del agua de los cauces evaluados. En cada estación de monitoreo se caracterizó el hábitat fluvial, se aplicaron índices de calidad hidromorfológica (QBR-And e IHF), se recolectaron muestras de agua superficial, sedimentos fluviales y se monitoreo la comunidad de macroinvertebrados bentónicos según las metodologías aplicadas en el Monitoreo Limnológico de Seguimiento Ambiental del Proyecto Pascua-Lama. Con los resultados obtenidos se realizó una primera caracterización hidromorfológica, de la calidad del agua, de los sedimentos fluviales y de la biota acuática presente en los cauces asociados a las tres vegas de interés, lo cual aportó en una primera aproximación al estado ecológico de las vegas en estudio, considerando las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016. Para el desarrollo del presente estudio, el equipo profesional responsable de las actividades de muestreo y elaboración del presente documento es Bioma Consultores Ambientales S.A. (Anexo 09).

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2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general Evaluar el componente hidrobiológico de los cursos de agua asociados a los bofedales comprometidos en el estudio Diámica de corto y largo plazo de los bofedales del proyecto Pascua-Lama: Implicacioes para su maejo mediante la utilización de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos monitoreada en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas y considerando los monitoreos ejecutados durante las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016.

2.2. Objetivos específicos a) Caracterizar el hábitat acuático y la hidromorfología fluvial en las dieciséis estaciones de monitoreo consideradas en tres vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. b) Caracterizar los parámetros fisicoquímicos de calidad de agua superficial y sedimentos fluviales en las dieciséis estaciones de monitoreo consideradas en las tres vegas de estudio, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. c) Caracterizar la comunidad de macroinvertebrados bentónicos en las dieciséis estaciones de monitoreo en función de la riqueza, diversidad, abundancia de organismos, sensibilidad de taxa y la distribución geográfica de esta comunidad en las tres vegas de estudio ubicadas en los ríos Estrecho y Tres Quebradas considerando los monitoreos ejecutados durante noviembre 2015 y marzo 2016. d) Determinar el estado ecológico de las vegas altoandinas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas durante las Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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3. ÁREA DE ESTUDIO El Proyecto Pascua-Lama se ubica en la provincia del Huasco, región de Atacama, en la frontera con Argentina entre los 3.800 y los 5.200 metros. Los cauces que considera este estudio se encuentran asociados a tres bofedales (también llamados vegas) ubicados en la subcuencas del río El Tránsito y El Carmen en la cuenca alta del río Estrecho y río Tres Quebradas. Dos de estos bofedales, las vegas Pascua y NE-2A, se encuentran ubicadas en la parte alta del río Estrecho próximas al Campamento Barriales y frente a las piscinas del sistema de tratamiento de aguas de contacto respectivamente, en las coordenadas 396.350 E 6.761.840 S y 396.890 E 6.760.300 S (UTM 19S, Datum WGS 84). El tercer bofedal, propuesto como referencia en el compromiso, Vega Tres Quebradas, se encuentra ubicada al costado del río del mismo nombre en las coordenadas 391.789 E 6.754.416 S (UTM 19S, Datum WGS 84). Los tres sitios son representativos del tipo de bofedales de Oxychloe-Patosia-Deyeuxia-Deschampsia, característicos del piso Andino Inferior. Los tres sistemas acuáticos son vegas altoandinas ubicadas sobre los 3.500 metros de altura, siendo la vega NE-2A el sistema que posee la máxima altura, la que es superior a 3.800 msnm. En cuanto a la superficie y longitud del curso de agua asociado a cada vega, se estima que la superficie de la vega NE-2A es de 2,57 hectáreas y tiene una longitud de cauce asociado (río Estrecho) de 630 metros. Vega Pascua en tanto, posee una superficie estimada de 4,96 hectáreas con una cauce asociado de 500 metros de longitud (río Estrecho) y 300 metros de longitud de cauce de río Barriales desde el inicio a fin de cauce principal y por último, vega Tres Quebradas posee un área aproximada de 4,75 hectáreas y un cauce asociado de 660 metros de longitud (sector de confluencia del río Toro y Tres Quebradas). La ubicación geográfica de las tres vegas dentro del área de estudio se observa en la Figura 1.

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Figura 1. Ubicación geográfica de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas en el área de estudio.

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4. METODOLOGÍA

4.1. Selección de estaciones de Monitoreo Hidrobiológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Para dar inicio a los monitoreos de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, previamente se seleccionaron sitios considerando dos estaciones de monitoreo fuera del área definida de vega (una estación aguas arriba y otra estación aguas debajo de la vega), además de tres estaciones de monitoreo dentro de cada (vega una al inicio, en la zona media y al final de la vega). Este criterio es utilizado debido a que el área de las vegas va variando en el tiempo dependiendo de la disponibilidad del recurso hídrico y otros factores abióticos (Bioma Consultores, 2015a), por lo tanto si bien las áreas de evaluación irán cambiando geográficamente en el tiempo, estas podrán seguir siendo comparadas. Durante el terreno ejecutado en noviembre 2015 estos sitios fueron validados con el fin de cumplir con los criterios establecidos y replicados durante el monitoreo ejecutado en marzo 2016. En la Tabla 1 y Figura 2, 3 y 4 se muestran las dieciséis estaciones de monitoreo consideradas en el Monitoreo Hidrobiológico de los cauces asociados a las vegas altoandinas en estudio.

Tabla 1. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico de vegas altoandinas consideradas en las Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. UTM UTM Altitud Vega Río Estación Tramo Norte Este (msnm) NE 1 Previo al inicio de vega NE2A 6759412 397134 3873 NE 2 Inicio área vega NE2A 6759552 397066 3866 NE-2A Estrecho NE 3 Sector medio de vega NE2A 6759767 396959 3853 NE 4 Fin de área vega NE2A 6760041 396800 3829 NE 5 Fuera de vega NE2A 6760261 396699 3803 VP 1 Previo al inicio de vega Pascua 6761080 396420 3740 Estrecho VP 2 Inicio área vega Pascua 6761252 396204 3721 Pascua Barriales VP 3 Sector medio de vega Pascua 6761505 396259 3720 VP 4 Fin de área vega Pascua 6761511 396021 3700 Estrecho VP 5 Fuera de vega Pascua 6761574 395853 3684 Toro TQ 1 Previo al inicio de vega Tres Quebradas 6754513 392130 3725 Toro TQ 2 Inicio área vega Tres Quebradas 6754508 392014 3706 Tres TQ 3A Sector medio de vega Tres Quebradas 6754447 391720 3656 Tres Quebradas Quebradas Toro TQ 3B Sector medio de vega Tres Quebradas 6754420 391739 3653 Tres TQ 4 Fin de área vega Tres Quebradas 6754266 391513 3630 Quebradas Tres TQ 5 Fuera de vega Tres Quebradas 6754146 391402 3625 Quebradas

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Figura 2. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico en Vega NE-2A.

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Figura 3. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico en Vega Pascua.

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Figura 4. Estaciones de monitoreo Hidrobiológico en Vega Tres Quebradas.

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4.2. Muestreo y caracterización limnológica de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016

4.2.1. Caracterización de hábitat acuático e hidromorfología fluvial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Las estaciones de monitoreo fueron caracterizadas mediante el registro de un conjunto de variables ambientales, de diversidad de hábitat e hidromorfología (ver fichas Anexo 01-A). Para dicha caracterización, se realizó una inspección visual que consideró un tramo de al menos 50 metros en cada estación de monitoreo. En cada una de ellas se determinaron parámetros físicos del río, siendo estos velocidad (m/seg), profundidad (cm) y ancho del cauce (m). La velocidad y profundidad fueron determinadas mediante flujómetro marca Global Water Modelo FP111 con batímetro. El ancho de la sección fue medido con huincha de fibra de vidrio de 20 m. La caracterización del sustrato de fondo se realizó mediante inspección visual, categorizándolo de acuerdo con el diámetro de partícula que establece RIVPACS (River InVertebrate Prediction And Classification System) y que es considerado en la evaluación del hábitat fluvial (Tabla 2). A cada categoría le fue asignado un porcentaje de cobertura de acuerdo a su representatividad en el sustrato.

Tabla 2. Categorías de sustrato RIVPACS según tamaño de partícula. Categoría de Sustrato Diámetro de partícula Bloques y piedras > 64 mm Cantos y gravas 2- 64 mm Arena 0,6 - 2 mm Limo y arcilla < 0,6 mm

La evaluación hidromorfológica se realizó mediante la aplicación de dos índices, uno para valorar la calidad de la ribera (QBR-And) y el otro para evaluar la diversidad de hábitats (IHF).

Aplicación de Índice de Calidad de Ribera (QBR- And) en vegas altoandinas Las características y la calidad de la zona de ribera de los cauces se midieron utilizando el índice QBR-And propuesto por Acosta et al., 2009 para ríos altoandinos. Este consiste en una adaptación del índice QBR (Qualitat del Bosc de Ribera) desarrollado por Munné et al., 1998 a, b y 2003 para evaluar las comunidades de ribera de ríos mediterráneos. La aplicación de este índice se realizó para cada estación de monitoreo mediante una inspección visual en terreno de mínimo 50 metros de longitud. Este índice consta de cuatro apartados que son descritos a continuación: a) Grado de cubierta de la ribera: mide la cobertura de toda la vegetación y la conectividad entre la vegetación ribereña y la comunidad vegetal adyacente. b) Estructura de la cubierta: evalúa la complejidad estructural del ambiente ripariano, considerando el porcentaje de cobertura de árboles y arbustos. b) Calidad de la cubierta: permite determinar la naturalidad de las formaciones vegetacionales presentes, considerando la presencia de especies autóctonas y alóctonas presentes en la ribera.

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c) Grado de naturalidad del canal fluvial: considera las posibles modificaciones al cauce realizadas por el hombre que alteran el hábitat ripariano. Entre ellas las canalizaciones. La puntuación final del índice es la suma de los apartados, el cual varía entre 0 y 100. Estos son evaluados en su totalidad cuando la ribera está constituida por árboles y/o arbustos, sin embargo, en el área de estudio existe vegetación de menor altura, por lo que siguiendo a Acosta et al. (2009) no se considera en la evaluación el apartado denominado estructura de la cu ierta. Los valores del índice QBR-And se distribuyen en cinco rangos de calidad, que van desde una ribera de muy buena calidad (o sin alteraciones), hasta una ribera de pésima calidad (o altamente intervenida) (Tabla 3). Estos rangos fueron establecidos a partir de un puntaje máximo de 100 puntos que son obtenidos al evaluar todos los apartados. Sin embargo, la supresión de uno de ellos hizo disminuir el puntaje máximo a 75 puntos, por lo cual los valores obtenidos fueron ponderados para establecer rangos de calidad de acuerdo con este puntaje máximo.

Tabla 3. Rangos de clasificación del índice de calidad de la ribera QBR-and modificado de Acosta et al. (2009).

Rangos de Calidad Color representativo calificación Muy buena Azul 57-71 Buena Verde 38-56 Intermedia Naranjo 20-37 Mala Amarillo ≤ Degradación extrema Rojo

La valoración del índice QBR-And para ambas temporadas de monitoreo fue evaluado y registrado en la Ficha B que se adjunta en Anexo 01.

Aplicación de Índice de Hábitat Fluvial (IHF) en vegas altoandinas La evaluación del hábitat físico se llevó a cabo mediante el Índice de Hábitat Fluvial (IHF) desarrollado por Pardo et al., 2002 dentro del marco del proyecto GUADALMED, y que fue adaptado a zonas andinas por Acosta et al. (2009). Este índice permite evaluar el estado general del hábitat fluvial, pues establece la calidad y diversidad de los hábitats presentes en las estaciones de monitoreo y valora su capacidad para albergar a una fauna determinada. El IHF consta de siete apartados que evalúan de manera independiente los distintos componentes del cauce fluvial, los cuales se describen a continuación: a) Inclusión de rápidos: corresponde al grado en que las partículas del substrato están fijadas (hundidas) en el lecho del río, mientras que por sedimentación se entiende la deposición de material fino en zonas lenticas del río. La inclusión debe medirse aguas arriba y en la parte central de rápidos y zonas de piedras, donde no exista una deposición de sedimentos y la distribución de las partículas del substrato pueda apreciarse con más claridad. b) Frecuencia de rápidos: Se estima la media de aparición de rápidos en relación a la presencia de

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zonas más calmas. En este apartado se pretende evaluar la heterogeneidad de grandes hábitats en el tramo de estudio. Mayor frecuencia en la alternancia de rápidos y pozas a escala de tramo fluvial, asegura la existencia de una mayor diversidad de hábitats para los organismos acuáticos. c) Composición del sustrato: se realiza una estimación visual aproximada de la composición del sustrato. Para ello se consideran las categorías según el diámetro de partícula y se les asigna un porcentaje de cobertura. d) Regímenes de velocidad y profundidad: caracterización del régimen de velocidad y profundidad del cauce. Se clasifica en: Rápido-Profundo, Rápido-Somero, Lento-Profundo, Lento- Somero y Poza. Como norma general, se considera una profundidad de 0,5 m para distinguir entre profundo y somero, y una velocidad de 0,3 m/s para separar rápido de lento. e) Porcentaje de sombra: Estima, de forma visual, la sombra proyectada por la cubierta vegetal adyacente, que determina la cantidad de luz que llega al canal del río y condiciona tanto algunas de las características físicas del tramo (ejemplo: temperatura), como el desarrollo de los productores primarios. f) Elementos de heterogeneidad: caracteriza aquellos tipos de microhábitat que pueden constituir potenciales espacios para ser ocupados por los grupos biológicos evaluados. Dentro de los elementos de heterogeneidad se consideran: Hojarasca, Troncos y Ramas, Raíces expuestas y Dique natural. g) Cobertura de vegetación acuática: describe el porcentaje de cobertura según el tipo de vegetación presente dentro del cauce en el tramo de estudio, siendo estas, plocón y briófitas, pecton y fanerógamas. El valor final del índice IHF es el resultado de la suma del puntaje obtenido en cada apartado, con un valor mínimo de 11 puntos que indica una baja heterogeneidad del hábitat con bajo potencial de colonización y un máximo de 100 puntos que señala una alta heterogeneidad del hábitat y elevado potecial de coloizació de las couidades iológicas. U IHF co valores ≤ 0 putos ya indica una importante alteración del hábitat sobre las comunidades de invertebrados dulceacuícolas. La valoración de cada apartado de la aplicación del índice IHF en terreno durante las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016 se adjunta en la Ficha C, Anexo 01. Adicionalmente, y para respaldar el trabajo en terreno, se realizó una descripción de hábitat y un registro fotográfico de las dieciséis estaciones de monitoreo (ver Anexo 02).

4.2.2. Muestreo y caracterización de parámetros fisicoquímicos en agua superficial y sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 La toma de muestras, preservación, transporte y análisis de los diversos parámetros muestreados en agua superficial y sedimentos fluviales se efectuaron en base a los protocolos establecidos por las Normas Chilenas Oficiales del Instituto Nacional de Normalización (INN) NCh 411/2.Of. 96, NCh

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411/3.Of. 96, NCh-ISO Of. 17025, NCh-ISO 5667/6 y metodologías contenidas en Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA-AWWA-WEF, 2005). Los análisis de parámetros fisicoquímicos de aguas superficiales y sedimentos fluviales en el monitoreo hidrobiológico de vegas durante los periodos de noviembre 2015 y marzo 2016 se realizaron en el laboratorio certificado ANAM. Ver acreditaciones en Anexo 03.

Muestreo y análisis de agua superficial de vegas altoandinas Para la caracterización del agua superficial, en cada estación de monitoreo se midieron parámetros fisicoquímicos in-situ y adicionalmente se recolectaron muestras de agua superficial (Figura 5), las cuales fueron trasladadas al Laboratorio ANAM en Santiago para su análisis. La determinación de parámetros fisicoquímicos in-situ de agua superficial se realizó utilizando una sonda multiparámetros marca Hanna modelo HI9829. Los parámetros medidos en terreno fueron: teperatura °C , pH, coductividad el ctrica μ“/c , oígeo disuelto g/L y saturació de oxígeno (%).

Figura 5. Muestreo de agua superficial.

Por otra parte, los parámetros fisicoquímicos de aguas superficiales analizados en el Laboratorio ANAM y las metodologías utilizadas en la obtención de resultados se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4. Parámetros fisicoquímicos de aguas superficiales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Tipo Parámetros Método Arsénico, bario, berilio, cadmio, cobalto, cobre, cromo, litio, manganeso, Environmental Protection Agency, método EPA Metales molibdeno, níquel, plomo, selenio, 200.8 (1994) Totales vanadio, zinc.

Standard Methods for the Examination of Water Boro, calcio, hierro, magnesio and Wastewater, método SM 3120 B (2005) Físicos, Alcalinidad total, Bicarbonato, Standard Methods for the Examination of Water químicos Carbonatos and Wastewater, método SM 2320 B (2005)

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y Standard Methods for the Examination of Water Nitrato, Nitrito biológicos and Wastewater, método SM 4110 B (2005) Coliformes Fecales SM 9221 E (2005) Clorofila "a" ST Met 10200 H Color verdadero SM 2120 C (2005) Coliformes totales NCh 1620/1 DBO5 SM 5210 B (2005) DQO SM 5220 D (2005) Dureza total SM 2340 B (2005) Ortofosfato (P-PO4-) SM 4500-PE (2005) Fósforo total ISO 11885 Nitrógeno Amoniacal SM 4500-NH3 D (2005) NKT SM 4500-Norg B-C Sólidos disueltos totales SM 2540 C (2005) Sólidos suspendidos totales SM 2540 D (2005) Turbiedad ME - 03 – 2007 Nitrógeno Orgánico Cálculo

Muestreo y análisis de sedimentos fluviales en vegas altoandinas La toma de muestras de sedimentos fluviales y su posterior análisis fue realizada según protocolo de Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA-AWWA-WEF, 2005), teniendo en cuenta el sellado, rotulación y mantención de la cadena de frío de las muestras. Para la recolección de las muestras de sedimento se utilizó una pala plástica, procurando recolectar 250 ml de la fracción más fina del sedimento (Figura 6). Una vez obtenidas las muestras, estas fueron refrigeradas hasta su posterior traslado y análisis en el Laboratorio ANAM. La Tabla 5 muestra el método y tipo de análisis para sedimentos fluviales realizado en las estaciones de monitoreo.

Figura 6. Muestreo de sedimentos fluviales.

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Tabla 5. Parámetros fisicoquímicos de sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

Parámetro Componente Método Aluminio, arsénico, bario, berilio, boro, cadmio, Standard Methods for the Examination of Metales cobalto, cobre, cromo, hierro, litio, manganeso, Water and Wastewater, método SM 3120 totales molibdeno, níquel, plata, plomo, selenio, vanadio, B zinc Físicos Porcentaje de Materia Orgánica Protocolo Pérdida por Ignición (PPI)

4.2.3. Muestreo y caracterización de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Las muestras de macroinvertebrados bentónicos fueron colectadas con una red de mano de 30 x 0 c de área de uestreo y 0 μ de a ertura de alla, según se observa en la Figura 7. En cada estación de monitoreo se colectó una muestra de zoobentos que considero toda la diversidad de hábitat que presentó la estación de monitoreo en estudio. Para ello, se realizó una inspección visual de un tramo de 50 metros, identificando los diferentes microhábitat presentes, tales como: macrófitas sumergidas o emergentes, vegetación acuática de ribera, sustrato duro con corriente rápida, moderada o lenta, con presencia de detritos, o con diferentes tipos de sustratos (arena, grava, etc.). Una vez identificada la diversidad de microhábitat y su cobertura, se distribuyeron 20 kick en el tramo de estudio. Un kick consiste en remover el fondo situado a 30 centímetros de la boca de red, con la mano o el pie, de manera que los organismos que se encuentran adheridos al sustrato se desprendan y sean arrastrados por la corriente hacia el interior de la red. Corresponde un kick por cada 5% de cobertura de un hábitat, considerando que aquellos hábitats con una representación menor al 5% no fueron incluidos como una unidad de muestreo.

Figura 7. Muestreo de macroinvertebrados bentónicos mediante red de mano.

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Las muestras recolectadas fueron almacenadas en envases plásticos de 1 litro debidamente rotulados. Las muestras fueron fijadas in-situ con etanol al 96% (Pardo et al., 2010; Palma, 2013), para su posterior traslado al Laboratorio de Bioma Consultores en Santiago, Chile. En el laboratorio, cada muestra fue trasvasijada a un tamiz de 250 µm y lavada bajo agua corriente. El contenido fue puesto en placas de Petri, para posterior separación, identificación y cuantificación de organismos presentes mediante una lupa estereoscópica trinocular Motic SMZ- 168. Los organismos fueron contabilizados hasta 200 individuos, reconociendo toda la riqueza de taxa presente. Una vez contados, se realizó una nueva revisión de la muestra en busca de familias que no hayan sido consideradas previamente. Los resultados de los recuentos constituyen una estimación de la abundancia relativa de los macroinvertebrados en la muestra. La identificación de los taxa se realizó nivel taxonómico de familia utilizando las claves taxonómicas de Domínguez & Fernández (2009), a excepción de Nematoda, Oligochaeta, Collembola, Oribatida e Hydrachnidia, cuyo nivel de resolución fue de Phylum, Clase, Orden y Subcohorte. Para el análisis de la estructura de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos se determinó abundancia relativa, riqueza, índice de diversidad de Shannon, índice de Equitatividad de Pielou e Índice de dominancia de Simpson para cada estación de monitoreo de las tres vegas de estudio y considerando los datos obtenidos en las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016. Las fórmulas y descripción de los parámetros comunitarios calculados se describen a continuación. a) Riqueza de especies: Número de especies encontradas en un determinado espacio (estación de monitoreo) y período de tiempo (campañas noviembre 2015 y marzo 2016). b) Abundancia relativa: Se refiere al porcentaje de representación que tiene cada taxa en el número total de organismos presentes en la comunidad. c) Índice de Diversidad de Shannon: Se refiere a la probabilidad de encontrar un determinado individuo en un ecosistema. Mide el grado promedio de incertidumbre en predecir a qué especie pertenecerá un individuo escogido al azar de una toma de muestra. Asume además, que los individuos son seleccionados al azar y que todas las especies están representadas en la muestra (Ecuación 1).

Ecuación 1

Dónde:) Pi = proporción de individuos de la familia i con respecto al total (ni/N).

d) Índice de Equitatividad de Pielou: Mide la proporción de la diversidad observada en relación a la máxima diversidad esperada. Los valores de éste índice se encuentran entre 0 y 1, de forma

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que 1 corresponde a situaciones donde todas las especies son igualmente abundantes (Magurran, 1988) (Ecuación 2).

Ecuación 2

e) Índice) de Dominancia de Simpson: este índice es un método de análisis cuantitativo que nos indica la probabilidad de que dos individuos seleccionados al azar en una muestra pertenezcan a la misma taxa.

Ecuación 3

) Dónde: DS = dominancia de las taxa de una muestra medida con el índice de Simpson; ni = número organismos i; N = número total de organismos de todas las taxa. Considerando que el valor de este índice va entre 0 - 1, si D = 1 índica una ausencia de diversidad ya que existe sólo un taxa, reflejo de una equitatividad de la muestra igual a cero. Además, para caracterizar la comunidad bentónica en relación al grado de tolerancia o sensibilidad que presentan los taxa ante las intervenciones antrópicas, se consideraron los valores asignados por Figueroa et al., 2007, en una escala de 1 a 10 puntos, para los macroinvertebrados bentónicos dulceacuícolas en los ríos mediterráneos de Chile. A partir de estos, se establecieron tres categorías de tolerancia, correspondiendo a taxa tolerantes aquellos macroinvertebrados que presentaron valores de tolerancia entre 1 y 3, taxa moderadamente tolerantes; aquellos taxa que presentaron valores de tolerancia de 4 a 6 y taxa sensibles aquellos acroiverte rados ue presetaro u putaje . Luego, se deterió el número de familias por categoría y el porcentaje de representación que tiene cada una en el total de familias.

4.3. Relación entre variables ambientales y la comunidad de macroinvertebrados bentónicos de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Para determinar la relación entre las variables ambientales y las comunidades de macroinvertebrados bentónicos de las vegas en estudio se realizó un Análisis Canónico de Correspondencias (ACC) utilizando el programa estadístico PAST (Hammer et al., 2001). Dicho análisis aportará información relevante sobre el porcentaje de variabilidad de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos que puede ser explicada por el efecto de las variables ambientales. Para este análisis fueron seleccionados aquellos taxa que presentaron una abundancia relativa superior o igual al 5% en cada una de las vegas de estudio durante cada temporada en evaluación (noviembre 2015 y marzo 2016). Luego, la densidad de las taxa seleccionadas, según el criterio anteriormente descrito, fue transformada en Log (x+1). En tanto, las variables ambientales fueron estandarizadas y correlacionadas entre sí, para retirar aquellas variables con una elevada correlación (Pearso; R 0,8 , eliiado de esta aera iforació redundante del análisis multivariado.

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4.4. Determinación del Estado Ecológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 La determinación del estado ecológico es un procedimiento estandarizado que sigue una serie de pasos sucesivos basado en información obtenida en terreno de las condiciones bióticas y abióticas de los ecosistemas fluviales en estudio. Para poder determinar el estado ecológico en las tres vegas en estudio, considerando las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016, se siguieron las siguientes etapas:

4.4.1. Determinación de Tipos de ríos asociados a vegas altoandinas La tipificación de los cursos de agua asociados a tres vegas altoandinas estudiadas se realizó utilizando factores que fueron calculados para las dieciséis estaciones de monitoreo preestablecidas para cada vega. Entre ellos se incluyó la ubicación geográfica, la altitud, la pendiente, la geología, el régimen hídrico y la composición del sustrato. A escala de cuenca, estos los factores considerados como determinantes para el establecimiento de las comunidades biológicas acuáticas (Villamarín, 2012). Con estos criterios se construyó una matriz de similaridad Euclidiana con las transformaciones apropiadas para cada factor, con la cual se construyó un Escalamiento Multidimensional (MDS), el cual es un método de ordenación que ha mostrado ser más robusto debido a que genera mejores separaciones en comparación a otros métodos (Barbour et al., 1996). Además, utilizando las variables fisiográficas mencionadas anteriormente se realizó un Análisis de Similaridad (ANOSIM) entre las tres vegas, para determinar si las diferencias entre aquellos grupos de localidades son estadísticamente significativas. Los análisis descritos se realizaron utilizando el programa estadístico PAST (Hammer et al., 2001).

4.4.2. Establecimiento de Condiciones de referencia en vegas altoandinas La condición biológica es considerada una medida relativa que se obtiene comparando el valor del índice de un sitio con intervención con el valor del índice de la condición de referencia, asumiendo que esta representa la mejor situación (integridad biótica) que puede tener el cuerpo de agua en una región determinada (Barbour et al., 1996). Para la determinación del estado ecológico se considera como estaciones de referencia aquellas que presenten condiciones con poca o ninguna perturbación antrópica (EPA, 1990; Barbour et al., 1999; Karr & Chu, 1999; Bailey et al., 2003; Ríos-Touma, 2004; Acosta et al., 2009; Villamarín, 2012). Considerando los distintos grados de alteración de las vegas en estudio, se establecieron estaciones de referencia, es decir, estaciones de monitoreo sin o con muy poca intervención antrópica, las cuales se utilizaran como la base para la determinación del estado ecológico de las otras estaciones de muestreo de la cuenca mediante comparación. La selección de las localidades de referencia se realizó utilizando la metodología propuesta por

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Acosta et al. (2009), la cual considera cuatro niveles jerárquicos que evalúan condiciones ambientales a escala de cuenca, hidrología, tramo y lecho del río. Cada uno de estos apartados considera diversos impactos, que van desde actividades agrícolas, ganaderas y mineras, introducción de especies exóticas, presencia de embalses, desviaciones y trasvases de aguas, entre otras, todas ellas evaluadas en su respectiva escala espacial. Para determinar la incorporación o exclusión de una localidad como sitio de referencia el puntaje final del índice debe puntuar más de 100 puntos y obtener como mínimo 20 puntos en cada apartado. Además, si se considera grave el impacto producido por explotaciones mineras, grandes presas, trasvases, canalizaciones del río y desviaciones de agua para centrales hidroeléctricas se determinará de forma inmediata que una localidad no pueda ser considerada como de referencia (Acosta et al., 2009). Luego, para comprobar hasta qué punto las estaciones de referencia seleccionadas presentan características biológicas compatibles con una alteración baja o nula por la actividad humana, se utilizó ChBMWP, un índice biológico cualitativo adaptado para Chile por Figueroa et al. (2007), utilizando como criterio obligado de cumplimiento que una estación de muestreo será considerada de referencia siempre y cuando el valor del índice ChBMWP se encuentre dentro de las categorías de calidad Muy Buena o Buena, en al menos una de las campañas de monitoreo consideradas en este estudio.

4.4.3. Evaluación del Gradiente de estrés de vegas altoandinas Para determinar el gradiente de presiones que afecta a las comunidades bentónicas en las tres vegas en estudio se realizó un Análisis de Componentes Principales (ACP) utilizando la totalidad de las variables ambientales medidas en todas las estaciones de monitoreo, mediante el programa estadístico PAST (Hammer et al., 2001). Previamente, cada variable fue estandarizada y mediante ua correlació de Pearso se idetificaro las varia les fuerteete correlacioadas etre sí R 0,8), las cuales fueron removidas del análisis para eliminar información redundante. Luego, considerando que el primer componente del análisis multivariante explicará el mayor porcentaje de la varianza, éste fue seleccionado como el gradiente de estrés ambiental de las vegas altoandinas, el cual estará determinado principalmente por las variables ambientales que presenten la mayor contribución ( 0,35) en aquel componente del análisis. Posteriormente, el gradiente fue determinado a partir de los valores de ubicación de las estaciones de muestreo en el primer componente del ACP, los cuales fueron normalizados en un rango entre 0 - 1 (Sánchez- Montoya et al., 2010), siendo los siendo los valores más cercanos a 1 los que indicarán una mayor alteración (Villamarín et al., 2013). 4.4.4. Evaluación de índices biológicos y su relación con el Gradiente de estrés ambiental Para evaluar el estado ecológico de las vegas fueron seleccionados diversos índices de calidad biológica, de probada sensibilidad a los cambios ambientales y que requieren el nivel taxonómico de familia para su aplicación (Sánchez-Montoya et al., 2010). Entre estos, se incluyeron dos índices unimétricos, dos índices bióticos y un índice multimétrico. Los índices unimétricos escogidos fueron riqueza de taxa (Ecuación 4) y riqueza de EPT (Ecuación 5). En el caso de los índices

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bióticos, fueron seleccionados ChBMWP (Ecuación 6) y ABI (Ecuación 7), los cuales consideran la riqueza de familias y la asignación de un puntaje según su tolerancia o sensibilidad a la contaminación orgánica. Por último, el índice multimétrico considerado fue IMEERA (Ecuación 8), desarrollado por Villamarín et al. (2013) para la evaluación del estado ecológico de ríos altoandinos. Los cinco índices biológicos evaluados fueron calculados siguiendo la siguiente metodología: Ecuación 4

Donde; Ti = número total de taxa que componen la comunidad bentónica.

Ecuación 5

Donde; TE = número total de taxa del orden Ephemeroptera; TP = número total de taxa del orden Plecoptera y TT = número total de taxa del orden Trichoptera.

Los índices bióticos utilizados en este estudio determinan la calidad del agua en base a la presencia y ausencia de familias de invertebrados acuáticos. La escala para calificar a cada familia está en un rango entre 1 a 10, donde el valor 10 se asigna a familias de organismos intolerantes y/o sensibles a la contaminación siendo indicadores de aguas de muy buena calidad, mientras que el valor 1 se asigna a familias de organismos tolerantes a las presiones ambientales considerándose indicadores de aguas de mala calidad. La suma de los valores otorgados a cada familia presentes en una estación de monitoreo permite determinar el grado de contaminación del mismo, así cuanto mayor sea el valor obtenido, menor es la contaminación de la estación monitoreada. Ambos índices son una adaptación del índice BMWP (desarrollado en el Reino Unidos), siendo la principal diferencia entre ambos que ChBMWP fue adaptado para Chile por Figueroa (2003), mientras que el índice Biotico Andino (ABI) fue adaptado por Ríos-Touma et al. (2014), el cual además esta basado en la distribución de las familias de macroinvertebrados y su tolerancia a la contaminación en zonas andinas por encima de 2000 msnm.

Ecuación 6

Ecuación 7

Donde; ti = Tolerancia del taxa. El Índice Multimétrico del Estado Ecológico de Ríos Altoandinos (IMEERA) fue desarrollado en 2013 por Villamarín et al., este incorpora varias métricas las cuales evalúan diferentes aspectos biológicos de la comunidad tales como la riqueza taxonómica, la composición taxonómica, tolerancia/intolerancia a las presiones ambientales, entre otros. Este multimetrico contempla dos índices que responden a dos tipos de ecosistemas según altitud, IMEERA B que contempla ríos altoandinos con bosque de ribera entre los 2000 y 3500 msnm e IMEERA P para ríos altoandi. nos

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de páramos y punas entre los 3500 y los 4800 msnm, siendo este último el utilizado en este estudio. IMEERA P considera cuatro metricas las que tienen cada una de ellas su propia formula de estandarización (Tabla 6). El puntaje final del índice se obtiene del promedio del puntaje final de las cuatro metricas que componen IMEERA P.

Tabla 6. Métricas utilizadas para evaluación de ríos altoandinos de páramos y punas IMEERA P y fórmula a aplicar en el índice

Métricas Fórmula de estandarización

X1 = N° Taxa totales M1 = (100*(X1/20))

X2 = N° Taxa familias intolerantes M2 = 100*(X2/5))

X3 = Índice Biótico Andino (ABI) M3 = (100*(X3/82,8))

X4 = % Familias tolerantes M4 = (100*(66,6-X4)/(52))

Ecuación 8

Para poder comparar estos cinco índices, los valores de calidad fueron normalizados mediante el cálculo de la Relación de Calidad Ecológica (EQR), utilizando la fórmula (Ecuación 9):

Ecuación 9

Donde, Vo = valor del índice biológico obtenido para una determinada estación de muestreo; VR = valor del índice biológico obtenido del promedio de las estaciones de muestreo seleccionadas de referencia.

El valor de referencia (VR) para cada índice se obtuvo calculando el valor promedio de las localidades de referencia, registrádose ua 0 < EQR , siendo los valores cercanos a 1 los que indicarán un muy buen estado ecológico, mientras que los valores próximos a 0 corresponderán a un mal estado ecológico (Ortiz-Casas, 2002). Luego, considerando que la relación entre los valores del índice y el rango de alteraciones ambientales es lineal (European Commission, 2005; Munné & Prat, 2009), se utilizaron regresiones lineales para analizar la respuesta de los cinco índices de calidad frente al gradiente de estrés, para posteriormente determinar mediante el valor del coeficiente de regresión ajustado (R2) cuál de estos índices presenta la mejor respuesta frente al gradiente de estrés de la cuenca. Estos cinco índices biológicos fueron correlacionados con el gradiente de estrés ambiental y con la totalidad de variables ambientales monitoreadas en cada temporada con el propósito de determinar que variables ambientales explican mejor las variaciones del índice biológico en las vegas en estudio. Para este análisis todas las variables fueron previamente estandarizadas y relacionadas mediante un análisis de correlación de Pearson utilizando el programa estadístico PAST (Hammer et al., 2001). Finalmente, en cada índice biológico evaluado se determinó la Eficiencia Discriminativa (ED)

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(Barbour et al., 1996; Green & Swietlik, 2000), medida importante en la selección del índice más adecuado para evaluar la calidad de las aguas, ya que este también permite discriminar entre sitios de referencia e impactados. La ED se calculó utilizando la fórmula (Ecuación 10): Ecuación 10

Donde; a = número de localidades impactadas con valores inferiores al percentil 25 de la distribución de las localidades de referencia; b = número total de localidades con intervención

4.4.5. Caracterización del estado ecológico de vegas altoandinas Existen diferentes formas de establecer los rangos de calificación de un índice biológico que reflejen el grado de separación de las condiciones de referencia respecto a las condiciones impactadas, y que por tanto permitan definir en base a ellos clases del estado ecológico. El índice biológico seleccionado para caracterizar el estado ecológico de las vegas altoandinas presentó la mejor relación lineal (R2) con el gradiente de estrés ambiental, mostrando una correlación estadísticamente significativa con el gradiente y una elevada eficiencia discriminativa (ED) entre estaciones de referencia e impactadas. Siguiendo la metodología de Alba-Tercedor et al. (2002) se establecieron las clases de calidad para dicho índice en función del grado de desviación respecto a los datos obtenidos en las estaciones de referencia. Así las clases de calidad se definieron según los intervalos que cumplieron con las condiciones esquematizadas en la Figura 8, considerando los porcentajes del percentil 25 de las estaciones de referencia correspondientes al: 100%, 61%, 36% y 15%, respectivamente, como los límites entre las cinco clases del estado ecológico. En base a esto, se clasificaron sobre el percentil 25 de las estaciones de referencia las estaciones con estado ecológico Muy Bueno y bajo dicho percentil los rangos de calificación Bueno, Moderado, Deficiente y Malo, siendo estas tres últimas categorías las que nos señalan un impacto notable sobre las comunidades bentónicas en cada cuenca en estudio (Villamarín, 2012). Estableciendo en base a los resultados obtenidos una aproximación tentativa de las nuevas clases de calidad para los ecosistemas acuáticos en estudio.

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Fuente: Alba-Tercedor et al., 2002.

Figura 8. Propuesta para el establecimiento de las clases de estado ecológico en función de los valores obtenidos para un determinado índice biológico en las estaciones de referencia, siguiendo los criterios establecidos por la Directiva Marco del Agua.

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5. RESULTADOS

5.1. Descripción del hábitat acuático e hidromorfología fluvial de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Los resultados de la caracterización del hábitat fluvial obtenidos en las campañas del monitoreo Hidrobiológico correspondientes a los meses de noviembre 2015 y marzo 2016 se muestran en la Tabla 7. En ella es posible apreciar que los parámetros medidos en terreno presentaron variaciones espaciales (entre estaciones de monitoreo) y temporales (entre periodos en estudio). En general, la velocidad promedio del área de estudio fluctuó de 0,4 m/s a 1,0 m/s durante el mes de noviembre y entre 0,3 m/s y 1,0 m/s durante marzo, encontrándose mayor velocidad de flujo en el periodo de primavera. Respecto a la profundidad de los cauces evaluados, estos en general presentaron poca profundidad, fluctuando entre 9 y 42 cm en noviembre y 17 y 35 cm en marzo 2016, siendo este último periodo el que presentó en promedio mayor profundidad del cauce.

Tabla 7. Características hidromorfológicas del hábitat acuático por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Velocidad (m/s) Profundidad (cm) Ancho (m) Tipo de Hábitat* Vega Estación NOV MAR NOV MAR NOV MAR NOV MAR NE1 1,0 0,3 25 20 2,0 2,0 1 1;3 NE2 0,9 0,8 21 20 2,2 1,6 1 1;3 NE-2A NE3 0,5 0,5 26 20 1,7 2,0 1 1;3 NE4 0,3 0,5 16 20 1,6 1,8 1;3 1;3 NE5 0,6 0,6 18 24 1,6 2,0 1 1 VP1 0,7 0,4 13 27 1,7 1,6 1 1 VP2 0,6 0,7 18 21 1,8 1,6 1 1 Pascua VP3 0,8 0,4 19 27 1,8 1,8 1 1 VP4 0,6 1,0 21 18 1,9 3,2 1 1 VP5 0,8 0,7 16 24 1,8 3,8 1 1 TQ1 0,4 0,6 15 24 1,8 1,2 1;3 1;3 TQ2 0,8 0,6 9 17 1,5 2,3 1 1 Tres TQ3A 0,4 0,7 42 23 1,6 1,7 1;2 1;3 Quebradas TQ3B 0,8 0,5 20 20 1,3 1,5 1 1 TQ4 0,7 0,8 20 35 2,2 2,6 1 1 TQ5 0,7 0,6 22 33 1,4 1,7 1 1 *Simbología Tipo de hábitat: 1. Rápido-somero; 2. Rápido-profundo; 3. Lento-somero

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El ancho de los cauces fue mayor en el periodo marzo 2016 presentándose un ancho mínimo de 1,2 metros y un máximo de 3,8 metros, a diferencia de lo observado en noviembre 2015 donde el ancho varió entre 1,4 y 2,2 metros. En relación a las condiciones del hábitat, este presentó condiciones homogéneas, ya que trece de las estaciones consideradas en este monitoreo presentaron sólo un tipo de hábitat (rápido-somero) registrando velocidades >0,3 m/s y profundidades inferiores a 0,5 m, en cambio, de las dieciséis estaciones, sólo tres presentaron dos tipos de hábitat (Tabla 7). De noviembre 2015 a marzo 2016 se observó un incremento en el número de estaciones que presentaron dos tipos de hábitat, registrándose los hábitat rápido-somero y lento-somero en seis estaciones de monitoreo.

Composición del Sustrato El análisis de la composición del sustrato mostró que en las tres vegas altoandinas se registraron cuatro categorías de sustrato correspondiendo estos a bloques-piedras, cantos-gravas, arena y limo-arcilla, siendo registradas de dos a cuatro categorías en cada estación monitoreada (Figura 9). Las categorías bloques-piedras (> 64 mm) y cantos-gravas (2- 64 mm) fueron los sustratos con mayor presencia en las vegas, encontrándose en ambos periodos superando el 75% de cobertura. En términos generales, en el último periodo se observa un aumento de la fracción más fina del sustrato (arena y limo-arcilla), principalmente en estaciones de vega NE-2A y en las estaciones TQ1 y TQ2 de vega Tres Quebradas.

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A)

B)

C)

Figura 9. Composición de sustrato por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. A) Vega NE-2A; B) Vega Pascua; C) Vega Tres Quebradas.

Diversidad de sustrato Los índices de diversidad de sustrato registrados en los periodos noviembre 2015 y marzo 2016 se muestran en la Tabla 8. En marzo 2016, se registró un aumento en la riqueza de sustrato principalmente en la vega NE-2A secundada por vega Tres Quebradas, en cambio, en la vega Pascua no se observaron variaciones

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en cuanto a la riqueza de sustrato, manteniéndose las cuatro categorías identificadas en noviembre 2015. Del mismo modo, los resultados muestran que los índices de diversidad de Shannon y equitatividad de Pielou presentaron un aumento en marzo 2016, con la consecuente disminución de la dominancia que presentó menores valores que los registrados en el periodo de primavera (noviembre 2015), mostrando una mayor equidad respecto a la cobertura de los sustratos identificados.

Tabla 8. Índices de diversidad de sustrato por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Diversidad de Dominancia de Equitatividad de Riqueza Vega Estación Shannon Simpson Pielou NOV MAR NOV MAR NOV MAR NOV MAR NE1 3 4 0,90 1,02 0,46 0,41 0,82 0,73 NE2 3 4 0,90 1,11 0,46 0,38 0,82 0,80 NE-2A NE3 3 4 1,10 1,19 0,34 0,34 1,00 0,86 NE4 3 4 0,80 1,17 0,54 0,36 0,73 0,84 NE5 4 4 0,97 1,17 0,46 0,36 0,70 0,84 VP1 4 4 0,97 1,01 0,46 0,42 0,70 0,73 VP2 4 4 0,97 1,01 0,46 0,42 0,70 0,73 Pascua VP3 4 4 1,11 1,17 0,38 0,35 0,80 0,84 VP4 4 4 0,87 1,03 0,54 0,44 0,63 0,75 VP5 4 4 0,98 0,97 0,48 0,46 0,71 0,70 TQ1 2 4 0,67 1,24 0,52 0,33 0,97 0,89 TQ2 2 4 0,67 1,01 0,52 0,42 0,97 0,73 Tres TQ3A 4 4 0,87 0,97 0,54 0,46 0,63 0,70 Quebradas TQ3B 4 4 0,80 1,01 0,59 0,42 0,58 0,73 TQ4 4 4 0,97 1,01 0,46 0,42 0,70 0,73 TQ5 4 4 0,97 1,02 0,46 0,41 0,70 0,73

Los datos hidromorfológicos, composición y diversidad de sustrato registrados en las Temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016 se encuentran en el Anexo 04-A.

Aplicación de Índice de Calidad de Ribera (QBR-and) e Índice de Hábitat fluvial (IHF) Según se observa en la Tabla 9, las estaciones presentaron valores del índice QBR-And superiores a 38 puntos, por lo cual de acuerdo con este índice algunas estaciones presentarían ciertas alteraciones en sus riberas, aunque no serían extremas. En las estaciones de vega NE-2A durante noviembre 2016, se presentaron riberas de calidad intermedia (NE3 y NE5) y buena calidad (NE1, NE2 y NE4), presentando modificaciones en las riberas de sus cauces.

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En tanto, en periodo marzo 2016 las estaciones NE3 y NE4 disminuyeron el puntaje de QBR-And presentando menor calidad de ribera. Por su parte, las estaciones NE1, NE2 y NE5 conservan las condiciones de ribera informadas en noviembre, presentando buena calidad y calidad intermedia. En la vega Pascua el índice de Calidad de Bosque de Ribera Andino fluctuó entre 60 y 75 puntos, observándose estaciones con buena y muy buena calidad de ribera. En periodo marzo se observó un aumento en el puntaje del índice calculado para las estaciones VP1, VP2 y VP3, reportando una mejoría en la conservación de sus riberas. En tanto, la estación VP4 mantiene su calidad de ribera y la estació VP disiuye su putaje, presetado a as uea calidad.

Tabla 9. Categorías de calidad de los índices QBR- And e IHF por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

QBR-And IHF Vega Estación NOV MAR NOV MAR Puntaje Calidad Puntaje Calidad Puntaje Calidad Puntaje Calidad NE1 60 Buena 60 Buena 39 Limitado 43 Con limitaciones NE2 60 Buena 60 Buena 39 Limitado 46 Con limitaciones NE-2A NE3 55 Intermedia 25 Mala 39 Limitado 51 Con limitaciones NE4 65 Buena 40 Intermedia 43 Con limitaciones 43 Con limitaciones NE5 40 Intermedia 40 Intermedia 43 Con limitaciones 41 Con limitaciones VP1 70 Buena 75 Muy Buena 36 Limitado 52 Con limitaciones VP2 70 Buena 75 Muy Buena 42 Con limitaciones 57 Con limitaciones Pascua VP3 60 Buena 70 Buena 52 Con limitaciones 53 Con limitaciones VP4 75 Muy Buena 75 Muy Buena 43 Con limitaciones 53 Con limitaciones VP5 65 Buena 60 Buena 41 Con limitaciones 41 Con limitaciones TQ1 55 Intermedia 45 Intermedia 46 Con limitaciones 71 Adecuado TQ2 65 Buena 75 Muy Buena 48 Con limitaciones 67 Adecuado

Tres TQ3A 75 Muy Buena 70 Buena 47 Con limitaciones 57 Con limitaciones Quebradas TQ3B 65 Buena 70 Buena 38 Limitado 58 Con limitaciones TQ4 75 Muy Buena 75 Muy Buena 43 Con limitaciones 62 Adecuado TQ5 75 Muy Buena 75 Muy Buena 36 Limitado 60 Adecuado

Por lo que se refiere a la vega Tres Quebradas, los resultados muestran que en noviembre 2015 los valores de QBR-And oscilaron entre 55 y 75 puntos, presentando riberas que van de intermedia a muy buena calidad, siendo las estaciones TQ3A, TQ4 y TQ5, las que presentaron mayor naturalidad en sus riberas en este periodo. Mientras que en el periodo marzo 2016 se observó que las estaciones TQ4 y TQ5, no presentaron variaciones en puntaje del índice, a diferencia de TQ1 y TQ3A que disminuyen su puntuación presentando una ribera de intermedia y buena calidad, respectivamente. La estación TQ2 al igual que la estación TQ3B aumentaron su puntaje respecto del registrado en noviembre, observándose de acuerdo con el QBR-And un mejoramiento en las riberas de estas estaciones.

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Respecto al Índice de Hábitat Fluvial (IHF), este muestra variaciones temporales en las vegas, registrándose mejores condiciones de hábitat durante el último periodo monitoreado. La vega NE-2A en noviembre 2015 registró bajos puntajes del índice presentando un hábitat fluvial co calidad Liitado y Co liitacioes con una baja y media heterogeneidad. En el periodo marzo 2016, se observó un aumento en el índice de las estaciones NE1, NE2 y NE3, cambiando de há itat Liitado a Co liitacioes, ietras ue la estació NE atuvo las codicioes físicas del hábitat fluvial y la estación NE5 disminuyó su puntaje, sin embargo, al igual que en el periodo de priavera presetó u há itat Co liitacioes. En el caso de la vega Pascua, esta presentó al igual que la vega NE-2A en el primer periodo de monitoreo un hábitat con condiciones limitada y con limitaciones, aunque durante marzo se observó un incremento en la puntuación del índice en las estaciones a excepción de VP5. Sólo la estación VP1 mejoró en cuanto a la calidad, encontrándose que en este periodo todas las estacioes presetaro u há itat fluvial Co liitacioes. Por su parte, las estaciones de vega Tres Quebradas registraron un aumento en el puntaje de índice IHF respecto al obtenido en noviembre 2015, presentando en el último periodo hábitat Co liitacioes y Adecuado, siedo TQ , TQ, TQ y TQ, las estacioes ue registraro ua mayor heterogeneidad en el hábitat fluvial. Los datos registrados de índices QBR e IHF, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016, se encuentran en el Anexo 04- B y C.

5.2. Descripción de parámetros fisicoquímicos de agua superficial y sedimentos fluviales de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 A continuación se describen los parámetros fisicoquímicos de agua superficial y sedimentos fluviales analizados dentro de las tres vegas altoandinas en las dos primeras campañas de monitoreo, ejecutadas durante los meses de noviembre 2015 y marzo 2016. Los certificados de análisis de muestras de agua superficial y sedimentos fluviales de Laboratorio ANAM para las Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 se encuentran en el Anexo 05 y 06, respectivamente.

5.2.1. Parámetros fisicoquímicos de Agua superficial Parámetros in-situ en agua superficial: A modo general, según se observa en la Figura 10-A, la temperatura durante el mes de noviembre 2015 vario entre los -0,02 y 6°C, mientras que durante marzo 2015 las temperaturas variaron entre los 2,2 y 10,7°C para las tres vegas de estudio. En cuanto a los valores de oxígeno disuelto observados en las vegas en estudio (Figura 10-B), las mayores concentraciones se observaron durante la temporada de noviembre 2015, con valores que fueron entre los 7,1 y 8,03 mg/L, mientras que en marzo 2016 los valores fluctuaron entre los 5,5 y 7,5 mg/L.

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A)

B)

Figura 10. Temperatura (°C; Figura A) y Oxígeno disuelto (mg/L; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

En relación al pH, la Figura 11-A muestra que los valores de pH se encontraron entre los 4,4 (en vega NE-2A) y 8,1 (vega Tres Quebradas) durante noviembre 2015 y que estos son levemente inferiores respecto a los valores observados durante marzo 2016, los que fluctuaron entre los 4,7 y 8,6, destacándose los valores de pH más ácidos en las vegas NE-2A y Pascua (río Estrecho).

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A)

B)

Figura 11. pH (Figura A) y Conductividad eléctrica (µS/cm; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

En cuanto a la conductividad eléctrica (Figura 11-B), esta también registró valores inferiores durante noviembre de 2015 en comparación a marzo 2016. Durante noviembre 2015 los valores fueron inferiores a 1.000 µS/cm en todas las estaciones de monitoreo, mientras que en marzo de 2016 la mayoría de las estaciones registraron conductividades superiores a este valor en la mayor parte de las estaciones de monitoreo, a excepción de las estaciones VP3 y VP5 (vega Pascua) y TQ3A, TQ4 y TQ5 (vega Tres Quebradas).

Nutrientes en agua superficial: En relación a los nutrientes, el NTK y el fósforo total se presentaron en bajas concentraciones en las tres vegas en estudio y en ambas temporadas analizadas, con valores inferiores a 0,1 y 0,4 mg/L, respectivamente. Sin embargo, de la Figura 12-A se observa que el NTK fue levemente superior durante la temporada de marzo 2016 en las tres vegas de estudio, a excepción de las estaciones NE1, NE3, NE4 y TQ4. Respecto al fósforo total, destaca que la mayoría de las estaciones presentaron valores bajo el límite de detección (P total <0,07 mg/L) en ambas temporadas analizadas. Sin embargo, durante la temporada de marzo 2016 sólo las estaciones NE1 y TQ2 presentaron medición, con valores de

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0,07 y 0,08 mg/L, respectivamente. Mientras que durante noviembre 2015 los máximos valores fueron encontrados en las vegas NE-2A y Pascua, con valores que no excedieron los 0,34 mg/L (en la estación NE2) (Figura 12-B).

A)

B)

Figura 12. Nitrógeno Total Kjeldahl (mg/L; Figura A) y Fósforo Total (mg/L; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

Sólidos Disueltos Totales y Turbidez en agua superficial: Tanto los sólidos disueltos totales (SDT; Figura 13-.A) y la turbidez (Figura 13-B) mostraron mayores valores durante la temporada de noviembre 2015 en comparación a marzo 2016 en las tres vegas de estudio. Los valores de SDT durante noviembre 2015 fluctuaron entre los 234 y 874 mg/L en las estaciones TQ3A y NE1, respectivamente, mientras que en marzo 2016 fueron de 184 a 580 mg/L. En cuanto a los valores de turbidez, estos siguieron el mismo patrón que los SDT, con valores que fluctuaron entre los 4,8 y 443 NTU durante noviembre 2015 y 0,0 y 45 NTU durante marzo 2016.

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A)

B)

Figura 13. Sólidos disueltos totales (mg/L; Figura A) y Turbidez (NTU; Figura B)en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

Parámetros Biológicos en agua superficial: De la Figura 14-A se observa que las Coliformes totales durante ambas temporadas mostraron valores bajo el límite de detección en las vegas NE-2A y Pascua (Col. Tot. < 1,0 NMP/100ml), a excepción de la estación VP3 (río Barriales), la cual registró un valor de 12 NMP/100ml. Sin embargo, la vega Tres Quebradas presentó valores entre 2 NMP/100ml (estación TQ3A) y 61 NMP/100ml (estación TQ1) durante noviembre 2015 y valores entre 77 NMP/100ml (estación TQ1) y 276 NMP/100ml (estación TQ3A) durante marzo 2016. Respecto a los valores de clorofila a (Figura 14-B), estos se encontraron en la mayoría de las estaciones y para ambas temporadas de análisis bajo el límite de detección (Cl a < 1,0 µg/L), a excepción de las estaciones NE1, VP3, TQ1, TQ2, TQ3A y TQ3B durante noviembre de 2015 y las estaciones NE3, VP2, TQ2, TQ3B, TQ4 y TQ5 durante marzo de 2016, con valores que se fluctuaron entre los 1,1 y 2,5 µg/L en ambas temporadas.

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A)

B)

Figura 14. Coliformes totales (NMP/100ml; Figura A) y Clorofila a (µg/L; Figura B) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

En cuanto a los parámetros DBO5 y Coliformes fecales, en la mayoría de las estaciones de monitoreo se encontraron bajo el límite de detección (concentraciones inferiores a 1,0

NPM/100ml y 1,0 mg/L, respectivamente), a excepción de la estación TQ3A que tuvo una DBO5 de 2,0 mg/L.

Metales totales en agua superficial: Tal como se observa en la Figura 15-A y B, los metales predominantes en agua superficial para ambas temporadas (noviembre 2015 y marzo 2016) en todas las estaciones de monitoreo fueron hierro total, magnesio total y manganeso total. El metal zinc también fue dominante en ambas temporadas principalmente en las vegas NE-2A y Pascua, ubicadas en la subcuenca del Tránsito (río Estrecho), a excepción de la estación VP3, la cual está ubicada en un afluente al río Estrecho (río Barriales). Destaca el magnesio como el metal más abundante en todas las estaciones de monitoreo y durante ambas temporadas en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, con un porcentaje de representación superior al 60% respecto a los otros metales analizados. Luego el manganeso y zinc, con porcentajes de 15 y 5%, respectivamente, destacando su presencia sólo en la subcuenca del

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Tránsito (vegas NE-5 y Pascua) durante ambas temporadas.

A)

B)

Figura 15. Proporción y distribución de la concentración de metales totales (mg/L) en agua superficial para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (Figura A) y marzo 2016 (Figura B).

La base de datos registrados de parámetros fisicoquímicos de agua superficial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 se encuentran en el Anexo 04-D.

5.2.2. Parámetros fisicoquímicos de Sedimentos fluviales Según se observa en la Figura 16, los valores de materia orgánica de los sedimentos fluviales en las tres vegas de estudio y para ambas temporadas (noviembre 2015; Figura A y marzo 2016; Figura B) presentaron un porcentaje inferior al 3%, siendo la materia inorgánica superior al 97% en las dieciséis estaciones monitoreadas, a excepción de las estaciones NE3, TQ3A y TQ3B en que el porcentaje de materia orgánica en sedimentos durante la temporada noviembre 2015 fue de 39,2%, 5,9% y 3,1%, respectivamente.

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A)

B)

Figura 16. Proporción de la concentración de materia orgánica e inorgánica en sedimentos fluviales para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (Figura A) y marzo 2016 (Figura B).

En cuanto al análisis de las concentraciones de metales totales en los sedimentos fluviales de las tres vegas en estudio, en la Figura 17 se observa que en todas las estaciones de monitoreo los metales hierro total, aluminio total y magnesio total fueron los metales que presentaron un porcentaje de representación superior al 1% en todas las estaciones de monitoreo y en ambas temporadas de muestreo (noviembre 2015 y marzo 2016). A nivel global y considerando todas las estaciones de monitoreo, hierro fue el metal más abundante en los sedimentos durante ambas temporadas analizadas, mostrando un porcentaje de representación del 55% , seguido por el aluminio y magnesio, con un porcentaje superior al 28% y 10%, respectivamente, durante ambas temporadas de monitoreo . La sumatoria del resto de los metales analizados tuvo una representación del 1% dentro del total analizado (19 metales), por lo cual fueron agrupados como Otros etales< %.

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A)

B)

Figura 17. Proporción de la concentración de metales totales en sedimentos fluviales para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (Figura A) y marzo 2016 (Figura B).

La base de datos registrados de parámetros fisicoquímicos en sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 se encuentran en el Anexo 04-E.

5.3. Descripción de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 La comunidad bentónica registrada en el Monitoreo Hidrobiológico, considerando los monitoreos de noviembre 2015 y marzo 2016, estuvo constituida por un total de 24 taxa, correspondiendo principalmente a estados inmaduros de insectos cuya representación alcanzó el 67% de la comunidad, con un registro de 16 familias (Tabla 10). Entre estos, el orden con mayor riqueza de taxa correspondió a Diptera, presentando nueve familias, muy por encima de Collembola, Coleoptera, Ephemeroptera, Hemiptera y Trichoptera, los cuales registraron entre una y dos familias. Entre las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016 no se observaron grandes diferencias en la composición taxonómica registrada en las tres vegas de estudio. En total se identificaron 23 taxa en cada periodo, de los cuales 22 taxa fueron encontrados en ambas temporadas. Los representantes de Hemiptera indeterminado y Nematomorpha indeterminado sólo fueron

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identificados en noviembre 2015 y en marzo 2016, respectivamente. En la temporada noviembre 2015 (primavera) las vegas NE-2A y Pascua, registraron diez y doce taxa respectivamente, mientras que la vega Tres Quebradas en el mismo periodo registró 21 taxa. Durante el monitoreo de marzo 2016 (verano), las vegas presentaron un aumento de la riqueza taxonómica, en relación a lo informado en el periodo anterior, siendo identificados catorce taxa en vega NE-2A, trece taxa en vega Pascua y veinte taxa en vega Tres Quebradas. A nivel de vega, la vega Tres Quebradas registró la máxima riqueza de taxa siendo identificadas 22 taxa entre los dos periodos, mientras que vega Pascua y vega NE-2A registraron diecisiete y quince taxa, respectivamente.

Tabla 10. Composición taxonómica de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos registrada en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M). NE-2A Pascua Tres Quebradas Phylum Clase Orden Familia/Taxa N M N M N M Nematoda Adenophorea Nematoda indet. + + + + Nematomorpha Nematomorpha indet. + Platyhelminthes Turbellaria Tricladida indet. + + Annelida Oligochaeta Oligochaeta indet. + + + + + + Hirudinea Glossifoniformes Glossiphoniidae + + Arthropoda Crustacea Amphipoda Hyalellidae + + + + + + Arachnida Acari Hydracarina indet. + + + + Oribatida indet. + + + + + + Insecta Collembola Collembola indet. + + + + + + Coleoptera Elmidae + + Diptera Ceratopogonidae + + + + + + Chironomidae + + + + + + Empididae + + + + + Ephydridae + + + + Muscidae + + + + Simuliidae + + + Stratiomyidae + + Tipulidae + + + Tabanidae + + + Ephemeroptera Baetidae + + Leptophlebiidae + + + + +

Hemiptera Hemiptera indet. + + Trichoptera Hydrobiosidae + + Hydroptilidae + + + +

Descripción de Sensibilidad de taxa, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 La comunidad bentónica estuvo representada por taxa con distintos niveles de sensibilidad y/o intolerancia a las presiones antrópicas. En la Figura 18, se muestra la proporción de taxa clasificados de acuerdo a su tolerancia a la contaminación, registrados en las vegas en las temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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Basado en Figueroa et al., 2007 Figura 18. Proporción de taxa registrados en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, de acuerdo a su tolerancia a la contaminación, Temporadas noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M).

Del total de taxa identificados en la vega NE-2A en el periodo noviembre 2015, un 13% corresponde a Leptophlebiidae reconocido como un taxa sensible, mientras que, los taxa tolerantes registraron un 38%, los cuales estuvieron representados por Chironomidae y Oligochaeta. Los taxa de mediana tolerancia incluyeron a Ceratopogonidae y Oribatida, los cuales abarcaron un 50% de la totalidad de taxa. En el periodo de marzo 2016, se observó un aumento de los taxa medianamente tolerantes identificando a las familias Empididae e Hydroptilidae representando el 60% del total de taxa, por el contrario, los taxa tolerantes y sensibles disminuyen a un 30% y 10%, respectivamente. De igual forma, la vega Pascua presentó mayor número de taxa con mediana tolerancia a las alteraciones antrópicas, encontrándose en ambos periodos sobre el 60%, observándose un incremento en marzo 2016. Las otras dos categorías se encuentran en menor proporción, registrándose en el periodo de verano un aumento de los taxa tolerante y la disminución de los taxa sensibles, al no encontrarse representantes de esta categoría en este periodo. Por su parte, la vega Tres Quebradas registró en ambos periodos el mismo porcentaje de familias sensibles (12%) que incluyó a las familias Leptophlebiidae e Hydrobiosidae. En el periodo de verano, se observó una disminución de los taxa de media tolerancia y un aumento de los taxa tolerantes debido al registro de la familia Ephydridae.

Abundancia relativa de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016

E la Figura , se uestra los taa co ayor represetatividad e la couidad etóica, los cuales presetaro ua a udacia >% e vega NE-A durate las teporadas ovie re 0 y arzo 0 . E ella es posi le apreciar ue e las estacioes de esta vega durate el periodo de ovie re 0 , los represetates de Chirooidae, Oligochaeta, Colle ola, Ori atida idet.,

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Ceratopogoidae, Ephydridae, Epididae y Leptophle iidae tuviero ayor represetatividad e la couidad, ostrado ua ayor distri ució e la a udacia de estos ue lo o servado e arzo 0 , dode se o servó u eor úero de taa co a udacias superiores al %. Durate el periodo de priavera ovie re 0 los taa ás represetativos correspodiero a Chirooidae, Oligochaeta y Colle ola ue e cojuto superaro el 0% de la couidad, ietras ue e la teporada de verao se o servó u icreeto e la a udacia de la failia Chirooidae, a arcado e proedio a u 0% de la couidad etóica ecotrada e la vega. E tato, los taa co eor represetació icreetaro su a udacia relativa e el periodo de verao.

Figura 19. Abundancia relativa (%) de macroinvertebrados bentónicos registrados en vega NE-2A, Temporadas noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M).

E las estacioes de vega Pascua Figura 0 , durate el periodo ovie re 0 los taa Oligochaeta, Chirooidae, Colle ola y Ori atida idet., presetaro ua a udacia superior al %, siedo Oligochaeta y e eor edida Chirooidae y Colle ola los ue tuviero ayor represetació a ivel de vega durate este periodo. Durate arzo 0 , se o servó ua iportate doiacia e t rios de a udacia de la failia Chirooidae, la cual fue registrada e todas las estacioes superado el 80% de la couidad etóica, uy por ecia de Oligochaeta ue superó el % de la couidad sólo e u par de estacioes. E a os periodos los orgaisos agrupados e Otros taa <% o superaro el % de la couidad.

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Figura 20. Abundancia relativa (%) de macroinvertebrados bentónicos registrados en vega Pascua, Campaña noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M).

De acuerdo co la Figura , e las dos teporadas la vega Tres Que radas registra u alto úero de taa ue presetaro ua a udacia relativa superior al %, e coparació co lo registrado e las vegas NE-A y Pascua. Los taa Chirooidae, Leptophle iidae y Baetidae so los taa ás a udates durate el periodo de ovie re 0 , ecotrádose otros taa represetativos pero eos a udates, tales coo Glossiphoiidae, Hydracaria y Elidae. E tato, e arzo 0 se o servó u aueto de la failia Chirooidae y de otros taa coo Oligochaeta y “iuliidae, los cuales correspodiero a los taa ás a udates e la vega Tres Que radas durate este periodo. Adeás, se o servó ue las estacioes TQ , TQ , TQ y particularete la estació TQ A, ostraro ayor diversidad y ua distri ució de la a udacia ás hoog ea, e a os periodos, icreetádose e el últio periodo. Los taa co eor represetatividad, agrupados e Otros taa <%, o so repasaro el 0% de la couidad etóica.

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Figura 21. Abundancia relativa (%) de macroinvertebrados bentónicos registrados en vega Tres Quebradas, Campaña noviembre 2015 (N) y marzo 2016 (M).

La base de datos de la comunidad de macroinvertebrados bentónicos se encuentra en el Anexo 04-F y el registro fotográfico de las familias se encuentra en el Anexo 07.

Descripción de parámetros comunitarios de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Los parámetros comunitarios obtenidos para la vega NE-2A, mostraron que durante el periodo marzo 2016 fue registrado un mayor número de taxa en las estaciones de la vega a excepción de la estación NE3, registrándose una riqueza máxima correspondiente a nueve taxa. De acuerdo con esto la vega en este periodo se encontró en mejores condiciones en términos de riqueza que lo reportado en noviembre 2015. Pese a esto, los índices de Shannon y de Pielou presentaron menores valores que en noviembre 2015, mostrando una comunidad bentónica con menor diversidad y equitatividad, aumentando la dominancia de taxa. En la vega Pascua, la riqueza respondió de distinta forma en relación a la variación temporal, observándose un incremento durante el verano sólo en dos estaciones (VP3 y VP5). Mientras que en el mismo periodo la estación VP2 disminuyó su riqueza y las estaciones VP4 y VP1 registraron el mismo número de taxa que en noviembre 2015, presentado la última estación de monitoreo la máxima riqueza en los dos periodos, siendo identificados ocho taxa. Respecto a la diversidad, ésta registró una disminución en el último periodo de monitoreo, al igual que la equitatividad, que fue mayor en todas las estaciones durante el periodo de noviembre 2015. En tanto, los resultados del índice de Simpson mostraron que en la temporada de verano las estaciones presentaron un incremento en la dominancia de taxa.

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A)

B)

C)

D)

Figura 22. Índices de diversidad de macroinvertebrados bentónicos en estaciones de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. A) Riqueza; B) Diversidad de Shannon-Wiener; C) Dominancia de Simpson; D) Equitatividad de Pielou.

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De igual forma, la vega Tres Quebradas durante el periodo marzo 2016 registró en gran parte de sus estaciones un aumento en la riqueza a excepción de TQ3B y TQ5, sin embargo, la riqueza máxima registrada en esta temporada es menor que la registrada en noviembre 2015. En general, de acuerdo con el índice de Shannon- Wiener, la diversidad fue mayor durante marzo 2016, sin embargo, en este periodo se observa una menor homogeneidad en la distribución de la abundancia de taxa y una mayor dominancia. De acuerdo con los resultados obtenidos por los parámetros comunitarios, en ambos periodos de monitoreo la vega Tres Quebradas presentó mejores condiciones que la vega NE-2A y que la vega Pascua, registrando en promedio mayor riqueza de taxa junto con valores más altos de diversidad y una menor dominancia de taxa.

Distribución geográfica de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 De los taxa identificados en las vegas, la familia Chironomidae presentó una amplia distribución en el área de estudio, siendo encontrada en las dieciséis estaciones establecidas para este monitoreo en las dos temporadas, secundada por Oligochaeta que estuvo ampliamente distribuida principalmente en el periodo de verano. Otros taxa como Hemiptera ident. y Nematomorpha indet. fueron registrados en una de las dos temporadas, en noviembre 2015 y en marzo 2016, respectivamente. De acuerdo con la Figura 23, la vega NE-2A, en el periodo noviembre 2015, se encontraron ampliamente distribuidos los representantes de Chironomidae, Oligochaeta y Collembola reportándose en las cinco estaciones de monitoreo presentes en la vega. En menor medida fueron registrados Oribatida, Ceratopogonidae, Hyalellidae, Leptophlebiidae, Empididae, Ephydridae y Hemiptera indet. los cuales fueron encontrados en un máximo de tres estaciones de monitoreo. En el periodo marzo 2016, Collembola es identificado en un menor número de estaciones al igual que Ceratopogonidae y Oribatida. En tanto, la familia Empididae aumenta su distribución en la vega y Hyallelidae permanece en dos estaciones al igual que en el periodo anterior. Además en el monitoreo reciente son identificados taxa que no había sido registrados previamente en la vega, tales como Muscidae, Nematoda, Nematomorpha, Stratiomyidae e Hydroptilidae, los cuales presentaron una distribución reducida. Por su parte, la vega Pascua (Figura 24) presentó en ambos periodos una amplia distribución de Chironomidae y Oligochaeta. En el periodo de noviembre 2015, fueron registrados en un menor número de estaciones los taxa Collembola, Oribatida, Hyalellidae, Hydracarina y Empididae, que ocuparon entre cuatro y dos estaciones, además se registró la presencia de Nematoda, Tabanidae, Hemiptera y Leptophlebiidae, los cuales fueron encontrados en una estación de monitoreo de la vega. Durante marzo 2016, los taxa, exceptuando Chironomidae y Oligochaeta, presentaron una escasa distribución al interior de la vega Pascua, siendo registrados en una o dos estaciones. Los

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representantes de Empididae, Tabanidae, Hemiptera indet. y Leptophlebiidae, que habían sido reportados en el periodo anterior no fueron identificados en este periodo, en cambio, se reportó la presencia de Hydroptilidae, que no había sido identificado en la vega durante el monitoreo de primavera. En la vega Tres Quebradas (Figura 25), durante noviembre 2016 se observaron ampliamente distribuidas las familias Baetidae y Leptophlebiidae, además de Empididae y Chironomidae. Otros taxa como Hydracarina y Tabanidae, se encontraron en un menor número de estaciones, los representantes de Oribatida, Simuliidae, Stratiomyidae, Tipulidae e Hydroptilidae restringieron aún más su distribución siendo identificados sólo en una estación de la vega. En el periodo de verano, a las familias Chironomidae y Baetidae se le suman Oligochaeta, Ephydridae y Muscidae, los cuales son registrados en las seis estaciones de monitoreo ubicadas en la vega. Por el contrario, Leptophlebiidae, Hydracarina, Ceratopogonidae, Collembola y Empididae redujeron su distribución en relación con el periodo anterior, mientras que Tricladida e Hydroptilidae, aumentaron su distribución en la vega. Los taxa restantes se mantienen en el mismo número de estaciones de monitoreo. Además, en este periodo no se encontró al díptero Stratiomyidae que había sido reportado para la vega en noviembre 2015.

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Figura 23. Distribución geográfica de familias de macroinvertebrados bentónicos encontrados en la Vega NE- 2A, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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Figura 24. Distribución geográfica de familias de macroinvertebrados bentónicos encontrados en la Vega Pascua, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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Figura 25. Distribución geográfica de familias de macroinvertebrados bentónicos encontrados en la Vega Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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5.4. Relación entre la comunidad de macroinvertebrados bentónicos y las características ambientales de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 El análisis canónico de correspondencias mostró que los ejes canónicos 1 y 2 explicaron un alto porcentaje de la variabilidad en la relación entre las variables ambientales y los macroinvertebrados bentónicos, explicando un 68% de la varianza total, según se observa en la Figura 26. El primer eje canónico por sí solo explicó el 48% de la variabilidad, relacionada principalmente con el pH, la conductividad eléctrica, el calcio, el nitrato y el metal total en sedimento cobalto (Figura 26-A), mostrado una distribución de las taxa de macroinvertebrados bentónicos según aquellas variables ambientales. En el extremo positivo de esta dimensión se situaron las familias Glossiponiidae, Hydracarina, Elmidae, Simulidae, Baetidae y Leptophlebiidae, siendo registradas con mayor abundancia o presencia exclusiva en la vega Tres Quebradas donde se registró pH alcalino y baja conductividad. Mientras que en el extremo opuesto se ubicó Collembola y Oribatida coincidiendo con la ubicación de las estaciones monitoreo de la vega NE-2A y Pascua (Figura 26-B), principalmente en la temporada de noviembre de 2015 donde registraron una mayor abundancia. En tanto, en una posición intermedia a lo largo del primer eje de análisis se ubicaron Chironomidae y Oligochaeta, siendo estas las familias de mayor presencia y abundancia en las tres vegas altoandinas en estudio. El segundo eje canónico explicó un 20% de la variabilidad, porcentaje bastante menor en comparación al primer eje de análisis.

A) B)

Figura 26. Análisis canónico de correspondencias (ACC), mostrando la ubicación de A) las familias de macroinvertebrados con respecto a las variables ambientales y B) la localización de las estaciones de muestreo de la vega NE-A ◊ , Pascua □ y Tres Que radas ∆ , Teporadas ovie re 0 (rojo) y marzo 2016 (azul).

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A nivel global en el área de estudio se observó una distribución espacial de las estaciones de muestreo de las vegas altoandinas en ambos ejes del ACC, tanto para el monitoreo de noviembre 2015 y como el de marzo 2016, lo que muestra que la presencia de las taxa de los de macroinvertebrados bentónicos más abundantes y frecuentes en el área de estudio se ha mantenido de manera estable a través del tiempo, mostrando diferencias entre las vegas principalmente por las variables ambientales pH y conductividad eléctrica. Así mismo se observó una diferenciación entre estaciones de muestreo por temporada o época de monitoreo, explicada principalmente por el aumento en abundancia de la familia Chironomidae durante la temporada de marzo de 2016 en cada una de las estaciones de la vega NE-2A, Pascua y Tres Quebradas.

5.5. Determinación del estado ecológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016

5.5.1. Determinación de los tipos de ríos asociados a las vegas altoandinas El Análisis de Escalamiento Multidimensional (MDS) realizado con los datos obtenidos a partir de los parámetros fisiográficos más relevantes a nivel de cuenca, los cuales no son afectados por las actividades humanas, presentó una acotada dispersión entre estaciones de muestreo no mostrando diferencias importantes entre las tres vegas en estudio (Figura 27).

Figura 27. Análisis de Escalamiento Multidimensional (MDS) de los componentes fisiográficos de las estaciones de muestreo definidas para las vegas NE-A ◊ , Pascua □ y Tres Que radas ∆ .

Así mismo, el Análisis de Similitud (ANOSIM) señaló que las diferencias entre las estaciones de muestreo de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas no son estadísticamente significativas (R = 0,091; p = 0,138). Es por esto, que las tres vegas en estudio se agruparon en un solo conjunto (un solo tipo de río), al cual se le determinó el gradiente de estrés ambiental que fue utilizado para

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seleccionar al índice biológico de mejor respuesta para los sistemas acuáticos evaluados en estudio.

5.5.2. Selección de las estaciones de referencia De las dieciséis estaciones de monitoreo, únicamente tres estaciones de la vega Tres Quebradas TQ3A, TQ4 y TQ5 cumplieron con los requerimientos para ser consideradas estaciones de referencia; es decir, sin o con muy poca intervención antrópica, mientras que las otras trece estaciones presentaron algún nivel de impacto determinado por un valor del índice biótico ChBMWP dentro de las categorías: moderado, deficiente o malo. Este resultado ratifica Tres Quebradas, en al menos las tres estaciones mencionadas anteriormente, es el sistema acuático de vega de referencia de NE-2A y Pascua.

5.5.3. Determinación del gradiente de estrés ambiental Considerando que las tres vegas en estudio corresponden al mismo tipo de río, se realizó un Análisis de Componentes Principales (ACP), incorporando todas las estaciones de monitoreo, el cuál se observa en la Figura 28.

Figura 28. Disposición de las estaciones de monitoreo en el espacio definido por los dos primeros componentes en el Análisis de Componentes Principales (ACP). Variables ambientales (──) y estaciones de muestreo vega NE-2A (◊), Pascua (□) y Tres Quebradas (∆), Temporadas noviembre 2015 (rojo) y marzo 2016 (azul).

En el área de estudio, los dos primeros componentes del ACP explicaron un 69% de la varianza total, siendo el componente 1 el que explicó por si solo un 51% de la varianza total. Por lo cual, este fue seleccionado como el gradiente de presión ambiental para las vegas en estudio, determinado principalmente por las variables ambientales que presentaron el mayor peso en dicho componente de análisis, siendo estas pH (-0,38), Calcio (0,36), Magnesio (0,37), Solidos

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Disueltos Totales (0,40) y el metal total en sedimento Cobre (0,35). El gradiente de estrés ambiental localizó las estaciones de monitoreo en el primer componente de análisis según los valores de pH y Sólidos Disueltos Totales (SDT), situando a las estaciones con un mayor valor de pH (básico) y una menor concentración de SDT a la izquierda del gradiente, en tanto las estaciones con un menor valor de pH (ácido) y una mayor concentración de SDT se ubicaron a la derecha del gradiente, siendo estas estaciones de monitoreo las que indicaron una mayor alteración (Figura 28).

5.5.4. Evaluación de índices biológicos y su relación con el gradiente de estrés ambiental Los cinco índices de calidad biológica aplicados en la totalidad de estaciones de monitoreo al ser comparados y analizados gráficamente mediante la Relación de Calidad Ecológica (EQR) contra el gradiente de estrés ambiental para las tres vegas en estudio, mostraron que los dos índices bióticos aplicados ChBMWP y ABI presentaron el mayor coeficiente de regresión lineal ajustado R2=0,61, en comparación a los unimétricos Riqueza y EPT que presentaron ambos un R2=0,55 y que el multimétrico IMEERA el cual registrase el menor R2=0,49 (Tabla 11 y Figura 29). Luego, al correlacionar cada uno de los índices biológicos evaluados observamos que todos presentaron una correlación negativa estadísticamente significativa (p<0,05) con el gradiente de estrés ambiental (Tabla 11), es decir, al incrementar el estrés ambiental disminuirá el valor del índice biológico, por ende un estado ecológico de menor calidad. Es importante destacar que el índice ChBMWP presentó el valor de correlación más elevado (R=0,56), al igual que la mejor significancia estadística (p=0,001). Además, paralelamente estos cinco índices biológicos se correlacionaron con las todas variables fisicoquímicas monitoreadas para este estudio. Los análisis de dicha correlación mostraron que para las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas las variaciones de los todos los índices biológicos aplicados se explicaron de manera significativa por variables tales como altitud, pH, Coliformes Totales, los metales totales en agua y sedimento Cobalto, Cobre, Cromo y Níquel, entre otras (Anexo 08). Por último, de manera complementaria se evaluó la eficiencia discriminativa (ED) de cada índice biológico (Tabla 11), la cual mostro para todos los índices evaluados una excelente capacidad al discriminar entre estaciones de referencia e impactadas (ED=100%), a excepción del índice unimétrico EPT el cual presentó una ED menor, siendo igual al 73%.

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Tabla 11. Índices biológicos utilizados para evaluar el estado ecológico de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas. Presentando su coeficiente de regresión lineal (R2), el valor de correlación de Pearson (R) frente al gradiente de estrés ambiental y su eficiencia discriminativa entre estaciones de referencia e impactadas.

Índice Biológico R2 Correlación Gradiente Eficiencia Discriminativa Unimétrico Riqueza 0,55 -0,54 100% Taxa EPT 0,55 -0,55 73% Biótico ChBMWP 0,61 -0,56 100% ABI 0,61 -0,53 100% Multimétrico IMEERA 0,49 -0,42 100%

Finalmente, considerando que el índice ChBMWP presentó un elevado coeficiente de regresión lineal con el gradiente de estrés ambiental y su EQR (R2=0,61), registrando la más elevada y significativa correlación con el gradiente de presiones ambientales (R=; p<0,01) y una Eficiencia Discriminativa del 100% entre sitios de referencia e impactados, fue seleccionado como el mejor indicador del estado ecológico de las aguas de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, siendo calibrado para su utilización en vegas altoandinas de la cuenca del río Huasco.

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Figura 29. Relación de Calidad Ecológica (EQR) de los índices unimétricos Riqueza (A) y EPT (B); los índices bióticos ChBMWP (C) y ABI (D); y el índice multimétrico IMEERA (E) frente al gradiente de estrés de las vegas en estudio, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

5.5.5. Calibración del índice ChBMWP para la evaluación del estado ecológico de vegas altoandinas Los rangos de calificación del ChBMWP utilizados para caracterizar el estado ecológico de las vegas altoandinas en estudio se establecieron respecto a los valores del índice en las estaciones de referencia (TQ3A, TQ4 y TQ5) mediante la utilización de un diagrama de box-plot (Figura 30). Los nuevos rangos presentaron diferencias respecto a los intervalos de clase original del índice ( Tabla 12.), lo cual se refleja al comparar la calificación del estado ecológico en las estaciones de monitoreo con ambas acotaciones en ambas temporadas de monitoreo, noviembre 2015 y marzo 2016. Estas en su mayoría pasan al nivel de calidad superior al ser evaluadas con los rangos

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ajustados del índice biótico, los cuales se han calibrados para definir el estado ecológico de las tres vegas en estudio.

┬ Nota: Las barras ( /┴) indican el valor máximo y mínimo registrado para las estaciones de referencia e impactadas. Los límites inferior y superior del diagrama de caja señalan el percentil 25 y 75 respectivamente. La mediana se muestra con una línea horizontal en el interior de la caja. Las líneas discontinuas y fechas indican los límites entre rangos de calidad. Figura 30. Box-plot de los valores del índice ChBMWP en las estaciones de referencia (REF) e impactadas (IMP) de las vegas altoandinas de la cuenca del Huasco.

Tabla 12. Acotaciones de los rangos de valores del índice ChBMWP original y ajustado para definir el estado ecológico de las vegas altoandinas de la cuenca del Huasco.

Rango de valores Clase Calificación Color Original Ajustado Clase I Muy Bueno Azul >100 > 61 Clase II Bueno Verde 61-100 38-61 Clase III Moderado Amarillo 36-60 23-37 Clase IV Deficiente Naranja 15-35 9-22 Clase V Malo Rojo <15 <9

5.5.6. Aplicación del índice biológico ChBMWP-Vegas para la evaluación del estado ecológico de vegas altoandinas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Al aplicar el índice ChBMWP-Vegas calibrado para las tres vegas altoandinas de cuenca del río Huasco, se observó que para ambos períodos en evaluación se registraron los cinco rangos de estado ecológico definidos para los ecosistemas en estudio, desde una Muy Buena a una Mala calidad.

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Para la temporada de noviembre 2015 este índice calificó en un estado ecológico Muy Bueno o Bueno a cuatro estaciones de monitoreo (25%) todas ellas ubicadas en la Vega Tres Quebradas, siendo estas las estaciones de referencia (TQ3A, TQ4 y TQ5) y TQ3B. Mientras que las categorías de estado ecológico Moderado, Deficiente y Malo fueron representadas por cuatro estaciones cada una, mostrando cada una de estas un porcentaje de representación del 25% (Figura 31), encontrándose los puntajes más bajos del índice en las estaciones de monitoreo de la vega NE-2A y Pascua (Tabla 13). Mientras que, para la temporada de marzo 2016 este índice calificó a dos estaciones de monitoreo en estado ecológico Muy Bueno (12%), tres estaciones en la categoría Buena (19%), también a tres estaciones en estado ecológico Moderado (19%), siete estaciones en el rango de Deficiente calidad (10%) y sólo una estación en una condición de estado ecológico Malo (6%) (Figura 31 y Tabla 13). Registrando la mayor parte de las estaciones de monitoreo una condición de estado ecológico igual o superior a la registrada en noviembre 2015, a excepción de las estaciones NE3, VP2, TQ3B y TQ5 las que presentaron un estado ecológico inferior. Así mismo, las estaciones de referencia mostraron un estado ecológico Muy Bueno o Bueno, registrándose sólo para NE3 una condición del estado ecológico en la categoría más baja del índice biológico calibrado para las vegas altoandinas en estudio.

A) B)

Figura 31. Porcentaje de representación de las cinco clases de Estado Ecológico según ChBMWP-Vegas en las vegas altoandinas en estudio, Temporadas noviembre 2015 (A) y marzo 2016 (B).

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Tabla 13. Evaluación del Estado ecológico según el índice ChBMWP-Vegas para las estaciones de monitoreo de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

Vega Estación Noviembre 2015 Marzo 2016 Estado Ecológico NE1 8 11 Muy Bueno NE2 6 13 Bueno NE-2A NE3 14 7 Moderado NE4 32 35 Deficiente NE5 29 40 Malo VP1 25 25 VP2 29 11 Pascua VP3 8 16 VP4 19 21 VP5 7 11 TQ1 31 43 TQ2 29 37 TQ3A 64 77 Tres Quebradas TQ3B 46 29 TQ4 61 64 TQ5 77 52

Las Figuras 32, 33 y 34 muestran los Mapas preliminares de estado Ecológico durante las Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 en las Vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, respectivamente.

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Figura 32. Mapa preliminar del Estado Ecológico según el índice ChBMWP-Vegas en la Vega NE-2A por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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Figura 33. Mapa preliminar del Estado Ecológico según el índice ChBMWP-Vegas en la Vega Pascua por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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Figura 34. Mapa preliminar del Estado Ecológico según el índice ChBMWP-Vegas en la Vega Tres Quebradas por estación de monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016.

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6. DISCUSION

6.1. Hábitat acuático e hidromorfología fluvial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Las estaciones monitoreadas en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas presentan, en general, condiciones hidromorfológicas propias de sistemas de altura, con cauces angostos, poco profundos y con alta velocidad de flujo. Sin embargo, es posible apreciar que en los periodos evaluados (noviembre 2015 y marzo 2016) estos parámetros presentan variaciones, registrándose en el último periodo mayores valores promedios de profundidad y de ancho del cauce, lo cual podría estar justificado por la estacionalidad del monitoreo. Respecto al sustrato, en ambas temporadas el sustrato dominante corresponde a bloques/piedras y cantos/gravas, el que debido a sus dimensiones presentan mayor estabilidad en el cauce. Sin embargo, durante marzo 2016 se observa un aumento en el sustrato más fino (arena/fango/limo), lo que estaría relacionado a la disminución en la velocidad del flujo. En cuanto a la aplicación de los índices hidromorfológicos, estos permitieron comparar las condiciones que presentaron las distintas estaciones de monitoreo respecto de la calidad de sus riberas y del hábitat fluvial en ambas temporadas analizadas. En particular, la evaluación realizada con el QBR-And indica que en la vega NE-2A, dos estaciones presentaron una disminución en la puntuación del índice, registrando una de ellas mala calidad de ribera (estación NE3). En tanto, en gran parte de las estaciones de las vegas Pascua y Tres Quebradas se observó un aumento en la puntuación del QBR-And, registrando un mejoramiento en cuanto al grado de naturalidad de sus riberas. Los aspectos del índice que presentaron mayor variación y que repercutieron en la variación del putaje fuero el grado de cu ierta y grado de aturalidad del caal fluvial. Estas variacioes podrían estar atribuidas al dinamismo propio de la vegetación de vega y/o a las actividades antrópicas que se efectúan en torno a estas. Respecto al hábitat fluvial, gran parte de las estaciones presentaron puntajes bajos e intermedios de IHF presetado codicioes liitadas y co liitacioes, lo cual ha sido justificado para zonas de cabecera de sistemas acuáticos altoandinos por la presencia de una baja heterogeneidad del hábitat fluvial y una escasa incorporación de elementos alóctonos provenientes de la vegetación de ribera (Acosta et al., 2009). Las estaciones monitoreadas presentaron mejores condiciones de hábitat fluvial durante el periodo marzo 2016, registrando puntajes superiores a 40 puntos. El índice IHF, se basa en la premisa de que una mayor heterogeneidad y diversidad de las estructuras físicas del hábitat determinan una mayor diversidad de las comunidades biológicas que lo habitan, considerando a la heterogeneidad como uno de los factores más influyentes en la riqueza de organismos de macroinvertebrados acuáticos. De acuerdo a lo observado en las vegas de estudio, el hábitat fluvial presentaría cierto potencial para albergar una comunidad de macroinvertebrados bentónicos diversa, situación que se vería mermada durante noviembre 2015 en aquellas estaciones donde las condiciones de heterogeneidad del hábitat serían más bien limitadas debido principalmente a condiciones propias de la época de muestreo.

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Estas variaciones temporales presentadas por el IHF, estarían determinadas principalmente por los factores coposició del sustrato, regíees de velocidad/profudidad, eleetos de heterogeneidad y co ertura de vegetació acuática, los cuales registraro ayores valores e marzo 2016 debido a un incremento en la diversidad de los aspectos evaluados por estos factores. Tal es el caso de la cobertura de vegetación que aumenta en verano debido a que la actividad vegetativa de algunas plantas se restringe principalmente a la estación de verano, debido principalmente al aumento en las temperaturas, mayor disponibilidad de luz y agua.

6.2. Fisicoquímica de agua superficial y sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Las variables fisicoquímicas de agua superficial y sedimentos fluviales monitoreadas en las tres vegas altoandinas en estudio presentaron variaciones entre temporadas de muestreo y entre vegas de estudio, las cuales se encuentran ubicadas en la subcuenca del río Tránsito (vegas NE-2A y Pascua) y en la subcuenca del río del Carmen (vega Tres Quebradas). A modo general, la temperatura de agua superficial fue menor durante noviembre 2015, con temperaturas que fluctuaron entre los -0,02 a 6°C, mientras que durante la temporada de marzo 2016, la temperatura fluctuó entre los 2,2 y 10,7°C, lo cual está relacionado a las épocas de monitoreo. Es importante destacar las altas variaciones diarias de temperatura de agua superficial en el área de estudio, observándose un incremento de la temperatura diaria entre 1 a 6°C e incrementándose dicha variación térmica durante la temporada marzo 2016. Esta variación es relevante considerando que la temperatura del agua es un parámetro relevante, pues de ella dependen otros parámetros, como por ejemplo la conductividad eléctrica, además de la solubilidad de las sales y en especial la solubilidad de los gases (concentración de oxígeno disuelto), modificándose por tanto la concentración de las especies iónicas presentes (Rivera et. al., 2009). En cuanto al pH, este presentó una escasa diferencia entre ambas temporadas de muestreo, siendo levemente más alcalino durante la temporada de marzo 2016, a excepción de las estaciones VP3 y TQ5. Sin embargo, las diferencias de pH son más evidentes al comparar los tres sistemas de vegas, caracterizándose las vegas Pascua y NE2A (río Estrecho) por poseer pH ácidos con valores inferiores a pH=5, mientras que la vega Tres Quebradas (río Toro y Tres Quebradas) posee valores más alcalinos, que van desde los 7,6 a 8,6, siendo estos valores de pH más adecuados para el desarrollo de la biota acuática (Rivera et al., 2004). Si bien, el pH ácido del río Estrecho en la zona alta es una condición propia del área de estudio que se ha observado desde los monitoreos de Línea Base (2007-2008) a la fecha (Bioma Consultores, 2015b y c), es importante destacar que el pH ácido observado en las vegas NE-2A y Pascua no es una condición que altere el establecimiento de las comunidad de macroinvertebrados bentónicos, sino más bien es una característica que condiciona la presencia de ciertos organismos adaptados y tolerantes a dicha condición fisicoquímica, como lo es la familias Chironomidae, que presentó una abundancia relativa superior al 90% en ambas vegas. En relación a los valores de conductividad eléctrica, estos presentaron una relación inversa con el pH en ambas temporadas de muestreo, registrándose a nivel global los valores más altos de conductividad eléctrica durante la temporada de marzo 2016 con valores que superaron los 1.000

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µS/cm en la mayoría de las estaciones de monitoreo y que llegaron hasta 1.714 µS/cm (estación NE1), mientras que en noviembre 2015 los valores de conductividad eléctrica no superaron los 1.000 µS/cm en todas las estaciones de monitoreo, destacándose la máxima CE en las estación NE1 de 953 µS/cm. Sin embargo, al igual que el aumento de la acidificación (bajos valores de pH), la conductividad eléctrica fue superior en las vegas Pascua y NE-2A, a excepción de la estación VP3 (río Barriales), la cual al ser un tributario del río Estrecho posee condiciones fisicoquímicas distintas al cauce principal y a su vez, modifica la calidad fisicoquímica del cuerpo receptor lo cual se ve reflejado en las estaciones VP4 y VP5, ubicadas en el río Estrecho. Respecto a los nutrientes, el nitrógeno orgánico y Ortofosfato se encontraron en bajas concentraciones en ambas temporadas, no superando el límite de detección. El Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) y fósforo total también se encontró en bajas concentraciones en las tres vegas de estudio y para ambas temporadas analizadas. El NTK es una medida utilizada para cuantificar las concentraciones de nitrógeno orgánico y amoniaco, siendo los valores típicos en aguas naturales inferiores a 5 mg/L. En el área de estudio, el NTK se encontró levemente superior durante la temporada marzo 2016, sin embargo el máximo valor fue de 0,073 mg/L en la estación TQ2. En cuanto al fósforo total, una de las principales fuentes es la composición mineralógica, pasando al agua mediante la escorrentía superficial. En aguas naturales las concentraciones de fósforo suelen ser de 0,1 a 1 mg/L (Cortes & Montalvo, 2010). En el área de estudio los máximos valores se encontraron durante noviembre 2015 en las vegas NE-2A y Pascua, con valores que no excedieron los 0,34 mg/L (en la estación NE2). En cuanto a los sólidos disueltos totales (SDT) y turbidez, ambos parámetros presentaron variaciones estacionales (entre temporadas noviembre 2015 y marzo 2016) y entre vegas de estudio, presentándose los mayores valores de STD y turbidez durante noviembre 2015 en las vegas NE-2A y Pascua. Los SDT se atribuyen a la presencia de sales solubles inorgánicas (cationes y aniones), por lo cual está directamente relacionado a los altos caudales predominantes en épocas de deshielo. De los cuatro parámetros biológicos analizados en agua superficial (Clorofila a, Coliformes fecales,

Coliformes Totales y DBO5), destacan las bajas o nulas concentraciones en la mayoría de ellos para ambas temporadas analizadas en las vegas Pascua y NE-2A. Sin embargo, la vega Tres Quebradas presentó valores de Coliformes totales entre 2 NMP/100ml (estación TQ3A) y 61 NMP/100ml (estación TQ1) durante noviembre 2015 y valores entre 77 NMP/100ml (estación TQ1) y 276 NMP/100ml (estación TQ3A) durante marzo 2016. Estos valores si bien son bajos, podrían estar relacionados a la presencia de ganado de subsistencia que habita en la subcuenca del Carmen. En cuanto a los parámetros DBO5 y Coliformes fecales, en la mayoría de las estaciones de monitoreo se encontraron bajo el límite de detección (concentraciones inferiores a 1,0 NPM/100ml y 1,0 mg/L, respectivamente), a excepción de la estación TQ3A que tuvo una DBO5 de 2,0 mg/L en noviembre 2015. En relación a los metales totales en agua y sedimentos analizados durante las temporadas de noviembre 2015 y marzo 2016 para las tres vegas altoandinas en estudio, sólo cuatro y tres de los diecinueve metales totales analizados en ambas matrices, respectivamente, presentaron un

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porcentaje superior al 1%. En agua superficial, los metales totales de mayor contribución en todas las estaciones de monitoreo fueron magnesio, manganeso, hierro y zinc. Sin embargo, zinc si bien fue dominante en ambas temporadas, este se encontró en mayor concentración en las estaciones de las vegas NE-2A y Pascua, ubicadas en la subcuenca del Tránsito (río Estrecho), a excepción de la estación VP3, la cual está ubicada en un afluente al río Estrecho (río Barriales). Esto podría indicar que la composición mineralógica del río Barriales es distinta a la del río Estrecho. En tanto, en los sedimentos, además de hierro y magnesio, el aluminio presentó una alta concentración en todas las estaciones de monitoreo. En cuanto a la concentración de metales en sedimentos, esta se observó relativamente homogénea en ambas temporadas analizadas, tanto en la distribución de los porcentajes como en los metales predominantes. De los valores porcentuales y absolutos de metales totales en agua superficial, el magnesio fue el metal que presentó los mayores valores en ambas temporadas analizadas. El magnesio es uno de los elementos más abundantes y comunes en las aguas naturales, aumentando su concentración en las zonas altas mediante la disolución de rocas y minerales (Cortes & Montalvo, 2010). En el área de estudio, el magnesio presentó valores superiores en las vegas NE-2A y Pascua respecto a la vega Tres Quebradas. Los valores en las vegas NE-2A y Pascua fueron entre 9 y 31 mg/L, mientras que en la vega Tres Quebradas fue de 8 a 21 mg/L. El segundo metal más abundante fue el manganeso, metal que forma parte de la composición mineralógica de la cuenca, y también presentó valores superiores en las vegas NE-2A y Pascua respecto a la vega Tres Quebradas. Los valores en ambas vegas fluctuaron entre los 0,04 y 13 mg/L. Si bien la OMS establece una concentración recomendada de 0,4 mg/L, esta no está relacionada a consideraciones ecotoxicológicas (Cortes & Montalvo, 2010). En cuanto al hierro, este se encontró en mayores concentraciones en las vegas Pascua y NE-2A en ambas temporadas de monitoreo, con concentraciones que fluctuaron entre los 0,4 y 14,3 mg/L durante noviembre 2015, disminuyendo a 0,1 y 1,9 mg/L durante marzo 2016. Según la bibliografía, las altas concentraciones de hierro se asocian a pH ácidos (Cortes & Montalvo, 2010), condición que está dada en el río Estrecho. Se destaca que tanto hierro como magnesio presentaron un alto porcentaje de representación tanto en sedimentos como en agua superficial, lo cual estaría influenciado por la composición mineralógica del área de estudio. Considerando esto, los valores de metales totales en ambas matrices se encontraron dentro de los valores reportados anteriormente dentro del área de estudio, por lo cual no sería un factor que restrinja el establecimiento de la biota acuática en las tres vegas en estudio (Bioma Consultores, 2015d).

6.3. Comunidad de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016

La comunidad de macroinvertebrados bentónicos de las tres vegas altoandinas de la cuenca del río Huasco estuvo constituida por 24 taxa, correspondiendo principalmente a estados inmaduros de organismos pertenecientes a la clase Insecta, principalmente de Diptera, el cual corresponde a uno de los órdenes más diversos en los sistemas fluviales en las zonas árida y semiárida de Chile (Ferrú

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& Fierro, 2015; Alvial et al., 2013). Respecto a la sensibilidad y/o intolerancia a las presiones ambientales de los taxa registrados en las vegas, estos correspondieron mayoritariamente a aquellos de tolerancia moderada, tales como Ceratopogonidae, Acari (Oribatida e Hidracarina), Hyalellidae y Empididae, entre otros, ecotrádose u eor úero de taa deoiados taa sesi les, represetados por las familias Leptophlebiidae (Ephemeroptera) e Hydrobiosidae (Trichoptera), los cuales han sido descritos como indicadores de aguas de buena calidad (Figueroa et al., 2007). Esto es discutible, ya que autores han sugerido que las efémeras y los tricópteros presentarían cierta tolerancia a altos niveles de metales y pH ácidos (Kazanci & Dügel, 2010; Winterbourn & McDiffet, 1996), justificando la presencia de la familia Leptophlebiidae en estaciones NE4 y NE5 de la vega NE-2A y en la estación VP2 de la vega Pascua, donde el pH registró valores inferiores a pH=5. Del mismo modo, los organismos tolerantes presentaron un bajo número de taxa, destacándose entre ellos Chironomidae y Oligochaeta, observándose un incremento de estos taxa junto con los moderadamente tolerantes en el monitoreo realizado en marzo 2016. En el área de estudio fue registrada una importante distribución y abundancia de organismos pertenecientes a Chironomidae y Oligochaeta, principalmente en las vegas NE-2A y Pascua, observándose en marzo 2016 un incremento en la abundancia relativa de Chironomidae, uno de los dípteros más cosmopolita en los ecosistemas acuáticos y dominante de la fauna bentónica en términos de densidad y/o por la riqueza de especies que presenta (Cranston, 1995). Por su parte, Oligochaeta ha sido encontrado en sitios con altas concentraciones de materia orgánica y pH ácido (Rosenberg & Resh, 1993; Reynoldson & Rodríguez, 1999; Giani et al., 2001; Nijboer et al., 2004), lo que sería provocado en parte por la incorporación de sustancias en descomposición desde la vegetación de ribera hacia el cauce (Squeo et al., 2006; Alvial et al., 2013). Dado esto, los organismos descritos tendrían la capacidad de habitar ambientes con condiciones extremas, que en el área de estudio estarían determinadas por la temperatura y la disponibilidad de oxígeno disuelto, siendo parámetros que disminuyen con el gradiente altitudinal, correspondiendo a los factores que más influirían en estas comunidades (Nelson et al., 2000; Jacobsen et. al., 2003). Esto determinaría la presencia de una estructura comunitaria similar a la que se encuentra en ríos de menor altitud afectados por contaminación orgánica, permitiendo explicar la presencia y abundancia de estos organismos en las vegas de estudio (Jacobsen et. al., 2003). En cuanto a los índices de diversidad, las vegas presentaron mayores valores de riqueza de taxa en el verano (temporada marzo 2016), los cual sería consecuente con las observaciones realizadas por Fierro et al., 2012. Este aumento en la riqueza de taxa, podría estar relacionado con el periodo de ejecución del muestreo, ya que durante noviembre se presentaría una mayor inestabilidad hidrológica asociada a los deshielos. Sin embargo, durante marzo 2016 (verano), se registran mayores temperaturas, factor que sería determinante en la presencia, distribución, abundancia y ciclos de vida de los insectos acuáticos (Peters & Campbell, 1991; Huryn, 1996; Misserendino, 2001), a lo que se sumaría una mayor estabilidad en las condiciones hidrológicas reflejada en la disminución de la velocidad de flujo. Esta condición ha sido relacionada con una mayor riqueza de taxa de las comunidades de macroinvertebrados en ríos de Ecuador y el sur de Chile (Jacobsen &

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Encalada, 1998; Fierro et al., 2012). Pese al aumento de la riqueza, durante marzo 2016 se encontraron menores valores de diversidad y equitatividad y altos valores de dominancia en comparación con el periodo de primavera (noviembre 2015), determinado en gran medida por el aumento registrado en la abundancia relativa de la familia Chironomidae. De acuerdo con estos índices, es posible determinar que en los dos periodos (primavera-verano), la vega Tres Quebradas registró mayor riqueza y diversidad en comparación con las vegas NE-2A y Pascua, encontrándose 21 y 20 taxa en los periodos de primavera y verano, respectivamente. Entre ellos fueron registrados Tricladida, Glossiphoniidae, Elmidae, Baetidae, e Hydrobiosidae, los cuales sólo han sido registrados en la vega Tres Quebradas, dando cuenta de condiciones ambientales que diferenciarían a esta vega de las vegas NE-2A y Pascua.

6.4. Relación entre las comunidades de macroinvertebrados bentónicos y las características ambientales de las vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Existen diversas metodologías de análisis que nos permiten estimar en qué grado se encuentra afectada la comunidad y en general, el impacto sobre el ecosistema; sin embargo, no nos indican cuál es la causa específica que los afecta, lo cual debe ser estimado mediante la asociación con otras variables físicas, químicas o potenciales fuentes de estrés (Bis et al., 2000; Nerbonne & Vondracek, 2001). Al respecto, el análisis de relaciones canónicas es la herramienta que relaciona las variables bióticas y abióticas en estudio (Torralva et al., 1996; Mellado et al., 2002) permitiendo definir cuáles son las variables que mejor explican la estructura comunitaria. En ambas temporadas en evaluación se observó que las comunidades de macroinvertebrados bentónicos presentaron una asociación dada por las características naturales del área de estudio y por la influencia de la actividad antrópica sobre los cursos de aguas asociados a las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas. El análisis canónico de correspondencias (ACC) realizado mostró una buena interpretación de la relación entre las variables ambientales y los taxa de macroinvertebrados bentónicos más abundantes en cada una de las vegas evaluadas, con más de un 65% de la varianza total explicada por las dos primeras dimensiones del análisis. Las variables fisicoquímicas que presentaron una mayor asociación e influencia en la composición y distribución de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos en el área de estudio en ambos períodos en evaluación (noviembre 2015 y marzo 2016) fueron el pH, conductividad eléctrica, calcio, nitrato y el metal total en sedimento cobalto (Co). Aquellas variables presentaron una mayor asociación con las taxa Chironomidae y Oligochaeta, consideradas por diversos autores como taxa tolerantes a elevadas concentraciones de metales pesados y amplios rangos de pH (Alvial et al., 2013), lo cual explicaría su presencia en las tres vegas analizadas en ambas campañas de monitoreo. También, de este análisis se desprende que las vegas NE-2A y Pascua presentan características ambientales (bióticas y abióticas) bastante similares, ubicándose y aglomerándose gráficamente todas las estaciones de monitoreo en un subconjunto. En tanto, las estaciones de la vega Tres Quebradas se ubicaron en otro subconjunto, asociándose a un mayor número de familias bentónicas que tuvieron una presencia exclusiva en dicha vega, como por ejemplo Elmidae, la cual ha sido relacionadas a la presencia de vegetación acuática y al aumento de la cobertura de ribera (Alvial et al., 2013).

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6.5. Establecimiento del estado ecológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Los análisis realizados identificaron a las tres vegas en estudio en una misma tipología de río. Esto indica que NE-2A, Pascua y Tres Quebradas responden a condiciones fisiográficas y faunísticas similares, lo que permite compararlas y gestionarlas de manera similar (Villamarín, 2012; Bioma Consultores, 2016). Pese a esto, la composición y estructura de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos y el estado ecológico para cada vega presentó diferencias, por lo cual para validar estos resultados es fundamental perfeccionar la tipología definida para este proyecto con monitoreos futuros en el área de estudio. Esto además permitirá incrementar el conocimiento fisicoquímico y biológico de las estaciones de referencia e impactadas, debido a que dicha clasificación contribuirá a una mejor interpretación de la métrica seleccionada y utilizada para evaluar la calidad biológica de las aguas y más aún el estado ecológico de un ecosistema acuático (Carvacho, 2012). En cuanto a los cinco índices biológicos analizados para las tres vegas altoandinas de la cuenca del río Huasco, ChBMWP fue el índice que mostró la mayor correlación estadísticamente significativa con el gradiente de estrés ambiental (R=-0,56; p=0,001), además de un elevado número de correlaciones significativas (p<0,05) con las variables ambientales monitoreadas en el área de estudio, dentro de las cuales destacan las variables que determinan el gradiente de estrés ambiental en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas. Además, se mostró una excelente eficiencia discriminativa (ED=100%) para diferenciar entre localidades de referencia e impactadas y una relación de calidad ecológica (EQR) con el gradiente de estrés ambiental con un coeficiente de regresión lineal aceptable (R2=0,61), por tanto comparativamente ChBMWP es capaz de detectar la mayor proporción de impactos sobre las comunidades de invertebrados acuáticos, reflejando así la evaluación más cercana del estado ecológico de las tres vegas altoandinas en estudio. Estos resultados justifican para este estudio, considerando las temporadas noviembre 2015 y marzo 2016, la selección y calibración del índice biótico ChBMWP como la herramienta más idónea para la evaluación del estado ecológico de las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas. Si bien ChBMWP resultó ser el índice biológico de mejor respuesta para el área en estudio en comparación con los otros cuatro índices analizados, es necesario contar con futuras campañas de monitoreo que aporten un mayor número de datos que permitan confirmar el uso de este índice como medida del estado ecológico en el área en estudio, con el propósito de validar su definitiva utilización. Es importante considerar que las otras métricas evaluadas, Riqueza, EPT, ABI e IMEERA, presentaron también una correlación significativa con el gradiente de estrés ambiental, una elevada eficiencia discriminativa y un aceptable modelo de ajuste (R2) con el gradiente de estrés ambiental, por lo cual se recomienda la construcción de un índice multimétrico para las vegas altoandinas en estudio considerando los estrechos resultados observados para todas las métricas evaluadas. Actualmente los índices multimétricos son una de las metodologías más efectivas y utilizadas en los estudios para definir la calidad biológica de los ríos, ya que reúnen en una única medida la variabilidad funcional y estructural de los componentes bióticos de un ecosistema fluvial

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(Segnini, 2003), por lo que deben construirse para una región o cuenca determinada donde las características de los ríos sean similares en términos de temperatura, geología o vegetación de ribera (Prat et al., 2009). Las ventajas que proporcionan los índices integrados son diversas; como una fácil interpretación, dado que la información esta resumida en un único valor que se compara con el valor de un patrón; concentran la información de varios niveles de organización ecológica en una sola medida; es una metodología poco costosa debido a la baja relación costo/beneficio en su aplicación; reflejan de manera confiable las respuestas biológicas de la biota a la intervención humana y son sensibles a los análisis estadísticos univariados (Karr & Chu, 1999; Gerritsen et al., 2000). Además, teniendo en cuenta la complejidad de los sistemas biológicos y las diversas formas de alteración de los sistemas acuáticos por las actividades humanas, se requiere de una aproximación multimétrica (Karr, 1981) que refleje la calidad biológica del sistema y que responda de manera predecible a cada tipo de alteración (Oberdorff et al., 2001, 2002; Pont et al., 2006).

6.6. Evaluación del estado ecológico en las vegas altoandinas según ChBMWP-Vegas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016 Al aplicar el índice ChBMWP-Vegas en ambas temporadas (noviembre 2015 y marzo 2016), a nivel global se observó para la época de verano un incremento del porcentaje total de estaciones de monitoreo que registraron un estado ecológico Muy Bueno a Bueno, así como una disminución del porcentaje de representación de las estaciones en un rango de estado ecológico Malo, reportado únicamente para la estación NE3, ubicada en la vega NE-2A. Las estaciones de referencia, como se esperaba, presentaron una calidad que favoreció el establecimiento de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos en ambos períodos en evaluación (primavera y verano). Estos resultados nos permiten inferir que el estado ecológico, según la aplicación del índice ChBMWP-Vegas por estación de muestreo para cada vega en estudio, se mantiene bastante estable entre ambas campañas de monitoreo, mostrando sólo algunas diferencias explicadas por la presencia y distribución de ciertos taxa a nivel de vega, los que incrementaron el valor final del índice biótico calibrado principalmente en la época de verano. Para la temporada marzo 2016, en la vega NE-2A dos taxa ampliaron su distribución en dicha vega, registrándose la presencia de cinco nuevos taxa. En la vega Pascua, los periodos monitoreados se diferenciaron en la presencia exclusiva de ciertos taxa, encontrándose durante marzo 2016 cinco nuevos taxa (principalmente del orden Díptera) y durante noviembre 2015, cuatro taxa exclusivos en dicha vega. A su vez, en vega Tres Quebradas, tres taxa ampliaron su distribución, registrándose una familia más del orden Díptera y la ausencia de Nematoda. Finalmente, este trabajo es el primer análisis global de las vegas altoandinas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas y una primera aproximación a la evaluación del estado ecológico de las vegas de estudio, incorporando la variabilidad temporal a través de los monitoreos ejecutados en noviembre 2015 y marzo 2016. Con el fin de consolidar una metodología de evaluación del estado ecológico robusta para las vegas evaluadas, es importante continuar con el monitoreo de las condiciones bióticas y abióticas de las vegas altoandinas en estudio, lo cual permitirá registrar su evolución en el tiempo y

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converger a una caracterización integral del estado ecológico de los cuerpos de agua asociados a las vegas altoandinas de la cuenca del Huasco.

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7. CONCLUSIONES

- Las estaciones de monitoreo de las vegas en estudio presentan variaciones en sus aspectos hidromorfológicos en ambas temporadas analizadas, incrementándose durante marzo 2016 tanto la riqueza de hábitat acuático como la profundidad y el ancho de los cauces evaluados. - Las estaciones monitoreadas presentan riberas de Muy Buena a Mala calidad, registrándose en general mejores condiciones de ribera durante la temporada marzo 2016. De las vegas de estudio, Pascua y Tres Quebradas presentaron riberas con mayor estado de conservación en relación a lo observado en la vega NE-2A para ambas temporadas. - Las tres vegas de estudio si bien presentan un hábitat con ciertas limitaciones, este tiene potencial para albergar una comunidad acuática más diversa. Durante marzo 2016 se presenta un aumento en la heterogeneidad de hábitat fluvial, principalmente en la vega Tres Quebradas. - La comunidad de macroinvertebrados bentónicos de las tres vegas altoandinas evaluadas estuvo constituida por 24 familias, principalmente insectos del orden Diptera. Las dos temporadas se diferenciaron en la presencia de Hemiptera, que sólo fue registrado en noviembre 2015 y Nematomorpha que fue identificado en marzo 2016. - La vega Tres Quebradas registró en total 22 taxa, en tanto, las vegas Pascua y NE-2A registraron 17 y 15 taxa, respectivamente, observándose un incremento en la riqueza de taxa registradas en las vegas en la temporada marzo 2016. - La distribución de Tricladida, Glossiphoniidae, Elmidae, Baetidae e Hydrobiosidae se restringió, en ambos periodos, a la vega Tres Quebradas (Subcuenca del Carmen). Esto podría indicar que las vegas NE-2A y Pascua (Subcuenca del Tránsito) no presentan las condiciones para el establecimiento de estas familias, sin embargo en ellas se establecen otros taxa, tales como Chironomidae, Oligochaeta y Collembola, los cuales registraron una importante abundancia en relación a la vega Tres Quebradas. - En general, las variables fisicoquímicas analizadas presentaron mayores concentraciones durante la temporada marzo 2016 y en las vegas NE-2A y Pascua. El pH, la conductividad eléctrica y los Sólidos Disueltos Totales fueron las variables que presentaron la mayor diferencia entre vegas y temporadas (noviembre 2015 y marzo 2016). En general, las vegas NE-2A y Pascua (ubicadas en el río Estrecho) se caracterizaron por registrar pH ácido y mayor conductividad eléctrica, mientras que la vega Tres Quebradas se caracterizó por ser una vega de pH alcalino y menor conductividad eléctrica. - Respecto a los metales totales en agua superficial y sedimentos fluviales monitoreados en las temporadas noviembre 2015 y marzo 2016, hierro y magnesio fueron los más abundantes en todas las estaciones de monitoreo para ambas matrices, lo cual estaría relacionado a la composición mineralógica del área de estudio. - La comunidad de macroinvertebrados bentónicos presentó un patrón de distribución determinado principalmente por los factores fisicoquímicos en agua superficial pH, calcio,

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magnesio, Sólidos Disueltos Totales y cobalto total en sedimento. Esto indica una asociación importante entre las variables abióticas y los taxa de macroinvertebrados bentónicos más abundantes en las vegas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas, lo cual nos permite inferir que la comunidad de macroinvertebrados acuáticos resultó ser un muy buen bioindicador del estado ecológico de los sistemas acuáticos en evaluación. - Los resultados obtenidos justifican la selección y calibración del índice biológico ChBMWP como una herramienta idónea para la evaluación del estado ecológico en las vegas altoandinas de la cuenca del río Huasco, siendo este índice capaz de diferenciar muy bien entre localidades de referencia e impactadas al relacionarse significativamente con el gradiente de estrés ambiental del área en estudio, detectando una mayor proporción de impactos sobre las comunidades de macroinvertebrados bentónicos y entregando así una evaluación más certera del estado ecológico de los ecosistemas acuáticos en evaluación. - En general, los cursos de agua superficial asociados a las tres vegas altoandinas evaluadas con los nuevos rangos ajustados del índice biótico ChBMWP (denominado para este proyecto ChBMWP – Vegas), presentaron un estado ecológico superior al establecido con los rangos originales del índice, lo cual indica que los nuevos rangos propuestos definen de manera más apropiada el estado ecológico de la vega NE-2A, Pascua y Tres Quebradas para ambos períodos en evaluación, ya que responden a la variabilidad propia del sistema acuático definida por una condición altitudinal y mineralógica intrínseca del área en estudio. - Entre las campañas de noviembre 2015 y marzo 2016 se registró un estado ecológico entre las categorías Muy Bueno a Malo, incrementando en la temporada de verano (marzo 2016) las estaciones de estado ecológico Bueno y Deficiente, encontrándose sólo una estación de monitoreo en estado ecológico Malo en la vega NE-2A (estación NE3). - Finalmente, es importante utilizar con cautela las nuevas acotaciones del índice biológico ChBMWP-Vegas pues su ajuste sólo aplica a los sistemas en estudio.

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10. ANEXOS

Anexo 01. Formato Fichas de Terreno. 01-A. Ficha de registro parámetros hidromorfológicos 01-B. Ficha de registro QBR-and 01-C. Ficha de registro IHF Anexo 02. Descripción y registro fotográfico de estaciones de Monitoreo, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 03. Acreditaciones Laboratorio ANAM. Anexo 04. Base de datos consolidada Monitoreo Hidrobiológico, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-A. Datos hidromorfológicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-B. Datos índice QBR, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-C. Datos índice IHF, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-D. Datos fisicoquímicos de agua superficial, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-E. Datos fisicoquímicos de sedimentos fluviales, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. 04-F. Datos de macroinvertebrados bentónicos, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 05. Certificados de análisis de parámetros fisicoquímicos de agua superficial, Monitoreo Hidrobiológico Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 06. Certificados de análisis de parámetros fisicoquímicos de sedimentos fluviales, Monitoreo Hidrobiológico Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 07. Registro fotográfico de macroinvertebrados bentónicos en vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. Anexo 08. Factor de Correlación de Pearson (R) entre las variables fsicoquímicas y los índices biológicos calculados para las vegas altoandinas NE-2A, Pascua y Tres Quebradas.

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Anexo 09. Equipo de trabajo responsable de muestreo y elaboración de informe. Monitoreo Hidrobiológico de vegas altoandinas, Temporadas noviembre 2015 y marzo 2016. El equipo de trabajo Bioma Consultores,

Nombre Profesión Cargo y Funciones

Jefe de proyecto. Jefe de terreno. Ximena Rodríguez Ingeniero Ambiental, Bustamante Diplomado en Limnología. Química de aguas superficiales y sedimentos. Elaboración de informe técnico.

Investigador principal. Especialista en Bioindicación. Caroline Carvacho Bióloga Ambiental. Metodologías y evaluación de Aránguiz Master en aguas. estado ecológico en vegas. Elaboración de informe.

Investigador principal. Profesional de terreo. Muestreo e Profesora de biología. identificación taxonómica de Taxónoma de Viviana González Trujillo macroinvertebrados bentónicos. macroinvertebrados bentónicos. Aplicación de índices hidromorfológicos. Elaboración de informe.

Profesional de terreno. Muestreo de Ingeniero en Recursos José Mena Chalmers sedimentos fluviales. Naturales Renovables. Elaboración de cartografías y mapas.

Técnico de terreno. Muestreo de agua superficial y parámetros Manuel Peña Olivos Técnico de Laboratorio. fisicoquímicos in-situ. Apoyo en elaboración de informes.

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Anexo 07. Registro fotográfico de Macroinvertebrados Bentónicos.

Junio 2016.

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