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I

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

MANUAL HIDROLÓGICO DE LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS DE

LAS VERTIENTES DEL AMAZONAS

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

MENCIÓN HIDRÁULICA

ALEX GERMÁN RAMÍREZ BARAHONA

[email protected]

CRISTIAN DAVID ROSERO ARMIJO

[email protected]

DIRECTOR: DR. ING. LAUREANO SALVADOR ANDRADE CHÁVEZ

[email protected]

Quito, noviembre 2013

II

DECLARACIÓN

Nosotros, Alex Germán Ramírez Barahona y Cristian David Rosero Armijo,

declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que

no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y,

que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este

documento.

A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad

intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional,

según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por

la normatividad institucional vigente.

_________________________________ ______________________________

ALEX GERMÁN RAMÍREZ BARAHONA CRISTIAN DAVID ROSERO ARMIJO

III

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Alex Germán Ramírez

Barahona y Cristian David Rosero Armijo, bajo mi supervisión.

_____________________________

DR. ING. LAUREANO ANDRADE

DIRECTOR DEL PROYECTO

‘

IV

AGRADECIMIENTO

A mi tutor Dr. Ing. Laureano Andrade, por colaborar en mi formación profesional y

en la guía incondicional en el desarrollo de este proyecto.

A mi madre Margot Adela, por el nivel de vida, el ejemplo, el sacrificio, la lucha, el

trabajo y el amor hacia mí y por mí. A usted le debo TODO.

A mi hermano Santiago, por su verdadero ejemplo.

A mi hermana Nelly, por su similitud a una madre.

A mi padre Francisco, por sus sabias palabras.

A mi hermana Jessica, por su eterno cariño.

A mi Dolorosita, por estar a mi lado cuando necesito.

A mis profesores, por ayudar en mi formación profesional y personal, en especial

a ls ingenier@s Ximena Hidalgo, Oswaldo Proaño y Marcos Villacís.

A los Doctores Marco Castro y Remigio Galarraga por formar parte del tribunal

calificador de mi tesis.

A la Escuela Politécnica Nacional, por acogerme en sus instalaciones. Al personal

administrativo, por apoyarme en los trámites, en especial a las Sras. Sonia,

Romina, Cecilia y Ligia por su amistad.

Al INAMHI, al IGM, a la SENAGUA, al MAGAP, por su aporte invaluable de sus

estudios y base de datos.

A mi familia, por su apoyo ilimitado.

A mis amigos, por su tiempo compartido.

A mis compañeros, por el tiempo compartido.

A mi enamorada Lesly, por su amor y fidelidad.

Alex G. Ramírez B.

V

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por su infinito amor y por brindarme sabiduría en todos los días

de mi vida.

A mis padres y hermana por inculcarme valores y por su apoyo incondicional, ya

que han sido el pilar fundamental en mi vida.

A la Escuela Politécnica Nacional que me abrió sus puertas para poder cumplir

esta meta tan deseada.

Al Dr. Ing. Laureano Andrade por la oportunidad brindada y gran aporte para

realizar este trabajo de investigación.

A los Doctores: Marco Castro y Remigio Galárraga por su apoyo a este proyecto.

A mis compañeros por su amistad y conocimientos compartidos.

Cristian

VI

DEDICATORIA

A mi madre Margot.

A mi Dolorosita.

A mí.

Alex G. Ramírez B.

VII

DEDICATORIA

Este proyecto dedico a mis padres, Kléber y Dora, que desde muy pequeño me

inculcaron hábitos de estudio, quiénes han sido un ejemplo de lucha y valor, que

siempre han estado ahí dándome fuerzas para seguir adelante apoyándome

incondicionalmente para cumplir mis sueños.

A mi hermana Karen por su amor y alegría.

A toda mi familia: tíos/as, primos/as, quiénes siempre me han brindado alegría en

todo momento.

A mis amigos incondicionales.

Cristian

VIII

CONTENIDO

DECLARACIÓN ..................................................................................................... II

CERTIFICACIÓN .................................................................................................. III

AGRADECIMIENTOS .......................................................................................... IV

DEDICATORIAS .................................................................................................. VI

CONTENIDO ..................................................................................................... VIII

ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................ XI

ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................ XIII

GLOSARIO DE TÉRMINOS ................................................................................ XV

RESUMEN ......................................................................................................... XVI

ABSTRACT ....................................................................................................... XVII

PRESENTACIÓN ............................................................................................. XVIII

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1

1.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 1

1.2 OBJETIVOS .............................................................................................. 1

1.1.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................ 1

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................... 2

1.3 ALCANCE ................................................................................................. 2

CAPÍTULO 2

DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN BÁSICA ................................................... 4

2.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 4

2.2 REVISIÓN DE ESTUDIOS E INFORMES TÉCNICOS ................................. 7

2.2.1 SENAGUA, 2009. DELIMITACIÓN Y CODIFICACIÓN DE UNIDADES HIDROGRÁFICAS DEL ECUADOR, ESCALA 1:250 000, NIVEL 5, MeTODOLOGÍA PFAFSTETTER. QUITO ...................................................... 7

2.2.2 ALMEIDA MARíA, 2010. INSTRUCTIVOS DE PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN HIDROMETEREOLÓGICA. EPN. QUITO ........................... 12

2.2.3 BARROS G. TRONCOSO A., 2010. ATLAS CLIMATOLÓGICO DEL ECUADOR. EPN. QUITO ............................................................................. 17

2.2.4 INAMHI, 1999. ESTUDIO DE LLUVIAS INTENSAS. QUITO. ............... 21

2.2.5 OMM, 2007. FUNCIÓN DE LAS VARIABLES CLIMATOLÓGICAS EN UN CLIMA CAMBIANTE. GINEBRA. ............................................................ 26

2.3 INFORMACIÓN FÍSICO-GEOGRÁFICA..................................................... 32

2.3.1 TOPOGRAFÍA...................................................................................... 32

2.3.2 TIPO Y USO DEL SUELO .................................................................... 35

IX

2.4 PERÍODO DE ANáLISIS PARA EL ESTUDIO ............................................ 38

2.5 INFORMACIÓN CLIMATOLOGICA ............................................................ 41

2.5.1 ESTACIONES METEOROLÓGICAS ................................................... 41

2.5.2 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN DE PRECIPITACIONES ......... 45

2.5.3 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN DE TEMPERATURAS............. 46

2.5.4 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN DE EVAPORACIÓN ................ 47

2.6 INFORMACIÓN HIDROLÓGICA ................................................................ 48

2.6.1 ESTACIONES HIDROLÓGICAS .......................................................... 48

2.6.2 SERIES DE CAUDALES MEDIOS MENSUALES ................................ 51

2.6.3 SERIES DE CAUDALES MÁXIMOS .................................................... 52

CAPÍTULO 3

CUENCAS HIDROGRÁFICAS DEL ECUADOR ................................................. 54

3.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 54

3.2 SISTEMAS HIDROGRÁFICOS .................................................................. 55

3.2.1 METODOLOGÍA .................................................................................. 55

3.2.2 DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS HIDROGRÁFICOS ..................... 57

3.3 ÁREA DE ESTUDIO ................................................................................... 60

3.3.1 NIVEL 3 ............................................................................................... 60

3.3.2 NIVEL 4 ............................................................................................... 60

3.4 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS .......................................... 63

3.4.1 DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS .................................... 63

3.4.2 ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL NIVEL 3 ....................... 70

3.4.3 ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL NIVEL 4 ....................... 77

CAPÍTULO 4

CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICA DE LAS UNIDADES HIDROGRÁFICAS ...... 80

4.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 80

4.2 SERIES MENSUALES DEL CLIMA ............................................................ 80

4.2.1 VARIABLES CLIMÁTICAS ................................................................... 81

4.2.2 RELLENO DE DATOS METEOROLÓGICOS FALTANTES ................. 84

4.2.3 VALIDACIÓN DE LAS SERIES DE DATOS METEOROLÓGICOS ...... 86

4.3 EVAPOTRANSPIRACIÓN EN EL ÁREA DE ESTUDIO .............................. 89

4.4 CARACTERÍSTICAS REPRESENTATIVAS DEL CLIMA ........................... 94

4.4.1 TENDENCIA DE LA PRECIPITACIÓN Y TEMPERATURA .................. 94

4.4.2 CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LAS UNIDADES HIDROGRÁFICAS ...................................................................................... 105

4.5 LLUVIAS INTENSAS ................................................................................ 111

4.6 MAPAS TEMÁTICOS ............................................................................... 113

X

4.6.1 MAPA DE ISOYETAS ........................................................................ 113

4.6.2 MAPA DE ISOTERMAS ..................................................................... 116

CAPÍTULO 5

CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA DE LAS UNIDADES HIDROGRÁFICAS........................................................................................................................... 119

5.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 119

5.2 RELLENO DE DATOS HIDROLÓGICOS FALTANTES ............................ 119

5.3 VALIDACIÓN DE LAS SERIES DE DATOS HIDROLÓGICOS ................. 121

5.4 BALANCE HÍDRICO ................................................................................. 123

5.5 CAUDALES MEDIOS Y MÍNIMOS ........................................................... 126

5.5.1 CAUDALES MEDIOS ......................................................................... 126

5.5.2 CAUDALES MÍNIMOS ....................................................................... 128

5.6 CAUDALES MÁXIMOS ............................................................................ 129

5.7 PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS ........................................................... 133

CAPÍTULO 6

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 140

CONCLUSIONES ........................................................................................... 140

CARACTERIZACIÓN FÍSICO-GEOGRÁFICA: ........................................... 140

CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICA .............................................................. 141

CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA ........................................................ 144

RECOMENDACIONES................................................................................... 145

ANEXOS ............................................................................................................ 148

ANEXO N° 1

MAPAS TEMÁTICOS ..................................................................................... 149

ANEXO N° 2

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICA DE LAS UNIDADES HIDROGRÁFICAS .......................................................................................... 161

ANEXO N° 3

INFORMACIÓN METEOROLÓGICA .............................................................. 169

ANEXO N° 4

INFORMACIÓN HIDROLÓGICA .................................................................... 178

ANEXO N° 5

CAUDALES MÁXIMOS .................................................................................. 193

ANEXO N° 6

TRANSPORTE Y PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS .................................... 206

ANEXO N° 7 ................................................................................................... 217

XI

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Lista de instituciones e información utilizada .......................................... 4

Tabla 2.2 Unidades hidrográficas Nivel 1 ............................................................... 9

Tabla 2.3 Unidades hidrográficas Nivel 2 ............................................................... 9

Tabla 2.4 Unidades hidrográficas Nivel 3 ............................................................. 10

Tabla 2.5 Unidades hidrográficas por Nivel .......................................................... 11

Tabla 2.6 Estaciones meteorológicas por región .................................................. 18

Tabla 2.7 Ecuaciones para las zonas del Ecuador ............................................... 24

Tabla 2.8 Ecuaciones para las zonas del Ecuador ............................................... 25

Tabla 2.9 Tipos de cartas para el área de estudio ................................................ 34

Tabla 2.10 Estaciones meteorológicas del área de estudio .................................. 43

Tabla 2.11 Estaciones meteorológicas para el área de estudio por provincia ...... 43

Tabla 2.12 Clase de estaciones meteorológicas .................................................. 45

Tabla 2.13 Disponibilidad de información de precipitación ................................... 45

Tabla 2.14 Clase de estación meteorológica ........................................................ 46

Tabla 2.15 Disponibilidad de información de temperatura máxima....................... 46

Tabla 2.16 Disponibilidad de información de temperatura media ......................... 47

Tabla 2.17 Disponibilidad de información de temperatura mínima ....................... 47

Tabla 2.18 Disponibilidad de información de evaporación .................................... 48

Tabla 2.19 Estaciones hidrológicas por unidad hidrográfica ................................. 49

Tabla 2.20 Estaciones hidrológicas por provincia ................................................. 51

Tabla 2.21 Disponibilidad de información de caudales medios ............................ 52

Tabla 2.22 Disponibilidad de información de caudales máximos .......................... 53

Tabla 3.1 Unidades hidrográficas del nivel 1 ........................................................ 57

Tabla 3.2 Unidades hidrográficas por nivel .......................................................... 60

Tabla 3.3 Nivel 3 de la vertiente del Amazonas .................................................... 60

Tabla 3.4 Nivel 4 de la vertiente del Amazonas .................................................... 61

Tabla 3.5 Características de los Grupos Hidrológicos de los Suelos .................... 68

Tabla 3.6 Cobertura y uso del suelo ..................................................................... 69

Tabla 3.7 Características físicas de las unidades hidrográficas del nivel 3 ........... 70

Tabla 3.8 Tipo de suelo para las unidades del nivel 3 .......................................... 73

Tabla 3.9 Grupo hidrológico de los suelos por unidad del nivel 3 ......................... 75

Tabla 3.10 Cobertura del suelo unidades del nivel 3 ............................................ 75

Tabla 3.11 Características físicas de las unidades hidrográficas del nivel 4 ......... 77

Tabla 3.12 Grupo hidrológico de los suelos del nivel 4 ......................................... 78

XII

Tabla 3.13 Porcentaje de tipo de suelo ................................................................ 78

Tabla 3.14 Cobertura del suelo unidades del nivel 4 ............................................ 78

Tabla 4.1 Resumen de series mensuales meteorológicas rellenadas .................. 85

Tabla 4.2 Validación de las series de datos meteorológicos ................................ 88

Tabla 4.3 Precipitación media anual .................................................................... 88

Tabla 4.4 Temperatura media del período 1981-2010.......................................... 89

Tabla 4.5 N° máximo de horas de sol para latitudes y meses del Hemisferio Norte............................................................................................................................. 92

Tabla 4.6 N° máximo de horas de sol para latitudes y meses del Hemisferio Sur 93

Tabla 4.7 Evapotranspiración potencial y real ...................................................... 94

Tabla 4.8 Evapotranspiración potencial y evaporación medida ............................ 95

Tabla 4.9 Estaciones representativas del clima.................................................... 95

Tabla 4.10 Tendencias de las variaciones climáticas ......................................... 104

Tabla 4.11 Cálculo de la precipitación media para la unidad hidrográfica 4978.. 107

Tabla 4.12 Cálculo de la temperatura media para la unidad hidrográfica 4978 .. 109

Tabla 4.13 Evapotranspiración real para la unidad hidrográfica 4978 ................ 110

Tabla 4.14 Características climáticas de las unidades hidrográficas .................. 111

Tabla 4.15 Intensidad de precipitación ............................................................... 112

Tabla 4.16 Distribución areal de la precipitación media anual ............................ 115

Tabla 4.17 Distribución areal de la temperatura media anual ............................. 118

Tabla 5.1 Resumen de series mensuales hidrológicas rellenadas ..................... 120

Tabla 5.2 Validación de las series de datos hidrológicos ................................... 122

Tabla 5.3 Caudales medios anuales .................................................................. 122

Tabla 5.4 Balance hídrico para el período 1981-2010 ....................................... 125

Tabla 5.5 Caudales mínimos para la zona de estudio ........................................ 129

Tabla 5.6 Serie de caudales máximos estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881). 132

Tabla 5.7 Caudales máximos para la estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881) .. 133

Tabla 5.8 Caudales máximos con período de retorno asignado ......................... 134

Tabla 5.9 Serie de datos de sedimentos en suspensión, estación H729 ............ 135

Tabla 5.10 Resumen de correlación de series de caudales sólidos ................... 136

Tabla 5.11 Caudales sólidos representativos para la estación H729.................. 137

Tabla 5.12 Estimación de producción total de sedimentos ................................. 138

Tabla 5.13 Estimación de producción de sedimentos......................................... 138

XIII

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Unidades hidrográficas nivel 4 .............................................................. 5

Figura 2.2 Isoyetas para el Ecuador continental ................................................... 18

Figura 2.3 Isotermas para el Ecuador continental ................................................ 20

Figura 2.4 Delimitación de las zonas del Ecuador ................................................ 23

Figura 2.5 Tipo de capas de información geográfica ............................................ 33

Figura 2.6 Nomenclatura de las cartas topográficas ............................................ 34

Figura 2.7 Hidrografía del área de estudio ........................................................... 35

Figura 2.8 Relieve para el área de estudio ........................................................... 36

Figura 2.9 Textura del suelo para el área de estudio............................................ 37

Figura 2.10 Cobertura vegetal del suelo para el área de estudio ......................... 38

Figura 2.11 Estaciones meteorológicas en el área de estudio .............................. 44

Figura 2.12 Estaciones hidrológicas en el área de estudio ................................... 50

Figura 3.1 Unidades Hidrográficas del nivel 1 ...................................................... 58

Figura 3.2 Nivel 3 de la vertiente del Amazonas .................................................. 61

Figura 3.3 Nivel 4 de la vertiente del Amazonas .................................................. 62

Figura 3.4 Unidad hidrográfica 497 ...................................................................... 70

Figura 3.5 Unidad hidrográfica 499 ...................................................................... 71

Figura 3.6 Perfil del cauce principal de la unidad hidrográfica 497 ....................... 72

Figura 3.7 Perfil del cauce principal de la unidad hidrográfica 499 ....................... 72

Figura 3.8 Tipo de suelo de la unidad hidrográfica 497 ........................................ 74

Figura 3.9 Tipo de suelo de la unidad hidrográfica 499 ........................................ 74

Figura 3.10 Cobertura del suelo de la unidad hidrográfica 497 ............................ 76

Figura 3.11 Cobertura del suelo de la unidad hidrográfica 499 ............................ 76

Figura 4.1 Dispersión entre series de precipitación media mensual ..................... 85

Figura 4.2 Curva de doble masa homogénea de precipitación media mensual .... 87

Figura 4.3 Curva de doble masa no homogénea de precipitación media mensual............................................................................................................................. 87

Figura 4.4 Localización de estaciones meteorológicas representativas ............... 96

Figura 4.5 Tendencia de la precipitación estación M007 ...................................... 97

Figura 4.6 Tendencia de la temperatura estación M007 ....................................... 97


Figura 4.8 Tendencia de la temperatura estación M188 ....................................... 98


XIV

Figura 4.10 Tendencia de la temperatura estación M293 ..................................... 99

Figura 4.11 Tendencia de la precipitación estación M008 .................................. 100

Figura 4.12 Tendencia de la temperatura estación M008 ................................... 100





Figura 4.17Tendencia de la precipitación estación M189 ................................... 103


Figura 4.19 Isoyetas de la unidad hidrográfica 4978 .......................................... 106

Figura 4.20 Temperatura vs altitud para el área de estudio................................ 108

Figura 4.21 Isotermas de la unidad hidrográfica 4978 ........................................ 109

Figura 4.22 Variación de intensidad de precipitación ......................................... 112

Figura 4.23 Isoyetas para el área de estudio ..................................................... 114

Figura 4.24 Distribución areal de la precipitación media anual ........................... 115

Figura 4.25 Isotermas para el área de estudio ................................................... 117

Figura 4.26 Distribución areal de la temperatura media anual ............................ 118

Figura 5.1 Dispersión entre series de caudales medios mensuales ................... 120

Figura 5.2 Curva de doble masa homogénea de caudal medio mensual ........... 121

Figura 5.3 Componentes del ciclo hidrológico .................................................... 124

Figura 5.4 Curva de Duración General (CDG), Estación H-792 ......................... 128

Figura 5.5 Caudales de crecida, estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881).......... 133

Figura 5.6 Curva de descarga de sedimentos, estación H729 ........................... 136

XV

GLOSARIO DE TÉRMINOS

CDG Curva de duración general

DGAC Dirección General de Aviación Civil

ETP Evapotranspiración potencial (mm)

ETR Evapotranspiración real (mm)

EVP Evaporación (mm)

FAO Organización para la Agricultura y la Alimentación

GHS Grupo Hidrológico del Suelo

He Lámina de Evapotranspiración anual (mm)

Hp Precipitación mensual (mm)

hQ Lámina de escurrimiento superficial media anual (mm)

IdTr Intensidades de lluvia con período de retorno asociado (mm/h)

IGM Instituto Geográfico Militar

INAMHI Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología

IPCC Panel Intergubernamental del Cambio Climático

ITr Intensidad de Precipitación con periodo de retorno asociado

(mm/h)

MAE Ministerio de Medio Ambiente

MAGAP Ministerio de Agricultura Ganadería, Acuacultura y Pesca

OMM Organización Meteorológica Mundial

Qm Caudal medio (m³/s)

Qmáx Caudal máximo (m³/s)

Qmax sup. Caudal máximo superior (m³/s)

SCS Engineerig Field Manual del Soil Conservation

SENAGUA Secretaría Nacional del Agua

T Temperatura (°C)

Tmedia Temperatura media (°C)

Tr Período de retorno (años)

ΔV Variación del volumen de almacenamiento (m³)

XVI

RESUMEN

Este estudio tiene como objetivo principal generar un manual hidrológico de las

cuencas del Ecuador que vierten en el Río Amazonas, partiendo de las unidades

hidrográficas para los niveles 3 y 4 de la Metodología Pfafstetter; se incluye la

caracterización físico-geográfica, climática, hidrológica y sedimentológica.

Para efectuar el manual se recopiló información topográfica del portal del IGM,

información del tipo y uso del suelo del portal del MAGAP, esto a escala 1:50 000

y 1:250 000, e información meteorológica, hidrológica y sedimentológica publicada

en los anuarios del INAMHI para el período 1981-2010.

Mediante la información topográfica o capas de información geográfica se definen

las siguientes características físico-geográficas para las unidades hidrográficas:

área, perímetro, elevación máxima y mínima, longitud del cauce principal,

coeficiente de compacidad, factor de forma, densidad de drenaje, pendiente

media ponderada del cauce principal, pendiente media de la cuenca y perfil del

cauce principal. Además con la información del tipo y uso de suelo se generan

mapas de la textura y cobertura del suelo.

La información meteorológica recopilada corresponde a precipitación, temperatura

y evaporación. Para la precipitación y temperatura, se realiza la validación,

análisis de consistencia de variabilidad, tendencia y se proponen mapas de

isoyetas e isotermas para la zona de estudio, mientras que para la evaporación se

analizan la evapotranspiración potencial y la evapotranspiración real.

La información hidrológica recopilada corresponde a caudales medios mensuales,

máximos y sedimentos. Para los caudales medios mensuales se realiza la

validación, se determinan los caudales mínimos y medios, y se realiza un balance

hídrico. Para los caudales máximos se establecen los caudales de crecida con

periodo de retorno asociados y finalmente para los sedimentos se estiman la

producción y transporte de sedimentos y se evalúa la lámina de erosión.

XVII

ABSTRACT

This study have to principal objective create hydrological manual of the watershed

of Ecuador that pour in the Amazonas River, establishing hidrographics units for

the levels 3 y 4 of the Pfafstetter Methodology include the characterization

physical geographical, climate, hydrological and sedimentological.

For the creation of the manual was collected topographic information IGM portal,

information on the type and use land information of MAGAP portal layers 1:50 000

and 1:250 000 and information meteorological, hydrological and sedimentological

published in the INAMHI yearbooks for the period 1981-2010.

Based on topographic information or information layers is obtained physical-

geographical characteristics of the hydrographic units: area, perimeter, maximum

elevation, minimum elevation, main channel length, coefficient of compactness

form factor, drainage density, average slope of the main channel weighted mean

slope of the watershed and main stem profile. With the information on the type and

land use maps are generated of the texture and covered land.

The meteorology information collected corresponds to precipitation, temperature

and evaporation. For the precipitation and temperature realize validation,

consistency of analysis of variability and elaborated isohyets and isotherms maps,

for the study zone, while for evaporation analyze potential evapotranspiration and

the real evapotranspiration.

The Hydrological information collected belong average monthly flow, maximums

and sediments. For average monthly flow realize validation determines the

minimum and half flow and realize hydric balance. For the maximum flow

established flow higher with the return period associated and finally for the

sediments respect the production and sediments transportation and evaluate the

erosion sheet.

XVIII

PRESENTACIÓN

La hidrología es una ciencia que trata los fenómenos naturales involucrados en el

ciclo hidrológico por lo que el presente manual busca interpretar y cuantificar esos

fenómenos, con el fin de proporcionar un soporte a estudios, proyectos y obras de

ingeniería hidráulica, infraestructura y de medio ambiente.

La interpretación y cuantificación de estos fenómenos se realiza mediante

aspectos matemáticos y estadísticos para las cuencas del Ecuador que vierten en

el Río Amazonas, estas cuencas están definidas en el estudio realizado por la

SENAGUA mediante la Metodología Pfafstetter, de tal manera de presentar un

manual con la caracterización físico-geográfica, climática, hidrológica y

sedimentológica. Ademas este estudio tiene como objetivo la recolección y

formación de una base de datos que sirvan como punto de partida para resolver

problemas sociales, productivos y de desarrollo que incluyen agua, energía,

medio ambiente y ecología.

El desarrollo de la tecnología digital ha permitido a la hidrología alcanzar altos

niveles de confiabilidad y consecuentemente, convertirse en un elemento clave en

múltiples estudios y proyectos relacionados con el uso, manejo y control del agua.

Algunas de las múltiples aplicaciones del presente manual se mencionan a

continuación:

· Diseño de obras hidráulicas

· Diseño de desagües pluviales

· Diseño de estructuras viales como puentes, alcantarillas, etc.

· Dimensionado de embalses y sus estructuras

· Estudios de impacto ambiental

· Estudios para el desarrollo de la energía

· Estudios de áreas inundables y riesgo de inundaciones

· Estudios de las crecientes

· Estudios de disponibilidad del recurso hídrico y de sequías

· Estudios de aprovechamiento del recurso hídrico

XIX

· Estudios de gestión y planificación del recurso hídrico

· Estudios para actividades productivas y sociales

· Pronósticos de escurrimientos en cuencas

· Pronósticos hidrológicos en tiempo real y sistemas de alerta temprana de

crecientes, y

· Estudios de producción y transporte de sedimentos.

Este estudio se desarrolla en 6 capítulos como se presenta a continuación:

Capítulo 1. Introducción.- Se presenta la introducción, los objetivos y el alcance

del proyecto.

Capítulo 2. Disponibilidad de información básica.- Se realiza una revisión de

estudios e informes técnicos existentes, se elabora un inventario de la información

disponible en el área de estudio para el análisis y se clasifica la información

hidrometeorológica, dependiendo de los años de registro que posea cada

estación, con la finalidad de optimizar las series para el relleno de datos.

Capítulo 3. Cuencas hidrográficas del Ecuador.- Se describe la división y

delimitación de las unidades hidrográficas mediante la Metodología Pfafstetter

para el área de estudio. Además se realiza la caracterización físico-geográfica y el

análisis del tipo y uso del suelo para las unidades hidrográficas del nivel 3 y 4.

Capítulo 4. Caracterización climática de las unidades hidrográficas.- Se

definen la precipitación, temperatura y evaporación, para proceder al relleno de

datos faltantes y se valida las series mensuales del clima obteniendo

precipitaciones, temperaturas y evaporaciones medias. Se analiza la tendencia de

la precipitación y temperatura mediante estaciones representativas para las

unidades hidrográficas del nivel 3, se calcula la evapotranspiración potencial y

real, se hace el análisis de lluvias intensas y finalmente se presentan los mapas

temáticos de isoyetas e isotermas para el área de estudio.

XX

Capítulo 5. Caracterización hidrológica de las unidades hidrográficas.- Se

define el caudal para proceder al relleno de los datos faltantes en los caudales

medios y se validan las series mensuales, se obtiene la curva de duración general

y los caudales medios y mínimos. Se realiza el balance hídrico para las

estaciones representativas. Además se calculan los caudales máximos con

período de retorno asociado y finalmente el transporte y producción de

sedimentos mediante la curva de descarga y se estima la lámina de erosión para

cada cuenca que abarca la estación hidrológica.

Capítulo 6. Conclusiones y recomendaciones.- Se presentan las conclusiones

obtenidas de los capítulos 3, 4 y 5, y finalmente se sugiere recomendaciones.

1

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

1.1 INTRODUCCIÓN

El área de análisis está conformada por la región amazónica y la parte este de la

región interandina, donde nacen los ríos que bañan todo el territorio amazónico.

Los caudales que presentan los sistemas hidrográficos del país nacen en las

montañas y páramos de la región Sierra y se forman como resultado de los

deshielos y precipitaciones que ocurren en las zonas altas y bajas.

La región interandina del Ecuador se desarrolla a partir de los 6310 m s.n.m que

corresponde a la cumbre del Volcán Chimborazo hasta los 1000 m s.n.m. Al lado

este de la región Sierra se desarrolla la región amazónica del Ecuador a partir de

los 1000 m s.n.m. hacia el Este hasta el límite con Colombia y Perú, su cobertura

vegetal en mayor parte pertenece a bosque húmedo tropical, además se identifica

la presencia de llanuras no exploradas. Esta región posee una densa hidrografía,

constituida entre otros, por los ríos Putumayo, Napo, Pastaza y Santiago, que

contribuyen al río Amazonas. Las condiciones naturales de esta zona del país, se

asemejan a todas las regiones tropicales del mundo (INAMHI, 2012), con clima

cálido, húmedo y lluvioso, por lo que la presencia de microclimas permite la

existencia de varias especies endémicas.

1.2 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GENERAL

Generar un documento, con la caracterización físico-geográfica, climática e

hidrológica de las unidades hidrográficas de los ríos del Ecuador que vierten en el

Río Amazonas, que sirva como manual y fuente de consulta de la hidrología para

esta parte del país.

2

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

· Construir una base de datos georeferenciada de las características físico-

geográficas de las unidades hidrográficas del Ecuador de la vertiente del

Amazonas.

· Elaborar una base de datos en valores mensuales de las principales

variables climáticas, que inciden directamente en el régimen hídrico a nivel

de las unidades hidrográficas, como son: precipitación, temperatura y

evaporación. Además una base de datos de las variables hidrológicas que

son: caudales medios mensuales, caudales máximos y sedimentos.

· Evaluar la disponibilidad de información climática y generar series

meteorológicas espacial y temporalmente representativas para proponer

isoyetas e isotermas en la zona de estudio.

· Evaluar la disponibilidad de información hidrológica y establecer caudales

mínimos, medios y máximos, estimar la producción y transporte de

sedimentos y finalmente evaluar la lámina de erosión producida.

· Presentar la información obtenida en formatos resumidos y mediante

mapas temáticos para facilitar su interpretación.

1.3 ALCANCE

El estudio se limita a las unidades hidrográficas de la vertiente del Amazonas,

según la Delimitación y Codificación de las Unidades Hidrográficas mediante la

Metodología Pfafstetter (SENAGUA, 2009).

Para la generación de las características físico-geográficas se utiliza los sistemas

de información geográfica y las capas de información geográfica o topográfica

básica del IGM a escala 1: 50 000 y 1: 250 000.

El análisis climático se basa en la información de las series de datos del INAMHI

del período 1981-2010 y en mapas temáticos del Atlas Climático del Ecuador

(Barros, J. y Troncoso, A. 2010). Si bien se generara información sobre la

disponibilidad de recursos hídricos a nivel de unidades hidrográficas, los análisis

3

hidrológicos en término de balance hídrico se realizan para las unidades

hidrográficas de las estaciones hidrológicas con disponibilidad de información

confiable y representativa.

Las series hidrológicas utilizadas corresponden a los caudales medios mensuales

de las series de datos del INAMHI del período 1981-2010, al igual que las series

de datos de transporte de sedimentos, los análisis de caudales máximos se

sustentan en datos publicados en todos los anuarios hidrológicos.

Este estudio complementa geográficamente el alcance del proyecto de titulación

presentado por los señores Cesar Intriago y Andrea Sánchez bajo el título

“Manual hidrológico de las cuencas hidrográficas de la vertiente del

Pacifico-Norte”.

4

CAPÍTULO 2

DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN BÁSICA

2.1 INTRODUCCIÓN

El presente capítulo trata sobre la realización de un inventario que constate la

existencia o no de datos importantes para cada una de las unidades hidrográficas

distribuidos en tres temas principales:

· Caracterización físico-geográfica,

· Caracterización climatológica y

· Caracterización hidrológica.

La información necesaria para la realización de este inventario se recopiló de

varios organismos públicos, instituciones que se citan en la Tabla 2.1, estos datos

se encuentran en publicaciones impresas, sitios web o se solicitan en las

dependencias correspondientes.

Tabla 2.1 Lista de instituciones e información utilizada

INSTITUCIONES SIGLAS TIPO DE INFORMACIÓN

Instituto Geográfico Militar IGM Cartográfica

Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología

INAMHI Meteorológica e hidrológica

Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca

MAGAP Tipo y cobertura del suelo

Secretaria Nacional del Agua SENAGUA División del Ecuador en unidades hidrográficas

Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

Se establece que el área de estudio son las unidades hidrográficas que tienen su

desembocadura en la vertiente del Amazonas, por tanto se acude al estudio sobre

la “Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Ecuador” según la

Metodología de Pfafstetter (SENAGUA, 2009).

5

Las unidades hidrográficas del Ecuador, están comprendidas en dos regiones o

vertientes que corresponden al nivel 1 y son:

· Región Hidrográfica 1 o Vertiente del Pacífico,

· Región Hidrográfica 4 o Vertiente del Río Amazonas.

La zona de estudio se limita a la Región Hidrográfica 4, en la cual existen 7

unidades hidrográficas para el nivel 4 según la Metodología de Pfafstetter como

se presenta en la Figura 2.1 y se detalla en el capítulo 3.

Figura 2.1 Unidades hidrográficas nivel 4


Para poder apreciar la cantidad y calidad de información disponible dentro de los

3 temas principales se plantea realizar el inventario por unidad hidrográfica

6

mediante la recopilación de los datos específicos de las variables que se citan a

continuación:

· Caracterización físico-geográfica

o Cartografía

§ Hidrografía

§ Relieve

o Tipo y uso del suelo

§ Textura y grupo hidrológico

§ Cobertura y uso

· Caracterización climatológica

o Precipitación

o Evaporación

o Temperatura

§ Máxima

§ Media

§ Mínima

o Lluvias intensas

· Caracterización hidrológica

o Series de caudales mínimos y medios

o Series de caudales máximos

· Caracterización sedimentológica

o Producción de sedimentos

o Transporte de sedimentos

o Lamina de erosión

Quedando así organizado y definido en su totalidad la disponibilidad de

información para la Vertiente del Río Amazonas y específicamente para las

unidades hidrográficas del nivel 4.

7

2.2 REVISIÓN DE ESTUDIOS E INFORMES TÉCNICOS

2.2.1 SENAGUA, 2009. DELIMITACIÓN Y CODIFICACIÓN DE UNIDADES

HIDROGRÁFICAS DEL ECUADOR, ESCALA 1:250 000, NIVEL 5,

METODOLOGÍA PFAFSTETTER. QUITO.

Este estudio realiza un mapa de unidades hidrográficas bajo un sistema estándar

de delimitación y codificación de unidades hidrográficas a escala 1:250 000 y

hasta el nivel 5, según la Metodología de Pfafstetter en el nivel nacional y

continental en el marco de la iniciativa para la estandarización de la información

de unidades hidrográficas en el ámbito sudamericano y en el ámbito subregional

andino.

Metodología adoptada

La metodología utilizada es la de Pfafstetter que consiste en asignar

Identificadores a unidades de drenaje basado en la topología de la superficie o

área del terreno; dicho de otro modo asigna identificadores a una unidad

hidrográfica para relacionarla con sus unidades internas locales y con las

unidades colindantes.

Características Principales

El sistema es jerárquico y las unidades son delimitadas desde las uniones de los

ríos (punto de confluencia de ríos) o desde el punto de desembocadura de un

sistema de drenaje en el océano. A cada unidad hidrográfica se le asigna un

específico código Pfafstetter, basado en su ubicación dentro del sistema de

drenaje que ocupa, de tal forma que éste es único al interior de un continente.

Este método hace un uso mínimo de dígitos en los códigos, tal es así, que el

número de dígitos representa el nivel en el que se encuentra la unidad. La

distinción entre río principal y río tributario, es en función del área drenada. Así, en

cualquier confluencia, para esta metodología el río principal será siempre aquel

que posee mayor área de drenaje.

8

Tipos de Unidades Hidrográficas

El Sistema Pfafstetter considera tres tipos de unidades hidrográficas de drenaje:

· Cuenca, es un área que no recibe drenaje de ninguna otra área, pero si

contribuye con flujo a otra unidad de drenaje o al curso principal del río.

· Intercuenca, es un área que recibe drenaje de otra unidad aguas arriba, a

través del curso del río considerado como el principal, y permite el paso de

este hacia la unidad de drenaje contigua hacia aguas abajo. Es decir, una

intercuenca, es una unidad de drenaje de tránsito del río principal.

· Cuenca interna, es un área de drenaje que no recibe flujo de agua de otra

unidad ni contribuye con flujo de agua a otra unidad de drenaje o cuerpo de

agua.

Proceso de codificación

En principio se debe determinar el curso del río principal el cual consiste en seguir

el curso del río desde un punto de confluencia, que en el nivel 1 generalmente es

la desembocadura de río al mar, hacia aguas arriba hasta identificar una nueva

confluencia, lugar en el cual se debe realizar la comparación de áreas y continuar

el trazado del curso por la unidad que tiene mayor área y así sucesivamente hasta

llegar a la parte superior de la unidad que se está delimitando.

Una vez determinado el curso del río principal, se identifican las cuatro áreas

mayores de drenaje que confluyen al mismo, siempre en función del área que

poseen, que corresponden a unidades tipo cuenca y son codificadas desde aguas

abajo hacia aguas arriba con los dígitos pares 2, 4, 6 y 8. Los otros tributarios del

río principal son agrupados en las áreas restantes, denominadas intercuencas,

que se codifican, en el mismo sentido, con los dígitos impares 1, 3, 5 y 7 y el área

que recibe el código 9 se constituye en la unidad de drenaje que contiene en la

parte más alta de la unidad, el curso del río principal.

Cada una de las cuencas e intercuencas, que resultan de la primera subdivisión,

pueden a su vez ser subdivididas de la misma manera, de modo que por ejemplo

la subdivisión de la unidad hidrográfica tipo cuenca 8 se subdivide al interior de la

9

misma en unidades hidrográficas tipo cuenca de códigos 82, 84, 86, 88 y de tipo

intercuenca 81, 83, 85, 87 y 89. Los dígitos de la división en el siguiente nivel

conservan el código de la unidad hidrográfica que las contiene.

Descripción de las unidades hidrográficas del ecuador

Nivel 1

Las unidades hidrográficas del Ecuador, como se muestra en la Tabla 2.2, están

comprendidas en dos regiones o vertientes:

· Región Hidrográfica 1 o vertiente del Pacifico

· Región Hidrográfica 4 o vertiente del Amazonas

Tabla 2.2 Unidades hidrográficas Nivel 1

Región Nro. de Unidades

Hidrográficas Área en el

Ecuador (km2) % en

Ecuador

1 1 124564 48.6 4 1 131806 51.4

TOTAL 2 256370 100 Fuente: SENAGUA, 2009

Nivel 2

En el Ecuador existen en el nivel 2 cuatro unidades hidrográficas, tres forman

parte de la Región Hidrográfica 1 y una es parte de la Región Hidrográfica 4 o

vertiente del Amazonas. En la Tabla 2.3 se presenta las áreas que ocupan cada

una de ellas en el ecuador.


Código de Unidades Hidrográficas

Área en Ecuador (km2)

% de territorio

13 27126 10.6 14 32891 12.8 15 64547 25.2 49 131806 51.4

TOTAL 256370 100 Fuente: SENAGUA, 2009

10

Nivel 3

En el nivel 3 existen 18 unidades hidrográficas dentro del Ecuador, de las cuales

dieciséis pertenecen a la Región Hidrográfica 1, y dos a la Región Hidrográfica 4 o

vertiente del Amazonas. En la Tabla 2.4 se presenta las áreas que ocupan cada

una en el ecuador.


Código de Unidades Hidrográficas

Área en Ecuador (km2)

138 7215.3 139 19910.3 141 748.6 142 13528.2 143 196.5 144 4816.2 145 334.2 146 891.7 147 2.3 148 4964.8 149 7408.9 151 27244,44 152 21640.2 153 8787,74 154 6507.7 156 366.9 497 65205.8 499 66600.4

TOTAL 256370 Fuente: SENAGUA, 2009

Nivel 4

En el nivel 4 existen 123 unidades hidrográficas de las cuales, ciento diecisiete

son parte de la Región Hidrográfica 1 y 7 forman parte de la Región Hidrográfica 4

y son las unidades hidrográficas más grandes debido a la gran extensión de la

cuenca amazónica.

Nivel 5

En el nivel 5 existen 734 unidades hidrográficas, de las cuales 711 pertenecen a

la Región Hidrográfica 1 y 23 son parte de la Región Hidrográfica 4. Quedando

11

finalmente distribuidas las unidades hidrográficas como se muestra en la Tabla

2.5.

Tabla 2.5 Unidades hidrográficas por Nivel

REGIÓN HIDROGRÁFICA

Unidades Hidrográficas Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5

1 1 3 16 117 711 4 1 1 2 7 23

TOTAL 2 4 18 123 734 Fuente: SENAGUA, 2009

Resumen de unidades hidrográficas en el Ecuador

NIVEL 1 2 Unidades Hidrográficas




12

2.2.2 ALMEIDA MARÍA, 2010. INSTRUCTIVOS DE PROCESAMIENTO DE

INFORMACIÓN HIDROMETEREOLÓGICA. EPN. QUITO.

El estudio da una guía para el procesamiento de datos meteorológicos e

hidrológicos obtenidos en campo, información básica utilizada en diferentes

proyectos de interés social e incluye los siguientes temas:

Identificación del nivel de información de una cuenca

Consiste en dos niveles:

· Prefactibilidad: Investigar el nivel de información de la cuenca, interpretar

los datos obtenidos y utilizar los instructivos adecuados para el cálculo.

· Factibilidad y Diseño definitivo: Reajustar la información, interpretar la

información obtenida en el nivel anterior para aplicar la metodología

adecuada; definir características físicas, climatológicas e hidrológicas para

el sitio de estudio.

Fuentes de información

Información meteorológica

Se encuentra en los anuarios publicados por el Instituto Nacional de Meteorología

e Hidrología (INAMHI) contienen la siguiente información: precipitación mensual,


13

temperatura máxima y mínima absoluta, media mensual; heliofanía, evaporación,

humedad relativa, velocidad media y frecuencia del viento, nubosidad media,

punto de rocío y tensión de vapor. Cabe recalcar que no todas las estaciones son

monitoreadas por dicha institución.

Información hidrológica

Se encuentra publicada en los anuarios del Instituto Nacional de Meteorología e

Hidrología (INAMHI) contiene la siguiente información: caudales líquidos, niveles

de agua, sedimentos, calidad del agua.

Información sobre calidad del agua

Se encuentra monitoreada por varios organismos y se puede encontrar en:

· Secretaría Nacional del Agua (SENAGUA)

· Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI)

· Empresas generadoras de energía (CONELEC)

· Municipios o empresas encargadas del tratamiento de agua

Información cartográfica

Se encuentra disponible en el Instituto Geográfico Militar (IGM) en diferentes

escalas, además los organismos gubernamentales también presentan sus mapas

con diferentes temáticas: uso de suelo, tipo de suelo, inundación, riesgo sísmico y

volcánico, etc.

Caracterización físico-geográfica de las cuencas de drenaje

Dentro de las características se describen las siguientes:

Características físicas:

· Área de drenaje

· Forma de la cuenca: Índice de Gravelius, factor de forma

· Orden de la cuenca

· Densidad de drenaje

14

· Sinuosidad de las corrientes de agua

Características geográficas:

· Pendiente de la cuenca

· Curva hipsométrica

· Cota media de la cuenca

· Pendiente de la corriente principal

Caracterización climática de la cuenca de estudio y sitios de obra

Se debe identificar las estaciones climatológicas para la zona de estudio, de

preferencia cercanas al centroide de la cuenca. De acuerdo a las

recomendaciones de la OMM se debe tener un registro de 30 años de

información. Dentro del procesamiento de datos es importante conocer ciertos

aspectos importantes de las variables:

· Precipitación: Distribución mensual y anual, variación espacial y altitudinal

y valores característicos mensuales y anuales.

· Temperatura: Temperaturas medias mensuales y anuales, variación de la

temperatura anual y variación altitudinal y espacial.

· Evaporación: Variación temporal altitudinal y espacial.

Además se explica la clasificación climática del Ecuador según P. Pourrut para la

región Sierra y el Oriente se tiene:

Región andina

Clima tropical megatérmico muy húmedo

Clima ecuatorial mesotérmico semi- húmedo a húmedo

Clima ecuatorial mesotérmico seco

Clima frío ecuatorial de alta montaña

Región amazónica

Clima uniforme megatérmico muy húmedo

15

Validación de la información hidrometeorológica básica y relleno de datos

La información existente en el país presenta vacíos, errores dentro de los

registros, por tal motivo se debe rellenar los datos con diferentes métodos:

Modelo de correlación-regresión

Es uno de los métodos más utilizados, cuando se tiene una serie de datos

incompleta de una estación se puede rellenar estos vacíos eligiendo una estación

cercana con su serie de datos completa para el mismo período.

Consiste en encontrar el coeficiente de correlación R que varía entre -1 y 1; toma

el valor de 1 cuando la correlación es completa positiva, es decir las dos variables

aumentan conjuntamente; cuando el coeficiente es -1 se tiene una correlación

completa negativa, es decir x aumenta y la variable y disminuye; cuando el valor

de r es cercano a cero las variables no están correlacionadas linealmente.

El siguiente paso es encontrar la ecuación de la recta, donde el valor de y

corresponde a la estación con datos incompletos, es decir la variable dependiente

por lo tanto, la estación con datos completos corresponde a x.

Validación de datos

Dentro del proceso de validación de datos se puede utilizar las siguientes

técnicas:

· Homogenización

Los datos de las diferentes series deben ser obtenidos bajo las mismas

condiciones de experimentación, caso contrario se considera la serie de datos

como heterogénea, siendo sus causas: cambio de emplazamiento de la estación

e instrumentación y modificación de las técnicas de observación además de los

efectos del cambio climático y variabilidad climática.

16

· Prueba de rachas o secuencias

Consiste en calcular la mediana de la serie de datos, hacer un conteo de los datos

sobre (+) y bajo (-) la mediana, contar las rachas (cambio de signo), en la serie de

datos le corresponde un cierto número de rachas y una probabilidad de

excedencia entre 10% y 90% de homogeneidad. Si el número de rachas es muy

grande o pequeño, es decir queda por encima o debajo del valor permitido en el

intervalo de probabilidad, la serie no es homogénea.

· Curvas de doble masa

Consiste en graficar los datos acumulados de dos estaciones vecinas, para ver la

relación existente entre ellas, si la información es correcta se tendrá una perfecta

alineación con una única tendencia. Estas curvas pueden ser: Precipitación-

Precipitación, Caudal-Caudal y Precipitación-Caudal.

Determinación de caudales medios, mínimos y máximos

Caudales medios

Se utiliza serie de datos con caudales medios diarios o mensuales, para llegar a

un análisis a través de la Curva de Duración General (CDG) que es un gráfico en

orden decreciente de los caudales observados versus una duración expresada en

porcentaje. Además para el análisis también es importante conocer la Curva de

Variación Estacional (CVE) que indica la probabilidad de que los caudales medios

mensuales puedan ser excedidos.

Caudales mínimos

Son considerados caudales mínimos a los valores de la curva de duración

general, comprendidos en un rango de probabilidad de excedencia del 70 y 99%.

Caudales máximos

Para su determinación existen varios métodos: directo, empíricos, empírico -

analíticos, estadísticos, estocásticos, analíticos, probabilísticos. Además se debe

17

tener conocimiento sobre: períodos de retorno para con eso proceder a definir

curvas de crecidas tanto gráfica y analíticamente.

El presente estudio tiene para cada uno de los aspectos aquí mencionados tablas

para procesar la información disponible de manera rápida y ágil para poder llevar

un control adecuado de la misma.

2.2.3 BARROS G. TRONCOSO A., 2010. ATLAS CLIMATOLÓGICO DEL

ECUADOR. EPN. QUITO.

El presente estudio tiene como objetivo principal generar un atlas climatológico

del ecuador continental, que constituya un medio de consulta gráfico y ágil, sobre

las principales variables climáticas, como son: precipitación, temperatura,

humedad relativa y evaporación. Se sustenta en la recopilación de datos

meteorológicos para el período de 1971-2006 de las estaciones operantes y a

cargo de diferentes organismos para todo el Ecuador utilizando la clasificación

territorial por zonas: Costa, Sierra y Oriente.

INFORMACIÓN HISTÓRICA DEL CLIMA Y BASE DE DATOS

Ecuador cuenta con una red de monitoreo meteorológico de alrededor de 1197

estaciones, distribuidas en todo el país, mayoritariamente en la región sierra y con

menor número en la amazonia, al igual que en la región insular.

Del total de estaciones presentes en el inventario del INAMHI, un gran número al

momento no operan y otras han sido retiradas.

De la cantidad total de estaciones inventariadas en el país se conoce que 216

estaciones se encuentran al momento en funcionamiento como se presenta en la

Tabla 2.6 por región.

Toda la información recopilada se somete a un análisis de calidad de información,

cantidad de vacíos, hominización y validación para finalmente formar los mapas

de isolíneas.

18

Tabla 2.6 Estaciones meteorológicas por región

Tipo de Estación Costa Sierra Oriente Estaciones – Pluviométricas 28 63 1 Estaciones – Pluviográficas 1 14 1 Estaciones – Climatológica Principal

6 12 0

Estaciones – Climatológica Ordinaria

15 30 2

Estaciones – Climatológica Especial

0 1 0

Estaciones – Agrometeorológicas 4 6 2 Estaciones – Aeronáuticas 9 17 4

Sub Total 63 143 10 Porcentaje (%) 29,17 66,20 4,63

Total 216 Fuente: Barros, J. y Troncoso, A., 2010

Descripción de los mapas

Figura 2.2 Isoyetas para el Ecuador continental

Fuente: Barros y Troncoso, 2010

19

Precipitación media

El mapa de isolíneas correspondiente a la precipitación media se presenta con

intervalos de variación de 500 mm partiendo de 0 mm a 5000 mm, para cubrir

todo el rango de variación. En la Figura 2.2 se presenta el mapa de isoyetas para

todo el Ecuador continental.

Temperatura media

El mapa de isolíneas correspondiente a la temperatura media se discretizan en

rangos de 2ºC desde 4ºC hasta los 26ºC. Con base en el mapa isolíneas de

temperatura media se muestra que de manera semejante a la temperatura

máxima absoluta, la distribución de las temperaturas se incrementa mientras más

se aleja de la región sierra, concentrándose los valores máximos para la costa en

los sectores de la provincia de Manabí, el Golfo de Guayaquil y el perfil costanero

de la provincia de Esmeraldas, los valores mínimos de temperatura se presentan

en aquellos lugares en donde la altitud del terreno alcanza sus picos.

En la Figura 2.3 se presenta el mapa de isotermas medias para todo el ecuador

continental.

Variabilidad climática regional

En esta sección se analizará un conjunto de gráficos obtenidos de datos medios,

máximos y mínimos. Para las diferentes variables se han escogido estaciones

representativas a lo largo del territorio nacional, para cada región continental del

país, se ha tomado en cuenta la ubicación y distribución de ellas en cada franja

regional, y su total relleno. Se presenta a continuación el estudio que se realizó

para el Oriente.

Región oriental

En la región oriental, las estaciones tomadas en cuenta disminuyen por tener tan

poca información, mal distribuidas, y casi sin relleno, se ha seleccionado las

siguientes: para precipitación: Nuevo Rocafuerte (M007), El Chaco Inamhi

20

(M825), El Puyo (M008), Gualaquiza (M189); para evaporación: Nuevo Rocafuerte

(M007), El Puyo (M008), Gualaquiza (M189); para heliofanía: Baeza (M215),

Nuevo Rocafuerte (M007), El Puyo (M008); para humedad relativa: Nueva Loja

DAC, El Coca DAC, El Puyo (M008), Gualaquiza (M189); para temperatura: El

Coca (M186), Nuevo Rocafuerte (M007), El Puyo (M008).

Figura 2.3 Isotermas para el Ecuador continental

Fuente: Barros y Troncoso, 2010

Las precipitaciones en la región oriental son constantes, la mínima la

encontramos en El Coca (M186), con 0,9 mm, no se encuentra un periodo

mensual de cero, tenemos un máximo de 3467, 54 mm, en Río Verde Medio

(M720), es el mayor en las tres regiones, se puede ver un incremento de lluvias

en los meses de marzo a agosto, teniendo picos pronunciados en los meses de

Junio.

21

La temperatura es muy horizontal, casi no se tiene cambios, se tiene un pequeño

mínimo al igual que un pequeño máximo, en los meses de Julio y Mayo

respectivamente; la evaporación, es un poco menos lineal que la temperatura,

tiene más cambios, y picos más pronunciados, pero se puede ver con claridad sus

máximos valores en los meses de diciembre-enero. Se tiene los valores más

bajos de heliofanía y evaporación, comparados con las otras dos regiones, esto

se puede entender por la gran nubosidad y temperatura con la cual se caracteriza

la región oriental.

Análisis de tendencias y cambio climático

Precipitación

En las correspondientes gráficas para la región oriente de la variable precipitación

se observa que durante los 35 años se localizan de manera puntual fluctuaciones

del clima, eventos que no reflejan una variabilidad climática acentuada al futuro.

Temperatura

Para el Oriente en el análisis de la gradiente de temperatura se visualiza que se

está sufriendo de un incremento en los valores de temperatura, con el paso de los

años.

2.2.4 INAMHI, 1999. ESTUDIO DE LLUVIAS INTENSAS. QUITO.

Para la utilización práctica de los datos de lluvias en los diferentes campos de la

ingeniería es necesario conocer la estrecha relación existente entre las cuatro

características fundamentales de las precipitaciones: intensidad, duración,

frecuencia y distribución.

El conocimiento sobre la distribución superficial de las precipitaciones se obtiene

de un análisis regional de los datos registrados de las diversas estaciones

pluviográficas o de las cantidades de lluvias medidas en los pluviómetros en

intervalos de tiempo, instrumentos que con este objeto se han instalado en

nuestro país.

22

Este análisis se efectuó con la información de 65 estaciones pluviográficas y 113

pluviométricas distribuidas en todo el territorio nacional.

Variación de la intensidad con la duración

La intensidad de precipitación se obtiene de los registros pluviográficos

denominados pluviogramas o diagramas de precipitación acumulada a lo largo del

tiempo, que corresponde a 24 horas de registro continuo y a una altura

equivalente a 10 mm de precipitación.

De estos gráficos se puede establecer para diversas duraciones, las intensidades

máximas ocurridas para una lluvia dada, sin que necesariamente las duraciones

mayores deban incluir a las duraciones menores. Los límites de duración están

fijados en 5 minutos y 24 horas, ya que 5 minutos representa el menor intervalo

que se puede leer en los registros pluviográficos con precisión adecuada y 24

horas porque para duraciones mayores pueden ser utilizados datos observados

en los pluviómetros.

Variación de la intensidad con la frecuencia

En los estudios hidrológicos en general, interesa no solamente el conocimiento de

las máximas precipitaciones observadas en las series, sino principalmente prever

con base en los datos observados y valiéndose del principio de probabilidades,

cuáles serán las máximas precipitaciones que pueden ocurrir en cierta localidad

con determinada frecuencia.

Las series de máximas intensidades pluviométricas observadas, pueden estar

constituidas por los valores más altos observados en cada año o por n valores

mayores registrados en el período de observación, siendo n el número de años

del período considerado. Cuando nos interesa principalmente analizar los valores

de intensidad extremas se elige las series máximas anuales, esto es, para una

duración dada se escoge la máxima intensidad observada en cada año

23

hidrológico; las series anuales se revelan poco significativas, por tanto son

definidas en términos de ocurrencia en vez de magnitud.

Figura 2.4 Delimitación de las zonas del Ecuador

Fuente: INAMHI, 1999

Estudio de intensidades

Se consideró información de precipitaciones máximas en 24 horas para el periodo

1964-1998. Obtenidas las precipitaciones máximas para varias duraciones y

periodos de retorno, estas se pusieron en función de la intensidad máxima en 24

horas para el trazado y ajuste de las curvas de intensidades representando son la

siguiente ecuación:

ITR=K IdTR

tn (2.1)

Dónde:

= Intensidad de precipitación para cualquier periodo de retorno, (mm/h);

24

= Intensidad diaria para un periodo de retorno dado, (mm/h);

= tiempo de duración de la lluvia, (min); y,

y n = Constantes de ajuste determinado aplicando mínimos cuadrados.

Zonificación de intensidades

Tabla 2.7 Ecuaciones para las zonas del Ecuador


La metodología seguida para la zonificación de las intensidades de lluvias fue la

siguiente: se realizó un estudio comparativo de los datos de intensidades

obtenidos de los pluviógrafos y pluviómetros, determinando una correspondencia

entre los valores de intensidades de lluvias extraordinarias y de las

25

precipitaciones máximas en 24 horas, con la finalidad de que si no conocemos

este último valor en cualquier lugar del país, se obtenga la intensidad

correspondiente para el diseño de una obra hidráulica con la ecuación

determinada para la zona.

Por tanto se puede reducir a una ley única adimensional, que gracias a ella, es

independiente de los valores absolutos de lluvia, lo cual nos permite aplicar a

cualquier periodo de retorno y extrapolar a donde no es posible obtener valores

de intensidades directamente por carácter de información pluviográfica.

Tabla 2.8 Ecuaciones para las zonas del Ecuador


26

Considerando los valores de intensidades obtenidos para diferentes periodos de

retorno y duración de 65 estaciones pluviográficas y con un registro de 35 años se

consiguió dividir al país en 35 zonas como se presenta en la Figura 2.4, para las

cuales se determinaron las ecuaciones de intensidades correspondientes que se

presentan en las Tabla 2.7 y 2.8.

Como las ecuaciones representativas para cada zona están en función de se

obtuvieron mapas de isolineas para los valores de periodos de retorno de: 5, 10,

25, 50, y 100 años para todo el Ecuador continental.

2.2.5 OMM, 2007. FUNCIÓN DE LAS VARIABLES CLIMATOLÓGICAS EN UN

CLIMA CAMBIANTE. GINEBRA.

Este estudio trata diversas consideraciones para el cálculo de las normales

climatológicas. También se analiza una evaluación de la capacidad de predicción

de normales con diversas duraciones y frecuencias de actualización, la evaluación

de posibles indicadores estadísticos del clima, además de las normales

climatológicas tradicionales y el tratamiento de las incertidumbres, que surgen con

datos no homogéneos y cuando faltan datos.

Desarrollo histórico de la normal climatológica

El clima es fundamentalmente constante para escalas de tiempo de décadas a

siglos y las variaciones de este estado constante durante un período específico de

tiempo se deben al método de muestreo. Las medias a largo plazo deberán

converger hacia ese estado constante cuando se considera un período de

promediación suficientemente largo. Tras muchos debates internacionales, a

finales del siglo XIX y principios del XX se fijó un período de 30 años como un

período de promediación más adecuado.

El concepto de normal climatológica estándar de 30 años data de 1935 cuando en

la conferencia de Varsovia el comité Meteorológico Internacional recomendó que

se utilizara 1901-1930, como período estándar mundial para el cálculo de las

normales. En 1956 la Organización Meteorológica Mundial (OMM), recomendó el

27

uso del período de 30 años más reciente, que finalizará en el año más próximo

que termine en cero.

Durante el período 1900-2000, las temperaturas medias mundiales han

aumentado 0.6 ± °C, y se espera un mayor calentamiento como resultado de las

concentraciones crecientes de gases de efecto invernadero debido a la actividad

humana. Las variaciones en las otras variables no han tenido lugar de una forma

tan evidente como para la temperatura, no se puede descartar la posibilidad de

cambios a largo plazo para estos elementos.

Precisión y predicción de las medias climáticas

Se considera que el período de promediación óptimo en cada estación es

claramente inferior a 30 años. Srivastava (2003) considera que valores de 5 a 20

años son típicos para temperatura máxima y mínima de estaciones de la India.

Huang (1996), considera valores de 5 a 15 años para valores de temperatura

media en Estados Unidos.

Estos estudios consideran dos cuestiones: en primer lugar, hasta qué punto al

utilizar un período de promediación óptimo, a capacidad de predicción adicional,

superior o inferior a la de la normal climatológica estándar, se debe a un período

más corto que el de la que se obtiene mediante una actualización anual de los

promedios óptimos, y el segundo lugar el efecto de los resultados cuando se

evalúan sobre el terreno todas las estaciones con período de promediación fijo, en

lugar de un período de promediación variable entre estaciones.

Para evaluar la precisión de predicción de las medias climáticas se eligieron a las

siguientes variables:

· Precipitación total

· Número de días con precipitación superior o igual a 1mm

· Temperatura máxima media diaria

· Temperatura mínima media diaria

· Presión a nivel medio del mar

28

· Duración total de la insolación

· Presión media del vapor de agua

· Altura geopotencial media

· Temperatura media

· Valor medio de los componentes del vector viento

· Tasa media de persistencia del viento

Para la evaluación de la precisión de predicción de las medias climáticas se

utilizaron los datos de Australia, ya que el autor no disponía de conjuntos de datos

internacionales adecuados. Esto no implica que los resultados en detalle sean

válidos para otros climas y un análisis similar en otras regiones sería una

aportación valiosa a la base de conocimientos en este ámbito.

El conjunto básico de estaciones utilizado en este análisis está constituido por 32

estaciones. Para cada uno de los parámetros descritos anteriormente se llevó a

cabo el procedimiento siguiente para todas las estaciones durante los 12 meses.

· Comparación de los períodos de promediación que finalizan en 1990 con

las medias de 1991-2000. Esta prueba pretendía investigar la precisión de

predicción de un valor medio con una determinada duración que finalizará

en un año fijo, cuando se compara con un período fijo de datos

independientemente del período de promediación.


los períodos submuestreados de 1961-1990. Esta prueba pretendía

identificar hasta qué punto los resultados de las pruebas se podrían atribuir

a problemas de muestreo y hasta qué punto podrían atribuirse a cambios

en el clima, haciendo que los datos hacia finales del período 1961-1990

fueran más representativos de las condiciones probables en 1991-2000.


los períodos que finalizaran en el 2000. En esta sección se utilizó un

período de evaluación 2001-2003, para permitir una comparación de los

períodos de promediación que finalizaran en 1990 y 2000 utilizando datos

independientes.

29

Uso de estaciones a corto plazo

Independientemente del período elegido para el cálculo de las normales

climatológicas, es probable que existan muchas estaciones que dispongan de

datos, aunque no en cantidad suficiente para satisfacer los requisitos establecidos

sobre la cantidad mínima de datos necesaria para el cálculo de la normal.

Para los valores de promediación superiores a los 10 años para la temperatura y

precipitación, los valores medios basados en datos sin ajustar tienen algo más de

precisión y predicción que los basados en datos ajustados, aunque las diferencias

son relativamente pequeñas. Esto sugiere que para períodos de promediación

superiores a 10 años, los datos observados en este punto muestran una

representación mejor del clima que la combinación de datos observados en ese

mismo punto y los provenientes de estaciones colindantes.

Valores extremos

Los valores extremos más comunes son las temperaturas más altas y más bajas,

registradas en un período especificado. En algunos casos los extremos se

obtienen durante el mismo período en el que se calculan las normales y las

medias; en otros casos, los valores extremos cubren todos los años en los que se

realizaron las observaciones.

El uso de un período estándar para el cálculo de los valores extremos resulta más

útil, cuando se desea estimar el valor mayor o menor que se puede esperar en un

determinado período, así como cuando se esté llevando a cabo el análisis

espacial u otros análisis que requieran un periodo de referencia común.

En el análisis de las estaciones australianas se determina que para la cantidad de

lluvia más alta, el valor extremo para 10 años representa normalmente cerca del

75% del valor extremo de 30 años. En todos los casos estos resultados varían

considerablemente en función del mes y de la estación.

30

Cuantiles de los datos climáticos

Los cuantiles son indicadores estadísticos de la distribución de probabilidades de

un elemento climático. Los cuantiles más utilizados son cuantiles de precipitación

mensual. El problema fundamental es el tratamiento del conjunto de

observaciones disponibles, como población completa o solamente como muestra

representativa de una población más amplia.

En el caso de un conjunto de 30 años en el que el valor más bajo se fija como

límite inferior de la primera quintila y el valor más alto como límite superior la

quinta quintila. Si lo que interesa es describir que es lo que puede ocurrir en el

futuro, no resulta apropiado considerar el valor observado más alto como un límite

superior de un seceso futuro, en cuyo caso es mucho más apropiado designar el

valor más alto como percentil del orden 96.77 aproximadamente.

Otra consideración es la representatividad y estabilidad de los cuantiles

calculados a través de una muestra relativamente pequeña. Esta consideración

resulta importante para la precipitación que tiene una variabilidad interanual

relativamente grande. Los cuantiles sobre todo los que se encuentran en los

extremos de la probabilidad son muy sensibles ante la presencia de un pequeño

número de valores atípicos en un período de promediación.

Datos ausentes

Se recomendaba anteriormente que no se calculara un valor mensual si faltaban

más de 10 valores diarios. En el caso de variables en las que el valor mensual es

la suma de los valores diarios en lugar de un valor medio, un valor mensual solo

se puede calcular si se dispone de todos los valores diarios, o si se incorporan

todos los días en los que falten datos en una observación que incluya el periodo

de datos ausentes en el día en el que se reinician las observaciones.

La OMM establece que las normales climatológicas estándar para un mes de

calendario solo se deben calcular si se dispone de valores de por lo menos 25 de

los 30 años, con no más de dos años consecutivos sin datos. Para elementos

31

aditivos como la precipitación, un período con datos ausentes no genera una

variación en el registro mensual, siempre que:

· Los valores acumulados incluyan el período completo en el que faltan

datos.

· Se haga una observación el último día del mes.

· El instrumento sea tal que no exista riesgo de interferencia en los registros

entre observaciones.

Trewin (2001) descubrió que si se perdía un día de observación a la semana y si

el valor del día siguiente se acumulaba sobre los días, se producía una variación

típica de 0.1 a 0.3 °C en las temperaturas máxima y mínima de Australia

superando 0.4°C en algunos casos.

Se recomienda que, para las temperaturas diarias máxima y mínima, no se

incluya ningún dato acumulado en el cálculo de los valores mensuales medios y

que los días con datos acumulados se consideren como si no tuvieran datos a la

hora de determinar el número de datos de días en el mes. La incertidumbre que

se produce cuando faltan valores mensuales en las medias de un período es

incluso inferior a la que se produce cuando faltan valores diarios en un valor

mensual, lo que indica la desviación típica más baja de los valores mensuales.

Homogeneidad de los datos

La homogeneidad de los datos debe tenerse en cuenta al considerar cualquier

serie temporal meteorológica. El conjunto de datos se puede considerar como

homogéneo si cualquier cambio en los datos refleja un cambio en las condiciones

meteorológicas, en lugar de un cambio en las condiciones bajo las cuales se

realizaron las observaciones. Se puede presentar series meteorológicas no

homogéneas por varias razones como:

· Cambio en la ubicación en un emplazamiento de observación.

· Cambio en los instrumentos utilizados para realizar una observación.

· Cambio en los procedimientos utilizados para realizar observaciones o para

procesar datos.

32

· Cambio en el entorno local del emplazamiento.

En el contexto del cálculo de las normales climatológicas, la importancia de la

homogeneidad de los datos radica en que, si se utiliza un conjunto de datos no

homogéneos para calcular las normales, entonces alguno o todos los datos con

los que se han calculado las normales no serán totalmente representativos de las

observaciones realizadas en esa ubicación. Esto limita el valor de la predicción de

las normales en ese lugar y también reduce la conveniencia de las normales

como punto de referencia con el que se puede comparar las condiciones

presentes en ese emplazamiento.

Una práctica común en los conjuntos de datos que se utilizan para el análisis del

cambio climático a largo plazo consiste en realizar ajustes a algunos datos, para

generar una serie temporal que sea homogénea.

2.3 INFORMACIÓN FÍSICO-GEOGRÁFICA

2.3.1 TOPOGRAFÍA

Para poder establecer y conformar las unidades hidrográficas de estudio se

recurre a la cartografía otorgada por el IGM, el cual elabora y provee la cartografía

básica oficial del Ecuador como: ortofotos, fotografías aéreas, mapa, cartografía,

en fin toda la información de tipo geográfico – cartográfico a nivel nacional.

La cartografía disponible existe en escalas 1: 25 000, 1: 50 000, 1: 250 000 y

1:1000 000. El estudio se realiza a escala 1:50 000 ya que existen registros

digitalizados a partir de esta escala, adicionalmente la información aún no está

completa, en estos casos se respalda con la cartografía a escala 1:250 000 para

llegar a un análisis más completo.

En el catálogo de cartas o capas de información geográfica a escala 1:50 000

existen 561 a nivel nacional, de las cuales 305 son las correspondientes al área

de estudio como se muestra en la Figura 2.5, estas cartas se encuentran en las

33

columnas N, M, O, P, Q, y en las filas I, II, III, IV, V, VI, VII según la notación que

maneja el IGM. La nomenclatura de las capas de información geográfica es

unificada y consta el nombre de la carta, sigla nacional, sigla internacional,

número de edición y año de publicación como se muestra en la Figura 2.6.

Figura 2.5 Tipo de capas de información geográfica

Fuente: IGM, 2013

De las 305 cartas topográficas que conforman el área de estudio, existen cartas

disponibles y reservadas, adicionalmente hay un porcentaje de cartas que aún no

existen digitalizadas.

Las cartas de tipo reservadas se las cataloga así por seguridad nacional, ya que

en ellas existen alguna base militar o lugar de interés especial para el país. En la

34

Tabla 2.9 se presenta un resumen del tipo de cartas con el porcentaje

correspondiente en el área de estudio a escala 1: 50 000.

Tabla 2.9 Tipos de cartas para el área de estudio

CARTAS DISPONIBLES

CARTAS RESERVADAS

CARTAS NO EXISTENTES

209 85 11

68.8% 27.6% 3.6%

Fuente: IGM, 2013

En el Anexo 2 se encuentra la lista de las cartas que se utilizó para realizar la

Figura 2.5 y la Tabla 2.8.

Figura 2.6 Nomenclatura de las cartas topográficas

Fuente: IGM, 2013

HIDROGRAFÍA

Cada carta está conformada por diferentes capas en formato shp, una de éstas

corresponde a los ríos, de tal manera que, al unificar las capas de información de

ríos se logra obtener la hidrografía de la zona de estudio como se muestra en la

Figura 2.7.

RELIEVE

Las cartas también poseen capas con la información del relieve como son las

curvas de nivel, de la misma manera como se procedió con los ríos se unifico las

curvas de nivel dando como resultado una capa de relieve con curvas de nivel con

RÍO YASUNÍ P III-E4 4291-II

2005 2 2

2

NOMBRE DE LA CARTA

SIGLA NACIONAL

NÚMERO DE

SIGLA INTERNACIONAL

AÑO DE

PUBLICACIÓN EDICIÓN

35

intervalos de 40 metros tal como se presenta en la Figura 2.8 que corresponde

con el área de estudio.

Figura 2.7 Hidrografía del área de estudio

Fuente: IGM, 2013

2.3.2 TIPO Y USO DEL SUELO

Un aspecto importante para analizar y caracterizar las unidades hidrográficas

también es el tipo y uso del suelo.

Las capas disponibles de la textura y cobertura del suelo se encuentran

disponibles en el portal del MAGAP.

36

Figura 2.8 Relieve para el área de estudio

Fuente: IGM, 2013

TEXTURA

Para analizar la textura del suelo se encuentra disponible la capa de las unidades

taxonómicas, las cuales están divididas por un Órden, Suborden y Grandes

Grupos.

Cada unidad taxonómica posee características representativas de los suelos

como la textura, tasa de infiltración, profundidad efectiva del suelo, drenaje natural

del suelo y movimiento del agua en el suelo. Adicionalmente a cada unidad

taxonómica se encuentra asociado un Grupo Hidrológico del Suelo.

37

Figura 2.9 Textura del suelo para el área de estudio

Fuente: MAGAP, 2012

El Grupo Hidrológico del Suelo plantea una clasificación más sintética con una

nomenclatura que va desde la letra A para los suelos arenosos, hasta la letra D

para los arcillosos. Además se adiciona la letra E de tal manera que identifique a

los suelos que no cumplen con las condiciones de las letras anteriores. En la

Figura 2.9 se presenta la textura del suelo para el área de estudio.

COBERTURA VEGETAL

La cobertura vegetal describe el tipo de vegetación que posee cada una de las

áreas en el análisis. En la Figura 2.10 se presenta la cobertura del suelo para el

área de análisis.

38

Figura 2.10 Cobertura vegetal del suelo para el área de estudio

Fuente: MAGAP, 2012

2.4 PERÍODO DE ANÁLISIS PARA EL ESTUDIO

Las normales climatológicas constituyen medias calculadas tomando un periodo

uniforme y relativamente largo, estas tienen dos fines principales:

· Constituyen una referencia en la que se pueden evaluar ciertas

condiciones actuales o recientes y,

· Se utilizan para fines de predicción como indicador de las condiciones que

es probable que se experimenten en un determinado tiempo (Trewin 2007).

Por ello es necesario definir un periodo de análisis adecuado, es entonces donde

surge el debate y reluce el paradigma dominante con la idea de que el clima es

39

fundamentalmente constante para escalas de tiempo de décadas a siglos y las

variaciones de este estado constante durante un periodo especifico de tiempo se

deben al método de muestreo. De este concepto se deduce que las medidas a

largo plazo deberían converger hacia ese estado constante cuando se considera

un periodo de promediación suficientemente largo. Tras muchos debates

internacionales se fijó en el siglo XX un periodo de 30 años como el periodo de

promediación más adecuado.

El concepto de normal climatológica estándar de 30 años data de 1935 cuando en

la conferencia de Varsovia el Comité Meteorológico Internacional recomendó que

se utilizará 1901-1930 como periodo estándar mundial para el cálculo de las

normales. En 1956, la OMM recomendó el uso del periodo de 30 años disponible

más reciente, que finalizará en el año más próximo que terminará en 0, que en

aquel momento era 1921-1950. Esta decisión se tomó gracias al creciente

conocimiento de las fluctuaciones climáticas a largo plazo, aunque un informe en

1967 del grupo de trabajo para la Comisión de Climatología todavía considera

que: “En su gran mayoría, las fluctuaciones climáticas a gran escala están

constituidas por variaciones no lineales que a largo plazo oscilan de una forma

irregular en torno a un valor medio climatológico” (Jagannathan y otros, 1967).

Actualmente se reconoce (IPCC, 2001) que las temperaturas medias mundiales

han aumentado 0,6 ± 0,2 °C durante el periodo 1900 - 2000 y se espera un mayor

calentamiento como resultado de las concentraciones crecientes de gases de

efecto invernadero debidos a la actividad humana. Aunque los cambios en otros

elementos no han tenido lugar de una forma tan evidente como para la

temperatura, no se puede descartar la posibilidad de cambios seculares a largo

plazo para esos elementos.

La importancia de estas tendencias seculares radica en que, en un determinado

lugar, reducen la representatividad de los datos históricos como indicadores del

clima actual, y probablemente del futuro. Además, la existencia de fluctuaciones

climáticas que se extienden durante años en cierta medida superiores a las que

se pueden explicar mediante la variabilidad aleatoria, sugiere que, incluso sin

40

cambio climático antropogénico a largo plazo, puede que no exista un estado

estable hacia el que converja el clima, sino más bien una acumulación de

fluctuaciones en múltiples escalas de tiempo (Karl, 1988).

La aceptación prácticamente universal del paradigma de que el clima sufre un

cambio secular a largo plazo todavía no ha producido ningún cambio en las

directrices formales de la OMM sobre el periodo apropiado para el cálculo de las

normales. La directriz general de la OMM más reciente sobre normales

climatológicas, no considera la cuestión de los periodos de promediación, sino

que se centra en los elementos o parámetros que se deben utilizar, en los

procedimientos de cálculo y en el tratamiento de la falta de datos principalmente

(OMM, 2011).

Como se ha descrito anteriormente, los dos fines principales de las normales

climatológicas implican que se podrían utilizar ciertos criterios para la evaluación

de periodos de promediación adecuados. Algunos de estos criterios sólo se

pueden evaluar de forma subjetiva mientras que otros, en particular la precisión

de predicción de las normales climatológicas, se pueden evaluar de forma

objetiva. La elección de un periodo de promediación adecuado dependerá de la

aplicación en la que se estén utilizando las normales y, por lo tanto, de la

importancia relativa de los criterios siguientes:

· Reducir en lo posible el error de predicción cuando se utilicen normales de

un determinado periodo para predecir condiciones en un periodo futuro

independiente.

· Disponer de un conjunto de normales tan actualizado como sea posible

para potenciar la importancia de esas normales en la comunidad.

· Disponer de un conjunto de normales estable durante un periodo largo para

reducir lo más posible el trabajo necesario para volver a calcular las

normales y los datos asociados tales como las anomalías.

· Maximizar el número de estaciones en las que se disponga de normales

para un determinado parámetro.

41

· Disponer en una red de observación de un conjunto de normales durante

un periodo uniforme para todas las estaciones y/o parámetros con el fin de

proporcionar una base común para la comparación espacial.

· Disponer de un periodo de promediación al que el público en general se

pueda referir y que parezca “lógico”.

· Disponer de un conjunto de normales que se puedan calcular con facilidad

utilizando programas informáticos comerciales de gran difusión.

Optimizar la precisión de predicción de las medias climáticas debería ser el

criterio principal para la evaluación de periodos de promediación apropiados, por

lo que se establece que es preferible tener un periodo estándar que se modifique

con relativa poca frecuencia pero durante el cual algún elemento, como la

temperatura, muestre alguna tendencia. También es razonable esperar que una

actualización más frecuente y/o un periodo más corto de medición den lugar a una

normal con una mayor precisión de predicción (OMM, 2011).

Finalmente el periodo establecido para el análisis del estudio queda definido como

el periodo de 30 años disponible más reciente que finaliza en el año más próximo

que termina en cero. Por lo que para este proyecto de investigación se analizará

las variables hidrometeorológicas correspondientes al período 1981-2010.

2.5 INFORMACIÓN CLIMATOLOGICA

La información climatológica se encuentra disponible en el INAMHI ya que es la

entidad que posee el mayor número de estaciones, además existen entidades

privadas que monitorean estaciones propias, pero que finalmente transfieren la

información al INAMHI conformando así una base de datos extensa que data

desde el año 1959 hasta la actualidad.

2.5.1 ESTACIONES METEOROLÓGICAS

Una estación meteorológica es el lugar donde se realizan mediciones y

observaciones puntuales de los diferentes parámetros meteorológicos utilizando

42

los instrumentos adecuados para así poder establecer el comportamiento

atmosférico.

Los tipos de estaciones meteorológicas que opera INAMHI, corresponden a la

normativa internacional de la OMM que son:

· Estación agrometeorológica: genera información meteorológica y biológica

para la agricultura y o aplicaciones biológicas.

· Estación climatológica principal: se realizan observaciones al menos tres

veces al día sobre el tiempo atmosférico como la precipitación, temperatura

del aire, humedad, evaporación, heliofanía, dirección y velocidad del viento

entre otras.

· Estación climatológica ordinaria: se realizan observaciones al menos una

vez al día de temperaturas extremas y precipitación primordialmente,

algunas cuentan con instrumentos adicionales como para medir la

evaporación y la heliofanía.

· Estación pluviométrica: tiene un pluviómetro estandarizado que permite

medir la cantidad de lluvia precipitada entre dos medidas consecutivas que

generalmente son a día seguido y a la misma hora.

· Estación pluviográfica: permite el registro continuo de la precipitación, con

lo cual se genera datos sobre la cantidad, intensidad, duración y período en

que ha ocurrido la lluvia.

· Estaciones aeronáuticas: utilizadas para el tráfico aéreo y son operadas

por la DGAC. Permiten el registro de temperaturas máximas, punto del

rocío, dirección y fuerza del viento, presión altimétrica, precipitación, entre

otras (OMM, 2011).

En el área de estudio se dispone de registros del clima de 85 estaciones

meteorológicas, de las cuales son 4 agrometeorológicas, 12 climatológicas

principales, 22 climatológicas ordinarias, 45 pluviométricas y 2 pluviográficas.

En la unidad hidrográfica 4978 se encuentran localizadas un 24% de estaciones,

mientras que en la unidad 4996 existente un 40% de estaciones y finalmente en la

unidad 4988 hay un 36% de estaciones meteorológicas, en las unidades

43

hidrográficas 4974, 4992, 4997 y 4999 no existen registros de estaciones

meteorológicas.

Tabla 2.10 Estaciones meteorológicas del área de estudio

UNIDAD HIDROGRÁFICA

TIPO No. DE

ESTACIONES % PARCIAL TOTAL

4978

AP 1

20 23.5 CO 3 CP 2 PV 14 PG -

4996

AP 2

34 40.0 CO 10 CP 6 PV 16 PG -

4998

AP 1

31 36.5 CO 9 CP 4 PV 15 PG 2

TOTAL 85 100


En la Tabla 2.10 se encuentran las unidades hidrográficas con el tipo y cantidad

de estaciones meteorológicas existentes.

Tabla 2.11 Estaciones meteorológicas para el área de estudio por provincia

PROVINCIA TIPO

TOTAL % AP CO CP PV PG

AZUAY - 4 4 7 1 16 18.8 CAÑAR - 2 - 2 - 4 4.7 CARCHI - - - 1 - 1 1.2 CHIMBORAZO - 4 - 6 - 10 11.8 COTOPAXI 1 2 2 5 - 10 11.8 LOJA 1 - - 3 - 4 4.7 M. SANTIAGO - 2 1 2 - 5 5.9 NAPO - 3 - 8 - 11 12.9 ORELLANA 1 - 1 2 - 4 4.7 PASTAZA 1 1 - 1 - 3 3.5 SUCUMBIOS - - 1 3 - 4 4.7 TUNGURAHUA - 3 3 4 - 10 11.8 ZAMORA CH. - 1 - 1 1 3 3.5

TOTAL 4 22 12 45 2 85 100 Fuente: INAMHI, 2012

44

Además de clasificar a las estaciones por tipo, se las clasificó también por

provincia, siendo la provincia del Azuay la que más estaciones meteorológicas

posee con un 18% seguida del Napo con un 13% como se presenta en la Tabla

2.11, cabe recalcar que en cada provincia el mayor número de estaciones

corresponde a las pluviométricas.

En la Figura 2.11 se presentan las estaciones meteorológicas que se ocupan para

realizar las Tablas 2.10 y 2.11 y la figura más detalladamente en el Anexo 1.

Figura 2.11 Estaciones meteorológicas en el área de estudio


45

En el Anexo 3 se encuentra la lista de las estaciones meteorológicas y los datos

necesarios que se utilizan para realizar tanto la Figura 2.11 como las Tablas 2.9 y

2.10.

2.5.2 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN DE PRECIPITACIONES

Para analizar de manera específica la disponibilidad de información existente en

cada una de las estaciones meteorológicas se clasifica en 3 clases según el

registro de años que posee en el período analizado. En la Tabla 2.12 se clasifica

a las estaciones meteorológicas según el registro en años de la información

existente.

Tabla 2.12 Clase de estaciones meteorológicas

REGISTRO (AÑOS) CLASE INFORMACIÓN

DESDE HASTA 1 10 C Insuficiente

11 20 B Regular 21 30 A Suficiente


Una vez establecida la clase, se procede a agrupar las estaciones por unidad

hidrográfica y por clase tal como se presenta en la Tabla 2.13.

Tabla 2.13 Disponibilidad de información de precipitación


CLASE No. DE

ESTACIONES

4978 A 8 B 7 C 5

4996 A 23 B 7 C 4

4998 A 24 B 3 C 4

TOTAL 85


Para la unidad hidrográfica 4978 el 40% de las estaciones corresponden a la

clase A, el 35% a la clase B, y el 25% a la clase C. En la unidad hidrográfica 4996

46

el 65% de las estaciones corresponden a la clase A, el 23% a la clase B, y el 12%

a la clase C. Finalmente para la unidad hidrográfica 4997 el 77% de las

estaciones utilizadas corresponden a la clase A, el 10% a la clase B, y el 13% a

la clase C.

En la Tabla 2.14 se muestra el porcentaje de cada clase de estación con respecto

al total de estaciones utilizadas en el análisis.

Tabla 2.14 Clase de estación meteorológica

CLASE No. DE

ESTACIONES %

A 55 64.7 B 17 20.0 C 13 15.3

TOTAL 85 100 Fuente: INAMHI, 2012

En el Anexo 3 se encuentra la lista de las estaciones con la respectiva

clasificación según el registro de años que se utiliza para realizar las Tablas 2.12

y 2.13.

2.5.3 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN DE TEMPERATURAS

Para analizar en las estaciones meteorológicas los datos registrados de

temperatura máxima, media y mínima también se realiza la clasificación.

Tabla 2.15 Disponibilidad de información de temperatura máxima


CLASE No. DE

ESTACIONES

4978 A 1 B 2 C 4

4996 A 8 B 4 C 5

4998 A 7 B 2 C 2

TOTAL 35


47

Tabla 2.16 Disponibilidad de información de temperatura media


CLASE No. DE

ESTACIONES

4978 A 1 B 4 C 3

4996 A 8 B 5 C 6

4998 A 7 B 3 C 5

TOTAL 42


En las Tablas 2.15, 2.16 y 2.17 se presenta el registro de datos para las

temperaturas máximas, medias y mínimas respectivamente, según la clase

correspondiente al número de años existentes de información. El registro de

temperaturas medias es mayor al de temperaturas máximas y mínimas como se

observa.

Tabla 2.17 Disponibilidad de información de temperatura mínima


CLASE No. DE

ESTACIONES

4978 A 1 B 1 C 6

4996 A 6 B 5 C 2

4998 A 7 B 3 C 5

TOTAL 36


En el Anexo 3 se encuentra la lista de las estaciones meteorológicas con la

respectiva clasificación que se utiliza para realizar la Tablas 2.16.

2.5.4 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN DE EVAPORACIÓN

Otra de las variables analizadas es la evaporación.

48

De la misma manera se clasificó por unidad hidrográfica y por años de registro.

En la Tabla 2.18 se clasifica a las estaciones existentes en las unidades

hidrográficas para las que existen registros de información de evaporación.

Tabla 2.18 Disponibilidad de información de evaporación


CLASE No. DE

ESTACIONES

4978 A 1 B - C 3

4996 A 5 B 2 C 2

4998 A 2 B 1 C 5

TOTAL 21


En el Anexo 3 se encuentra la lista de estaciones meteorológicas que se utiliza

para realizar la Tabla 2.18.

2.6 INFORMACIÓN HIDROLÓGICA

Existen diferentes bases de datos sobre la información hidrológica a nivel

nacional, el presente análisis se sustenta en los anuarios publicados por el

INAMHI en el periodo de 1981 al 2010, ya que se cree que es una de las bases

más completas y confiables en cuanto a estaciones hidrológicas implantadas,

supervisadas y que llevan elaborando un catastro desde su instalación.

2.6.1 ESTACIONES HIDROLÓGICAS

Estación hidrológica es el lugar fijo junto a una sección del río en donde se

realizan sistemáticamente mediciones de caudal, sedimentos, hidroquímico y/u

observaciones del nivel de agua, lo que permite conocer el régimen en un río,

canal o el nivel de un lago o embalse en un momento y tiempo determinado.

49

El INAMHI posee un inventario de toda la red de estaciones hidrológicas a nivel

nacional y opera con diferentes tipos. En las estaciones hidrológicas se realiza la

toma de información que luego será codificada y posteriormente procesada para

un análisis exhaustivo, de tal manera se genera una base de datos confiable.

Los diferentes tipos de estaciones hidrológicas están divididas en función del

instrumento e implementación con el que posee (Hernandez, 2001) y son:

· Limnimétrica: Es una estación que posee limnímetros para el registro del

nivel del agua en el río respecto a una referencia fija.

· Limnigráfica: Es una estación que, además de contar con un limnímetro,

posee un instrumento que registra las variaciones del nivel del agua de una

forma continua y se denomina limnígrafo, adicionalmente debe mantener

coincidencia con el nivel del limnímetro.

· Automática: Es una estación que posee sensores que registran las

variables hidrometeorológicas como precipitación, niveles, entre otras y

que pueden tener capacidad de transmisión vía satélite o por otro medio a

un sitio de recepción y procesamiento.

Tabla 2.19 Estaciones hidrológicas por unidad hidrográfica

UNIDAD TIPO

No. DE ESTACIONES %

HIDROGRÁFICA PARCIAL TOTAL

4978 LM 5

21 22.8 LG 16 AU 0

4996 LM 30

36 39.1 LG 6 AU -

4998 LM 20

34 37.0 LG 10 AU 4

4999 LM 1

1 1.1 LG - AU -

TOTAL 92 100


El muestreo sedimentológico es posible ejecutar en cualquier estación hidrológica

que disponga de sección de aforo, si se realizan rutinas adicionales en el trabajo

50

de campo, por lo que se considera que las estaciones sedimentológicas no deben

ser tratadas como estaciones diferentes a las limnimétricas o limnigráficas.

Las estaciones hidrológicas que el INAMHI posee en su inventario para la zona y

periodo de estudio son 92. En la Tabla 2.19 constan el tipo y número de

estaciones a nivel de unidad hidrográfica.

Figura 2.12 Estaciones hidrológicas en el área de estudio


Se destaca que prácticamente en la unidad hidrográfica 4996 y 4998 poseen un

número similar de estaciones hidrográficas con un 37% y 39.1% respectivamente,

en cambio la unidad hidrográfica 4978 posee alrededor de la mitad de las

anteriores con un 22.8%, escasamente una estación corresponde a la unidad

51

hidrográfica 4999 y finalmente las unidades hidrográficas que no cuentan con

estaciones hidrológicas son: 4974, 4992 y 4997. En la Figura 2.12 se presentan

las estaciones hidrológicas disponibles para la zona de estudio.

Adicionalmente se registran las estaciones hidrológicas por provincia como se

muestra en la Tabla 2.20.

Tabla 2.20 Estaciones hidrológicas por provincia

PROVINCIA TIPO

TOTAL % LM LG AU

AZUAY 10 3 - 13 14.1 CAÑAR 3 - - 3 3.3 CHIMBORAZO 8 3 - 11 12.0 COTOPAXI 14 - - 14 15.2 M. SANTIAGO 4 4 1 9 9.8 NAPO 3 11 - 14 15.2 ORELLANA - 1 2 3 3.3 PICHINCHA - 1 - 1 1.1 SUCUMBIOS - 2 1 3 3.3 TUNGURAHUA 9 4 - 13 14.1 ZAMORA CH. 5 3 - 8 8.7

TOTAL 56 32 4 92 100 Fuente: INAMHI, 2012

En el Anexo 4 se encuentra la lista de las estaciones hidrológicas que se utiliza

para realizar las Tablas 2.19 y 2.20.

2.6.2 SERIES DE CAUDALES MEDIOS MENSUALES

La disponibilidad de información en cada una de las estaciones hidrológicas en

cuanto a series de caudales medios se clasifica por el registro de años que

poseen como se realizó para las estaciones meteorológicas. Con la disponibilidad

de 92 estaciones en la zona de estudio se ha realizado la Tabla 2.21 que contiene

la clasificación por unidad hidrográfica y por clase de estación hidrológica.

Tan solo el 20% de estaciones hidrológicas aproximadamente corresponde a la

clase A, para la clase B corresponde al 23% y finalmente la clase C corresponde

la mayoría de estaciones hidrológicas con un 57%.

52

Tabla 2.21 Disponibilidad de información de caudales medios

UNIDAD CLASE

No. DE ESTACIONES

PORCENTAJE HIDROGRÁFICA (%)

4978 A 4 4.3 B 2 2.2 C 15 16.3

4996 A 5 5.4 B 9 9.8 C 22 23.9

4998 A 9 9.8 B 9 9.8 C 16 17.4

4999 A - - B 1 1.1 C - -

TOTAL 92 100 Fuente: INAMHI, 2012

En el Anexo 4 se encuentra la clasificación de las estaciones hidrológicas por

unidad hidrográfica que contienen registros de caudales medios que se utiliza

para realizar las Tabla 2.21.

2.6.3 SERIES DE CAUDALES MÁXIMOS

La disponibilidad de información en cada una de las estaciones hidrológicas en

cuanto a series de caudales máximos se clasifica de la misma forma que se hace

para los caudales medios, con la diferencia que el periodo de análisis se extiende

ya que a mayor datos de caudales máximos registrados más confiabilidad otorgan

los resultados.

Es por eso que el registro se realizó para todos los datos existentes en cada

estación, es decir si existen más de 30 datos la clase de estación es tal como se

presenta en la Tabla 2.22.

Con la disponibilidad de 90 estaciones existen el 40% aproximadamente de clase

A, mientras que para la clase B existe un 22% y finalmente la clase C

corresponde el 38%.

53

Tabla 2.22 Disponibilidad de información de caudales máximos

UNIDAD CLASE

No. DE ESTACIONES HIDROGRÁFICA

4978 A 6 B 4 C 11

4996 A 16 B 8 C 12

4998 A 12 B 10 C 12

4999 A 1 B - C -

TOTAL 92


En el Anexo 4 se encuentra la clasificación de las estaciones hidrológicas que

contienen registros de caudales máximos por unidad hidrográfica que se utiliza

para realizar la Tabla 2.22.

54

CAPÍTULO 3

CUENCAS HIDROGRÁFICAS DEL ECUADOR

3.1 INTRODUCCIÓN

La cuenca es la unidad territorial más adecuada para la gestión de los recursos

naturales en general y de los recursos hídricos en particular. El estudio

sistemático de la geomorfología y la localización geográfica de las cuencas es de

gran importancia y utilidad en la Hidrología, pues en base a estos parámetros se

puede lograr un análisis de la interacción y la complejidad de los factores que

inciden en la caracterización de la cuenca.

Este capítulo trata sobre las características físico-geográficas de las cuencas o

unidades hidrográficas de una parte de la región sierra y toda la región del oriente

que pertenecen a las unidades hidrográficas de la región hidrográfica 4 que

desembocan en la vertiente del Amazonas correspondiente al nivel 1 de la

resolución Pfafstetter de la SENAGUA.

En Hidrología el análisis de las características físico-geográficas de cada una de

las unidades hidrográficas es de gran importancia, ya que en base a ello se puede

transferir la información de un lugar que disponga de buena información a otro

con insuficiente información.

Las características físicas geográficas que se analizan son:

· Área

· Perímetro

· Forma de la unidad hidrográfica

· Características de relieve, y

· Suelos

55

3.2 SISTEMAS HIDROGRÁFICOS

Con la finalidad de establecer una gestión adecuada del recurso hídrico a nivel

nacional y transfronterizo se elaboró el mapa de delimitación y codificación de

unidades hidrográficas del Ecuador a escala 1:250 000.

3.2.1 METODOLOGÍA

La metodología empleada para la delimitación y codificación de las unidades

hidrográficas es la Metodología Pfafstetter, ya que constituye el estándar

internacional.

Para establecer las unidades hidrográficas en el Ecuador este método plantea las

siguientes características principales (SENAGUA, 2009):

· El sistema es jerárquico y las unidades son delimitadas desde el punto de

confluencia de ríos o desde el punto de desembocadura de un sistema de

drenaje en el océano.

· A cada unidad hidrográfica se le asigna un código específico Pfafstetter,

basado en su ubicación dentro del sistema de drenaje que ocupa, de tal

forma que éste es único al interior de un continente.

· Este método hace un uso mínimo de dígitos en los códigos, tal es así, que

el número de dígitos representa el nivel en el que se encuentra la unidad.

· La distinción entre río principal y río tributario, es en función del área

drenada. Así en cualquier confluencia, para esta metodología el río

principal será siempre aquel que posee mayor área de drenaje.

Adicionalmente el sistema Pfafstetter considera 3 tipos de unidades hidrográficas

de drenaje que son:

· Cuenca, es un área que no recibe drenaje de ninguna otra área, pero si

contribuye con flujo a otra unidad de drenaje o al curso principal del río.

· Intercuenca, es un área que recibe drenaje de otra unidad aguas arriba, a

través del curso del río considerado como el principal, y permite el paso de

56

este hacia la unidad de drenaje contigua hacia aguas abajo. Es decir, una

intercuenca, es una unidad de drenaje de tránsito del río principal.

· Cuenca interna, es un área de drenaje que no recibe flujo de agua de otra

unidad ni contribuye con flujo de agua a otra unidad de drenaje o cuerpo de

agua (SENAGUA, 2009).

Para el proceso de codificación se debe determinar el curso del río principal el

cual consiste en seguir el curso del río desde un punto de confluencia, que en el

nivel 1 generalmente es la desembocadura de río al mar, hacia aguas arriba hasta

identificar una nueva confluencia, lugar en el cual se debe realizar la comparación

de áreas y continuar el trazado del curso por la unidad que tiene mayor área y así

sucesivamente hasta llegar a la parte superior de la unidad que se está

delimitando.

Una vez determinado el curso del río principal, se identifican las cuatro áreas

mayores de drenaje que confluyen al mismo, siempre en función del área que

poseen. Las cuatro unidades hidrográficas de mayor área de drenaje identificadas

en la Metodología Pfafstetter corresponden a unidades tipo cuenca y son

codificadas desde aguas abajo hacia aguas arriba con los dígitos pares 2, 4, 6 y

8. Los otros tributarios del río principal son agrupados en las áreas restantes,

denominadas intercuencas, que se codifican, en el mismo sentido, con los dígitos

impares 1, 3, 5 y 7 y el área que recibe el código 9 se constituye en la unidad de

drenaje que contiene en la parte más alta de la unidad al curso del río principal

determinado con esta metodología y toma el nombre de cuenca de cabecera

(SENAGUA, 2009).

Cada una de las cuencas e intercuencas, que resultan de la primera subdivisión,

pueden a su vez ser subdivididas de la misma manera para el siguiente nivel, de

modo que por ejemplo la subdivisión de la unidad hidrográfica tipo cuenca 8 se

subdivide al interior de la misma en unidades hidrográficas tipo cuenca de códigos

82, 84, 86, 88 y de tipo intercuenca 81, 83, 85, 87 y 89. Los dígitos de la división

en el siguiente nivel conservan el código de la unidad hidrográfica que las

contiene.

57

3.2.2 DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS HIDROGRÁFICOS

La descripción del mapa de delimitación y codificación de las unidades

hidrográficas del Ecuador se hace por niveles, de tal manera que, se parte de

unidades hidrográficas generales y se llega a unidades específicas así:

Nivel 1

Las unidades hidrográficas del Ecuador, están comprendidas en dos regiones o

vertientes:

· Región hidrográfica 1 o vertiente del Pacífico

· Región hidrográfica 4 o vertiente del Amazonas

En la Tabla 3.1 se muestran las áreas correspondientes a estas unidades.

Tabla 3.1 Unidades hidrográficas del nivel 1

UNIDADES HIDROGRÁFICAS DEL NIVEL 1

Región Nro. de Unidades

Hidrográficas Área en el Ecuador (km2)

% en Ecuador

1 1 124564 48.6 4 1 131917 51.5

TOTAL 2 256370 100 Fuente: SENAGUA, 2009

En la Figura 3.1 se presenta el nivel 1 según la clasificación de las unidades

hidrográficas mediante la Metodología Pfafstetter.

Nivel 2

En el Ecuador, existen en el nivel 2 cuatro unidades hidrográficas, tres forman

parte de la región hidrográfica 1 y una es parte de la región hidrográfica 4 o

vertiente del Amazonas.

La unidad hidrográfica 49 es la de mayor extensión superficial en el nivel 2 y

pertenece a la región hidrográfica amazónica, representado el 51.5 % del territorio

ecuatoriano, mientras que la unidad hidrográfica de menor extensión es la unidad

58

hidrográfica 13 perteneciente a la región hidrográfica 1 que representa el 106 %

del territorio.

Figura 3.1 Unidades Hidrográficas del nivel 1

Fuente: SENAGUA, 2009

Nivel 3

En el nivel 3, existen 18 unidades hidrográficas dentro del Ecuador, de las cuales

dieciséis pertenecen a la región hidrográfica 1, y dos a la región hidrográfica 4 o


La unidad hidrográfica de mayor área es la unidad hidrográfica 499 con 66657

km2, que es una unidad hidrográfica de cabecera y pertenece a la región

59

hidrográfica Amazónica. La unidad hidrográfica de menor área es la unidad

hidrográfica 147, con un área de 2.3 km2.

Nivel 4

En el nivel 4, existen 123 unidades hidrográficas de las cuales, ciento dieciséis

son parte de la región hidrográfica 1 y 7 forman parte de la región hidrográfica 4,

pero las unidades de mayor extensión son las que forman parte de la región

hidrográfica 4, debido a la gran extensión de la cuenca Amazónica.

La unidad hidrográfica que posee mayor superficie en el nivel 4 es la unidad

hidrográfica 4978, la misma que tiene una extensión de 59726 km2 y representa el

23.3% del territorio ecuatoriano. La unidad hidrográfica de menor extensión en el

nivel 4, es la 1451, con una superficie de 1.5 km2 y está ubicada dentro de la

cuenca del Río Guayas.

Nivel 5

En el nivel 5 existen 734 unidades hidrográficas, de las cuales 716 pertenecen a

la región hidrográfica 1 y 23 son parte de la región hidrográfica 4. Dentro de la

región hidrográfica 1, existen 712 unidades hidrográficas, de las cuales la de

menor extensión es la unidad hidrográfica 13876 con una superficie de 0.02 km2 y

la de mayor extensión es la unidad hidrográfica Islas Galápagos 15157 de tipo

insular con un área de 8226 km2, y en la parte continental la unidad hidrográfica

de mayor extensión es la 15362 con una superficie de 2992 km2.

Dentro de la región hidrográfica 4, existen 23 unidades hidrográficas, de las

cuales la de menor extensión es la unidad hidrográfica 49927 con una superficie

de 14.3 km2 mientras que la unidad hidrográfica de mayor extensión es la unidad

hidrográfica 49784 con una superficie de 16604 km2.

Finalmente quedan distribuidas las unidades hidrográficas como se muestra en la

Tabla 3.2.

60

Tabla 3.2 Unidades hidrográficas por nivel

REGIÓN

HIDROGRÁFICA

UNIDADES HIDROGRÁFICAS

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5

1 1 3 16 116 712 4 1 1 2 7 23

TOTAL 2 4 18 123 734 Fuente: SENAGUA, 2009

3.3 ÁREA DE ESTUDIO

El presente estudio trata el análisis de las unidades hidrográficas que pertenecen

a la vertiente del Amazonas, tanto para el nivel 3 como para el nivel 4 de la

Metodología Pfafstetter.

3.3.1 NIVEL 3

Para la región hidrográfica 4, el nivel 3 está comprendido por 2 unidades

hidrográficas como se muestra en la Tabla 3.3.

Tabla 3.3 Nivel 3 de la vertiente del Amazonas

NIVEL 3 Unidad

Hidrográfica Área en el Ecuador Porcentaje

(km²) (%) 497 65261 49.5 499 66657 50.5


La diferencia de áreas es del 1% por lo que las dos unidades son prácticamente

del mismo tamaño. En la Figura 3.2 se muestra el nivel 3 correspondiente a la

unidad hidrográfica 4 o vertiente del Amazonas.

3.3.2 NIVEL 4

Para la Región Hidrográfica 4, el nivel 4 está comprendido por 7 unidades

hidrográficas como se muestra en la Tabla 3.4.

61

Figura 3.2 Nivel 3 de la vertiente del Amazonas


Tabla 3.4 Nivel 4 de la vertiente del Amazonas

NIVEL 4

Unidad Hidrográfica

Área en el Ecuador

Porcentaje

(km²) (%) 4974 5535 4.2 4978 59726 45.3 4992 8693 6.6 4996 23489 17.8 4997 6269 4.8 4998 25073 19 4999 3133 2.4


62

La unidad hidrográfica que posee mayor superficie en el nivel 4 para la región

hidrográfica 4 es la unidad hidrográfica 4978, la misma que tiene una extensión de

59726 km2 y representa el 45.3% del área de la región hidrográfica 4. La unidad

hidrográfica de menor extensión en el nivel 4 para la región hidrográfica 4, es la

unidad hidrográfica 4999, con una superficie de 3133 km2 y representa el 2.4% del

área de la región hidrográfica 4.

En la Figura 3.3 se muestra el nivel 4 correspondiente a la unidad hidrográfica 4 o


Figura 3.3 Nivel 4 de la vertiente del Amazonas


63

3.4 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS

Es reconocida la influencia directa que tiene la geomorfología y la localización

geográfica en el clima y la formación del caudal en la superficie terrestre. Esta

interacción tiene gran complejidad ya que son múltiples los factores que inciden

en el escurrimiento superficial, afectando la entrada, acumulación y salida del

agua en la cuenca.

3.4.1 DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS

· Área de drenaje

El área de drenaje, es el área plana o proyección horizontal de la cuenca.

· Perímetro

El Perímetro es la longitud medida sobre la línea divisoria del polígono que define

los límites de la cuenca, depende de la superficie y forma de ésta.

Forma de la cuenca

Es muy importante, ya que se relaciona directamente con el tiempo de

concentración en la cuenca. Para definir esta característica se utilizan:

· Densidad de drenaje

Es la relación entre la longitud total de los cursos de agua de la cuenca con su

área total. Se define por la ecuación:

Dd=L

A (3.1)

En donde:

Dd= Densidad de drenaje;

L = Longitud total de las corrientes de agua, (km); y,

A = Área total de la cuenca, (km2).

64

La densidad de drenaje usualmente toma valores entre 0,5 km/km2 para cuencas

con drenaje pobre hasta 3,5 km/km2 para cuencas con muy buen drenaje

(Monsalve, 1995).

· Coeficiente de compacidad

Es la relación que existe entre el perímetro de la cuenca y la longitud de la

circunferencia de un círculo equivalente al área de la cuenca. Se define por la

ecuación:

Kc=0.282P

A2 (3.2)

En donde:

Kc = Coeficiente de compacidad;

P = Perímetro de la cuenca, (km); y,

A = Área de drenaje de la cuenca, (km2).

El coeficiente de compacidad presenta el valor mínimo igual 1 cuando la cuenca

es circular y mientras más irregular es una cuenca mayor es el valor de Kc.

· Factor de forma

Es la relación que existe entre el ancho medio, y la longitud axial de la cuenca. El

ancho medio, se obtiene dividiendo el área de la cuenca, para la longitud axial de

la misma. La longitud axial hace referencia a la distancia existente entre la

cabecera y desembocadura del curso más largo de agua.

El factor de forma se define por:

Kf=B

L (3.3)

En donde:

Kf = Factor de forma;

B = Ancho medio de la cuenca, (km); y,

L = Longitud axial de la cuenca (km).

Adicionalmente el ancho medio de la cuenca se define por la ecuación:

65

B=A

L (3.4)

En donde:

A = Área de la cuenca, (km2).

Quedando finalmente:

Kf=A

L2 (3.5)

Características de relieve

Para comprender las características de relieve más a profundidad se utilizan los

siguientes parámetros:

· Pendiente media de la cuenca

Esta característica incide en gran medida en la velocidad con la que se forma la

escorrentía superficial, y afecta por ende, el tiempo que tarda el agua de la lluvia

para concentrarse en los lechos fluviales que constituyen la red de drenaje de las

cuencas (Monsalve, 1995).

La ecuación que define la pendiente media es:

Scuenca=e * l

A (3.6)

En donde:

Scuenca Pendiente media de la cuenca;

e = Equidistancia entre curvas de nivel, (m);

l = Longitud total de las curvas de nivel de equidistancia (m); y,

A = Área de la cuenca, (m2).

· Longitud del cauce principal

Antes de definir la longitud del cauce principal hay que saber que: el cauce

principal es aquél que pasa por el punto de salida de la cuenca y recibe el aporte

de otros cauces, de menor envergadura denominados tributarios, siendo el más

largo en comparación con cualquier otro. Por lo que, la longitud del cauce

66

principal de la cuenca hidrográfica es la distancia medida a lo largo del cauce

principal entre el punto de salida de la cuenca y la cabecera del cauce.

· Perfil del cauce principal

Resulta del gráfico elevación vs. longitud a lo largo del eje del río, en el cual para

cada cota corresponde una longitud acumulada del río partiendo desde la

cabecera del cauce principal.

· Pendiente media del cauce principal

La velocidad de escurrimiento de las corrientes de agua depende de la pendiente

de sus canales fluviales. Cuando la pendiente es más pronunciada la velocidad es

mayor. Este índice proporciona una idea sobre el tiempo de recorrido del agua a

lo largo del perfil longitudinal del río.

La pendiente media del cauce principal se lo obtiene con la ayuda del gráfico del

perfil del cauce principal, en donde, se dibuja una línea que represente la

elevación media del cauce de tal manera que el área sobre la línea sea igual al

área bajo la línea.

Suelos

Los suelos tienen influencia directa en la formación del escurrimiento. Es

importante por ello definir su clasificación. Respecto a este análisis lo que se

pretende es proveer una visión general acerca del suelo de la cuenca, es decir, el

tipo y uso del suelo.

La información acerca de tipo y uso del suelo está disponible en la cartografía

temática del Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP);

en el Instituto Nacional de Riego (INAR), en el Ministerio de Medio Ambiente

(MAE), entre otras instituciones públicas que dispone de estos datos.

67

Las inspecciones de campo y fotografías aéreas resultan también de utilidad,

actualmente mediante Google Earth, software de libre acceso a través de internet,

se puede analizar la naturaleza de la superficie dentro del área de drenaje.

· Tipo o textura del suelo

El Grupo Hidrológico de Suelos (GHS) es uno de los parámetros requeridos para

la determinación de la escorrentía, mediante el método propuesto en el

Engineerig Field Manual del Soil Conservation Service (SCS) del Departamento

de Agricultura de los Estados Unidos (USDA, 1971).

El potencial de escorrentía de los GHS está en función de la distribución espacial

en las cuencas hidrográficas como unidades de análisis de factores como: textura,

tasa de infiltración, profundidad efectiva, drenaje y movimiento del agua en el

suelo. Así:

PE = f (T, I, Pe, D, M, Nf) (3.7)

En donde:

PE = Potencial de escurrimiento;

T = Textura del suelo;

I = Infiltración del agua en el suelo;

Pe = Profundidad efectiva del suelo;

D = Drenaje del suelo;

M = Movimiento del agua en el suelo; y,

Nf = Presencia de nivel freático.

Siendo el procedimiento propuesto del SCS un sistema condicional de menos a

más, a las características de los suelos del grupo A les corresponde el más bajo

potencial de escurrimiento y al grupo D el alto potencial de escurrimiento. En la

Tabla 3.5 se presenta los GHS con sus principales características.

A continuación se detallan las características de los grupos hidrológicos de los

suelos:

68

Grupo A: Suelos con bajo potencial de escorrentía

Comprende suelos de texturas arenosas a franco arenosas. Son suelos

profundos. Poseen tasas de infiltración cuando están muy húmedos de 10 a

12mm/hora, muy rápida. El drenaje natural de los suelos varía de muy

excesivamente drenados a excesivamente drenados o algo excesivamente

drenados. La movilidad del agua en el suelo varía de muy rápida a rápida.

Tabla 3.5 Características de los Grupos Hidrológicos de los Suelos

GHS CLASE

TEXTURAL

TASA DE INFILTRACIÓN

(mm/hora)

PROFUNDIDAD EFECTIVA DRENAJE DE LOS

SUELOS

MOVIMIENTO DEL AGUA EN LOS SUELOS

cm / Denominación

A

Arenoso 12 160

Muy profundos

Muy Exc. drenados Muy rápido

Areno franco 11 145 Excesivamente

drenados Franco arenoso 10 130

Algo exc. drenados Rápido

B Franco 9 115 Profundos

Franco limoso 8 100 Moderadamente

profundos

Mod. bien drenados Moderado Limoso 7 85

Bien drenados Óptimo

C

Franco arcillo arenoso

6 70

Franco arcilloso 5 55 Superficiales

Mod. bien drenados Moderado Franco arcillo

limoso 4 40 Imperfectamente

drenados Lento

D Arcillo arenoso 3 25 Muy superficiales Arcillo limoso 2 10 Extremadamente

superficiales Escasamente drenados

Muy lento Arcilloso 1 0 Muy esc. drenados

Fuente: Engineering Field Manual, SCS, 1982 Grupo B: Suelos con moderado potencial de escorrentía

Comprende suelos de texturas: franco, franco arenosas a limosas. Son suelos

moderadamente profundos a profundos. Poseen una infiltración cuando están

muy húmedos de 7 a 9mm/hora, rápida. El drenaje natural de estos suelos puede

variar de algo excesivamente drenados a moderados o bien drenados. La

movilidad del agua en el suelo varía de rápida a moderadamente rápida u óptima.

Grupo C: Suelos con moderadamente alto potencial de escorrentía

Comprende suelos de texturas: franco arcillo arenoso, franco arcilloso y franco

arcillo limoso. Son suelos superficiales a moderadamente profundos. Poseen una

infiltración cuando están muy húmedos de 4 a 6mm/hora, moderada. El drenaje

natural de estos suelos puede variar de bien drenados a moderadamente bien

69

drenados e imperfectamente drenados. La movilidad del agua en el suelo varía de

óptima a moderadamente lenta o lenta.

Grupo D: Suelos con alto potencial de escorrentía

Comprende suelos de texturas: arcillo arenoso, arcillo limoso y arcillo. Son suelos

extremadamente superficiales a superficiales. Poseen una infiltración cuando

están muy húmedos de 4 a 6mm/hora, rápida. El drenaje natural de estos suelos

puede variar de bien drenados, moderadamente bien drenados a bien drenados.

La movilidad del agua en el suelo varía de lenta a muy lenta.

· Uso y cobertura del suelo

La cobertura y el uso del suelo se presenta en la Tabla 3.6 para el área de estudio

se detallan en la Tabla 3.6.

Tabla 3.6 Cobertura y uso del suelo

COBERTURA USO

AGROPECUARIAS

AGRÍCOLA AGRÍCOLA - CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN AGROPECUARIO FORESTAL AGROPECUARIO MIXTO CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN PECUARIO PECUARIO - CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN

ANTRÓPICOS ANTRÓPICO

ASOCIACIÓN AGROPECURIA

AGRÍCOLA - CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN PECUARIO - CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN

BOSQUES (TIERRA FORESTAL) AGROPECUARIO FORESTAL CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN FORESTAL

CUERPOS DE AGUA CUERPO DE AGUA ERIALES (OTRAS ÁREAS) TIERRAS IMPRODUCTIVAS

VEGETACIÓN ARBUSTIVA Y HERBÁCEA

AGROPECUARIO FORESTAL CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN

Fuente: MAGAP, 2012

70

3.4.2 ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL NIVEL 3

En el nivel 3 del área de estudio se encuentran las unidades 497 y 499 para las

cuales se calculó las características físicas. En las Figuras 3.4 y 3.5 se presenta

dichas unidades hidrográficas del nivel 3. En la Tabla 3.7 se detalla las

características físicas principales para las unidades hidrográficas del nivel 3 y

como se aprecia estas unidades hidrográficas son similares en áreas.

Figura 3.4 Unidad hidrográfica 497


Tabla 3.7 Características físicas de las unidades hidrográficas del nivel 3

U.HIDRO-GRÁFICA

ÁREA P COTA MÁX.

COTA MÍN. Lcp Kc Kf Dd

Sc Sm

(km²) (km) (m s.n.m.) (m s.n.m.) (km) (%) (%) 497 65260.8 1495.7 4780 170 529.5 1.64 0.58 0.95 18.93% 0.22% 499 66656.6 1985.2 2540 195 551.2 2.15 1.42 1.41 19.24% 0.40%


Dónde:

P = Perímetro de la cuenca hidrográfica;

Cota máx. = Valor de elevación máximo de la cuenca hidrográfica;

Cota mín. = Valor de elevación mínimo de la cuenca hidrográfica;

71

Lcp = Longitud del cauce principal;

Kc = Coeficiente de compacidad;

Kf = Coeficiente de forma;

Dd = Densidad de drenaje, (km/km2);

Sc = Pendiente media de la cuenca;

Sm = Pendiente media del cauce principal.

Figura 3.5 Unidad hidrográfica 499


El Kc nos indica que la unidad 499 es más irregular que la unidad 497, esta última

se asemeja más a una circunferencia debido a que su coeficiente kc es más

cercano a 1. La unidad hidrográfica 497 tiene una densidad de drenaje cercana a

1, esto influye directamente en el tiempo de concentración y por ende en las

crecidas de esta unidad.

72

Figura 3.6 Perfil del cauce principal de la unidad hidrográfica 497


Figura 3.7 Perfil del cauce principal de la unidad hidrográfica 499


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 100 200 300 400 500 600

Co

tas

(m

s.n

.m)

Longitud (km)

Cauce Principal Poblado Río Pendiente Ponderada

P. Napo

Chalupas

Ocaya

Illocullin

Indillama

Gusano

Ahuano

Sumino Pava Isla

Auca Parte

Jatúnyacu

Coca

Campamento EMAAP

Huino

Huino

Chicta

N. Rocafuerte

La Colina

Balles

Yuturi

Santa Rosa

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

Co

tas

(m

s.n

.m)

Longitud (km)

Cauce Principal Río Poblado Pendiente ponderada

Capitán Chiriboga

Patate

Quilluyacu

Pastaza

Asogoche Alto

Río Negro

Pomona

Bobonaza

Ishpingo

Capahuari Copotaza

Palora

Ulba

Penipe

Guanando

Cevadas

Pungál Grande

Pungalá

Asogoche Bajo Cota máx 4280 m s.n.m.

Cota mín 230 m s.n.m.

Pendiente ponderada 0.40%

Longitud del cauce 498.38 km

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

73

La unidad 497 tiene un mayor descenso del cauce principal que la unidad 499

como se puede apreciar en las Figuras 3.6 y 3.7.

En la Tabla 3.8 y en las Figuras 3.8 y 3.9 se muestran el tipo de suelo para las

unidades hidrográficas del nivel 3.

Tabla 3.8 Tipo de suelo para las unidades del nivel 3

G.H.S. TEXTURA

ÁREA UNIDADES HIDROGRÁFICAS

(km²) Total %

497 499

A Arenoso 37965.3 40926.7 78892 59.8 Areno Franco 2053.5 1578.7 3632.1 2.8 Franco Arenoso 42.4 858.9 901.3 0.7

B Franco 894 2733.9 3627.8 2.8 Franco Limoso 1172.1 1913.8 3085.9 2.3 Limoso - - - -

C

Franco Arcillo Arenoso

- 865 865 0.7

Franco Arcilloso - 2415.1 2415.1 1.8 Franco Arcillo Limoso

21049.5 12538.5 33588.1 25.5

D Arcillo Arenoso - 925 925 0.7 Arcilloso Limoso - 53.8 53.8 0 Arcilloso - - - -

E No Aplica 2084.1 1847.1 3931.16 3.0 TOTAL 65260.8 66656.6 131917 100


Para el área de estudio, en el nivel 3, el grupo hidrológico del suelo mayoritario

es tipo A con aproximadamente el 63%, seguido con un 28% de suelo tipo C, por

lo que se destaca que los suelos más comunes son las arenas y el franco

arcillosos limosos. El suelo tipo A es un suelo con bajo potencial de escorrentía

comprende suelos de texturas arenosas a franco arenosas. Poseen gran

infiltración y la movilidad del agua en el suelo varía de muy rápida a rápida.

Vale mencionar que en la unidad hidrográfica 497 no existe tipo de suelo D,

mientras que en la 499 solo existe un insignificante porcentaje. Los limos y las

arcillas no se encuentran en el área de estudio.

74

Figura 3.8 Tipo de suelo de la unidad hidrográfica 497


Figura 3.9 Tipo de suelo de la unidad hidrográfica 499


75

En la Tabla 3.9 se observa el tipo de suelo y el porcentaje del mismo para cada

unidad hidrográfica del nivel 3.

Tabla 3.9 Grupo hidrológico de los suelos por unidad del nivel 3

G.H.S. % DE TIPO DE SUELO EN LAS UNIDADES

HIDROGRÁFICAS 497 499

A 61.4 65.1 B 3.2 7 C 32.3 23.7 D - 1.5 E 3.2 2.8

TOTAL % 100 100


En la Tabla 3.10 se muestra la cobertura del suelo para las unidades hidrográficas

del nivel 3, caracterizando a estas unidades en su mayor extensión con bosques o

tierra forestal y seguida en menor porcentaje tierras agropecuarias.

Tabla 3.10 Cobertura del suelo unidades del nivel 3

COBERTURA DEL SUELO ÁREA UNIDADES

HIDROGRÁFICAS (km²) Total % 497 499

AGROPECUARIAS 9324.1 12933.3 22257.4 16.9 ANTRÓPICOS 32.1 120.9 153.0 0.1

ASOCIACIÓN AGROPECURIA 486.3 667.9 1154.2 0.9 BOSQUES (TIERRA FORESTAL)

47009.9 43979.3 90989.2 69.0

CUERPOS DE AGUA 5462.6 709.2 6171.7 4.7 ERIALES (OTRAS AREAS) 159.0 836.5 995.4 0.8 VEGETACIÓN ARBUSTIVA Y H.

2786.8 7409.5 10196.3 7.7

TOTAL 65260.8 66656.6 131917.4 100


En las Figuras 3.10 y 3.11 se muestran la cobertura vegetal para las unidades

hidrográficas del nivel 3.

76

Figura 3.10 Cobertura del suelo de la unidad hidrográfica 497


Figura 3.11 Cobertura del suelo de la unidad hidrográfica 499


77

3.4.3 ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL NIVEL 4

En el nivel 4 del área de estudio se encuentran las unidades 4974, 4978, 4992,

4996, 4997, 4998 y 499 para las cuales se calculó las características físicas. En la

Tabla 3.11 se detalla las características físicas principales para las unidades

hidrográficas del nivel 4.

Tabla 3.11 Características físicas de las unidades hidrográficas del nivel 4

U.HIDRO-GRÁFICA

ÁREA P COTA MÁX.

COTA MÍN.

Lcp Kc Kf Dd

Sc Sm

(km²) (km) (m.s.n.m.) (m.s.n.m.) (km) (%) (%)

4974 5534.8 760.3 1782 180 377.2 2.9 0.1 1.2 10.69% 0.05% 4978 59726 1368 4780 170 529.5 1.6 0.5 0.9 19.70% 0.22% 4992 8692.8 533.9 640 190 335.8 1.6 0.3 1.3 11.14% 0.03% 4996 23489 1088 4280 230 498.4 2 0.5 1.3 27.52% 0.40% 4997 6268.7 412.2 1200 190 340 1.5 0.7 1.3 14.25% 0.12% 4998 25073 1092 2540 195 361.5 1.9 0.5 1.5 37.81% 0.31%

4999 3133.1 285.2 3550 700 106.9 1.4 0.5 1.6 58.24% 1.17%


La unidad hidrográfica con mayor área es la unidad 4978 y la de menor es la

4999. El Kc nos indica que la unidad 4999 es la unidad más regular semejante a

una circunferencia ya que este coeficiente es el más cercano a 1. Mientras la

unidad más irregular es la unidad 4974 cuyo coeficiente kc es 2.9.

La unidad hidrográfica 4978 tiene una densidad de drenaje cercana a 1, esto

influye directamente en el tiempo de concentración y por ende en las crecidas de

esta unidad. La mayor pendiente de la cuenca es la correspondiente a la unidad

hidrográfica 4999, cuyo valor es alrededor del 60%.

En la Tabla 3.12 se muestra el tipo de suelo para las unidades hidrográficas del

nivel 4. Las unidades hidrográficas que poseen todos los grupos hidrológicos de

los suelos son la 4996 y la 4998.

En la Tabla 3.13 se observa el tipo de suelo y el porcentaje del mismo para cada

unidad hidrográfica del nivel 4.

78

Tabla 3.12 Grupo hidrológico de los suelos del nivel 4

G.H.S. TEXTURA ÁREA UNIDADES HIDROGRÁFICAS (km²)

Total % 4974 4978 4992 4996 4997 4998 4999

A

Arenoso 3887 34078 7866 10687 4495 15027 2852 78892 59.8

Areno Franco 355.5 1698 408.9 858.6 109 202.1 - 3632.1 2.8

Franco Arenoso - 42.4 - - 858.9 - - 901.3 0.7

B

Franco - 894 - 1436 - 1298 - 3627.8 2.8

Franco Limoso - 1172 - 1779 - 134.7 - 3085.9 2.3

Limoso - - - - - - - - -

C

Franco Arcillo Arenoso

- - - 808.6 - 56.4 - 865 0.7

Franco Arcilloso - - - 77.7 - 2333 4.9 2415.1 1.8

Franco Arcillo Limoso 1196 19854 410.6 5768 778.4 5308 272.9 33588.1 25.5

D

Arcillo Arenoso - - - 775.7 - 149.3 - 925 0.7

Arcilloso Limoso - - - 53.8 - - - 53.8 0

Arcilloso - - - - - - - - -

E No Aplica 96.3 1988 7.1 1244 27.8 564.6 3.2 3931.2 3

TOTAL 5535 59726 8693 23489 6269 25073 3133 131917 100


Tabla 3.13 Porcentaje de tipo de suelo

G.H.S. % DE TIPO DE SUELO

4974 4978 4992 4996 4997 4998 4999 A 76.66 59.97 95.2 49.15 87.14 60.7 91 B - 3.46 - 13.69 - 5.7 - C 21.6 33.24 4.72 28.33 12.42 30.7 8.9 D - - - 3.53 - 0.6 - E 1.74 3.33 0.08 5.3 0.44 2.25 0.1

Área 5535 59726 8693 23489 6269 25073 3133


Tabla 3.14 Cobertura del suelo unidades del nivel 4

COBERTURA DEL SUELO

ÁREA UNIDADES HIDROGRÁFICAS (km²) Total %

4974 4978 4992 4996 4997 4998 4999 AGROPECUARIAS 926.6 8397.5 234.3 5412.8 283.6 6723.2 279.4 22257 16.9 ANTRÓPICOS 0.6 31.6 - 62.0 - 58.6 0.3 153 0.1 ASOCIACIÓN AGROPECURIA

23.9 462.4 31.1 289.3 63.5 284.0 - 1154 0.9

BOSQUES (TIERRA FORESTAL)

3809 43201 8356 12521 5897 14530 2676 90989 69.0

CUERPOS DE AGUA 755.2 4707.4 71.9 475.6 24.6 136.7 0.3 6172 4.7 ERIALES (OTRAS AREAS)

19.3 139.7 - 772.6 - 63.9 - 995 0.8

VEGETACIÓN ARBUSTIVA

- 2786.8 - 3956.2 - 3276.4 176.9 10196 7.7

TOTAL 5535 59726 8693 23489 6269 25073 3133 131917 100 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

79

En la Tabla 3.14 se muestra la cobertura del suelo para unidades hidrográficas

del nivel 4. En su mayor parte la cobertura del suelo pertenece a Bosques, siendo

la unidad 4978 la de mayor área representativa en este tipo de cobertura. La

siguiente cobertura de mayor área es la de tierras agropecuarias en la que la

unidad 4978 es también la más representativa.

80

CAPÍTULO 4

CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICA DE LAS UNIDADES

HIDROGRÁFICAS

4.1 INTRODUCCIÓN

En este capítulo se analiza la información climática de las unidades hidrográficas,

en función de las variables que inciden directamente en el régimen hídrico, como

son: precipitación, temperatura y evaporación.

Se realiza la correlación entre las estaciones meteorológicas para los datos de

precipitación y temperatura, luego se procede al relleno de datos faltantes entre

estaciones de características similares para las estaciones de tipo A

principalmente y se valida las series rellenadas. Se calcula la evapotranspiración

potencial y real y en las estaciones meteorológicas que existen datos de

evaporación se realiza un análisis comparativo para validar los cálculos.

Se realiza un estudio de lluvias intensas asociadas a un período de retorno, para

cada unidad hidrográfica. Se selecciona las estaciones representativas en cada

una de las unidades hidrográficas las cuales sirven para analizar la tendencia

climática en el área de estudio.

Finalmente se termina el análisis de este capítulo con mapas temáticos que sirven

de guía y ayuda para futuras investigaciones en el área estudiada.

4.2 SERIES MENSUALES DEL CLIMA

La información disponible, detallada en el capítulo 2, presenta una serie de vacíos

por lo cual es necesario rellenar para realizar un análisis adecuado y obtener

tendencias reales y representativas para el área de estudio.

81

4.2.1 VARIABLES CLIMÁTICAS

Las variables climáticas a analizarse para la caracterización de las unidades

hidrográficas son:

Precipitación

La precipitación incluye la lluvia, la nieve y otros procesos mediante los cuales el

agua cae a la superficie terrestre, tales como granizo y nevisca. La formación de

la precipitación requiere la elevación de una masa de agua en la atmósfera de tal

manera que por la acción del viento, la temperatura, radiación solar y presión

atmosférica se enfríe y parte de su humedad se condense (Chow, 1994).

Se definen tres tipos de precipitaciones según el levantamiento de masas de aire

húmedo (Viessman, 2003).

· Convectivas: Se producen debido al ascenso frontal de bolsas de aire

caliente sobre aire frío.

· Orográficas: Se producen por el ascenso de aire húmedo que chocan con

las barreras montañosas

· Por convergencia: Se producen cuando dos masas de aire de igual

temperatura y dirección contraria chocan y se elevan.

La precipitación se mide considerado una columna vertical de agua, que se

acumularía sobre la superficie plana, si el agua no escurriera hacia ningún lado y

permaneciera en el lugar en que cayó.

Los instrumentos de medición de la precipitación son el pluviómetro y pluviógrafo.

· Pluviómetro: Mide la altura de una columna de agua acumulada durante un

período de tiempo.

· Pluviógrafo: Registra las mediciones en una tira de papel continuo, que se

desplaza a velocidad constante, relacionando así las lecturas con el tiempo

(OMM, 2011).

82

Temperatura

En meteorología e hidrología el término temperatura se refiere a la cantidad de

calor en la capa baja de la atmósfera, y para su medición se emplean

termómetros los mismos que se deben colocar en sitios donde: no se obstruya la

circulación del aire, estén protegidos de los rayos del sol, y no se mojen en caso

de precipitación.

Existen varias formas de referirse a la temperatura del aire, siendo las más

usuales las siguientes (INAMHI, 2012):

· Temperatura promedio diaria: Se hacen lecturas cada 3 0 6 horas y se

calcula la media aritmética

· Temperatura media diaria: Es el promedio de la temperatura máxima y

mínima diaria.

· Temperatura diaria normal: Es el promedio de la temperatura media diaria

de una fecha dada, para los últimos 30 años.

· Temperatura promedio mensual: Es el promedio de las temperaturas

medias mensuales, máximas y mínimas.

· Temperatura promedio anual: Es el promedio de las temperaturas

promedio mensuales para un año.

· Temperatura máxima diaria: Es la temperatura absoluta máxima registrada

en un día.

· Temperatura mínima diaria: Es la temperatura absoluta mínima registrada

en un día.

Para medir la temperatura existen varios tipos de termómetros (INAMHI, 2012):

· Termómetro de mínima: Es de alcohol en recipiente de vidrio, tiene un

indicador que permanece marcando la menor temperatura que se produjo

desde que se colocó por última vez.

· Termómetro de máxima: Es de mercurio y tiene una contracción cerca del

recipiente de mercurio, que impide que el mercurio regrese al recipiente

cuando la temperatura disminuye, registrando de esta manera la máxima

temperatura que se produjo desde que se colocó por última vez.

83

· Termógrafo: Es un instrumento que registra la temperatura en una cinta

continua de papel, relacionando dichas lecturas con el tiempo.

Evaporación

Se define a la evaporación como la tasa neta de transporte de vapor de agua

hacia la atmósfera desde la superficie terrestre. Los dos factores principales que

influyen en la evaporación son el suministro de energía para proveer el calor

latente de vaporización y la habilidad para transportar el vapor fuera de la

superficie de evaporación (Chow, 1994).

La determinación de la evaporación en forma exacta es casi imposible, pero

existen métodos para calcularla en forma estimativa, los mismos que se clasifican

como directos e indirectos.

· Métodos directos: Los tanques evaporímetros son recipientes de sección

circular con diámetros entre 2 y 16 pies, y profundidades entre 1.5 y 3 pies.

Deben tener un tirante de agua de 20 cm, y volverse a llenar cuando el

nivel descienda a 18 cm. La evaporación es la disminución de peso del

recipiente con agua, entre dos pesadas consecutivas (Monsalve, 1995).

· Métodos indirectos: Se determina la evaporación mediante el balance

hídrico y energético, métodos de tipo aerodinámico o la combinación de

estos. Las variables meteorológicas que se basan en estos métodos son:

radiación solar y de onda larga, la temperatura superficial del aire y de la

superficie, la humedad atmosférica o la presión de vapor y la velocidad del

viento (OMM, 2011).

· Teledetección: Las mediciones de la radiación solar y de la temperatura del

aire suelen efectuarse en un mismo lugar, esto permite tomar varios

valores secuenciales en un registrador multicanal y de banda gráfica, la

observación meteorológica utilizada es obtenida mediante observaciones

satelitales (OMM, 2011).

84

4.2.2 RELLENO DE DATOS METEOROLÓGICOS FALTANTES

El relleno de datos faltantes en las series es un punto fundamental para obtener

las series completas homogéneas, y de esta forma analizar la variabilidad

estacional y espacial de las variables meteorológicas en estudio.

Se aplica métodos estadísticos con estaciones seleccionadas por pertenencia a la

cuenca de drenaje, tenencia de características análogas y cercanía geográfica. El

método más utilizado para el relleno de datos meteorológicos es el método de

correlación–regresión. El coeficiente de correlación mide el grado de dependencia

entre dos series de datos y por ende resulta ser una herramienta muy importante

en los análisis meteorológicos.

El coeficiente de correlación varía entre -1 y 1. Toma el valor de 1 cuando la

correlación es completa y los pares de puntos describen una línea recta con

pendiente positiva y de -1 cuando los pares de puntos describen una línea recta

con pendiente negativa. Un valor del coeficiente de correlación cercano a cero,

indica que las variables no están correlacionadas linealmente.

Se considera como correlación válida toda aquella que presente un coeficiente de

correlación mayor a 0.7 para el período común de datos, puesto que dicho

coeficiente significa que las dispersión en los datos respecto a la media de una

estación se justifica a través de la dispersión de los correspondientes valores de

la otra variable respecto a su propio valor medio (Kennedy, J. 1982).

Cuando se ha definido el valor del coeficiente de correlación, y este es el

adecuado para explicar una relación lineal, el paso siguiente es aplicar la fórmula

y=a+bx, que corresponde a la ecuación de la recta, es la variable para la cual se

requiere completar los datos, y la variable con datos completos para el periodo

común, a y b son los coeficientes de la ecuación de regresión.

En la Figura 4.1 se muestra un ejemplo de regresión-correlación, entre series de

precipitaciones dadas por estaciones meteorológicas, para el período de análisis.

85

Figura 4.1 Dispersión entre series de precipitación media mensual


Mediante la clasificación de las estaciones, se correlaciona estaciones de clase:

A: A y A: B. En la Tabla 4.1 se sintetiza la cantidad de estaciones rellenadas

después del proceso de regresión-correlación.

Tabla 4.1 Resumen de series mensuales meteorológicas rellenadas

VARIABLE TOTAL

SERIES

SERIES

RELLENADAS

SERIES %

Precipitación 85 49 57.6

Temperatura 42 12 28.6


La tabla anterior indica que en mayor porcentaje se rellena las series de la

variable precipitación.

En el Anexo 3 se presenta la tabla de resumen con las ecuaciones de regresión y

los coeficientes de correlación para el relleno efectuado.

y = 0.9778x + 13.836

r = 0.82

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300

RIC

AU

RTE

M42

6 (m

m)

JACARIN M197 (mm)

PRECIPITACIÓN

86

4.2.3 VALIDACIÓN DE LAS SERIES DE DATOS METEOROLÓGICOS

Para evaluar la homogeneidad de las series de datos se utiliza las curvas de

doble masa. Este método permite demostrar de manera gráfica la relación que

existe entre variables climáticas de estaciones vecinas para un periodo común de

datos en análisis (OMM, 2011).

Se selecciona dos estaciones, en lo posible vecinas. Los valores mensuales de

cada una de ellas se acumulan de manera sucesiva, luego se realiza un gráfico

de pares ordenados de ejes ortogonales. Los valores de la estación a ser

rellenada se ubicarán en el eje de las ordenadas.

El caso ideal es cuando se presenta una tendencia lineal, lo cual quiere decir que

la información es correcta y homogénea a lo largo del período analizado. Se

presenta los pares ordenados con única tendencia. En caso de presentar

desviaciones o varias pendientes es necesario revisar los datos que no siguen la

tendencia lineal para corregirlos.

Las curvas de doble masa, además de permitir de manera gráfica el análisis de la

información, permiten detectar disminuciones o incrementos de las variables

consideradas dentro de un período de estudio (Barros-Troncoso, 2010).

En la Figura 4.2 se muestra un ejemplo de curva de doble masa para validar la

serie de datos de precipitación mensual de las estaciones meteorológicas Chonta

Punta (M710) y Archidona (M488).

Se observa en la figura anterior que la tendencia de los datos se ajusta a una

recta de pendiente constante, considerando a la serie homogénea y por ende

válida.

En la Figura 4.3 se muestra una curva de doble masa cuya serie es no

homogénea.

87

Figura 4.2 Curva de doble masa homogénea de precipitación media mensual


Figura 4.3 Curva de doble masa no homogénea de precipitación media

mensual


0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

CH

ON

TA P

UN

TA M

710

(mm

)

ARCHIDONA M484 (mm)

CURVA DOBLE MASA

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000

SUR

UC

UC

HO

M42

9 (m

m)

PISCICOLA M417 (mm)

CURVA DOBLE MASA

cambio de pendiente

cambio de pendiente

cambio de pendiente

88

Se observa varios cambios que tiene la pendiente de los pares ordenados, cuyos

datos han sido correlacionados entre las estaciones meteorológicas Surucucho

(M429) y Piscícola (M417).

Tabla 4.2 Validación de las series de datos meteorológicos

VARIABLE ESTACIONES

RELLENADAS

ESTACIONES

HOMOGÉNEAS

CANTIDAD %

Precipitación 49 39 79.6

Temperatura 12 12 50.0


Tabla 4.3 Precipitación media anual

NOMBRE DE LA ESTACIÓN

CÓDIGO hp

(mm) NOMBRE DE LA

ESTACIÓN CÓDIGO

hp (mm)

RUMIPAMBA M004 550.8

TOACAZO M373 807.6

NUEVO ROCAFUERTE M007 2861

PILAHUIN M376 710.8

PUYO M008 4581

TISALEO M377 787.9

BAÑOS M029 1419

RÍO VERDE M378 2961

LA ARGELIA-LOJA M033 845.6

SAN JUAN-CHIMBORAZO M393 678.8

SANGAY(P.SANTA ANA) M041 3950

CAJABAMBA M394 709.3

LAS PALMAS M045 1354

CEBADAS M395 568.1

EL CARMELO M101 1239

GUANO M408 465.4

COTOPAXI-CLIRSEN M120 1132

RÍO MAZAR-RIVERA M410 1312

PILLARO M127 602.4

CHANIN M414 1054

P. FERMIN CEVALLOS M128 523.3

PISCICOLA CHIRIMICHA M417 1382

GUASLAN M133 601

CUMBE M418 694.8

BIBLIAN M137 876.5

RICAURTE-CUENCA M426 924.3

PAUTE M138 760.6

SAYAUSÍ(MATADERO DJ. M427 1053

GUALACEO M139 788.7

SURUCUCHO M429 917.9

EL LABRADO M141 1267

SEVILLA DE ORO M431 1383

PAPALLACTA M188 1262

ARCHIDONA M484 3881

GUALAQUIZA M189 1815

EL PLAYON EN S. FRAN. M487 1312

JACARIN SOLANO M197 766.3

LOGROÑO M497 1823

PEÑAS COLORADAS M217 3076

MENDEZ INAMHI M501 1856

QUEROCHACA M258 588

EL PANGUI M502 1558

PALMORIENTE-H. M293 3539

SAN FRANCISCO M503 2128

CUSUBAMBA M369 554.2

LA BONITA M698 2498

PASTOCALLE M371 790.9

CHONTA PUNTA M710 3229


89

En la Tabla 4.2 se resume las series rellenadas homogéneas del proceso de

validación de datos.

En la Tabla 4.3 se presenta los valores de precipitación media anual, resultado del

proceso de relleno de las series en el período de análisis 1981-2010.

En la Tabla 4.4 se presentan los valores de temperatura media mensual para el

período de análisis 1981-2010.

Tabla 4.4 Temperatura media del período 1981-2010

NOMBRE DE LA

ESTACIÓN CÓDIGO

TEMP.

MEDIA

(°C)

NOMBRE DE LA

ESTACIÓN CÓDIGO

TEMP.

MEDIA

(°C)

RUMIPAMBA M004 14.11

GUASLAN M133 14.35

N. ROCAFUERTE M007 25.57

GUALACEO M139 17.32

PUYO M008 21.13

EL LABRADO M141 8.77

BAÑOS M029 17.94

PAPALLACTA M188 10.34

LA ARGELIA-LOJA M033 16.08

GUALAQUIZA M189 22.83

LAS PALMAS M045 15.01

PALMORIENTE M293 25.13


4.3 EVAPOTRANSPIRACIÓN EN EL ÁREA DE ESTUDIO

La evapotranspiración es la cantidad de agua que retorna a la atmósfera en forma

de vapor, debido a la evaporación en la superficie terrestre y a la transpiración

vegetal, cuya magnitud depende del agua realmente disponible (Chow, 1994).

Para este análisis en el área de estudio se calcula la evapotranspiración potencial

y real.

Evapotranspiración potencial

Thorntwaite define a la evapotranspiración potencial como la pérdida de agua en

condiciones óptimas, es decir cuando se tiene el adecuado suministro de agua

para una superficie completamente cubierta por vegetación (Viessman, 2003).

90

Evapotranspiración real

Es la pérdida de la humedad en una superficie en las condiciones existentes para

cada cultivo, la evapotranspiración real es inferior a la evapotranspiración

potencial debido a los siguientes factores: falta de agua en algunos períodos,

variación de la evapotranspiración según el desarrollo de la planta y las

variaciones de las condiciones atmosféricas como la humedad, temperatura,

viento, etc. (Viessman, 2003).

Cálculo de la evapotranspiración

Los métodos utilizados para determinar la evapotranspiración potencial y real son:

Método de Thornwaite

Este método fue desarrollado correlacionando datos de evapotranspiración

potencial medida mediante evapotransporímetros en función de datos de

temperatura media mensual y número de horas del sol por día (FAO, 1990).

Para un mes de 30 días e insolación diaria de 12 horas se tiene:

Ej = 16*(10 tj

I)a

(4.1)

Dónde:

Ej = Evapotranspiración potencial mensual del mes j, no ajustada, (mm/mes);

Tj = Temperatura media mensual del mes j, (°C);

I = Índice de calor.

I = ij12j=1 (4.2)

ij = ( tj

5)1.514

(4.3)

a: Ecuación cúbica que depende del índice de calor.

a = 0.675 x 10-6

I3-0.771 x 10

-4 I

2+1.792 x 10

-2 I+0.49 (4.4)

91

El número de horas del sol varía con el mes y la latitud del área de estudio, por

ende es necesario corregir el valor de la evapotranspiración obtenido con el valor

que se muestra en la Tabla 4.5 y 4.6.

ETP = Ej N

12*

d

30 (4.5)

Dónde

ETP = Evapotranspiración potencial;

N = Número máximo horas de sol, en función del mes y la latitud;

d = Número de días del mes.

Método de Turc

Este método permite el cálculo de la evapotranspiración real, es el resultado del

estudio de 254 hoyas hidrográficas de todo el mundo (Monsalve, 1995).

E =P

(0.9+ P

2

(L(t))2)

0.5 (4.6)

Dónde:

E = Evapotranspiración real anual, (mm);

P = Precipitación anual, (mm);

L(t) = 300 + 25 t + 0.05 t²

T= Temperatura media anual; (ºC).

Si ≤ 0.1, entonces E = P.

En las Tablas 4.5 y 4.6, se presenta las horas máximas de sol para los diferentes

meses y latitudes.

En la Tabla 4.7 se muestran los valores de evapotranspiración potencial y real,

calculada por medio de los métodos antes mencionados.

La diferencia entre la evapotranspiración real y evapotranspiración potencial es la

estimación de la demanda de agua en el suelo. La demanda de agua en el suelo

es el suministro continuo de agua para satisfacer la necesidad de los cultivos.

92

Tabla 4.5 N° máximo de horas de sol para latitudes y meses del Hemisferio

Norte

Latitud (°)

Hemisferio Norte Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

70 0 6.6 11 15.6 21.3 24 24 17.6 12.8 8.3 2.3 0 68 1.1 7.3 11.1 15.3 19.7 24 22.3 17 12.7 8.7 4.1 0 66 3.9 7.8 11.2 14.9 18.7 22 20.3 16.4 12.7 9 5.2 1.9 64 5 8.2 11.2 14.7 17.9 20.3 19.2 16 12.6 9.3 6 3.7 62 5.7 8.5 11.3 14.4 17.3 19.2 18.4 15.7 12.6 9.5 6.6 4.8 60 6.4 8.8 11.4 14.2 16.8 18.4 17.7 15.3 12.5 9.7 7.1 5.6 58 6.9 9.1 11.4 14.1 16.4 17.8 17.2 15.1 12.5 9.9 7.5 6.2 56 7.3 9.3 11.5 13.9 16 17.3 16.8 14.8 12.4 10.1 7.9 6.7 54 7.7 9.5 11.5 13.8 15.7 16.8 16.4 14.6 12.4 10.2 8.2 7.1 52 8 9.7 11.5 13.6 15.4 16.5 16 14.4 12.4 10.3 8.5 7.5 50 8.3 9.8 11.6 13.5 15.2 16.1 15.7 14.3 12.3 10.4 8.7 7.9 48 8.6 10 11.6 13.4 15 15.8 15.5 14.1 12.3 10.6 9 8.2 46 8.8 10.1 11.6 13.3 14.8 15.5 15.2 14 12.3 10.7 9.2 8.5 44 9.1 10.3 11.6 13.2 14.6 15.3 15 13.8 12.3 10.7 9.4 8.7 42 9.3 10.4 11.7 13.2 14.4 15 14.8 13.7 12.3 10.8 9.6 9 40 9.5 10.5 11.7 13.1 14.2 14.8 14.6 13.6 12.2 10.9 9.7 9.2 38 9.6 10.6 11.7 13 14.1 14.6 14.4 13.5 12.2 11 9.9 9.4 36 9.8 10.7 11.7 12.9 13.9 14.4 14.2 13.4 12.2 11.1 10.1 9.6 34 10 10.8 11.8 12.9 13.8 14.3 14.1 13.3 12.2 11.1 10.2 9.7 32 10.1 10.9 11.8 12.8 13.6 14.1 13.9 13.2 12.2 11.2 10.3 9.9 30 10.3 11 11.8 12.7 13.5 13.9 13.8 13.1 12.2 11.3 10.5 10.1 28 10.4 11 11.8 12.7 13.4 13.8 13.6 13 12.2 11.3 10.6 10.2 26 10.5 11.1 11.8 12.6 13.3 13.6 13.5 12.9 12.1 11.4 10.7 10.4 24 10.7 11.2 11.8 12.6 13.2 13.5 13.3 12.8 12.1 11.4 10.8 10.5 22 10.8 11.3 11.9 12.5 13.1 13.3 13.2 12.8 12.1 11.5 10.9 10.7 20 10.9 11.3 11.9 12.5 12.9 13.2 13.1 12.7 12.1 11.5 11 10.8 18 11 11.4 11.9 12.4 12.8 13.1 13 12.6 12.1 11.6 11.1 10.9 16 11.1 11.5 11.9 12.4 12.7 12.9 12.9 12.5 12.1 11.6 11.2 11.1 14 11.3 11.6 11.9 12.3 12.6 12.8 12.8 12.5 12.1 11.7 11.3 11.2 12 11.4 11.6 11.9 12.3 12.6 12.7 12.6 12.4 12.1 11.7 11.4 11.3 10 11.5 11.7 11.9 12.2 12.5 12.6 12.5 12.3 12.1 11.8 11.5 11.4 8 11.6 11.7 11.9 12.2 12.4 12.5 12.4 12.3 12 11.8 11.6 11.5 6 11.7 11.8 12 12.1 12.3 12.3 12.3 12.2 12 11.9 11.7 11.7 4 11.8 11.9 12 12.1 12.2 12.2 12.2 12.1 12 11.9 11.8 11.8 2 11.9 11.9 12 12 12.1 12.1 12.1 12.1 12 12 11.9 11.9 0 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

Fuente: Estudio de riego y drenaje FAO, 1990

En la Tabla 4.8 se presenta los valores obtenidos a través de la

evapotranspiración potencial y la evaporación medida en el período de análisis

1981 – 2010. Se observa que los valores de evaporación medidos son en su

mayoría, cercanos a los valores de evapotranspiración potencial calculados.

El cálculo de la evapotranspiración potencial se toma como la evapotranspiración

medida debido a la proximidad de los valores entre sí. El cálculo de la

evapotranspiración real se realiza por medio de una fórmula empírica y que sirve

93

para realizar el balance hídrico adecuado de las unidades hidrográficas en

estudio.

Tabla 4.6 N° máximo de horas de sol para latitudes y meses del Hemisferio

Sur

Latitud (°)

Hemisferio Sur Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

70 24 17.4 13 8.4 2.7 0 0 6.4 11.2 15.7 21.7 24 68 21.9 16.7 12.9 8.7 4.3 0 1.7 7 11.3 15.3 19.9 24 66 20.1 16.2 12.8 9.1 5.3 2 3.7 7.6 11.3 15 18.8 22.1 64 19 15.8 12.8 9.3 6.1 3.7 4.8 8 11.4 14.7 18 20.3 62 18.3 15.5 12.7 9.6 6.7 4.8 5.6 8.3 11.4 14.5 17.4 19.2 60 17.6 15.2 12.6 9.8 7.2 5.6 6.3 8.7 11.5 14.3 16.9 18.4 58 17.1 14.9 12.6 9.9 7.6 6.2 6.8 8.9 11.5 14.1 16.5 17.8 56 16.7 14.7 12.5 10.1 8 6.7 7.2 9.2 11.6 13.9 16.1 17.3 54 16.3 14.5 12.5 10.2 8.3 7.2 7.6 9.4 11.6 13.8 15.8 16.9 52 16 14.3 12.5 10.4 8.6 7.5 8 9.6 11.6 13.7 15.5 16.5 50 15.7 14.2 12.4 10.5 8.8 7.9 8.3 9.7 11.7 13.6 15.3 16.1 48 15.4 14 12.4 10.6 9 8.2 8.5 9.9 11.7 13.4 15 15.8 46 15.2 13.9 12.4 10.7 9.2 8.5 8.8 10 11.7 13.3 14.8 15.5 44 14.9 13.7 12.4 10.8 9.4 8.7 9 10.2 11.7 13.3 14.6 15.3 42 14.7 13.6 12.3 10.8 9.6 9 9.2 10.3 11.7 13.2 14.4 15 40 14.5 13.5 12.3 10.9 9.8 9.2 9.4 10.4 11.8 13.1 14.3 14.8 38 14.4 13.4 12.3 11 9.9 9.4 9.6 10.5 11.8 13 14.1 14.6 36 14.2 13.3 12.3 11.1 10.1 9.6 9.8 10.6 11.8 12.9 13.9 14.4 34 14 13.2 12.2 11.1 10.2 9.7 9.9 10.7 11.8 12.9 13.8 14.3 32 13.9 13.1 12.2 11.2 10.4 9.9 10.1 10.8 11.8 12.8 13.7 14.1 30 13.7 13 12.2 11.3 10.5 10.1 10.2 10.9 11.8 12.7 13.5 13.9 28 13.6 13 12.2 11.3 10.6 10.2 10.4 11 11.8 12.7 13.4 13.8 26 13.5 12.9 12.2 11.4 10.7 10.4 10.5 11.1 11.9 12.6 13.3 13.6 24 13.3 12.8 12.2 11.4 10.8 10.5 10.7 11.2 11.9 12.6 13.2 13.5 22 13.2 12.7 12.1 11.5 10.9 10.7 10.8 11.2 11.9 12.5 13.1 13.3 20 13.1 12.7 12.1 11.5 11.1 10.8 10.9 11.3 11.9 12.5 13 13.2 18 13 12.6 12.1 11.6 11.2 10.9 11 11.4 11.9 12.4 12.9 13.1 16 12.9 12.5 12.1 11.6 11.3 11.1 11.1 11.5 11.9 12.4 12.8 12.9 14 12.7 12.4 12.1 11.7 11.4 11.2 11.2 11.5 11.9 12.3 12.7 12.8 12 12.6 12.4 12.1 11.7 11.4 11.3 11.4 11.6 11.9 12.3 12.6 12.7 10 12.5 12.3 12.1 11.8 11.5 11.4 11.5 11.7 11.9 12.2 12.5 12.6 8 12.4 12.3 12.1 11.8 11.6 11.5 11.6 11.7 12 12.2 12.4 12.5 6 12.3 12.2 12 11.9 11.7 11.7 11.7 11.8 12 12.1 12.3 12.3 4 12.2 12.1 12 11.9 11.8 11.8 11.8 11.9 12 12.1 12.2 12.2 2 12.1 12.1 12 12 11.9 11.9 11.9 11.9 12 12 12.1 12.1 0 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

Fuente: Estudio FAO de riego y drenaje, 1990

Las estaciones M188, M133, M139, y M141, no poseen datos de evaporación

mediada por lo que no es posible realizar una comparación evapotranspiración

potencial calculada.

94

Tabla 4.7 Evapotranspiración potencial y real

USO DEL SUELO UNIDAD

HIDROGRÁFICA CÓDIGO

EVPT. POTENCIAL

(mm)

EVPT. REAL (mm)

DIFERENCIA (mm)

AGRÍCOLA

4978

M007 1451.3 925.1 526.2

AGRÍCOLA M101 618.2 535.9 82.3

AGRÍCOLA M293 1388.6 930.9 457.7 CONSERVACION MB77 1205.5 944.2 261.3 AGROPECUARIO

4996

M004 678.7 436.3 242.4

AGROPECUARIO M008 968.0 837.7 130.3 AGROPECUARIO M029 799.4 605.8 193.6 AGRÍCOLA M041 1025.1 854.4 170.7 AGRÍCOLA M128 644.6 413.7 231.0

AGRÍCOLA M243 690.9 434.8 256.0 AGRÍCOLA M258 662.6 440.2 222.3 AGROPECUARIO MA1Y 592.7 438.6 154.1 FORESTAL MB83 623.9 416.9 207.0

PECUARIO

4998

M033 733 557.65 175.4 PECUARIO M045 701.9 618.68 83.2 AGROPECUARIO M189 1106.9 812.11 294.8 AGROPECUARIO M190 1143.8 845.2 298.6

AGROPECUARIO M197 679.4 513.0 166.5 AGRÍCOLA M217 688.4 660.5 27.9

AGRÍCOLA MA41 564.9 485.7 79.2 AGROPECUARIO MB90 723.4 528.4 195.0


4.4 CARACTERÍSTICAS REPRESENTATIVAS DEL CLIMA

La tendencia de la serie climatológica por unidad hidrográfica se analiza

seleccionando estaciones representativas. Para la selección de estaciones

representativas se escoge las estaciones que posean series completas para el

período analizado y que además caractericen el clima de cada unidad

hidrográfica.

En la Tabla 4.9 se muestran las estaciones representativas para unidad

hidrográfica, para el análisis de la tendencia del clima.

4.4.1 TENDENCIA DE LA PRECIPITACIÓN Y TEMPERATURA

Mediante las 7 estaciones seleccionadas anteriormente descritas, se analiza la

distribución espacial y temporal de la precipitación y temperatura para el área de

análisis en el periodo de estudio 1981-2010.

95

Tabla 4.8 Evapotranspiración potencial y evaporación medida

ESTACIÓN CÓDIGO

EVPT.

POTENCIAL

(mm)

EVP.

MEDIDA

(mm)

NUEVO ROCAFUERTE M007 1451.3 1024.24

EL CARMELO M101 618.2 767.58

PALMORIENTE-H. M293 1388.6 1186.10

LUMBAQUI MB77 1205.5 1072.60

RUMIPAMBA M004 678.7 1485.05

PUYO M008 968.0 880.07

BAÑOS M029 799.4 1067.36

SANGAY(P.SANTA ANA) M041 1025.1 751.47

P. FERMIN CEVALLOS M128 644.6 1213.99

PUNGALES M243 690.9 1550.60

QUEROCHACA M258 662.6 1230.08

CALAMACA CONVENIO IN MA1Y 592.7 434.24

TOTORILLAS MB83 623.9 910.00

LA ARGELIA-LOJA M033 733 1103.98

LAS PALMAS M045 701.9 1052.38

GUALAQUIZA M189 1106.9 879.03

YANZATZA M190 1143.8 1251.10

JACARIN SOLANO M197 679.4 1264.33

PEÑAS COLORADAS M217 688.4 906.82

CHANLUD-CONVENIO MA41 564.9 716.13

EL CEBOLLAR - CUENCA MB90 723.4 1419.60


Tabla 4.9 Estaciones representativas del clima

UNIDAD

HIDROGRÁFICA ESTACIÓN CÓDIGO

497

NUEVO ROCAFUERTE M007

PAPALLACTA M188

PALMORIENTE M293

499

PUYO M008

LA ARGELIA M033

GUASLÁN M133

GUALAQUIZA M189


96

En la Figura 4.4 se muestra las estaciones representativas para cada unidad

hidrográfica, cuyas series de datos están completas para el período de análisis.

Figura 4.4 Localización de estaciones meteorológicas representativas


Unidad Hidrográfica 497

Estación Nuevo Rocafuerte (M007)

Esta estación es una estación agrometeorológica, perteneciente al INAMHI,

localizada en la provincia de Orellana, se encuentra a una elevación de 265 m

s.n.m. y fue instalada el 1 de enero de 1976.

97

En las Figuras 4.5 y 4.6, se muestran las tendencias de las variables climáticas

para la estación Nuevo Rocafuerte (M007).

Figura 4.5 Tendencia de la precipitación estación M007


Figura 4.6 Tendencia de la temperatura estación M007


Estación Papallacta (M188)

Esta estación es una estación climatológica ordinaria, perteneciente al INAMHI.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

40001

98

1

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

98

Localizada en la provincia de Napo, se encuentra a una elevación de 3150 m

s.n,m., fue instalada el 2 de agosto de 1963 y reubicada el 5 de diciembre del

2002. En las Figuras 4.7 y 4.8, se muestran las tendencias de las variables

climáticas para la estación Papallacta (M188).





0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

9,0

9,5

10,0

10,5

11,0

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

99

Estación Palmoriente-Huachito (M293)

Esta estación es una estación climatológica principal, perteneciente al INAMHI,

localizada en la provincia de Orellana, se encuentra a una elevación de 360 m

s.n.m., fue instalada el 25 de noviembre de 1985. En las Figuras 4.9 y 4.10, se

muestran las tendencias de las variables climáticas para la estación Palmoriente

(M293).





0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

100

Unidad Hidrográfica 499

Estación Puyo (M008)


localizada en la provincia de Pastaza, se encuentra a una elevación de 960 m

s.n.m., fue instalada el 16 de octubre de 1964.





0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

22,0

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

101


para la estación Puyo (M008).

Estación la Argelia (M033)


localizada en la provincia de Loja, se encuentra a una elevación de 2160 m

s.n.m., fue instalada el 1 de junio de 1963.


para la estación La Argelia (M033).



Estación Guaslán (M133)

Esta estación es una estación climatológica ordinaria, perteneciente al INAMHI,

localizada en la provincia de Chimborazo, se encuentra a una elevación de 2850

m s.n.m., fue instalada el 1 de septiembre de 1963. En las Figuras 4.15 y 4.16, se

muestran las tendencias de las variables climáticas para la estación Guaslán

(M133).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

102





Estación Gualaquiza (M189)

Esta estación es una estación climatológica ordinaria, perteneciente al INAMHI,

localizada en la provincia de Morona Santiago, se encuentra a una elevación de

750 m s.n.m., fue instalada el 21 de diciembre de 1960 y reubicada el 15 de mayo

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0

16,5

17,0

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

103

del 2006. En las Figuras 4.17 y 4.18, se muestran las tendencias de las variables

climáticas para la estación Gualaquiza (M189).



Figura 4.17Tendencia de la precipitación estación M189


En la Tabla 4.10 se presenta un resumen de las tendencias y variación de la

precipitación y temperatura, durante el período de análisis 1981-2010.

13,0

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Pre

cip

itac

ión

an

ual

(m

m)

Tiempo (años)

104



Tabla 4.10 Tendencias de las variaciones climáticas

UNIDAD

HIDROG. CÓDIGO REGIÓN

PRECIPITACIÓN TEMPERATURA

VARIACIÓN

(mm) TENDENCIA

VARIACIÓN

(°C) TENDENCIA

497

M007 AMAZÓNICA 52.08 DECRECIENTE 0.57 CRECIENTE

M188 AMAZÓNICA 85.12 CRECIENTE 0.60 CRECIENTE


499


M033 SIERRA 3.71 CRECIENTE 0.45 CRECIENTE

M133 SIERRA 64.52 DECRECIENTE 0.02 CRECIENTE

M189 AMAZÓNICA 6.33 DECRECIENTE 1.09 CRECIENTE


Precipitación

Del análisis de la precipitación para la unidad hidrográfica 497 como para la 499

no se puede establecer una sola tendencia, debido a que las variaciones no son

lineales y que oscilan de una forma irregular en torno a un valor medio, dando

como resultado tendencias crecientes y decrecientes en la misma región.

21,0

21,5

22,0

22,5

23,0

23,5

24,0

19

81

19

86

19

91

19

96

20

01

20

06

Tem

per

atu

ra m

edia

(°C

)

Tiempo (años)

105

Las precipitaciones en la región amazónica son constantes, no se encuentra un

período mensual con registro cero y las máximas precipitaciones anuales se

encuentran alrededor de 5000 mm.

Temperatura

Del análisis de la temperatura para la unidad hidrográfica 497 como para la 499

resulta una tendencia creciente, debido al calentamiento como resultado de las

concentraciones crecientes de gases de efecto invernadero producidos por la

actividad humana, por lo que se ha podido determinar un aumento del 0.4 ± 0.2

°C durante el período 1981-2010, siendo mayor el aumento de temperatura para

la región amazónica en comparación con la región Sierra.

Adicionalmente la relación directa entre la altitud y la temperatura se confirma de

tal modo que en la región Sierra las temperaturas son menores en comparación

con la región amazónica.

4.4.2 CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LAS UNIDADES

HIDROGRÁFICAS

Para determinar las características climáticas de las unidades hidrográficas del

nivel 4 de división y delimitación Pfasftetter, se aplica la siguiente metodología.

PRECIPITACIÓN MEDIA

Se utiliza el método de isoyetas, el mismo que consiste en trazar líneas de igual

precipitación, a partir de datos registrados de esta variable en la zona de estudio.

El área entre dos isoyetas sucesivas se le asigna el valor de precipitación

promedio entre ellas. Conociendo el área encerrada entre pares sucesivos de

isoyetas se obtiene la precipitación promedio entre ellas y de esta forma también

para la zona de estudio (Viessman, 2003).

P=

Pi + Pi+1

2 * Ai,i+1

n-1i=1

Ai,i+1n-1i=1

(4.7)

106

Dónde:

P = Precipitacion media, (mm);

n = Número de curvas de igual precipitación;

Pi = Precipitación correspondiente a la curva de igual precipitación;

Pi+1 = Precipitación correspondiente a la curva de precipitación Pi+1;

Ai, i+1 = Área entre las curvas de igual precipitación i+1.

Para el análisis se toma como ejemplo la unidad hidrográfica 4978. En la Figura

4.19 se muestra la cuenca con sus respectivas isolíneas de precipitación media

mediante las cuales se realiza el cálculo de la precipitación media que se

presenta en la tabla 4.11.

Figura 4.19 Isoyetas de la unidad hidrográfica 4978


107

Tabla 4.11 Cálculo de la precipitación media para la unidad hidrográfica 4978

UNIDAD HIDROGRÁFICA 4978

Pi (mm) Pi+1 (mm) Ai,i+1 (km²) (Pi+ Pi+1)/2*Ai,i+1

500 1000 48.8 36588

1000 1500 1561.0 1951269

1500 2000 3024.3 5292458

2000 2500 2351.4 5290688

2500 3000 5710.7 15704427

3000 3500 32273.4 104888479

3500 4000 12974.1 48652830

4000 4500 911.4 3873569

4500 5000 871.0 4137072

Suma 59726.0 189827381

P = 3178.3 mm


TEMPERATURA MEDIA

Para la determinación del valor de la temperatura media de cada unidad

hidrográfica se realiza el gráfico de temperatura vs altitud. En este gráfico se

encuentran localizadas cada una de las estaciones meteorológicas que poseen

registro de temperatura media. Se grafican el par de valores de altitud y

temperatura de cada estación meteorológica.

Mediante esta gráfica se puede determinar la temperatura característica para

cada unidad hidrográfica.

En la Figura 4.20 se grafica la temperatura y altitud del área de estudio.

Mediante la línea de tendencia de la gráfica anterior se deduce la ecuación que a

través de la altitud servirá para hallar la temperatura en el cualquier sitio del área

de estudio.

T °C = -0.005*Altitud m s.n.m. +25.715 (4.8)

108

Figura 4.20 Temperatura vs altitud para el área de estudio


Adicionalmente se utiliza el método de isotermas, el mismo que consiste en trazar

líneas de igual temperatura, a partir de datos registrados de esta variable en la

zona de estudio. De la misma manera que se procede con las isoyetas se realiza

el cálculo de la temperatura promedio de las unidades hidrográficas, es así que a

manera de ejemplo se realiza para la unidad hidrográfica 4978 como se muestra

en la Tabla 4.12 justificando con la Figura 4.21.

Comparando los resultados de los valores de temperatura calculados mediante la

gráfica Temperatura vs. Altitud con los obtenidos por medio del mapa de

isotermas se obtienen valores muy similares. Para este estudio se utiliza el mapa

de isotermas ya que se analiza mediante el área propia de la cuenca y no

simplemente con el valor de la altitud del centro de gravedad de la unidad

hidrográfica, sin embargo cabe recalcar que la ecuación hallada para la línea de

tendencia de la gráfica Temperatura vs. Altitud encuentra la temperatura acertada

para el área de estudio.

T (°C) = -0.005* Altitud (m) + 25.715

R² = 0.9426

0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

TEM

PER

ATU

RA

(°C

)

ALTITUD (m s.n.m.)

TEMPERATURA VS ALTITUD

109

Figura 4.21 Isotermas de la unidad hidrográfica 4978


Tabla 4.12 Cálculo de la temperatura media para la unidad hidrográfica 4978


Pi

(mm) Pi+1 (mm) Ai,i+1 (km²) (Pi+ Pi+1)/2*Ai,i+1

6 8 389.3 2725

8 10 489.1 4402

10 12 1197.0 13167

12 14 1689.5 21964

14 16 3896.2 58444

16 18 2080.7 35372

18 20 1732.1 32910

20 22 2302.1 48345

22 24 3237.2 74456

24 26 19831.2 495781

26 27 22881.4 606358

Suma 59726.0 1393924

Pmedia = 23.3 Mm


110

EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL

Para la determinación del valor de evapotranspiración real se utiliza el método de

Turc descrito anteriormente en la ecuación 4.6, como ejemplo se toma la unidad

hidrográfica 4978.

E=P

(0.9+ P

2

(L(t))2)

0.5 (4.6)

Dónde:

E= Evapotranspiración real anual, (mm);

P= Precipitación anual, (mm);

L(t)= 300 + 25 t + 0.05 t²

T= Temperatura media anual, (ºC);

Si ≤ 0.1, entonces E = P.

En la Tabla 4.13 se muestra el cálculo de la evapotranspiración real para la

unidad hidrográfica 4978.

Tabla 4.13 Evapotranspiración real para la unidad hidrográfica 4978


4978

P (mm) 3178.3

T (°C) 23.3

L(t) 910.7

(0.9+(P²/L(t)²))^0.5 3.6

E (mm) 878.8


En la Tabla 4.14 se muestra los valores representativos del clima para cada

unidad hidrográfica del nivel 4 de la división y delimitación Pfasftetter, calculados

mediante la metodología descrita anteriormente.

111

Tabla 4.14 Características climáticas de las unidades hidrográficas

CARACTERISTICAS CLIMÁTICAS


PRECIPITACIÓN MEDIA (mm)

TEMPERATURA MEDIA (°C)

EVPT. REAL (mm)

4974 3136.1 24 894.7

4978 3178.3 23.3 878.8

4992 3637.2 25.4 938

4996 2389.6 19.1 758.4

4997 2935 23.7 881.6 4998 1822.4 18.8 727.8 4999 2002.7 17.2 702.9


4.5 LLUVIAS INTENSAS

El estudio de lluvias intensas, del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología

(INAMHI), de 1999, cuya información es justificada para los objetivos del presente

estudio, se utiliza para la determinación de las lluvias intensas en cada una de las

unidades hidrográficas del nivel 4 de la Metodología Pfasftetter.

El estudio de lluvias intensas, constituye un análisis basado en conceptos de

regionalización en el cual se incluyen los eventos extraordinarios El Niño, y

determinan las relaciones intensidad-duración-período de retorno (frecuencia).

A continuación se muestra un ejemplo para el cálculo de lluvias intensas para la

unidad hidrográfica 4978.

Según este estudio la unidad hidrográfica 4978 se encuentra ubicada en la zona

20 de la regionalización propuesta por el INAMHI y que tiene como ecuaciones de

intensidad las siguientes:

Si 5 min < t < 40 min: ITr = 53.316 t–0.302 IdTr

Si 40 min < t < 1440 min: ITr = 308.38 t–0.778 IdTr

Para el presente análisis se considera los valores IdTr de intensidad máxima de 24

horas que constan en la Tabla 4.15, así como también, los valores de intensidad

de lluvia con la duración y el periodo de retorno asociado.

112

Tabla 4.15 Intensidad de precipitación


Tr (Años) IdTR INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN ITR (mm/h)

TIEMPO t (min) 5 10 15 30 60 180 360 720 1440

5 5.1 167.2 135.6 120 97.3 65 27.6 16.1 9.4 5.5 10 6 196.7 159.6 141.2 114.5 76.5 32.5 19 11.1 6.4 25 7 229.5 186.1 164.7 133.6 89.2 37.9 22.1 12.9 7.5 50 8 262.3 212.7 188.2 152.7 102 43.4 25.3 14.7 8.6 100 8.8 288.5 234 207 167.9 112.2 47.7 27.8 16.2 9.5


La Figura 4.22 muestra la variación de las intensidades de lluvia con la duración y

el período de retorno, para la unidad hidrográfica 4978.

Los cálculos de lluvias intensas para las demás unidades hidrográficas se

presentan en el Anexo 3.

Figura 4.22 Variación de intensidad de precipitación


0

50

100

150

200

250

300

0 60 120 180 240 300 360

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)

100 años

50 años

25 años

10 años

5 años

113

4.6 MAPAS TEMÁTICOS

La representación de manera gráfica de las variaciones espacial de la

precipitación y de la temperatura se plasma en los mapas temáticos generados

como se describe a continuación:

4.6.1 MAPA DE ISOYETAS

El mapa de isoyetas o mapa de líneas de igual precipitación se obtiene partiendo

como base del mapa de isolineas de precipitaciones elaborado en el “Atlas

Climatológico del Ecuador” (Barros y Troncoso, 2010) y ajustando a los valores

anuales de precipitación obtenidos después de rellenar y analizar las series de

datos en las estaciones clase A y con los valores observados de las estaciones

clase B y C para el período 1981-2010.

Las líneas de igual valor de precipitación corresponden a la precipitación media

obtenida del promedio de los valores de precipitaciones anuales durante 30 años

en el periodo de 1981-2010 para el caso de las estaciones tipo A, en las

estaciones de tipo B y C corresponde a la precipitación media obtenida del

promedio de los valores anuales observados siempre y cuando existan los doce

valores en el año. Adicionalmente se elimina los valores de precipitación media

anual de las estaciones meteorológicas en las cuales existen valores muy

diferentes a los de la zona, esto comparando con las medias anuales de

estaciones cercanas, se presume que es por producto de problemas antrópicos,

naturales y falla de instrumentos, es decir; mala lectura, mala medición, lluvias

intensas, entre otros.

Este mapa presenta algunas superficies en las que no existen estaciones

meteorológicas con datos de precipitación por lo que se ha tomado los valores

extrapolados que se presenta en el mapa de isolineas de precipitación de Barros

y Troncoso.

El mapa de isoyetas se presenta con intervalos de variación de 500 mm partiendo

de 0 mm hasta 5000 mm para cubrir todo el rango de variación.

114

La distribución espacial de las precipitaciones muestra los valores mínimos en la

región Sierra en la Cordillera de los Andes y a medida que se aleja hacia la región

Amazónica la precipitación aumenta hasta llegar a valores de 3500 mm.

Adicionalmente cerca de la ciudad del puyo, en la provincia de Pastaza en la

latitud 1.4°S y a una longitud de 77.9°W, se produce un núcleo de precipitaciones

con valores máximos de 5000mm y a medida que se aleja a la redonda los

valores disminuyen.

En la Figura 4.23 se presenta la variación de la precipitación media anual

mediante el mapa de isoyetas para el área de estudio.

Figura 4.23 Isoyetas para el área de estudio


115

Para el análisis de la distribución areal de la precipitación media anual se

establece los rango de precipitación de 500 mm de lluvia y se calcula el área para

cada uno de ellos de tal manera que el mayor porcentaje de área corresponde el

rango de lluvia de 3000mm a 3500mm de lámina anual con un 41.5%, siendo el

rango característico de la región amazónica centro norte y norte. En la Tabla 4.16

se presenta la distribución areal de la precipitación media anual con el porcentaje

característico para la vertiente del Amazonas o unidad hidrográfica 4.

Tabla 4.16 Distribución areal de la precipitación media anual

RANGO ÁREA PORCENTAJE (mm) (km²) (%)

0-500 386.2 0.3 500-1000 10032.6 7.6

1000-1500 9057.5 6.9 1500-2000 9862.9 7.5 2000-2500 10927.2 8.3 2500-3000 16009.2 12.1 3000-3500 54731.4 41.5 3500-4000 18005.6 13.6 4000-4500 1481.6 1.1 4500-5000 1423.3 1.1

Total 131917.4 100 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

Figura 4.24 Distribución areal de la precipitación media anual


116

En la Figura 4.24 se presenta la distribución areal de la precipitación media en

forma gráfica.

En el Anexo 1 se presenta el mapa de isoyetas a mayor detalle.

4.6.2 MAPA DE ISOTERMAS

El mapa de isotermas o mapa de líneas de igual temperatura se obtiene partiendo

como base del mapa de isolíneas de temperatura elaborado en el “Atlas

Climatológico del Ecuador” (Barros, J. y Troncoso, A., 2010) y ajustando a los

valores medios de temperatura obtenidos después de rellenar y analizar las series

de datos en las estaciones clase A y con los valores observados de las estaciones

clase B y C para el período 1981-2010.

Las líneas de igual valor de temperatura corresponden a la temperatura media

obtenida del promedio de los valores de precipitaciones anuales durante 30 años

en el periodo de 1981-2010 para el caso de las estaciones tipo A, en las

estaciones de tipo A restantes y las estaciones B y C corresponde a la

temperatura media obtenida del promedio de los valores anuales observados

siempre y cuando existan los doce valores en el año. Adicionalmente se elimina

los valores de temperatura de las estaciones meteorológicas en las cuales existen

valores muy diferentes a los de la zona, esto comparando con las medias anuales

de estaciones cercanas, se presume, al igual que en el registro de

precipitaciones, que es por producto de problemas antrópicos, naturales y falla de

instrumentos, es decir; mala lectura, mala medición, lluvias intensas, entre otros.

Este mapa presenta algunas superficies en las que no existen estaciones

meteorológicas con datos de temperatura por lo que se ha tomado los valores

extrapolados que se presenta en el mapa de isolíneas de temperatura de Barros y

Troncoso. El mapa de isotermas se presenta con intervalos de variación de 2°C

partiendo de 6°C hasta 26°C para cubrir todo el rango de variación.

117

La distribución espacial de las temperaturas muestra los valores mínimos en la

región sierra en la cordillera de los andes y a medida que se aleja hacia la región

amazónica la temperatura aumenta hasta llegar a valores de 26 °C.

Adicionalmente en la latitud 0.9°S y a una longitud de 76.5°W, se produce un gran

núcleo de temperatura con valores máximos y mayores a 26°C.

En la Figura 4.25 se muestra la variación de la temperatura media anual mediante

el mapa de isotermas para el área de estudio.

Figura 4.25 Isotermas para el área de estudio


Para el análisis de la distribución areal de la temperatura media anual se

establece los rango de temperatura de 2°C y se calcula el área para cada uno de

ellos de tal manera que el mayor porcentaje de área corresponde el rango de

118

temperatura de 24°C a 26°C con un 31.3%, siendo el rango característico de la

región amazónica centro norte y norte. En la Tabla 4.17 se presenta la distribución

areal de la precipitación media anual con el porcentaje característico para la

vertiente del Amazonas o unidad hidrográfica 4. En el Anexo 1 se presenta el

mapa de isotermas a mayor detalle.

Tabla 4.17 Distribución areal de la temperatura media anual

RANGO AREA PORCENTAJE (°C) (km²) (%)

06-08 641.7 0.5 08-10 1167.6 0.9 10-12 3293.3 2.5 12-14 6924.1 5.2 14-16 7579.8 5.7 16-18 12425.7 9.4 18-20 8584.7 6.5 20-22 8462.4 6.4 22-24 16928.3 12.8 24-26 41268.1 31.3 26+ 24641.7 18.7

Total 131917.4 100.0 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

En la Figura 4.26 se presenta la distribución areal de la temperatura media en

forma gráfica.

Figura 4.26 Distribución areal de la temperatura media anual


119

CAPÍTULO 5

CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA DE LAS UNIDADES

HIDROGRÁFICAS

5.1 INTRODUCCIÓN

En este presente capítulo se analiza la información hidrológica recopilada de las

unidades hidrográficas, cuya variable principal es el caudal. Para ello se

correlacionan las estaciones hidrológicas y se procede al relleno de datos

faltantes entre estaciones de características similares, posteriormente se valida

las series rellenadas. Una vez realizada la validación se obtienen caudales

característicos para las estaciones como son caudales máximos, medios y

mínimos, que ayudan a entender la disponibilidad del recurso hídrico.

La información hidrológica procesada se complementa con la información

meteorológica y de esta manera se realiza el balance hídrico de las unidades

hidrográficas hasta el punto de aforo de las estaciones hidrológicas.

La variable de estudio de este capítulo es el caudal que se conoce como el

volumen de agua que fluye en los cursos de agua superficiales en cualquier

instante de tiempo. Por pequeño que sea este caudal es de gran importancia en el

desarrollo, gestión y suministro de los recursos hídricos. La cantidad y calidad de

caudal generado en una cuenca de drenaje se ve afectado, por las

características, físicas, climáticas y la cobertura vegetal de la misma (Viessman,

2003).

5.2 RELLENO DE DATOS HIDROLÓGICOS FALTANTES

Es fundamental en las series hidrológicas el relleno de datos faltantes de tal

manera obtener series completas homogéneas.

120

El método más utilizado para el relleno de datos hidrológicos es el método de

regresión-correlación.

En la Figura 5.1 se muestra un ejemplo de regresión-correlación, entre series de

caudales medios mensuales de estaciones hidrológicas, para el período de

análisis.

Figura 5.1 Dispersión entre series de caudales medios mensuales


Mediante la clasificación de las estaciones que se explica en el Capítulo 2 a

detalle, se correlacionó estaciones de clase A:A, B:A y C:A.

En la Tabla 5.1 se sintetiza el número de estaciones rellenadas después del

proceso de regresión-correlación.

Tabla 5.1 Resumen de series mensuales hidrológicas rellenadas

VARIABLE TOTAL

SERIES

SERIES

RELLENADAS

SERIES %

Caudal 92 21 22.8


y = 0,1944x - 0,0674

R² = 0,5729

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 10 20 30 40 50

NA

GSI

CH

E P

LTA

ELC

H-7

93 (

m³/

s)

CUTUCHI AJ. YANAYACU H-792 (m³/s)

121

En el Anexo 5 se presenta la tabla de resumen con las ecuaciones de regresión y

los coeficientes de correlación para el relleno efectuado.

5.3 VALIDACIÓN DE LAS SERIES DE DATOS HIDROLÓGICOS

Para evaluar la homogeneidad de las series de datos se utiliza las curvas de

doble masa. Este método permite demostrar de manera gráfica la relación que

existe entre la variable hidrológica de estaciones vecinas para un período común

de datos en análisis.

En la Figura 5.2 se muestra un ejemplo de curva de doble masa para validar la

serie de datos de caudales de las estaciones hidrológicas Surucucho AJ.

Llullucchas (H-897) y Matadero en Sayausí (H-896).

Figura 5.2 Curva de doble masa homogénea de caudal medio mensual


En la Tabla 5.2 se resume las series rellenadas homogéneas del proceso de

validación de datos.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 500 1000 1500 2000 2500

SUR

UC

UC

HO

AJ.

LLU

LLU

CC

HA

S H

-897

(m

³/s)

MATADERO EN SAYAUSÍ H-896 (m³/s)

122

Tabla 5.2 Validación de las series de datos hidrológicos

VARIABLE ESTACIONES

RELLENADAS

ESTACIONES

HOMOGÉNEAS

CANTIDAD %

Caudal 21 19 90.5


En la Tabla 5.3 se presenta los valores de caudales medios mensuales, resultado

del proceso de relleno de las series en el período de análisis 1981-2010.

Tabla 5.3 Caudales medios anuales

NOMBRE DE LA ESTACIÓN CÓDIGO Qm

(m³/s)

QUIJOS EN BAEZA H718 46.2

MISAHUALLI EN COTUNDO H720 18.5

OYACACHI AJ QUIJOS H729 45.5

COSANGA AJ. QUIJOS H731 43.1

JATUNYACU DJ ILOCULIN H721 277.9

CALAMACA DJ Q. HUARCUSACH H764 1.1

VERDE AJ PASTAZA H781 14.6

ALAO EN HDA. ALAO H787 7.4

PUELA AJ CHAMBO H788 13.4

CUTUCHI AJ YANAYACU H792 9.1

NAGSICHE PLTAELC H793 1.7

CHAMBO EN HDA.CAHUAJI H826 59.6

BOMBOIZA A.J. ZAMORA H881 107.6

ZAMORA A.J. BOMBOIZA H884 603.7

SABANILLA AJ ZAMORA H886 23.8

ZAMORA D.J. SABANILLA H889 76.7

TOMEBAMBA EN MONAY H895 16.4

MATADERO EN SAYAUSI H896 6.3

SURUCUCHO A.J. LLULLUCCHAS H897 1.2

NAMANGOZA DJ UPANO H907 732.4

YACUAMBI EN LA PAZ H912 103.5


123

5.4 BALANCE HÍDRICO

Planificar el recurso hídrico, constituye un medio para lograr el aprovechamiento y

ordenamiento del mismo, de manera que pueda satisfacer múltiples necesidades

orientadas al mejoramiento de una sociedad, frente a esta expectativa se

desarrolla el estudio del balance hídrico para las principales estaciones

hidrológicas de la vertiente del Amazonas.

El Balance Hídrico se fundamenta en la aplicación de ecuaciones que igualen

entradas, salidas y almacenamientos de agua de una cuenca, por el principio de

conservación de masa, pero cabe mencionar que ningún balance puede ser

generalizado en el tiempo o en el espacio, puesto que es específico para un

período y espacio considerado. El período considerado es de 30 años de registro

de caudales medios mensuales en las estaciones hidrológicas.

Se define al balance hídrico como la disponibilidad de agua establecida para un

lugar y período de tiempo dado. Esto se realiza a través de un modelo a partir de

la ecuación de continuidad (Viessman, 2003).

E-S=Δ V

Δ t (5.1)

Dónde:

E= Volumen de entrada de agua, (m³);

S= Volumen de salida de agua, (m³);

ΔV= Variación del volumen de almacenamiento, en la unidad hidrográfica;

Δt= Variación del tiempo, (mes/año).

Esta ecuación es conocida como la ecuación hidrológica, la misma que muestra

que en volumen o lámina de agua, lo que ingresa menos lo que sale, es igual al

cambio en los volúmenes o láminas de almacenamiento, asociado a un

determinado período de tiempo y dentro de la unidad hidrográfica (Chow, 1994).

124

Se consideran como entradas de agua a la unidad hidrográfica (E) a la

precipitación, los trasvases de agua, la escorrentía superficial y subsuperficial de

otras unidades hidrográficas. Las salidas de agua de la unidad hidrográfica (S)

son la evaporación, la transpiración, las exportaciones de agua, los

aprovechamientos consuntivos en la propia unidad hidrográfica, el escurrimiento

superficial y aguas subterráneas hacia otras unidades hidrográficas. Y en la

variación de almacenamiento (ΔV), se consideran: aguas subterráneas, humedad

del suelo y los almacenamientos superficiales como embalses y agua en canales

(Chow, 1994).

Para mayor entendimiento se presenta en la Figura 5.3 el ciclo hidrológico al cual

está sometido el recurso hídrico.

Figura 5.3 Componentes del ciclo hidrológico

Fuente: OMM, 2011

La ecuación hidrológica para la determinación del balance hídrico anual es:

hp-hQ-he≡Δ V

A (5.2)

125

Dónde:

hp: Lámina de precipitación, (mm);

hQ: Lámina de escurrimiento superficial, (mm);

he: Lámina de evapotranspiración, (mm);

ΔV: Variación del volumen de almacenamiento, (m³);

A: Área de la unidad hidrográfica, (km²).

El balance hídrico básico para la unidad hidrográfica está definido por la ecuación

anterior, simplificando esta ecuación se considera que , para períodos

anuales, asumiendo que la humedad del suelo o nivel freático al final de período

seco de cada año es relativamente la misma. Por consiguiente:

hQ≡hp-he (5.3)

Tabla 5.4 Balance hídrico para el período 1981-2010

UNIDAD HIDROG.

CÓDIGO ÁREA (km²)

Qm (m³/s)

Elevación (m s.n.m.)

Tmed. (°C)

hp (mm)

he (mm)

hQ (mm)

Qm c (m³/s)

4978

H718 904 46.2 1770 16.9 2300 704.1 1596 45.9

H720 116 18.5 800 21.7 3650 845.3 2805 10.3

H721 3390 277.9 570 22.9 4000 878.1 3122 336.5

H729 709 45.5 1520 18.1 2500 738.5 1762 39.7

H731 469 43.1 1740 17 2500 712.3 1788 26.7

4996

H781 125 14.6 1495 18.2 2500 741.4 1759 7

H787 108 7.3 3200 9.7 1100 495.2 604.8 2.1

H788 197 13.4 2475 13.3 1000 548.6 451.4 2.8

H792 2018 9.1 2692 12.3 600 440.5 159.5 10.2

H793 328 1.7 2960 10.9 600 427 173 1.8

H826 3650 59.6 2295 14.2 900 545.2 354.8 41.2

4998

H881 1390 107.6 820 21.6 2200 809.4 1391 61.5

H884 8459 603.7 800 21.7 1600 770.7 829.3 223.1

H886 184 23.8 1080 20.3 2100 775.9 1324 7.7

H889 1390 76.7 980 20.8 2300 795.4 1505 66.5

H895 1260 16.4 2457 13.4 900 533.3 366.7 14.7

H896 312 6.3 2715 12.1 900 513.6 386.4 3.8

H897 44.3 1.2 2980 10.8 1000 505.6 494.4 0.7

H907 10176 732.4 410 23.7 1900 835.7 1064 344.4

H912 960 103.5 958 20.9 2000 784.4 1216 37.1


126

Dónde:

Qm = Caudal medio anual de la serie de datos del periodo 1981-2010, (m³/s)

Tmed.= Temperatura media anual en elevación de la estación hidrológica, (°C)

hp = Lámina de precipitación anual, (mm)

he = Lámina de evapotranspiración anual obtenida con el método de Turc, (mm)

hQ = Lámina de escurrimiento superficial media anual, (mm)

Qm c = Caudal medio anual calculado con el balance hídrico, (m³/s)

La ecuación 5.3 se la utiliza para el cálculo del balance hídrico en las unidades

hidrográficas hasta la sección que comprende a cada estación hidrológica.

En la Tabla 5.4 se presenta los resultados del balance hídrico para las unidades

hidrográficas hasta el punto de la estación hidrológica.

De la Tabla 5.4 se concluye que los caudales medios anuales calculados con el

balance hídrico se encuentran inferiores a los caudales medios registrados debido

a que en el balance hídrico no se considera almacenamientos, trasvases,

infiltraciones, usos y coberturas del suelo.

5.5 CAUDALES MEDIOS Y MÍNIMOS

La caracterización hidrológica de las unidades hidrográficas se realiza mediante la

determinación de caudales medios y mínimos, debido a la gran importancia en el

análisis de los recursos hídricos.

5.5.1 CAUDALES MEDIOS

El análisis hidrológico en cuanto a caudales medios se refiere, debe concretarse

mediante la Curva de Duración General, que consiste en la contabilización de

recurrencia de valores de caudales dentro de determinados rangos, con el fin de

calcular las frecuencias absolutas y relativas de las mismas (Andrade, L. y

Villacis, M., 1985).

127

CURVA DE DURACIÓN GENERAL

Esta CDG llamada también curva de permanencia o persistencia de caudales,

puede ser definida con caudales diarios, mensuales y anuales. Consiste en la

representación gráfica en orden decreciente de los caudales observados (Qi),

asociados a una frecuencia o duración que suele expresarse en porcentaje. La

duración representa el intervalo de tiempo durante el cual los caudales (Qi) son

iguales o superiores a un valor específico (Qj) (Almeida M., 2010).

Para la elaboración de esta curva se ordena de manera descendente los valores

de la serie de caudales medios, para la determinación de la frecuencia empírica

(probabilidades (Q≥Qi) se presenta por un vector de n elementos y está dado por

la siguiente fórmula (Almeida M., 2010):

P(m)=m

n*100 (5.4)

Dónde:

n= Número de orden del dato;

n= Número total de datos

Se grafica el caudal en las ordenadas y el número de días del año, generalmente

expresados en % de tiempo, en que ese caudal es excedido o igualado en las

abscisas. La ordenada Q para cualquier porcentaje de probabilidad representa la

magnitud del flujo en un año promedio, que espera que sea excedido o igualado

un porcentaje P, del tiempo (Almeida M., 2010).

La CDG es usada frecuentemente para determinar el caudal de diseño en un

proyecto hidráulico.

En la Figura 5.4 se presenta la curva de duración general para la estación

hidrológica Cutuchi AJ. Yanayacu H-792, con valores característicos de la

probabilidad de excedencia.

128

Figura 5.4 Curva de Duración General (CDG), Estación H-792


En el Anexo 4, se presenta las Curvas de Duración General para las estaciones

hidrológicas en análisis.

5.5.2 CAUDALES MÍNIMOS

Los caudales mínimos son los valores comprendidos en un rango de probabilidad

de excedencia entre el 70 y 99% de la curva de duración general, pero existen

inconvenientes al determinar los caudales mínimos con esta metodología como

(Andrade, L., 1992):

· Se considera como datos históricos y la distribución empírica de

probabilidades no asocia una distribución teórica que permita incluir el

riesgo de la presencia de caudales menores o mayores a los observados.

· La CDG no considera los períodos específicos de ocurrencia o su

estacionalidad.

· La CDG, no están directamente relacionados a los caudales mínimos

consecutivos de 15, 30, 60 días u otro período.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)

Probabiilidad de excedencia (%)

Curva de Duración General - Estación H-792

Curva de Duración General Caudal medio anual

129

En la Tabla 5.5 se resume los caudales mínimos determinados con la Curva de

Duración General y su respectiva probabilidad de excedencia.

Tabla 5.5 Caudales mínimos para la zona de estudio


ESTACIÓN CAUDALES MÍNIMOS

70% 75% 80% 85% 90% 95%

4978

H-718 36.1 33.5 30.3 28.0 24.7 19.4 H-720 13.9 12.9 11.6 10.4 9.1 7.2 H-721 217.5 209.6 198.6 185.4 171.4 156.7 H-729 33.7 32.0 28.6 25.5 22.2 16.6 H-731 32.3 30.2 27.5 24.0 21.2 16.5

4996

H-764 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5 0.4 H-781 9.4 8.9 8.3 7.6 7.0 5.7 H-787 4.8 4.6 4.2 3.9 3.5 2.9 H-788 10.5 10.1 9.7 9.2 8.1 7.3

H-792 5.5 5.1 4.8 4.0 3.7 3.3 H-793 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3

H-826 48.0 46.4 44.1 39.9 35.8 28.9

4998

H-881 76.5 70.2 64.4 56.8 49.4 40.0

H-884 522.1 505.3 479.4 454.3 419.5 380.3 H-886 18.4 17.3 16.3 15.4 13.7 11.8

H-889 57.3 53.1 49.9 46.3 44.3 36.3 H-895 10.4 9.1 8.0 6.8 5.0 3.0

H-896 4.3 3.8 3.3 2.9 2.3 1.5 H-897 0.7 0.7 0.5 0.5 0.4 0.3

H-907 592.8 566.9 537.7 510.1 478.0 427.2 H-912 73.7 70.3 66.4 60.7 55.8 50.8


5.6 CAUDALES MÁXIMOS

Los caudales máximos superan ampliamente los valores normales de los cauces

en los ríos. Debido a que son muy importantes en el diseño de las obras

hidráulicas y para la gestión de recursos hídricos y el ordenamiento territorial,

presentan gran interés práctico el poder conocer sus valores (Almeida M., 2010).

La serie de caudales máximos se conforman con información obtenida a través

del INAMHI para el período 1961-2010, esto se debe a la escasa información

existente para el período de análisis 1981-2010. Se realiza el estudio de caudales

máximos instantáneos anuales para estaciones de clase A. No todas las

estaciones poseen el período completo de registro, esto se debe a que el caudal

máximo instantáneo es una variable hidrológica no registrada frecuentemente por

130

requerir de la toma de datos continuos debido a la eventualidad con que se

presentan.

Debido a que las crecidas son eventos en los que se agrupan casos más

desfavorables de variables hidrometeorológicas, que estarán definidas por la

combinación de probabilidades de ocurrencia conjunta de las mismas, ha hecho

que se puede expresar mediante la teoría de probabilidades.

En base a los parámetros estadísticos, la teoría de probabilidades permite

expresar la ocurrencia de eventos hidrológicos. En base a la determinación de los

parámetros estadísticos se asigna la distribución de probabilidad que se ajuste de

la mejor manera en cada caso (Monsalve, 1995). Los parámetros estadísticos a

obtenerse de la serie son:

Media aritmética

(5.5)

Desviación Estándar

S = (Qi-Q )²n

i=1

n-1 (5.6)

Coeficiente de Asimetría

CA = n

(n-1)(n-2)*

(Qi-Q )²ni=1

S³ (5.7)

Coeficiente de variación

CV = -S

Q (5.8)

Las distribuciones de probabilidad teórica de mayor empleo en hidrología son: la

distribución Normal, Log Normal, Gumbel y Pearson tipo III.

El coeficiente de asimetría Cs, es el parámetro que proporciona una guía para la

determinación de tipo de la distribución de probabilidad a emplearse.

131

El análisis del coeficiente de asimetría Cs se lo realiza bajo los siguientes criterios

(Monsalve, 1995):

· Si Cs se encuentra en el rango de -0.5 a 0.5, la distribución de

probabilidad a emplearse será la distribución Normal.

· Si Cs es cercano al valor de 1.14, la distribución de probabilidades a

emplearse será la distribución Gumbel.

· Se modifica la serie a través de logaritmos naturales, es decir Yi = ln(Qi),

en esta nueva serie se calcula los parámetros estadísticos descritos

anteriormente y si el coeficiente de asimetría Cs es cercano a cero, se

adopta la distribución log normal.

· Para adoptar la distribución de probabilidades Pearson tipo III, el

coeficiente de asimetría puede obtener cualquier valor.

Se utiliza la ecuación de Ven Te Chow para la determinación de caudales

máximos.

QT = Q + kT*s (5.9)

Dónde:

= Caudal máximo para un período de retorno, (m³/s);

= Caudal medio de la serie, (m³/s);

= Factor de frecuencia para cada “T” correspondiente a la distribución de

probabilidades asignada;

s= Desviación estándar asignada.

En el caso de las series modificadas mediante logaritmos, se aplica la misma

ecuación pero se debe tomar en cuenta la transformación de logaritmos al valor

del caudal máximo, a través de la base exponencial.

Se determina el intervalo de confianza que se define como los límites entre los

que debería estar el valor real de una crecida de cierto período de retorno. La

garantía adoptada para el intervalo de confianza es del 95% para los caudales

máximos con probabilidad asociada, a través de la aplicación computacional

Minitab versión 15.

132

En la Tabla 5.6 se presenta los caudales máximos instantáneos anuales para la

estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881) y sus parámetros estadísticos

calculados.

Tabla 5.6 Serie de caudales máximos estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881)

ESTACIÓN BOMBOIZA AJ. ZAMORA

ESTACIÓN BOMBOIZA AJ. ZAMORA

Año Fecha Qmáx

Año Fecha Qmáx 1975 AGO 1036.2

1993 JUN 1050.7

1976 JUN 1247.2

1994 NOV 193.5 1977 JUN 2211.7

1998 ABR 631.8

1978 ABR 1406.1

1999 ENE 324.1 1979 MAR 224.1

2001 JUN 1795.4

1980 SEP 792

2002 DIC 179.2 1981 AGO 1060.2

2003 DIC 375.4

1982 ABR 998.5

2004 JUN 1247.2 1983 OCT 830.3

2005 NOV 193.5

1984 AGO 1205.3

2006 FEB 336.5 1985 JUN 1017.3

2007 NOV 2066.5

1986 ABR 899

2008 SEP 639 1987 SEP 989.2

2009 ABR 1606.1

1988 ABR 1022

2010 JUL 1257.8 1989 JUN 1084.5

PROM. x 969.8

1990 MAY 943.5

DES. ESTÁND. s 516 1991 JUN 1220.9

COEFI. ASIM Cs 0.4

1992 MAR 948

COEFI. VARIAC. Cv -0.5 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

Para la determinación de caudales máximos se adopta la distribución normal de

probabilidades, debido a que el valor del coeficiente de asimetría Cs es 0.4 y se

encuentra en el rango admisible.

Analizando el intervalo de confianza se han tomado los valores superiores para

caudales máximos.

En la Figura 5.5 se presenta la distribución de la serie de datos con su respectivo

intervalo de confianza α= 95%.

En la Tabla 5.7 se presenta los valores de caudales máximos con período de

retorno asignado, calculados para la estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881).

133

Figura 5.5 Caudales de crecida, estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881)


Tabla 5.7 Caudales máximos para la estación Bomboiza AJ. Zamora (H-881)

BOMBOIZA AJ. ZAMORA H881

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 1404.1 1612.8 10 1631.1 1873.8 25 1873.2 2159.7 50 2029.5 2347.3 100 2170.2 2517.4


En el Anexo 5 se presenta los caudales máximos con período de retorno asignado

y en la Tabla 5.8 se resume estos valores.

5.7 PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS

La producción y transporte de sedimentos es un fenómeno complejo que

determina la vida útil de las obras, como consecuencia de la natural degradación

del suelo.

Las partículas de sedimentos provenientes de la erosión son desplazadas

mediante saltación, rodamientos o deslizamientos sobre el lecho o en sus

134

proximidades o pueden permanecer en suspensión alejados del lecho. La

producción de sedimentos se refiere a la cantidad de sólidos en suspensión

transportados hacia la salida de una cuenca por año y unidad de área, a esta

cantidad se suma los sedimentos transportados del fondo del río (OMM, 2011).

Tabla 5.8 Caudales máximos con período de retorno asignado

UNIDAD HIDROGR.

CÓDIGO

PERÍODO DE RETORNO (años) 5 10 25 50 100

Qmáx (m³/s)

Qmáx (m³/s)

Qmáx (m³/s)

Qmáx (m³/s)

Qmáx (m³/s)

4978

H718 268 317 375 416 455

H719 1230 1406 1622 1779 1933 H720 176 212 260 297 334 H721 2073 2569 3175 3610 4031 H722 16 20 25 29 33

H731 471 534 600 643 682

4996

H772 21 27 33 38 43 H781 290 341 395 430 461 H782 5 7 9 11 13

H786 22 27 32 36 40 H787 103 121 142 158 172 H788 166 201 244 273 302 H789 27 32 38 42 46

H790 199 263 355 430 512 H791 1 2 3 3 4 H792 74 91 112 128 145 H793 11 14 17 20 22

H795 8 9 10 10 11

H799 1 1 1 1 2 H800 788 960 1167 1315 1458 H801 118 154 200 234 268

4998

H881 1404 1631 1873 2030 2170 H884 2546 2827 3147 3366 3570 H886 192 216 242 258 273 H887 1270 1462 1687 1844 1992

H889 794 952 1142 1276 1405 H892 37 48 60 70 79

H893 114 132 151 163 174 H895 192 233 281 315 348

H896 70 80 90 96 102 H897 7 9 11 13 15 H899 156 183 212 230 247 H902 36 47 62 73 83

499 H966 1128 1304 1492 1614 1723 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

135

En base a los registros de aforos de sedimentos en suspensión publicados en los

anuarios hidrológicos del INAMHI para el período 1981-2010 se conforma la serie

de caudales sólidos y líquidos. Estas series sirven para obtener la curva de

descarga de sedimentos para cada estación hidrológica.

La curva de descarga de sedimentos es la relación de caudal sólido y caudal

líquido y se obtiene colocando en el eje de ordenadas los valores de caudal sólido

(kg/s) y en el eje de las abscisas los valores de caudal líquido (m³/s).

Tabla 5.9 Serie de datos de sedimentos en suspensión, estación H729

AÑO DÍA/MES

ESTACIÓN OYACACHI AJ. QUIJOS H729

LECTURA LIMNIMÉTRICA

CAUDAL LÍQUIDO

CONCENTRACIÓN MEDIA

GASTO SÓLIDO

(m) (m³/s) (kg/m³) (kg/s) 1981 12-mar 1.4 26.69 0.02 0.64 1981 09-may 1.5 32.43 0.02 0.78 1981 24-sep 1.6 44.44 0.02 0.71 1982 25-mar 1.5 38.28 0.02 0.77 1982 14-jul 1.7 44.52 0.01 0.33 1982 19-ago 2.3 107.01 0.04 4.55 1983 08-ago 2.0 85.85 0.12 10.04 1983 24-nov 2.1 57.06 0.01 0.80 1984 04-feb 1.6 37.16 0.04 1.34 1984 03-mar 1.7 52.86 0.06 3.28 1984 16-abr 1.7 49.58 0.06 2.97 1984 16-abr 1.7 49.58 0.07 3.67 1984 26-jun 1.7 48.15 0.04 1.93 1984 11-sep 1.7 50.39 0.04 1.81 1984 25-nov 1.8 57.98 0.04 2.15 1985 09-abr 1.6 38.01 0.02 0.76 1985 06-jun 2.0 69.43 0.04 2.78 1985 10-ago 2.1 84.67 0.08 6.77 1986 25-mar 1.5 35.61 0.07 2.63 1990 23-ago 2.1 80.13 0.24 19.41


La ecuación de la curva de descarga de sedimentos tiene la siguiente forma

(Chow, 1994):

Qs=a* Qb (5.10)

Dónde:

Qs = Caudal sólido, (kg/s);

a, b = Coeficientes de la ecuación;

136

Q = Caudal líquido, (m³/s).

Figura 5.6 Curva de descarga de sedimentos, estación H729


Tabla 5.10 Resumen de correlación de series de caudales sólidos

ESTACIÓN r H718 0.9 H720 0.8 H721 0.7 H729 0.7 H731 0.8 H781 0.7 H787 0.9 H788 0.8 H792 0.8 H793 0.9 H826 0.8 H881 0.7 H884 0.8 H886 0.8 H889 0.8 H895 0.8 H896 0.8 H897 0.9 H907 0.7 H912 0.8


y = 0,0005x2,1179

R² = 0,547

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)

Caudal líquido (m3/s)

Curva de Descarga de Sedimentos

137

En la Tabla 5.9 se presenta la serie de datos de sedimentos en suspensión de la

estación Oyacachi AJ. Quijos (H729) y constan los datos de lectura limnimétrica,

caudal líquido, concentración media y gasto sólido.

En la Figura 5.6 se presenta la relación de caudal sólido y caudal líquido.

En la Tabla 5.10 se resumen la cantidad de series de caudales sólidos con

coeficiente de correlación aceptable r >0.7.

Mediante la ecuación de la curva de descarga y los valores de los caudales

líquidos de la curva de duración general se determina el caudal sólido con

probabilidad de excedencia.

Tabla 5.11 Caudales sólidos representativos para la estación H729

ESTACIÓN OYACACHI AJ. QUIJOS H729

P (%)

Q (m³/s)

Qs (ton/año)

Qs en el Qs de fondo intervalo

(ton/año) (ton/año) 5 84.9 9582.0 479.1 1916.4

10 70.5 6467.5 323.4 1293.5 15 63.4 5161.9 258.1 1032.4 20 59.2 4468.2 223.4 893.6 25 56.7 4079.0 204.0 815.8 30 54.0 3678.3 183.9 735.7 35 51.9 3381.0 169.0 676.2 40 48.1 2879.4 144.0 575.9 45 45.6 2570.3 128.5 514.1 50 43.0 2269.6 113.5 453.9 55 40.0 1945.1 97.3 389.0 60 37.8 1723.9 86.2 344.8 65 36.2 1577.4 78.9 315.5 70 33.7 1354.6 67.7 270.9 75 32.0 1214.6 60.7 242.9 80 28.6 955.8 47.8 191.2 85 25.5 752.9 37.6 150.6 90 22.2 561.3 28.1 112.3 95 16.6 303.0 15.2 60.6 100 5.5 28.7 1.4 5.7

TOTAL 54954.6 2747.7 10990.9 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

138

En la Tabla 5.12 se presenta un resumen de la producción y transporte de

sedimentos para cada estación Oyacachi AJ. Quijos (H729) y se determina la

lámina de erosión.

Tabla 5.12 Estimación de producción total de sedimentos

ESTACIÓN OYACACHI AJ. QUIJOS H729 SEDIMENTOS SUSPENCIÓN (ton/año) 54954.6 SEDIMENTOS SUSPENCIÓN POR CRECIDAS (ton/año) 2747.7 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 10990.9 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 68693.3

ÁREA DE DRENAJE (km²) 709.0

LÁMINA DE EROSIÓN (mm) 0.05 Elaborado por: Ramírez Alex y Rosero Cristian

En la Tabla 5.13 se resume la información procesada sobre la producción de

sedimentos para el período 1981-2010.

Tabla 5.13 Estimación de producción de sedimentos

UNIDAD HIDROG.

CÓDIGO Ss

(ton/año) Ssc

(ton/año) Sf

(ton/año) St

(ton/año) A

(km²) LE

(mm)

4978

H718 37458 1873 7492 46822 904 0.03

H720 16863 843 3373 21079 116 0.10

H721 2024517 101226 404903 2530646 3390 0.42

H729 54955 2748 10991 68693 709 0.05

H731 133458 6673 26692 166823 469 0.20

4996

H781 11458 573 2292 14323 125 0.06

H787 12917 646 2583 16146 108 0.08

H788 13607 680 2721 17009 197 0.05

H792 204056 10203 40811 255069 2018 0.07

H793 9553 478 1911 11942 328 0.02

H826 822559 41128 164512 1028199 3650 0.16

4998

H881 317711 15886 63542 397139 1390 0.16

H884 5599565 279978 1119913 6999456 8459 0.46

H886 27680 1384 5536 34601 184 0.11

H889 740056 37003 148011 925070 1390 0.37

H895 22546 1127 4509 28182 1260 0.01

H896 3465 173 693 4331 312 0.01

H897 195 10 39 244 44 0.003

H907 3991392 199570 798278 4989240 10176 0.27

H912 390672 19534 78134 488340 960 0.28


139

Dónde:

A= Área de drenaje de la estación (km²)

Ss= Sedimentos en suspensión (ton/año)

Ssc= Sedimentos en suspensión por crecidas (ton/año)

Sf= Sedimentos del fondo (ton/año)

St= Sedimentos totales (ton/año)

LE= Lámina de erosión (mm)

Se observa que en este caso la lámina de erosión es menor de 0.1mm, esto para

los aforos medidos en el período 1981-2010, por lo que la producción es

demasiado baja.

En la determinación del valor de lámina de erosión es evidente que no existen

valores constantes, es decir dentro de la misma unidad hidrográfica los valores

fluctúan debido a las características físicas, meteorológicas e hidrológicas de las

unidades hidrográficas.

140

CAPÍTULO 6

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

· Este documento se genera para ser utilizado como fuente de consulta de la

hidrología de las unidades hidrográficas del Ecuador que vierten en el Río

Amazonas, en el cual se analiza las características físico-geográficas,

climáticas e hidrológicas de las unidades hidrográficas.

· Se construye una base de datos georeferenciada de las características

físico-geográficas de las unidades hidrográficas de la vertiente del

Amazonas.

· Se define el espacio establecido para el análisis del estudio como el

periodo de 30 años disponible más reciente que finaliza en el año más

próximo que termina en cero. Por lo que para este proyecto se analizan las

variables hidrometeorológicas correspondientes al intervalo de años entre

1981 al 2010.

· Se elabora una base de datos en valores mensuales de las principales

variables climáticas, que inciden directamente en el régimen hídrico a nivel

de cuencas y subcuencas de drenaje, como son: precipitación, temperatura

y evaporación. Ademas se elabora una base de datos en valores

mensuales de caudales medios y un registro de caudales máximos y datos

de sedimentos.

· Se evalúa la disponibilidad de información climática e hidrológica mediante

la clasificación establecida y se genera series hidrometeorológicas espacial

y temporalmente representativas, verificadas y validadas.

CARACTERIZACIÓN FÍSICO-GEOGRÁFICA:

· El índice de Gravelius para la unidad hidrográfica 497 corresponde a un

valor cercano a uno por lo que la cuenca es regular con una representación

141

rectangular ovalada, mientras que para la unidad hidrografica 499 el valor

corresponde a una cuenca irregular.

· El factor de forma de la unidad 497 en comparación a la unidad 499 es

menor por lo que en la unidad 499 se concentraran caudales y se formaran

crecidas mayores.

· La densidad de drenaje para la unidad 497 es menor a la densidad de

drenaje de la unidad 499. Por lo que la unidad 499 está mejor drenada

teniendo una mejor respuesta a una lluvia.

· La topografía del terreno para la zona de estudio, permite evaluar que la

pendiente del terreno es menor al 20%.

· La pendiente media ponderada del cauce principal de la unidad 497 es de

0.22% y como se presenta en la Figura 3.6 los primeros 110 km

pertenecen a la zona montañosa ya que parte desde 4780 m s.n.m. Para la

unidad 499 la pendiente pondera del cauce principal es mayor, con un valor

de 0.40%. La longitud de los cauces principales son relativamente iguales.

· El grupo hidrológico de los suelos predominante tanto en la unidad 497

(61%) como en la unidad 499 (65%) es el grupo A y corresponden a

texturas arenosas a franco arenosas, con bajo potencial de escorrentía,

con tasas de infiltración cuando están muy húmedos de 10 a 12mm/hora

que es muy rápida. Son suelos muy profundos, el drenaje natural de los

suelos es excesivamente drenados y la movilidad del agua en el suelo es

muy rápida.

· La cobertura de suelo predominante para el área de estudio es bosques o

tierras forestales con un 72% para la unidad hidrográfica 497 y con un 66%

para la unidad 499. Esta cobertura es característica por tener usos

agropecuarios, forestales, de conservación y protección.

CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICA

· En el caso de la precipitación existe un gran registro de datos

estableciendo en su mayoría por estaciones tipo A, con distribución

espacial en toda el área de estudio, exceptuando la parte noroeste, en

142

donde solo existe una estación. A continuación se resume los porcentajes

de información disponible para esta variable.

CLASE No. DE

ESTACIONES %

A 55 64.7 B 17 20.0 C 13 15.3

TOTAL 85 100

· La distribución espacial de las precipitaciones muestra los valores mínimos

en la región sierra en la cordillera de los andes y a medida que se aleja

hacia la región amazónica la precipitación aumenta hasta llegar a valores

de 3500 mm. Adicionalmente cerca de la ciudad del Puyo, en la provincia

de Pastaza en la latitud 1.4°S y a una longitud de 77.9°W, se produce un

núcleo de precipitaciones con valores máximos de 5000mm y a medida

que se aleja a la redonda los valores disminuyen.

· Del análisis de la precipitación para la unidad hidrográfica 497 como para la

499 no se puede establecer una sola tendencia, debido a que las

variaciones no son lineales y que oscilan de una forma irregular en torno a

un valor medio, dando como resultado tendencias crecientes y

decrecientes en la misma región.

· Las precipitaciones en la región amazónica son constantes, no se

encuentra un período mensual con registro cero y las máximas

precipitaciones anuales se encuentran alrededor de 5000 mm.

· Para el análisis de la distribución areal de la precipitación media anual se

establece los rango de precipitación de 500 mm de lluvia y se calcula el

área para cada uno de ellos de tal manera que el mayor porcentaje de área

corresponde el rango de lluvia de 3000mm a 3500mm de lámina anual con

un 41.5%, siendo el rango característico de la región amazónica centro

norte y norte.

· En las series de temperatura existe solo un 38% de estaciones que

correspondientes a la clase A, por lo que se utiliza también las estaciones

de clase B y C, a continuación se resume los porcentajes de información

disponible para cada clase.

143

· Del análisis de la temperatura para la unidad hidrográfica 497 como para la

499 resulta una tendencia creciente por lo que se ha podido determinar un

aumento del 0.4 ± 0.2 °C, siendo mayor el aumento de temperatura para la

región amazónica en comparación con la región sierra.

· La relación directa entre la altitud y la temperatura se confirma de tal modo

que en la región sierra las temperaturas son menores en comparación con

la región amazónica.

· La distribución espacial de las temperaturas muestra los valores mínimos

en la región sierra en la cordillera de los andes y a medida que se aleja

hacia la región amazónica la temperatura aumenta hasta llegar a valores

de 26 °C. Adicionalmente en la latitud 0.9°S y a una longitud de 76.5°W, se

produce un gran núcleo de temperatura con valores máximos y mayores a

26°C.

· Analizando los resultados de los valores de temperatura calculados

mediante la gráfica Temperatura vs. Altitud con los obtenidos por medio del

mapa de isotermas se obtienen valores muy similares. Para caracterizar las

unidades hidrográficas se utiliza el mapa de isotermas, ya que el análisis

se da mediante el área propia de la cuenca debido a que es muy grande y

no simplemente con el valor de la altitud del centro de gravedad. Sin

embargo, para el cálculo de la temperatura media de las cuencas de las

estaciones hidrológicas se obtiene mediante la ecuación

T(°C) = -0.005*Altitud(m s.n.m.) + 25.7.

· Para el análisis de la distribución areal de la temperatura media anual se

establece los rango de temperatura de 2°C y se calcula el área para cada

uno de ellos de tal manera que el mayor porcentaje de área corresponde el

rango de temperatura de 24°C a 26°C con un 31.3%, siendo el rango

característico de la región amazónica centro norte y norte.

CLASE No. DE

ESTACIONES %

A 16 38.1

B 12 28.6

C 14 33.3

TOTAL 42 100

144

· El cálculo de la evapotranspiración potencial se toma como la

evapotranspiración medida debido a la proximidad de los valores entre sí y

a la deficiencia de valores registrados de esta variable. El cálculo de la

evapotranspiración real se realiza por medio de una formula empírica y que

sirve para realizar el balance hídrico adecuado de las cuencas de las

estaciones hidrológicas.

CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA

· En la serie de datos de caudales medios mensuales sólo se tiene alrededor

del 20% de estaciones clase A, la mayoría de estaciones son clase C con

un 58%, por lo que el relleno se realizó para algunas estaciones tipo B y C.

A continuación se presentan los porcentajes de información disponible para

los tres tipos.

CLASE No. DE

ESTACIONES %

A 18 19.6

B 21 22.8

C 53 57.6

TOTAL 92 100

· El valor del caudal medio a nivel de estación hidrológica se ubica dentro de

la curva de duración general en el rango de 35% a 45% de probabilidad de

excedencia como valor característico.

· Los caudales medios anuales calculados con el balance hídrico se

encuentran inferiores a los caudales medios registrados en el período

1981-2010, esto se debe a que en el balance hídrico no se considera

almacenamientos, trasvases, infiltraciones, usos y coberturas del suelo.

· Para el análisis de caudales máximos, debido a que con mayor número de

datos los resultados son muchos más confiables, se analiza las series

completas existentes hasta el año 2010. El análisis de caudales máximos

se realiza para cuyas estaciones tienen más de 20 registros, es decir para

las de clase A.

· A través de las series de caudales sólidos y líquidos se grafica la curva de

descarga de sedimentos en suspensión la misma que está asociada a la

145

ecuación de regresión por medio de la cual se obtiene la relación entre

caudales sólidos y líquidos.

· La lámina de erosión tiene valores entre 0.1mm y 0.4mm en los que la

producción y transporte de sedimentos es normal, sin embargo existen

valores inferiores ocasionados por caudales líquidos pequeños y cuencas

pequeñas.

· En la determinación del valor de lámina de erosión es evidente que no

existen valores constantes, es decir dentro de la misma unidad hidrográfica

los valores fluctúan debido a las características físicas, meteorológicas e

hidrológicas de las unidades hidrográficas.

RECOMENDACIONES

· Se recomienda utilizar información hidrometeorológica con series de datos

continuos, esto facilita un mejor análisis en las variables estudiadas.

· Es necesario validar las series de datos rellenados, para saber si la

información es ampliamente confiable.

· Para el análisis del balance hídrico es necesaria la correcta definición de

las áreas de cuencas de drenaje, ya que las estaciones hidrológicas son

consideradas como puntos de cierre de las mismas.

146

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALMEIDA, P. (2010). Instructivos de procesamiento de información

hidrometeorológica. Quito: EPN.

APARICIO, F. (1992). Fundamentos de hidrología de superficie. Mexico: Limusa

BARROS, J., TRONCOSO, A. (2010). Atlas climatológico del Ecuador. Quito:

EPN.

CHOW, V., MAIDMENT, D. & MAYS, L. (1994). Hidrología Aplicada. Santa Fé,

Bogotá: McGraw Hill.

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA (1981-2010).

Anuario Hidrológico. Quito: INAMHI.

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA (1981-2010).

Anuario meteorológico. Quito: INAMHI.

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA (1999). Estudio

de lluvias intensas. Quito: INAMHI.

INSTITUTO GEOGRÁFICO MILITAR (2012). Cartografía: www.igm.gob.ec. Quito:

IGM.

INTRIAGO, C., SÁNCHEZ, A. (2013). Manual hidrológico de las cuencas

hidrográficas de la vertiente del pacífico-norte. Quito: EPN.

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA, ACUACULTURA Y PESCA

(2012). Tipo y uso del suelo en el Ecuador: www.agricultura.gob.ec. Quito:

MAGAP.

147

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA, ACUACULTURA Y PESCA

(2012). Textura del suelo en el Ecuador: www.agricultura.gob.ec. Quito: MAGAP.

MONSALVE, G. (1995). Hidrología en la ingeniería. Santa Fé, Bogotá: Ecuela

Colombiana de Ingeniería.

ORGANIZACIÓN METEOROLÓGICA MUNDIAL (2011). Guía de prácticas

hidrológicas OMM-N°168. Genova: OMM.

RÍOS, L. (2010). Incidencia de la variabilidad climática de los caudales mínimos

del Ecuador. Quito: EPN.

SECRETARIA NACIONAL DEL AGUA (2009). Delimitación y codificación de

unidades hidrográficas del ecuador, escala 1:250 000, nivel 5, Metodología

Pfafstetter. Quito: SENAGUA.

TREWIN, B. (2007). Función de las variables climatológicas en un clima

cambiante. Ginebra: OMM.

VIESSMAN, W., LEWIS, G. (2003). Introduction to Hidrology. New York: Pearson

Education.

148

ANEXOS

149

ANEXO N° 1

MAPAS TEMÁTICOS

161

ANEXO N° 2

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICA DE LAS

UNIDADES HIDROGRÁFICAS

Contiene:

- Lista de cartas topográficas

- Perfiles longitudinales de los cauces principales

162

CARTAS DE LIBRE ACCESO

NOMBRE DE LA CARTA SIGLA

NACIONAL NOMBRE DE LA CARTA

SIGLA NACIONAL

SAN GABRIEL O II-C1 LAGUNA MICA Ñ III-D4

PIMAMPIRO O II-C3 COSANGA O III-C3

MARIANO ACOSTA O II-E1 VOLCAN SUMACO O III-C4

RÍO COFANES O II-E2 AVILA VIEJO O III-D3

PUERTO LIBRE O II-F1 BAJO HUINO (EL HUINO) O III-D4

NEVADO CAYAMBE O II-E3 TIO RUMIYACU P III-C3

RIO DUE GRANDE O II-E4 CENTRO AUCAYACU P III-C4

EL DORADO DE CASCALES O II-F4 LAGUNA AÑANGU P III-D3

CANGAHUA Ñ III-B2 LAGUNA YUTURY P III-D4

CERRO SARAURCO O III-A1 AUGUSTO RIVADENEIRA Q III-C3

VOLCÁN EL REVENTADOR O III-A2 CENTRO OCAYA Q III-C4

RÍO SARDINAS O III-B2 SIGCHOS Ñ III-E1

S. P. DE LOS COFANES P III-A1 MULALO Ñ III-E2

PACAYACU P III-A2 COTOPAXI Ñ III-F1

TARAPOA P III-B1 RÍO ANTISANA Ñ III-F2

TARAPUY P III-B2 SARDINAS O III-E1

RÍO CUYABENO Q III-A1 LORETO O III-F1

OYACACHI Ñ III-B4 PUERTO MURIALDO O III-F2

SANTA ROSA DE QUIJOS O III-A3 RÍO TIPUTINI P III-E1

RÍO PAUSHIYACU O III-B3 RÍO TIVACUNO OESTE P III-E2

LAS MINAS O III-B4 RÍO TIVACUNO P III-F1

LA JOYA DE LOS SACHAS P III-A3 RÍO TIPUTINI ESTE P III-F2

SHUSUFINDI P III-A4 TIPUTINI Q III-E2

SAN PABLO DE KANTESIYA P III-B3 PILALO Ñ III-E3

RÍO AGUAS NEGRAS P III-B4 LAGUNA DE ANTEOJOS Ñ III-F3

CUYABENO Q III-A3 RÍO CHALUPAS Ñ III-F4

PAPALLACTA Ñ III-D2 TENA O III-E3

BAEZA O III-C1 LUSHANTA O III-E4

CERRO PAN DE AZUCAR O III-C2 CHONTAPUNTA O III-F3

SAN JOSE DEL PAYAMINO O III-D1 HUACHIYACU O III-F4

S. SEBASTIAN DEL COCA O III-D2 CONONACO P III-E3

LIMONCOCHA P III-C2 RÍO YASUNI P III-E4

RÍO NAPO P III-D1 RÍO BAHAMENO P III-F3

PAÑACOCHA P III-D2 RÍO YASUNI ESTE P III-F4

AMAZONAS Ñ VI-C1 NABON N VI-D2

PUERTO MISAHUALLI O IV-A2 RÍO PINDOYACU O IV-D4

CAMPANA COCHA O IV-B1 RÍO NAMOYACU P IV-C3

163



SIGLA NACIONAL

RÍO NUSHIÑO O IV-B2 LAGUNA DE HUASCAYACU

P IV-C4

RÍO SHIRIPUNO P IV-A1 VALLE HERMOSO P IV-D3

CONONACO CHICO P IV-A2 PIRAÑACOCHA P IV-D4

RÍO YAMIMO P IV-B1 VILLA LA UNION Ñ IV-E1

RÍO NASHIÑO P IV-B2 RIOBAMBA Ñ IV-E2

SIMIATUG Ñ IV-A3 VOLCÁN ALTAR Ñ IV-F1

AMBATO Ñ IV-A4 NUMBAIME Ñ IV-F2

SUCRE Ñ IV-B3 PALORA O IV-E1

RIO NEGRO Ñ IV-B4 YATAPI O IV-E2

SANTA CLARA O IV-A3 SARAYACU O IV-F1

ARAJUNO O IV-A4 RÍO JANDIAYACU O IV-F2

RÍO TIGREÑO O IV-B3 RÍO CHINGANA P IV-E1

RÍO CURARAY O IV-B4 PINTOYACU P IV-E2

RÍO CUNCHIYACU P IV-A3 RÍO PUMAYACU P IV-F1

RÍO TIGUIÑO P IV-A4 RÍOILLINEGRO P IV-F2

RÍO AURINO P IV-B3 PALLATANGA Ñ IV-E3

SANDOVAL P IV-B4 GUAMOTE Ñ IV-E4

CHIMBORAZO Ñ IV-C1 LLACTAPAMBA DE ALAO Ñ IV-F3

QUERO Ñ IV-C2 PABLO SEXTO Ñ IV-F4

MERA Ñ IV-D2 NUEVA HUAMBOYA O IV-E3

PUYO O IV-C1 CHAPINTZA O IV-E4

RÍO LLIQUINO O IV-C2 RÍO COPOTAZA O IV-F3

RÍO MANDEROYACU O IV-D1 RÍO PUCAYACU O IV-F4

RÍO VILLANO O IV-D2 CUNAMBO P IV-E3

SAN JOSE DE CURARAY P IV-C1 RÍO CURIYACU P IV-E4

PALIZADA P IV-C2 RÍO PINTOYACU P IV-F3

RÍO YANAYACU P IV-D1 RÍO ILLINEGRO GRANDE P IV-F4

RÍO ASHMAHUAYACU P IV-D2 PALMIRA Ñ V-A2

GUARANDA OESTE Ñ IV-D4 VOLCÁN SANGAY Ñ V-B1

GUARANDA Ñ IV-C3 SINAI Ñ V-B2

GUANO Ñ IV-C4 CHIGUAZA O V-A1

PALICTAGUA Ñ IV-D3 MACUMA O V-A2

CHIGUINDA Ñ VI-A4 GIMA Ñ VI-A3

164

CARTAS RESERVADAS



SIGLA NACIONAL

TULCÁN O II-A4 BAÑOS Ñ IV-D1 HUACA O II-C2 Q IV-C2 EL CALVARIO O II-D1 Q IV-D1 LA BONITA O II-C4 Q IV-C4 LA PALMERA O II-D3 Q IV-E1 RÍO SAN MIGUEL O II-D4 Q IV-E2 RÍO PUTUMAYO P II-D3 Q IV-E3 SANTA ELENA P II-D4 RÍO GARZAYACU P V-B2 STA. ROSA DE SUCUMBIOS O II-F2 CUNAMBO BONANZA Q V-A1 GENERAL FARFAN P II-E1 RÍO BOBONANZA P V-C2 RÍO CHANANGA P II-E2 RÍO YUTSUYACU P V-D1 PEÑA BLANCA P II-F1 TADAY Ñ V-C4 SINHUE P II-F2 AMUNTAI P V-C3 MONTEPA Q II-E1 ISHPINGU NUEVO P V-C4 LUMBAQUI O II-F3 GUACHAPALA Ñ V-E2 NUEVA LOJA P II-E3 WICHIMI O V-F1 DURENO P II-E4 MAKI O V-F2 SANSA HUARI P II-F3 RÍO WAMPUIK P V-E1 PALMA ROJA P II-F4 YAUPI O V-E3 PTO.EL CARMEN Q II-E3 SAN JOSE DE MORONA O V-E4 EL TABLERO Q II-E4 NAYANTS O V-F3 ATENAS O III-B1 RÍO SANTIAGO N VI-B2 RIO GUEPPI Q III-A2 TENIENTE HUGO ORTIZ O VI-A1 PUERTO RODRIGUEZ Q III-B1 SAN CARLOS DE LIMON Ñ VI-B3 LAS PALMAS O III-A4 TINKIMINTS Ñ VI-B4 BAILE PLAYA Q III-A4 FATIMA Ñ VI-D1 RIO LAGARTOCOCHA Q III-B3 RÍO COANGOS Ñ VI-D2 PINTAG Ñ III-D1 CONDOR MIRADOR Ñ VI-D3 FRANCISCO DE ORELLANA P III-C1 RÍO CANGAZA Ñ VI-D4 LAGUNA GARZACOCHA Q III-D1 RÍO CENEPA Ñ VI-F1 LAGUNA SANCUDO COCHA Q III-D3 PAQUISHA Ñ VI-E4 LAGUNA IMUYA Q III-D4 JIMENEZ BANDA Ñ VI-F3 PAVAYACU O III-E2 GUAYZIMI Ñ VII-A2 RIO COCAYA Q III-F1 CENTRO SHAIME Ñ VII-A4 CASTAÑA Q III-F2 LAS ARADAS N VII-D1 LATACUNGA Ñ III-E4 NUEVO PARAISO Ñ VII-C2 NUEVO ROCAFUERTE Q III-F3 AMALUZA N VII-D3 COCAYA Q III-F4 LA CANELA Ñ VII-C3 SAN JOSE DE POALO Ñ IV-B1 CERRO EL PLATEADO Ñ VII-C4 Q IV-B1 LAGUNA COX N VII-F1 Q IV-B3 RÍO VERGEL Ñ VII-E1 ZUMBA N VII-F4 RÍO BLANCO N VII-F3 QUEBRADA S.FRANCISCO Ñ VII-E3

165

PERFILES LONGITUDINALES DEL CAUCE PRINCIPAL PARA LAS

UNIDADES HIDROGRÁFICAS DEL NIVEL 4 DE LA DIVISIÓN Y

DELIMITACIÓN DE PFASFTETTER

Se muestra los perfiles longitudinales de las unidades hidrográficas del nivel 4,

además se presenta las características principales de cada cauce.

168

.

169

ANEXO N° 3

INFORMACIÓN METEOROLÓGICA

Contiene:

- Listado de estaciones meteorológicas

- Resumen de regresiones y correlaciones

- Lluvias intensas

170

ESTACIONES METEOROLÓGICAS

Se presenta el listado de las estaciones meteorológicas analizadas para el área

de estudio.

CÓD NOMBRE DE LA

ESTACIÓN TIPO LATITUD LONGITUD

ELEVACIÓN (m s.n.m.)

CLASE DE ESTACIÓN

hp T. EVP.

M004 RUMIPAMBA AP 1° 1' 5'' S 78° 35' 32'' W 2680 A A A

M007 NUEVO ROCAFUERTE AP 0° 55' 0'' S 75° 25' 0'' W 265 A A A

M008 PUYO AP 1° 30' 27'' S 77° 56' 38'' W 960 A A A

M029 BAÑOS CP 1° 23' 29'' S 78° 25' 5'' W 1695 A A B

M033 LA ARGELIA-LOJA AP 4° 2' 11'' S 79° 12' 4'' W 2160 A A A

M041 SANGAY(P.SANTA ANA) CP 1° 41' 35'' S 77° 57' 0'' W 880 A A A

M045 LAS PALMAS CP 2° 42' 58'' S 78° 37' 47'' W 2400 A A C

M070 TENA-CHAUPISHUNGO CO 0° 59' 5'' S 77° 48' 50'' W 665 C B -

M101 EL CARMELO PV 0° 39' 40'' N 77° 35' 58'' W 2820 A B C

M120 COTOPAXI-CLIRSEN CP 0° 37' 24'' S 78° 34' 53'' W 3510 A B -

M121 EL REFUGIO CO 0° 39' 33'' S 78° 34' 40'' W 4020 B - -

M126 PATATE CO 1° 18' 1'' S 78° 30' 0'' W 2270 B B -

M127 PILLARO CO 1° 1' 10'' S 78° 33' 10'' W 2770 A A -

M128 P. FERMIN CEVALLOS CO 1° 21' 9'' S 78° 36' 54'' W 2910 A A A

M133 GUASLAN CO 1° 43' 15'' S 78° 39' 40'' W 2850 A A -

M134 GUAMOTE CO 1° 56' 00'' S 78° 43' 00'' W 3020 C C -

M137 BIBLIAN CO 2° 42' 32'' S 78° 53' 30'' W 2640 A A -

M138 PAUTE CP 2° 46' 39'' S 78° 45' 32'' W 2289 A A -

M139 GUALACEO CP 2° 52' 55'' S 78° 46' 35'' W 2230 A A -

M140 UNCUBAMBA CO 2° 52'13'' S 78° 52' 29'' W 2510 B B -

M141 EL LABRADO CO 2° 43' 58'' S 79° 4' 23'' W 3335 A A -

M188 PAPALLACTA CO 0° 21' 54'' S 78° 8' 41'' W 3150 A B -

M189 GUALAQUIZA CO 3° 23' 53'' S 78° 34' 33'' W 750 A A A

M190 YANZATZA CO 3° 50' 15'' S 78° 45' 1'' W 830 B B B

M197 JACARIN SOLANO CO 2° 49' 16'' S 78° 56' 00'' W 2700 A B C

M203 EL REVENTADOR PV 0° 25' 18'' S 77° 58' 0'' W 1145 B C -

M206 GUARUMALES CO 02° 34' 00'' S 78° 23' 55'' W 1645 C C -

M217 PEÑAS COLORADAS PG 2° 34' 18'' S 78° 34' 0'' W 2321 A C C

M243 PUNGALES CO 1°35' 00'' S 78° 34' 00'' W 2550 B B C

M258 QUEROCHACA CP 1° 24' 0'' S 78° 35' 0'' W 2850 A A A

M293 PALMORIENTE-HUACHITO CP 0° 19' 0'' S 77° 4' 6'' W 360 B B C

M365 GUAYTACAMA PV 0° 49' 14'' S 78° 38' 25'' W 3075 B - -

M369 CUSUBAMBA PV 1°03' 59'' S 78° 41' 57'' W 3175 A - -

M371 PASTOCALLE PV 0°43' 30'' S 78° 37' 57'' W 3074 A - -

M373 TOACAZO PV 0°45' 00'' S 78° 41' 00'' W 3000 A - -

M375 SAQUISILÍ PV 0° 50' 16'' S 78° 39' 52'' W 2920 A - -

M376 PILAHUIN PV 1° 18' 8'' S 78° 43' 50'' W 3360 A - -

M377 TISALEO PV 1° 20' 42'' S 78° 39' 59'' W 3250 A - -

M378 RIO VERDE PV 1° 24' 4'' S 78° 17' 43'' W 1529 A - -

M380 HUAMBALO PV 1° 23' 14'' S 78° 31' 39'' W 2880 A - -

M390 URBINA PV 1° 29' 0'' S 78° 41' 0'' W 3610 B C -

M393 SAN JUAN-CHIMBORAZO PV 1° 37' 35'' S 78° 47' 0'' W 3220 A - -

M394 CAJABAMBA PV 1° 41' 05'' S 78° 45' 47'' W 3160 A - -

M395 CEBADAS PV 1° 54' 28'' S 78° 38' 27'' W 2930 A C -

M396 ALAO PV 1° 53' 0'' S 78° 29' 0'' W 3200 A - -

M407 LICTO PV 1° 48' 20'' S 78° 36' 0'' W 2840 A - -

M408 GUANO PV 1° 36' 19'' S 78° 37' 11'' W 2620 A - -

M410 RÍO MAZAR-RIVERA PV 2° 34' 25'' S 78° 39' 0'' W 2450 A - -

171

CÓD NOMBRE DE LA

ESTACIÓN TIPO LATITUD LONGITUD

ELEVACIÓN (m s.n.m.)

CLASE DE ESTACIÓN

hp T. EVP.

M414 CHANIN PV 2° 40' 13'' S 78° 44' 50'' W 3270 A - -

M417 PISCICOLA CHIRIMICHA PV 2° 46' 28'' S 79° 10' 20'' W 3270 A - -

M418 CUMBE PV 3° 4' 58'' S 79° 0' 46'' W 2720 A - -

M424 SIGSIG INAMHI PV 3° 2' 54'' S 78° 47' 10'' W 2600 A - -

M426 RICAURTE-CUENCA PV 2° 51' 3'' S 78° 56' 55'' W 2545 A - -

M427 SAYAUSI(MATADERO DJ. PV 2° 51' 57'' S 79° 4' 34'' W 2780 A - -

M429 SURUCUCHO(LLULLUCHIS PV 2° 49' 34'' S 79° 7' 54'' W 2800 A - -

M431 SEVILLA DE ORO PV 2° 47' 51'' S 78° 39' 11'' W 2360 A - -

M432 SAN LUCAS INAMHI PV 3° 43' 55'' S 79° 15' 41'' W 2525 A - -

M436 CUYUJA PV 0° 25' 0'' S 78° 2' 58'' W 2380 B - -

M484 ARCHIDONA PV 0° 55' 53'' S 77° 50' 13'' W 630 A - -

M485 ZATZAYACU AROSEMENA PV 1° 11' 29'' S 77° 51' 25'' W 628 A - -

M486 BORJA-MISION JOSEFINA PV 0° 24' 57'' S 77° 49' 32'' W 1500 B - -

M487 EL PLAYON EN S. FRCO. PV 0° 37' 50'' N 77° 37' 46'' W 2980 A - -

M488 CONTUNDO PV 0° 52' 24'' S 77° 50' 16'' W 790 B - -

M490 SARDINAS PV 0° 22' 16'' S 77° 48' 6'' W 1615 B - -

M497 LOGROÑO PV 2° 37' 28'' S 78° 12' 6'' W 612 A - -

M501 MENDEZ INAMHI PV 2° 42' 7'' S 78° 18' 11'' W 665 A - -

M502 EL PANGUI PG 3° 55' 59'' S 78° 40' 29'' W 820 A - -

M503 SAN FRANCISCO PV 3° 57' 50'' S 79° 4' 19'' W 1620 A - -

M506 PAQUISHA PV 3° 37' 42'' S 78° 35' 24'' W 650 A - -

M543 CAJANUMA PV 04° 04' 50'' S 79° 12' 19'' W 2267 B - -

M563 LORETO PV 0° 41' 33'' S 77° 18' 42'' W 420 C - -

M697 PUERTO LIBRE PV 0° 12' 11'' N 77° 30' 0'' W 680 B - -

M698 LA BONITA PV 0°10' 0'' N 77°30' 0'' W 1900 A - -

M710 CHONTA PUNTA PV 0° 56' 0'' S 77° 21' 0'' W 500 A - -

MA14 MACAS CO 2° 12' 37'' S 78° 9' 41'' W 1110 C C -

MA1V COTOPILALO CONVENIO CO 0° 41' 0'' S 78° 42' 0'' W 3250 B B -

MA1Y CALAMACA CONVENIO IN CP 1° 16' 50'' S 78° 49' 15'' W 3437 B B B

MA41 CHANLUD-CONVENIO CO 2° 40' 36'' S 79° 1' 53'' W 3336 C C C

MA54 SIERRA AZUL CO 0° 40' 26'' S 77° 55' 36'' W 2240 C C -

MA60 SHIRY XII CO 1° 51' 0'' S 78° 45' 0'' W 3028 A C -

MB07 HUATICOCHA PV 0° 44' 43'' S 77° 29' 01'' W 632 C - -

MB77 LUMBAQUI CP 0° 2' 26'' S 77° 20' 2'' W 580 C C C

MB83 TOTORILLAS CO 2° 0' 54'' S 78° 43' 20'' W 3210 A C C

MB84 PUJILÍ CP 0° 57' 24'' S 78° 42' 22'' W 2955 A C -

MB90 EL CEBOLLAR - CUENCA CP 2° 52' 55'' S 79° 1' 0'' W 2664 C C C

172

RESUMEN DE REGRESIONES Y CORRELACIONES

VARIABLE: PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL (mm).


ESTACIÓN X

ESTACIÓN Y

A B r

4978

M487 M101 0.8 23.3 0.7 M101 M487 0.6 24.3 0.7 M698 M188 0.4 17.0 0.7 M188 M698 1.3 72.7 0.7 M484 M710 0.7 40.1 0.7 M710 M484 0.7 131.1 0.7 M436 M007 1.2 67.7 0.7 M710 M293 0.6 116.4 0.7

4996

M127 M377 0.7 26.7 0.7 M377 M127 0.7 4.9 0.7 M390 M373 0.6 9.1 0.7 M369 M004 0.7 14.8 0.8 M004 M369 0.9 3.2 0.8 M408 M393 1.0 16.6 0.7 M393 M408 0.5 9.0 0.7 M369 M371 0.9 23.2 0.7 M408 M133 0.8 15.9 0.8 M371 M120 0.8 37.6 0.8 M008 M041 0.7 71.1 0.7 M041 M008 0.7 133.8 0.7 M393 M394 0.6 27.5 0.7 M393 M128 0.9 -3.2 1.0 M128 M258 1.0 6.3 1.0 M128 M376 0.9 17.9 0.8 M393 M395 0.8 3.5 0.7 M258 M029 1.5 35.5 0.7 M029 M378 1.5 58.0 0.8

4998

M197 M426 1.2 13.8 0.8 M426 M197 0.7 10.3 0.7 M217 M410 0.3 33.9 0.8 M410 M217 2.1 25.6 0.8 M427 M418 0.5 17.3 0.7 M418 M427 1.1 22.2 0.7 M418 M141 0.9 50.2 0.7 M141 M417 0.9 15.5 0.8 M417 M429 0.7 -7.0 0.7 M138 M137 0.9 40.0 0.8 M137 M138 0.7 10.9 0.8 M138 M139 0.9 7.4 0.8 M137 M033 0.6 24.8 0.7 M138 M414 0.8 37.2 0.7 M408 M133 0.9 15.7 0.7 M045 M431 0.8 29.1 0.8 M431 M045 0.8 21.3 0.8 M189 M503 0.9 50.2 0.7 M503 M189 0.6 46.8 0.7

173


ESTACIÓN X

ESTACIÓN Y

A B r

4998 M189 M502 0.4 62.3 0.7 M497 M501 0.7 49.1 0.7 M501 M497 0.7 42.5 0.7

VARIABLE: TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (°C).


ESTACIÓN X

ESTACIÓN Y

A B r

4978 M070 M188 0.7 -7.3 0.7 M007 M070 0.6 8.9 0.8 M070 M293 0.9 4.0 0.8

4996

M127 M004 0.8 3.9 0.8 M004 M008 0.6 13.1 0.8 M008 M029 1.1 -5.4 0.8 M258 M133 0.6 6.7 0.8 M133 M258 1.0 -1.8 0.8

4998

M141 M045 1.0 6.2 0.9 M138 M139 0.9 2.4 0.8 M139 M138 0.8 3.2 0.8 M045 M141 0.8 -3.1 0.9

174

LLUVIAS INTENSAS


Periodo de retorno (Años)

IdTR INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN ITR (mm/h)

TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 5.1 167.2 135.6 120.0 97.3 65.0 27.6 16.1 9.4 5.5

10 6.0 196.7 159.6 141.2 114.5 76.5 32.5 19.0 11.1 6.4 25 8.0 262.3 212.7 188.2 152.7 102.0 43.4 25.3 14.7 8.6 50 9.0 295.1 239.3 211.7 171.7 114.7 48.8 28.4 16.6 9.7

100 10.0 327.9 265.9 235.3 190.8 127.4 54.2 31.6 18.4 10.7




TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 5.1 167.2 135.6 120.0 97.3 65.0 27.6 16.1 9.4 5.5

10 6.0 196.7 159.6 141.2 114.5 76.5 32.5 19.0 11.1 6.4 25 7.0 229.5 186.1 164.7 133.6 89.2 37.9 22.1 12.9 7.5 50 8.0 262.3 212.7 188.2 152.7 102.0 43.4 25.3 14.7 8.6

100 8.8 288.5 234.0 207.0 167.9 112.2 47.7 27.8 16.2 9.5

0

50

100

150

200

250

300

350

0 120 240 360

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)

Intensidad vs Tiempo

100

años

50 años

25 años

0

50

100

150

200

250

300

0 60 120 180 240 300 360

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)


100 años

50 años

25 años

10 años

5 años

175




TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 4.0 131.1 106.4 94.1 76.3 51.0 21.7 12.6 7.4 4.3

10 4.5 147.5 119.7 105.9 85.9 57.4 24.4 14.2 8.3 4.8 25 5.0 163.9 133.0 117.6 95.4 63.7 27.1 15.8 9.2 5.4 50 6.0 196.7 159.6 141.2 114.5 76.5 32.5 19.0 11.1 6.4

100 6.1 200.0 162.2 143.5 116.4 77.7 33.1 19.3 11.2 6.6




TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 5.0 172.9 123.7 101.7 72.8 52.1 27.0 15.3 8.7 5.0

10 5.4 186.7 133.6 109.9 78.6 56.3 29.1 16.6 9.4 5.3 25 6.0 207.5 148.5 122.1 87.3 62.5 32.4 18.4 10.5 5.9 50 6.1 210.9 150.9 124.1 88.8 63.5 32.9 18.7 10.6 6.0

100 6.7 231.7 165.8 136.3 97.5 69.8 36.1 20.5 11.7 6.6

0

40

80

120

160

200

0 60 120 180 240 300 360

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)


100 años

50 años

25 años

10 años

5 años

0

40

80

120

160

200

240

0 60 120 180 240 300 360

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)


100

años

50 años

25 años

176




TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 4.4 113.9 82.8 68.8 47.4 30.8 15.5 10.1 6.5 4.2

10 4.9 126.9 92.2 76.6 52.8 34.3 17.3 11.2 7.3 4.7 25 5.4 139.8 101.7 84.4 58.2 37.8 19.1 12.4 8.0 5.2 50 6.0 155.3 113.0 93.8 64.7 42.0 21.2 13.7 8.9 5.8 100 6.1 157.9 114.8 95.3 65.8 42.7 21.5 14.0 9.1 5.9




TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 2.8 121.8 95.7 83.1 65.3 44.0 17.0 9.4 5.1 2.8

10 3.0 130.5 102.6 89.1 70.0 47.1 18.3 10.0 5.5 3.0 25 3.2 139.2 109.4 95.0 74.7 50.3 19.5 10.7 5.9 3.2 50 3.7 161.0 126.5 109.9 86.3 58.1 22.5 12.4 6.8 3.7

100 4.2 182.7 143.6 124.7 98.0 66.0 25.6 14.1 7.7 4.2

0

40

80

120

160

0 60 120 180 240 300 360

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)


100

años50 años

25 años

0

40

80

120

160

200

0 60 120 180 240

Inte

nsi

dad

de

lluvi

a (m

m/h

)

Duración (min)


100 años

50 años

25 años

10 años

5 años

177




TIEMPO t (min)

5 10 15 30 60 180 360 720 1440 5 3.5 152.3 119.7 103.9 81.7 55.0 21.3 11.7 6.4 3.5

10 4.0 174.0 136.8 118.8 93.3 62.9 24.3 13.4 7.4 4.0 25 4.5 195.8 153.8 133.6 105.0 70.7 27.4 15.1 8.3 4.5 50 5.0 217.5 170.9 148.5 116.7 78.6 30.4 16.7 9.2 5.1 100 5.3 230.6 181.2 157.4 123.7 83.3 32.3 17.7 9.7 5.4

0

40

80

120

160

200

240

0 60 120 180 240

Inte

nsi

dad

de

lluvi

as (

mm

/h)

Duración (min)


100

años

50 años

25 años

178

ANEXO N° 4

INFORMACIÓN HIDROLÓGICA

Contiene:

- Listado de estaciones hidrológicas

- Resumen de regresiones y correlaciones

- Curvas de duración general

179

ESTACIONES HIDROLÓGICAS

Se presenta el listado de las estaciones hidrológicas analizadas para el área de

estudio.

CÓD. NOMBRE DE LA ESTACIÓN TIPO LATITUD LONGITUD ALTITUD (m s.n.m.)

U. H.

CLASE

Qmed Qmáx

H682 DUE AJ AGUARICO LG 00° 01' 40'' N 77° 23' 15'' W 535 4978 C C

H712 AZUELA AJ SAN PEDRO LG 00° 07' 00'' N 77° 57' 40'' W 3417 4978 C C

H714 COCA EN SAN RAFAEL LM 00° 06' 05'' S 77° 34' 32'' W 1160 4978 C C

H715 QUIJOS AJ BOMBON LG 00° 17' 03'' S 77° 44' 5'' W 1380 4978 C B

H717 COCA EN LA GABARRA LM 00° 05' 06'' S 77° 34' 0'' W 1120 4978 C C

H718 QUIJOS EN BAEZA LM 00° 27' 16'' S 77° 53' 11'' W 1770 4978 B A

H719 QUIJOS DJ OYACACHI LG 00° 18' 10'' S 77° 46' 30'' W 1490 4978 B A

H720 MISAHUALLI EN COTUNDO LG 00° 50' 28'' S 77° 47' 49'' W 800 4978 A A

H721 JATUNYACU DJ ILOCULIN LG 01° 05' 14'' S 77° 55' 08'' W 570 4978 A A

H722 YANAHURCO DJ VALLE LG 00° 43' 36'' S 78° 18' 18'' W 3590 4978 A A

H723 BORJA AJ QUIJOS LG 00° 25' 35'' S 77° 48' 48'' W 1620 4978 C B

H726 COCA AJ MALO LG 00° 08' 35'' S 77° 36' 16'' W 1250 4978 C C

H727 SANTA ROSA AJ QUIJOS LG 00° 18' 27'' S 77° 46' 48'' W 1420 4978 C B

H729 OYACACHI AJ QUIJOS LG 00° 18' 16'' S 77° 48' 30'' W 1520 4978 C B

H731 COSANGA AJ QUIJOS LG 00° 20' 41'' S 78° 51' 08'' W 1740 4978 A A

H732 BOMBON AJ QUIJOS LG 00° 19' 00'' S 77° 05' 02'' W 1400 4978 C C

H733 QUIJOS AJ BORJA LG 00° 25' 03'' S 77° 49' 0'' W 1635 4978 C C

H735 COCA EN CODO SINCLAIR LG 00° 01' 00'' S 77° 20' 0'' W 480 4978 C C

H763 MULA CORRAL AJ CALAMACA LM 01° 14' 49'' S 78° 49' 41'' W 3430 4996 B B

H764 CALAMA AJ MULA CORRAL LG 01° 14' 47'' S 78° 49' 34'' W 3440 4996 B B

H772 PUMACUNCHI EN H.PATOCOCHA LM 00° 52' 12'' S 78° 37' 58'' W 2650 4996 C A

H773 ALAQUEZ AJ CUTUCHI LM 00° 54' 53'' S 78° 37' 22'' W 2700 4996 C C

H774 CUTUCHI EN LATACUNGA LM 00° 56' 08'' S 78° 36' 53'' W 2590 4996 C C

H775 PUMACUNCHI EN LATACUNGA LM 00° 56' 25'' S 78° 37' 0'' W 2600 4996 C C

H776 CUNUYACU EN LATACUNGA LM 00° 56' 13'' S 78° 36' 43'' W 2585 4996 C C

H781 VERDE AJ PASTAZA LM 01° 23' 55'' S 78° 17' 47'' W 1495 4996 B A

H782 BLANCO AJ PUMACUNCHI LM 00°44' 52'' S 78° 42' 10'' W 3360 4996 C A

H783 OZOGOCHE EN LOS LAGOS LM 02° 14' 51'' S 78° 35' 58'' W 3715 4996 B B

H785 CHIBUNGA EN CALPI LM 01° 38' 48'' S 78° 45' 09'' W 3020 4996 C B

H786 GUAMOTE AJ CEBADAS LM 01° 52' 34'' S 78° 28' 01'' W 2858 4996 C A

H787 ALAO EN HDA. ALAO LG 01° 53' 25'' S 78° 30' 39'' W 3200 4996 A A

H788 PUELA AJ CHAMBO LM 01° 30' 27'' S 78° 28' 16'' W 2460 4996 A A

H789 GUARGUALLA AJ CEBADAS LM 01° 52' 05'' S 78° 36' 17'' W 2828 4996 B A

180

CÓD. NOMBRE DE LA ESTACIÓN TIPO LATITUD LONGITUD ALTITUD (m s.n.m.)

U. H.

CLASE

Qmed Qmáx

H890 ZAMORA DJ NANGARITZA LM 03° 45' 51'' S 78° 38' 31'' W 890 4998 A C

H892 MAZAR A.J. PAUTE LM 03° 15' 29'' S 79° 14' 05'' W 2250 4998 B A

H893 YANUNCAY AJ TARQUI LM 02° 54' 46'' S 79° 0' 24'' W 2500 4998 C A

H894 PAUTE EN PAUTE LM 02° 45' 31'' S 78° 44' 24'' W 2104 4998 B B

H895 TOMEBAMBA EN MONAY LM 02° 53' 23'' S 78° 57' 47'' W 2457 4998 A A

H896 MATADERO EN SAYAUSI LG 02° 49' 23'' S 78° 52' 17'' W 2715 4998 A A

H897 SURUCUCHO AJ LLULLUCCHAS LM 02° 52' 18'' S 79° 04' 07'' W 2980 4998 A A

H899 SAN FRANCISCO EN GUALACEO LM 02° 53' 43'' S 78° 45' 49'' W 2400 4998 A A

H900 PAUTE AJ DUDAS LG 02° 41' 10'' S 78° 37' 29'' W 2000 4998 B B

H901 CANAL SAYMIRIN LM 02° 45' 37'' S 79° 0' 42'' W 2900 4998 C C

H902 DUDAS EN PINDILIG LM 02° 37' 45'' S 78° 40' 06'' W 2450 4998 B A

H905 MACHANGARA AJ CHULCO LM 02° 44' 11'' S 79° 0' 24'' W 2915 4998 C B

H906 JUVAL AJ PAUTE LG 02° 23' 36'' S 78° 33' 30'' W 1950 4998 C C

H907 NAMANGOZA DJ UPANO LG 02° 45' 35'' S 78° 16' 30'' W 410 4998 C C

H908 UPANO DJ TUTANANGOZA LM 02° 34' 43'' S 78° 52' 13'' W 550 4998 B B

H909 PAUTE AJ UPANO LG 02° 44' 19'' S 78° 17' 24'' W 413 4998 C C

H911 ABANICO EN PTE.ANGOSTURA LM 02° 15' 58'' S 78° 11' 57'' W 1760 4998 C C

H912 YACUAMBI EN LA PAZ LM 03° 43' 37'' S 78° 53' 10'' W 958 4998 A B

H913 PALMIRA AJ PAUTE LM 02° 29' 25'' S 78° 32' 40'' W 1910 4998 C C

H917 PAUTE DJ LLAVIRCAY LM 02° 38' 40'' S 78° 36' 40'' W 2320 4998 C C

H918 PAUTE AJ CARDENILLO LG 02° 34' 03'' S 78° 29' 02'' W 1130 4998 C C

H929 COLLAY AJ PAUTE LM 02° 44' 16'' S 78° 38' 36'' W 2190 4998 B B

H931 GUALACEO AJ PAUTE LG 02° 51' 59'' S 78° 46' 09'' W 2234 4998 C C

H932 BURGAY AJ DELEG LM 02° 53' 25'' S 78° 57' 47'' W 2340 4998 C C

H942 TARQUI DJ SHUCAY LM 03° 15' 29'' S 79° 14' 05'' W 2640 4998 C B

H966 MAYO DJ QDA. ZUMBAYACU LM 04° 52' 25'' S 79° 05' 22'' W 700 4999 B A

HB23 AGUARICO EN NUEVA LOJA AU 00° 02' 38'' N 76° 48' 29'' W 209 4978 C C

HB24 COCA EN SAN SEBASTIÁN AU 00° 20' 23'' S 77° 00' 19'' W 320 4978 C C

HB25 NAPO EN FRANCISCO DE ORELL. AU 00° 26' 28'' S 76° 59' 21'' W 330 4978 C C

HB28 SANTIAGO EN BATALLON SANT. AU 03° 03' 06'' S 78° 01' 01'' W 300 4998 C C

HB33 AMBATO EN MANZANAHUAICO LM 01° 16' 43'' S 78° 45' 39'' W 3150 4996 C C

181

RESUMEN DE REGRESIONES Y CORRELACIONES

VARIABLE: CAUDAL MEDIO MENSUAL (m³/s).

UNIDAD ESTACIÓN ESTACIÓN A B r

HIDROG. Y X

4978

H718 H719 0.2 15.6 0.7

H720 H731 0.3 5.8 0.7

H729 H718 1.1 -5.3 0.8

H731 H720 1.6 13.4 0.7

H721 H729 3.2 136.3 0.7

4996

H764 H787 0.1 0.3 0.7

H781 H787 1.9 0.6 0.9

H787 H781 0.4 1.9 0.9

H787 H764 5.1 1.6 0.7

H788 H826 0.1 6.0 0.7

H792 H793 2.9 4.2 0.8

H793 H792 0.2 -0.1 0.8

H826 H788 3.7 10.1 0.7

4998

H881 H884 0.2 -40.5 0.7

H884 H881 2.2 376.5 0.7

H886 H889 0.3 3.8 0.8

H889 H886 2.4 18.2 0.8

H895 H897 11.8 2.8 0.8

H896 H897 4.2 1.5 0.8

H897 H896 0.2 0.1 0.8

H907 H912 5.3 201.8 0.8

H912 H907 0.1 12.1 0.8

182

CURVAS DE DURACIÓN GENERAL


0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




183

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




184


0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




185

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




186

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)


Curva de Duración General - Estación H788


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




187

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




188


0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

200

400

600

800

1000

1200

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




189

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

50

100

150

200

250

300

350

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




190

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




191

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




192

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m³/

s)




193

ANEXO N° 5

CAUDALES MÁXIMOS

Contiene:

- Caudales máximos con período de retorno asignado

- Gráfico de caudales máximos con intervalo de confianza α=95%

194

CAUDALES MÁXIMOS UNIDAD HIDROGRÁFICA 4978

QUIJOS EN BAEZA H718

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s) 5 268.2 309.6

10 317.2 370.9 25 375.4 446.3 50 416.3 500.6 100 455.4 553.3

ESTACIÓN QUIJOS DJ OYACACHI H719

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s) 5 1230.0 1422.7

10 1406.4 1665.8 25 1622.5 1981.9 50 1779.4 2221.6 100 1933.4 2464.2

ESTACIÓN MISAHUALLÍ EN CONTUNDO H720

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s) 5 175.5 206.2

10 212.4 256.1 25 260.4 324.8 50 297.0 379.5 100 334.3 436.9

195

JATUNYACU DJ ILOCULIN H721

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s) 5 2072.8 2465.6

10 2568.9 3090.5 25 3174.7 3880.1 50 3609.6 4459.4

100 4030.6 5027.6

YANAHURCO DJ VALLE H722

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s) 5 16.3 19.7

10 20.4 25.3 25 25.5 32.3

50 29.1 37.5 100 32.7 42.7

COSANGA AJ QUIJOS H731

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s) 5 471.1 523.8

10 533.6 604.4 25 600.1 672.3 50 643.1 723.2

100 681.8 769.2

196


ESTACIÓN PUMACUNCHI EN H. PATOCOCHA H772

Periodo Qmáx.

Qmáx.

de retorno superior

(años) (m³/s) (m³/s)

5 21.04 25.12

10 26.51 32.01

25 33.24 40.78

50 38.11 47.25 100 42.84 53.61

ESTACIÓN VERDE AJ PASTAZA H781

Periodo Qmáx.

Qmáx. de retorno superior


5 289.7 338.0 10 340.5 396.6

25 394.7 460.9 50 429.7 503.2

100 461.2 541.4

ESTACIÓN BLANCO AJ PUMACUNCHI H782

Periodo Qmáx.



5 5.4 7.9

10 7.2 7.7 25 9.4 9.9

50 11.1 11.5 100 12.8 13.1

197

ESTACIÓN GUAMOTE AJ

CEBADAS H786

Periodo Qmáx.



5 22.2 27.7

10 26.8 34.3

25 32.4 42.4

50 36.4 48.9

100 40.2 54.9

ESTACIÓN ALAO EN HDA. ALAO H787

Periodo Qmáx.



5 102.9 117.4

10 121.0 140.2 25 142.5 168.3

50 157.5 188.3 100 171.9 207.8

ESTACIÓN PUELA AJ CHAMBO H788

Periodo Qmáx.



5 166.4 194.7 10 201.4 239.1

25 243.5 294.6 50 273.4 334.9

100 302.2 374.3

198

ESTACIÓN GUARGUALLA AJ CEBADAS H789

Periodo Qmáx.



5 26.6 30.7

10 31.6 36.4 25 37.6 43.4

50 41.7 48.5 100 45.8 53.4

ESTACIÓN CEBADAS AJ GUAMOTE H790

Periodo Qmáx.



5 198.7 248.7 10 262.9 241.4

25 354.5 482.6 50 430.0 605.3

100 511.6 743.2

ESTACIÓN BALSACON EN SAN ANDRES H791

Periodo Qmáx.



5 1.5 1.9

10 1.9 2.6 25 2.6 3.7

50 3.2 4.6 100 3.8 5.7

199

ESTACIÓN CUTUCHI AJ

YANAYACU H792

Periodo Qmáx.



5 74.3 86.5 10 90.6 108.0

25 111.9 137.7 50 128.2 161.4

100 144.9 186.4

ESTACIÓN NAGSICHE PTA. E.

CUSUBAMBA H793

Periodo Qmáx.



5 10.7 13.1

10 13.5 16.9 25 17.0 21.8

50 19.5 25.3 100 21.9 28.9

ESTACIÓN NEGRO AJ PUMACUNCHI H795

Periodo Qmáx.



5 7.79 9.03 10 8.67 10.31

25 9.68 11.85 50 10.37 12.93

100 11.01 13.97

200

ESTACIÓN CANAL MULALILLO H799

Periodo Qmáx.



5 0.73 0.83

10 0.92 1.02 25 1.16 1.26

50 1.34 1.43 100 1.50 1.60

ESTACIÓN PASTAZA EN BAÑOS H800

Periodo Qmáx.



5 787.9 932.9

10 959.7 1145.7 25 1167.3 1412.3

50 1315.3 1606.6 100 1458.0 1796.5

ESTACIÓN AMBATO EN AMBATO H801

Periodo Qmáx.



5 117.6 170.0 10 154.2 235.4

25 200.4 323.6 50 234.3 391.1

100 267.6 459.0

201

CAUDALES MÁXIMOS UNIDAD HIDROGRÁFICA 4998

BOMBOIZA AJ. ZAMORA H881

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 1404.1 1612.8 10 1631.1 1873.8 25 1873.2 2159.7 50 2029.5 2347.3 100 2170.2 2517.4

ZAMORA AJ. BOMBOIZA H-884

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 2546.5 2989.7 10 2826.7 3442.2 25 3146.8 3987.8 50 3365.6 4374.4 100 3570.4 4745.0

SABANILLA AJ. ZAMORA H-886

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 191.7 214.7 10 215.9 242.6 25 241.7 273.2 50 258.3 293.2

100 273.3 311.4

202

YACUAMBI AJ ZAMORA H887

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 1269.6 1559.4 10 1462.2 1870.2 25 1687.3 2255.2 50 1843.9 2533.4 100 1992.3 2803.6

ZAMORA EN ZAMORA H889

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 794.1 915.1 10 952.4 1103.9 25 1141.9 1337.6 50 1276.1 1506.5 100 1404.9 1670.7

MAZAR A.J. PAUTE H892

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 37.4 46.9 10 47.7 60.4 25 60.4 77.8 50 69.5 90.8

100 78.5 103.6

203

YANUNCAY AJ TARQUI H893

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 113.7 131.7 10 131.6 152.5 25 150.8 175.5 50 163.1 190.5

100 174.2 204.2

TOMEBAMBA EN MONAY H895

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 192.5 225.8 10 232.6 277.6 25 280.8 342.3 50 315.0 389.4

100 347.9 435.3

MATADERO EN SAYAUSI H896

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 70.3 77.5 10 79.6 88.0 25 89.6 99.5 50 96.0 107.0 100 101.8 113.8

204

SURUCUCHO AJ LLULLUCCHAS H897

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 7.2 8.2 10 9.1 10.0 25 11.3 12.3 50 13.0 14.0

100 14.6 15.6

SAN FRANCISCO EN GUALACEO H899

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 155.6 178.4 10 182.7 209.3 25 211.6 243.0 50 230.3 265.1 100 247.1 285.1

DUDAS EN PINDILIG H902

Tr (años)

Qmáx (m³/s)

Qmáx superior

(m³/s)

5 33.8 45.3 10 47.3 64.4 25 64.9 90.2 50 78.1 110.1 100 91.2 130.1

205


ESTACIÓN MAYO DJ QDA.

ZUMBAYACU H966

Periodo Qmáx. Qmáx. de retorno superior


5 1128.1 1338.9

10 1304.4 1549.8 25 1492.4 1782.6

50 1613.8 1935.8 100 1723.0 2075.0

206

ANEXO N° 6

TRANSPORTE Y PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS

Contiene:

- Curva de descarga de sedimentos

- Resumen de producción de sólidos

207


ESTACIÓN QUIJOS EN BAEZA H718 SEDIMENTOS SUSPENCIÓN (ton/año) 37457.6 SEDIMENTOS SUSPENCIÓN POR CRECIDAS (ton/año) 1872.9 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 7491.5 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 46822.0 ÁREA DE DRENAJE (km²) 904.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm) 0.03

ESTACIÓN MISAHUALLÍ EN CONTUNDO H720

SEDIMENTOS SUSPENCIÓN (ton/año) 16863.5

SEDIMENTOS SUSPENCIÓN POR CRECIDAS (ton/año) 843.2

SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 3372.7

SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 21079.3


LÁMINA DE EROSIÓN (mm) 0.10

y = 0.0034x1.5328

R² = 0.7776

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0103x1,3645

R² = 0,6281

0

0

0

1

1

1

1

1

2

2

0 10 20 30 40

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



208

ESTACIÓN JATUNYACU DJ. ILOCULIN H721







ESTACIÓN OYACACHI AJ. QUIJOS H729 SEDIMENTOS SUSPENCIÓN (ton/año) 54954.6 SEDIMENTOS SUSPENCIÓN POR CRECIDAS (ton/año) 2747.7 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 10990.9 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 68693.3



y = 0,0002x2,2495

R² = 0,4706

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

0 200 400 600 800 1.000

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0005x2,1179

R² = 0,547

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



209

ESTACIÓN COSANGA AJ. QUIJOS H731








ESTACIÓN VERDE AJ. PASTAZA H781







y = 0,0002x2,5956

R² = 0,5737

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0139x1,2389

R² = 0,5037

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 10 20 30 40 50

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



210

ESTACIÓN ALAO EN HDA. ALAO H787







ESTACIÓN PUELA AJ. CHAMBO H788







y = 0,0051x2,1254

R² = 0,7685

0

100

200

300

400

500

600

0 20 40 60 80 100

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0072x1,5872

R² = 0,637

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100 120

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



211

ESTACIÓN CUTUCHI AJ. YANAYACU H792







ESTACIÓN NAGSICHE PLTAELC H793







y = 0,0901x1,9082

R² = 0,5696

0

100

200

300

400

500

600

0 10 20 30 40 50

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0867x2,0023

R² = 0,7833

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



212

ESTACIÓN CHAMBO EN HDA.CAHUAJI H-826 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 822558.9 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 41127.9 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 164511.8 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 1028198.6 ÁREA DE DRENAJE (km²) 3650.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.16


ESTACIÓN BOMBOIZA A.J. ZAMORA H-881 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 317710.9 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 15885.5 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 63542.2 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 397138.7 ÁREA DE DRENAJE (km²) 1390.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.16

y = 0,005x2,0874

R² = 0,5674

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 100 200 300 400

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)

Caudal líquido (m³/s)

Curva de Descarga de sedimentos H-826

y = 0,0036x1,7017

R² = 0,5429

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 100 200 300 400 500

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



213

ESTACIÓN ZAMORA A.J. BOMBOIZA H-884

SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 5599564.6 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 279978.2 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 1119912.9 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 6999455.8 ÁREA DE DRENAJE (km²) 8459.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.46

ESTACIÓN SABANILLA AJ ZAMORA H-886 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 27680.5 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 1384.0 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 5536.1 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 34600.6 ÁREA DE DRENAJE (km²) 184.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.11

y = 3E-06x2,7839

R² = 0,6068

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 500 1000 1500 2000

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0094x1,4447

R² = 0,6722

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



214

ESTACIÓN ZAMORA D.J. SABANILLA H-889 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 740056.1 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 37002.8 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 148011.2 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 925070.2 ÁREA DE DRENAJE (km²) 1390.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.37

ESTACIÓN TOMEBAMBA EN MONAY H-895 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 22545.6 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 1127.3 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 4509.1 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 28182.0 ÁREA DE DRENAJE (km²) 1260.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.01

y = 0,0015x2,2182

R² = 0,6793

0

500

1000

1500

2000

2500

0 100 200 300 400 500 600

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)


Curva de Descarga de sedimentos H889

y = 0,0435x1,03

R² = 0,6708

0

1

1

2

2

3

3

4

0 10 20 30 40

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)


Curva de Descarga de Sedimentos H895

215

ESTACIÓN MATADERO EN SAYAUSI H-896 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 3464.6 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 173.2 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 692.9 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 4330.7 ÁREA DE DRENAJE (km²) 312.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.01

ESTACIÓN SURUCUCHO A.J. LLULLUCCHAS H-897 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 194.9 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 9.7 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 39.0 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 243.7 ÁREA DE DRENAJE (km²) 44.3 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.003

y = 0,0101x1,3082

R² = 0,6751

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)


Curva de Descarga de sedimentos H896

y = 0,0059x0,9072

R² = 0,7882

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



216

ESTACIÓN NAMANGOZA DJ UPANO H-907 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 3991392.0 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 199569.6 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 798278.4 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 4989240.0 ÁREA DE DRENAJE (km²) 10176.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.27

ESTACIÓN YACUAMBI EN LA PAZ H-912 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN (ton/año) 390672.1 SEDIMENTOS SUSPENSIÓN POR CRECIDAS(ton/año) 19533.6 SEDIMENTOS DE FONDO (ton/año) 78134.4 SEDIMENTOS TOTALES (ton/año) 488340.1 ÁREA DE DRENAJE (km²) 960.0 LÁMINA DE EROSIÓN (mm/año) 0.28

y = 0,0954x1,097

R² = 0,4491

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 500 1000 1500

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



y = 0,0012x1,9902

R² = 0,6945

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400 500

Cau

dal

só

lido

(kg

/s)



217

ANEXO N° 7

DIGITALES

Contiene serie de datos de:

Precipitaciones medias mensuales

Temperaturas medias mensuales

Caudales medios mensuales

Caudales máximos anuales

Sedimentos

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