UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA -...

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJAÁrea Agropecuaria y de Recursos Naturales

Renovables

“Inventario Hidrológico de la Cuenca Superior delRío Zamora aplicando Sistemas de Información

Geográfica (SIG)”

Tesis de grado previa a la obtencióndel título de Ingeniero en Manejo

y Conservación del Medio Ambiente

DIRECTOR:Ing. Aníval González Mg. Sc.

ASESORES:Ing. Hugo Sáenz

Ing. Ángel Jiménez

AUTORES:Kléber Carbajal Medina

Roberto Vinicio Piedra Alarcón

Loja –Ecuador2007

i

Loja, 19 de Julio de 2007

Ing. Aníval González Mg. Sc.

CATEDRÁTICO DEL ÁREA AGROPECUARIA Y DE RECURSOSNATURALES RENOVABLES.

Certifico:

Que el presente trabajo intitulado “INVENTARIO HIDROLÓGICO

DE LA CUENCA SUPERIOR DEL RÍO ZAMORA APLICANDO

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA”, de autoría de los

señores egresados de la carrera de Ingeniería en Manejo y Conservación

del Medio Ambiente; Kléber Carbajal Medina y Roberto Vinicio Piedra

Alarcón, y sometido a revisión por lo que autorizo su presentación.

________________________

Ing. Aníval González Mg. Sc.DIRECTOR DE TESIS

ii

APROBACIÓN

Los miembros del tribunal de tesis, luego de proceder a revisar

y verificar las observaciones realizadas en el trabajo de

investigación intitulado: “INVENTARIO HIDROLÓGICO DE LA

CUENCA SUPERIOR DEL RÍO ZAMORA APLICANDO

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA”, se aprueba

su impresión y publicación

Loja, 19 de Julio de 2007

_________________________Ing. Galo Costa Muñoz

Presidente

_________________________Ing. Temístocles Maldonado Rojas

Vocal

_________________________Ing. Zhofre Aguirre Mendoza

Vocal

_________________________Ing. Luis Sinche Fernández

Vocal

_________________________Ing. Max Encalada Córdova

Vocal

iii

AUTORIA

Declaramos que el presentetrabajo investigativo, sus criterios,

ideas, y resultados tanto en suoriginal como en sus copias,

son exclusivamente responsabilidadde sus autores

iv

DEDICATORIA

El esfuerzo y la perseveranciaen la presente tesis la dedico

a mis padres Wagner y Melaniapor haberme apoyado todo el

tiempo brindándome suconfianza y amistad, así como

también lo dedico a losque siempre están ahí.

Roberto Piedra

El fruto de la presente investigaciónse lo dedico especialmente a mi Madre,puesto que fue la propulsora a que yosiga en los estudios, y a todas esas personasque con su contigente nos colaboró de alguna formapara poder culminar con éxito este trabajo.

Kléber Carbajal

v

AGRADECIMIENTO

La voluntad y el impulso generado en la presente tesis tanto en

su elaboración, ejecución y aprobación se debe a aquellas

personas que con sus conocimientos y sugerencias supieron

darla en el momento adecuado como son el Director de tesis

Ing. Aníval González, asesores, Ing. Hugo Sáenz y el Ing.

Ángel Jiménez. Así como a los colaboradores del CINFA como

el Ing. Fabián Sotomayor y el Ing. José Merino que nos

apoyaron con sus sabias enseñanzas y consejos en el manejo

de Sistemas de Información Geográfica.

De igual manera queremos agradecer a los ingenieros: Lauro

Conde, Segundo Morocho, Issac Valarezo, Zhofre Aguirre,

Rafael González y a aquellas personas que de alguna manera

u otra se dieron la molestia de brindar su valiosa colaboración

Los Autores

vi

INDICE GENERAL

CONTENIDO Página

Certificación IAprobación iiAutoría iiiDedicatoria ivAgradecimiento vÍndice general viiiÍndice de cuadros ixÍndice de figuras xAnexos xi

I. INTRODUCCIÓN ....................................................... 1

II. MARCO TEÓRICO .................................................... 32.1. El ecosistema cuenca.............................................. 32.2. Concepto y tipos de cuencas hidrográficas.......... 52.2.2. Clasificación de las cuencas de acuerdo al área ....... 72.2.3. Área de la cuenca ...................................................... 72.2.4. Forma de la cuenca ................................................... 82.2.5. Pendiente de una cuenca .......................................... 92.2.6. Características de la cuenca y sus cauces ................ 102.2.6.1. Clasificación de las corrientes.................................... 112.2.6.2. Orden de corrientes ................................................... 122.2.6.3. Densidad de corrientes .............................................. 132.2.6.4. Densidad de drenaje.................................................. 142.2.7. Pendiente del cauce................................................... 142.3. Estimación de caudales .......................................... 152.3.1. Métodos directos para medir caudales ...................... 162.3.1.1 Método del Molinete Hidráulico.................................. 162.3.2 Modelos empíricos para el cálculo de caudales......... 182.3.2.1 Polinomio ecológico ................................................... 182.3.2.2 Método de Gómez...................................................... 182.3.2.3 Método racional ......................................................... 202.3.2.4 Hidrograma unitario triangular del Soil Conserve Service (SCS) ............................................................ 222.3.2.5 Hidrograma Sintético de Snyder ................................ 232.4. Sistemas de Información Geográfica (SIG) ........... 262.4.1. Definiciones ............................................................... 262.4.2. Sistemas que componen un SIG ............................... 272.4.3. Operaciones y funciones de un SIG........................... 28a) Ingreso de datos ........................................................ 28b) Almacenamiento de datos.......................................... 28

vii

c) Manejo y procesamiento de datos ............................. 29d) Producción de datos .................................................. 292.4.4. Elementos de un SIG................................................. 29a) Componentes: equipos y programas ......................... 29b) Usuarios y necesidades............................................. 30c) Información y fuentes de información ........................ 312.5. Amenazas e impactos hidrológicos ....................... 322.5.1. Las inundaciones como catástrofes naturales ........... 33

III. MATERIALES y MÉTODOS...................................... 363.1. Ubicación del área de estudio ................................ 363.1.1. Características climáticas del sector de estudio ........ 383.1.2. Microcuencas que abarcan la CSRZ.......................... 383.2. Equipos y Materiales .............................................. 393.3. Métodos .................................................................... 403.3.1. Estructuración de la base de datos, con la

información geográfica primaria y secundaria de lasmicrocuencas, con la utilización de SIG..................... 40

3.3.1.1. Elaboración del mapa base y de la red de drenaje dela Cuenca Superior del Río Zamora (CSRZ).............. 40

3.3.1.2. Cálculo de los parámetros morfométricos ehidrológicos de las microcuencas, pertenecientes a laCSRZ ......................................................................... 41

3.3.1.3. Elaboración del mapa de cobertura vegetal y detexturas de suelos...................................................... 43

3.3.1.4. Cálculo de la precipitación media mensual y anualque se distribuye sobre la CSRZ ............................... 44

- Selección de las estaciones meteorológicas queinfluyen en la CSRZ y llenado de lagunas en lasseries estadísticas...................................................... 44

a) Método de áreas de precipitación .............................. 47b) Método de U.S. National Weather Service................. 483.3.1.5. Elaboración del mapa de temperaturas medias

anuales ...................................................................... 513.3.2. Estimación de los caudales medios mensuales y,

máximas crecidas de las microcuencas en estudio; ymedición de caudales en la microcuenca La Banda ySan Cayetano ............................................................ 52

3.3.2.1. Métodos para el cálculo de caudales mediosmensuales.................................................................. 52

a) Polinomio Ecológico................................................... 52b) Método de Gómez...................................................... 55c) Método racional ......................................................... 56d) Medición “in situ” de caudales.................................... 571) Método volumétrico (Sector La Banda)...................... 572) Método del molinete hidráulico (Sector San Cayetano) 583.3.2.2 Métodos para el cálculo de caudales máximos.......... 60

viii

a) Cálculo de las intensidades de precipitación enfunción de las máximas en 24 H, para diferentesperíodos de retorno.................................................... 60

b) Método Racional ........................................................ 62c) Hidrograma Sintético de Snyder ................................ 62d) Hidrograma Unitario Triangular (SCS) ....................... 643.3.3. Diseño de alternativas de manejo ambiental para las

microcuencas degradadas y peligrosas..................... 653.3.4. Elaboración de una base digital de datos hidrológica,

para el manejo disponible en Arcview 3.2a................ 67

IV. RESULTADOS y DISCUSIÓN .................................. 684.1 Base de datos con la información geográfica

primaria y secundaria de las microcuencas, con lautilización de SIG ..................................................... 68

4.1.1 Cálculo de la precipitación media mensual, utilizandoel método ajustado..................................................... 81

4.2. Caudales medios mensuales (l·s-1) y máximascrecidas (m3·s-1) para diferentes períodos deretorno (Tr), por métodos empíricos de lasmicrocuencas pertenecientes a la CSRZ............... 83

4.2.1. Caudales medios mensuales (l·s-1) ............................ 834.2.2. Máximas crecidas para diferentes períodos de

retorno(Tr), por varios métodos (m3·s-1) 884.3. Alternativas de manejo ambiental para las

microcuencas degradadas y peligrosas ................ 924.3.1. Factores y aspectos ambientales más afectados de

las microcuencas, pertenecientes a la CSRZ ............ 92a) Factor edáfico ............................................................ 92b) Componente vegetal.................................................. 93c) Componente hidrológico ............................................ 93d) Componente social .................................................... 934.3.2. Alternativas de mitigación, compensación y control 94a) Factor edáfico ............................................................ 94b) Componente vegetal.................................................. 95c) Componente hidrológico ............................................ 95d) Componente social .................................................... 954.4. Cd, de base digital de datos hidrológica 97

V. CONCLUSIONES ...................................................... 98VI. RECOMENDACIONES.............................................. 100VII. BIBLIOGRAFIA CITADA........................................... 102VIII. ANEXOS.................................................................... 104

ix

ÍNDICE DE CUADROS

Contenido Página

Cuadro 1. Datos para encontrar los coeficientes K, m y ndel polinomio ecológico ..................................... 19

Cuadro 2. Valores de C para el cálculo de caudales. ........ 21Cuadro 3. Valores de Cp y Ct para la aplicación en la

estimación del Hidrograma Sintético deSnyder. .............................................................. 25

Cuadro 4. Ítems seleccionados para el cálculo de K, m yn, correspondientes al área de estudio.............. 53

Cuadro 5. Valores parciales y totales de los coeficientesm, n y K pertenecientes a la microcuenca “SanCayetano”.......................................................... 54

Cuadro 6. Parámetros morfométricos de lasmicrocuencas pertenecientes a la CSRZ .......... 73

Cuadro 7. Parámetros hidrológicos de las microcuencaspertenecientes a la CSRZ ................................. 75

Cuadro 8. Precipitación media mensual y anual, generadapor el método ajustado...................................... 81

Cuadro 9. Caudales medios mensuales estimados,método del Polinomio Ecológico........................ 83

Cuadro 10. Caudales medios mensuales estimados,método de Gómez............................................. 84

Cuadro 11. Caudales medios mensuales estimados,método Racional................................................ 85

Cuadro 12. Caudales máximos generados en base amétodos empíricos, para un período de retornode 5, 10, 25 y 50 años....................................... 88

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Contenido Página

Figura 1. La cuenca hidrográfica como sistema, suselementos e interacciones................................. 4

Figura 2. Tipos de cuencas .............................................. 6Figura 3. Clasificación de las corrientes ........................... 11Figura 4. Orden de corrientes en la cuenca ..................... 13Figura 5. Pendiente del cauce principal ........................... 15Figura 6. Molinete Hidráulico............................................ 17Figura 7. Hidrograma triangular del SCS ......................... 22Figura 8. Ubicación geográfica del área de estudio ......... 37Figura 9. Esquema para la elaboración del mapa del

coeficiente de escorrentía C, en arcview 3.2a... 59Figura 10. Mapa base de la Cuenca Superior del Río

Zamora (CSRZ)................................................. 69Figura 11. Red hídrica original y de campo de la CSRZ .... 71Figura 12. Mapa de precipitación media anual, que se

distribuye sobre la CSRZ .................................. 79

xi

ANEXOS

Contenido Página

Anexo 1. Hoja de campo para la toma de datos decaudales, sector La Banda................................ 104

Anexo 2. Recipiente para la medición de caudales, sector LaBanda. ................................................................ 104

Anexo 3. Microcuencas pertenecientes a la CSRZ. ......... 106Anexo 4. Asociaciones vegetales que se desarrollan

sobre la CSRZ................................................... 107Anexo 5. Cobertura vegetal adaptada para los

coeficientes K y C.............................................. 108Anexo 6. Mapas de cobertura vegetal para el coeficiente

K y C, en la aplicación de los métodos delpolinomio ecológico y racional respectivamente 109

Anexo 7. Texturas de suelos. ........................................... 110Anexo 8. Estaciones meteorológicas y pluviométricas

que influyen en la CSRZ.................................... 111Anexo 9. Conversiones de coordenadas geográficas a

planas, de las estaciones meteorológicas queinfluyen sobre la CSRZ...................................... 111

Anexo 10. Ecuaciones de regresión lineal simple,obtenidas para el llenado de lagunas deprecipitación media mensual en las estacionesmeteorológicas .................................................. 111

Anexo 11. Precipitación media mensual (mm), de laestación San Lucas ........................................... 112

Anexo 12. Precipitación media mensual (mm), de laestación San Francisco ..................................... 113

Anexo 13. Precipitación media mensual (mm), de laestación La Argelia............................................ 114

Anexo 14. Precipitación media mensual (mm), de laestación Cajanuma............................................ 115

Anexo 15. Precipitación media mensual (mm), de laestación Zamora................................................ 116

Anexo 16. Precipitación media mensual (mm), de laestación Vilcabamba ......................................... 117

Anexo 17. Precipitación media mensual (mm), de laestación Malacatos............................................ 118

Anex0 18. Precipitación media mensual (mm), de laestación Catamayo............................................ 119

Anexo 19. Centroides de las microcuencas,pertenecientes a la CSRZ ................................. 120

Anexo 20. Aplicación gráfica del método del U.S. NationalWeather Service, en la microcuenca “SanCayetano”.......................................................... 121

xii

Anexo 21. Cálculo de la precipitación media mensual(mm), método del U.S National WeatherService, en la microcuenca “San Cayetano” ..... 122

Anexo 22. Factores de ajuste para el cálculo de laprecipitación media mensual (mm) en lasmicrocuencas de la CSRZ................................. 123

Anexo 23. Mapa de áreas de precipitación (mm), valor dela precipitación media anual (69 – 98), en lamicrocuenca “San Cayetano 124

Anexo 24. Precipitación media mensual (mm), calculadapor el método ajustado, microcuenca “SanCayetano”.......................................................... 125

Anexo 25. Ecuación de regresión lineal simple, calculadapara las variables altitud (m.s.n.m) ytemperatura (ºC) de las estacionescorrespondientes (período 71 – 98) .................. 126

Anexo 26. Mapa de temperaturas medias anuales, ºC (71– 98) ................................................................. 127

Anexo 27. Mapa de relación de evapotranspiraciónpotencial sobre lluvia ........................................ 128

Anexo 28. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculadospor el método del polinomio ecológico,microcuenca “San Cayetano” ............................ 129

Anexo 29. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculadospor el método de Gómez, microcuenca “SanCayetano”.......................................................... 130

Anexo 30. Mapa de valores del coeficiente C, para laestimación del Método Racional........................ 131

Anexo 31. Valores de C, estimados para las microcuencasde la CSRZ........................................................ 132

Anexo 32. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculadospor el método racional, microcuenca “SanCayetano”.......................................................... 133

Anexo 33. Ubicación de los sectores de medición “in situ”de caudales semanales de la parte oriental yoccidental de la CSRZ ...................................... 134

Anexo 34 Caudales medios mensuales (l·s-1), calculadospor el método volumétrico y del molinete en lasmicrocuencas La Banda y San Cayetano.......... 135

Anexo 35. Valores de la precipitación máxima en 24 H(mm), de las estaciones meteorológicas ydistribución de ajuste de Gumbel paradiferentes períodos de retorno período 64 – 98 136

Anexo 36. Valores de Yn y σN, para el cálculo de ladistribución de Gumbel...................................... 138

Anexo 37. Mapa de precipitación máxima en 24 H (mm),para un período de retorno de 50 años ............. 139

xiii

Anexo 38. Zonificación de intensidades de precipitación anivel nacional y ecuaciones representativas dela zona 35.......................................................... 140

Anexo 39. Valores de intensidades de precipitación enmm·h-1 para períodos de retorno de 5, 10, 25 y50 años; calculados con la ecuación deintensidades del INAMHI. .................................. 141

Anexo 40. Valores de Lc, Ct y Cp, para cada una de lasmicrocuencas de la CSRZ................................. 142

Anexo 41. Diccionario de datos .......................................... 143Anexo 42. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculados

por el método del Polinomio Ecológico,microcuenca “Mendieta” .................................... 149

Anexo 43. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculadospor el método del Polinomio Ecológico,microcuenca “Las Minas” ................................. 150

Anexo 44. Mapa de elevaciones de la CSRZ. .................... 151Anexo 45. Mapa de pendientes del terreno (%), de la

CSRZ................................................................. 152

1

I. INTRODUCCIÓN

La presente investigación trata acerca del estudio morfológico,

hidrológico y de la relación precipitación – caudal para el recurso hídrico

de la Cuenca Superior del Río Zamora (CSRZ), por medio del manejo de

las herramientas que conforman los Sistemas de Información Geográfica

como son Arcview 3.2a y Cartalinx 1.2.

Los cálculos aquí descritos se los hizo a nivel de microcuencas y estos

son: la morfometría, las características hidrológicas, estimación de la

precipitación y caudales medios mensuales por métodos empíricos,

precipitación media para la precipitación máxima en 24H, ajustada a la

distribución de Gumbel, y por último, la estimación de los caudales

máximos para diferentes períodos de retorno (Tr), por medio de métodos

empíricos.

La importancia de inventariar el recurso hídrico en la CSRZ, se da por

razones de la no existencia a nivel de la Ciudad de Loja de un registro

continuo de aforos de caudales para las microcuencas de la CSRZ,

además, existen pocos registros de aforos de caudales recabados por la

Unidad Municipal de Agua y Alcantarillado de Loja (UMAPAL), solo de las

microcuencas que sirven para el abastecimiento de agua para consumo

humano. Dichas mediciones de caudales se las registra de forma

desordenada sin ningún documento oficial de difusión pública.

Por tales motivos nos hemos propuesto estructurar una base de datos

hidrológica actualizada e integrada de información de suelos, vegetación,

mapas de precipitación, temperaturas, pendientes del terreno y del cauce,

y otros, que pueden ser ejecutados en Arcview 3.2.a.

2

La base de datos hidrológica servirá de referente de consulta para las

Instituciones Públicas y Privadas en la construcción de obras hidráulicas,

que preverán inundaciones y daños materiales en las partes bajas, sobre

todo en la parte occidental en donde las lluvias causan daños a los

moradores de estos barrios.

Es así que el período transcurrido en la realización de esta

investigación fue de 2 años, iniciándose en enero del 2005 y finalizándose

en junio del 2007.

Para lo cual se plantearon los siguientes objetivos:

- Estructurar una base de datos con la información geográfica primaria

y secundaria de las microcuencas, con la utilización de SIG.

- Aplicar tres modelos matemáticos empíricos que permitan estimar la

disponibilidad de caudales y máximas crecidas, y monitorear dos

microcuencas durante el proceso de estudio (Vertiente oriental y

occidental de la Cuenca Superior del Río Zamora)

- Establecer alternativas de manejo ambiental para las microcuencas

degradadas y peligrosas.

- Elaborar una base de datos hidrológica en Arcview 3.2a, disponible

para el manejo del usuario.

3

II. MARCO TEÓRICO

2.1 EL ECOSISTEMA CUENCA

El concepto de cuenca desarrollado por el uso del agua, hoy es un

componente de muchas disciplinas del conocimiento, entre ellas la

ecología. En la práctica y dependiendo de su grado de intervención con

actividades agropecuarias, la cuenca se ha transformado en un

Agroecosistema. La cuenca se presta para el estudio de ecosistemas

naturales y, como unidad para la planificación, para la gestión de

desarrollo.

En la estructura y dinámica de una cuenca hidrográfica se encuentran

las características típicas de un sistema, como: entradas y salidas de

energía, límites definidos, estructura interna del sistema jerarquerizado,

partes que no cambian mayormente con el tiempo, objetivos entre otros.

Los insumos naturales que entran al agroecosistema son la energía:

solar, hídrica y eólica y gases como el CO2; los insumos externos que

ingresan dependen de cada sector, en zonas de agricultura tradicional son

mínimos, principalmente: productos veterinarios, semillas y alimentos

elaborados; sin embargo, la acción humana está presente en todas las

cuencas hidrográficas.

Estos insumos a través de la interacción de diversos componentes del

agroecosistema dan lugar a procesos como el flujo de energía, ciclo de

nutrientes e hidrológico, erosión y las actividades agropecuarias que

generan productos que salen de la cuenca como: suelo, agua, oxígeno,

animales, alimentos, frutos, etc. (Cabrera y Rojas 2002, citado por Zury,

2004)

4

En la dinámica sistemática de una cuenca hidrográfica todos sus

componentes interactúan armónicamente entre sí; en el análisis es de

gran importancia considerar la interacción de cada uno de sus elementos

constitutivos como el conjunto de partes estrechamente interconectadas,

en el cual hay que tener en claro las relaciones entre sus partes, esto

permitirá llegar a conocer y comprender la dinámica real de la cuenca, en

donde la suerte de cada uno de los elementos depende de lo que ocurra

con los otros (Vázquez 1997 citado por Zury, 2004).

Esta concepción es la que se conoce como enfoque sistémico de

cuencas, el mismo que se muestra en la siguiente figura.

ELEMENTOS ECONÓMICOS

- Sistemas de producción- Distribución de ingresosConsumoEmpleoOcupaciónTenencia de la tierraTamaño de la propiedadTipos de cult ivoMercadoCréditoUso de la tierraNúmero de prediosSistemas agrícolasIngreso per cápita

ELEMENTOS DEMOGRÁFICOS

- Crecimiento poblacional- Tamaño y distribución de lapoblación por: edad, sexo yocupación- Población económicamenteactiva- Relación t ierra agrícola/ambeinte

ELEMENTOS NATURALES

- Atmósfera- Clima- Suelo- Subsuelo- Hidrología- Flora- Fauna- Aspectos problemáticos - Tala, erosión contaminación de suelos y aguas - Sequía - Inundaciones - Drenaje y salinización

ELEMENTOS SOCIOCULTURALES

- Creencias- Conocimientos- Normas- Pautas de conducta- Instituciones- Tecnología- Relaciones sociales ypredominantes- Estado y sistema público- Valores- Relaciones y patrones- Clases sociales y grupos- Educación

CuencaHidrográfica

SUBSISTEMADEMOGRÁFICO

SUBS

ISTE

MAN

ATUR

AL

SUBS ISTEMA

ECON

ÓMICO

SUBSISTEMA SOCIO CULTURAL

Figura 1. La cuenca hidrográfica como sistema, sus elementos e interacciones

Fuente: Vásquez, 1997 citado por Zury, 2004

5

Con esta orientación sistémica se trata de resaltar que el ser humano

interactúa directamente con los demás componentes del sistema

cuenca/microcuenca, por tanto se convierte en proveedor de insumos,

dinamizador de procesos y usufructuador de productos y servicios, de ahí

que se ubica en el centro de las interacciones (Zury, 2004).

2.2 CONCEPTO Y TIPOS DE CUENCAS

HIDROGRÁFICAS

La cuenca de drenaje de una corriente está limitada por su parteaguas,

que es una línea imaginaria que divide a las cuencas adyacentes y

distribuye el escurrimiento, originado por la precipitación, que en cada

sistema de corrientes fluye hacia el punto de salida de la cuenca. El

parteaguas está formado por los puntos de mayor altura topográfica y

cruza las corrientes en los puntos de salida.

La cuenca de drenaje de una corriente es el área que contribuye al

escurrimiento y que proporciona parte o todo el flujo de la corriente

principal y sus tributarios. Esta definición es compatible con el hecho de

que la frontera de una cuenca de drenaje y su correspondiente cuenca de

agua subterránea no necesariamente tienen la misma proyección

horizontal (Springall, 1975).

Un concepto actual emitido en el Tercer Congreso Latinoamericano de

Manejo de Cuencas Hidrográficas, señala que “la cuenca no solo es un

ámbito geográfico, ella acoge una población humana que aprovecha los

recursos que hay en ella, ese uso genera a menudo conflictos en un

escenario que es social y económico y que requiere también mecanismos

de concertación. En este sentido, la cuenca debe ser considerada como

una unidad de planificación, en ella los habitantes deben ser los actores

6

protagónicos y sus organizaciones comunitarias deben constituirse en la

base del desarrollo local” (Escobar, 2003 citado por Zury, 2004).

Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos

tipos de cuencas: endorreicas y exorreicas (Figura 2). En las primeras, el

punto de salida está dentro de los límites de la cuenca y generalmente es

un lago; en las segundas, el punto de salida se encuentra en los límites de

la cuenca y está en otra corriente o en el mar (Aparicio, 1997).

A. Cuenca endorreica B. Cuenca exorreica

Corriente o mar

Lago

Figura 2. Tipos de cuencas

Es difícil distinguir una cuenca grande de una pequeña, considerando

solamente su tamaño. En hidrología, dos cuencas del mismo tamaño son

diferentes. Una cuenca pequeña se define como aquella cuyo

escurrimiento es sensible a lluvia de alta intensidad y corta duración en

donde predominan las características físicas del suelo con respecto a las

del cauce. El tamaño de una cuenca puede variar desde unas pocas

hectáreas hasta un límite que, para propósitos prácticos, Chow considera

de 250 km2 (Chow, 1962).

El escurrimiento en una cuenca depende de diversos factores, siendo

uno de los más importantes las características fisiográficas de la cuenca,

entre los que se puede mencionar principalmente su área, pendiente,

características del cauce principal, como son su longitud y pendiente,

elevación de la cuenca y red de drenaje (Aparicio, 1997).

7

2.2.1 Clasificación de las Cuencas de acuerdo al Área

Según el Centro Interamericano de Desarrollo Integral de Aguas y

Tierras (CIDIAT – MARNR, 1978), clasifica a las cuencas así:

- Sistema hidrográfico ( > a 300 000 ha)

- Cuenca (60 000 a 300 000 ha)

- Subcuenca (10 000 a 60 000 ha)

- Microcuenca (< 10 000 ha)

Para el Ecuador, debido a las características de las cuencas, el

Departamento de Cuencas Hidrográficas del ex INEFAN propone la

siguiente clasificación:

- Sistema hidrográfico ( > a 300 000 ha)

- Cuenca (100 000 a 300 000 ha)

- Subcuenca (15 000 a 100 000 ha)

- Microcuenca (4 000 a 15 000ha)

- Minicuenca (< 4 000 ha)

Según Vásquez, 1997, citado por Zury, 2004 define que el tamaño de

las microcuencas se encuentra entre los 15 y 150 km2 (1 500 y

15 000 ha).

2.2.2 Área de una Cuenca

El área drenada de una cuenca es el área en proyección horizontal

encerrada por el parteaguas. Generalmente esta área se determina con

un planímetro o también con sistemas informáticos creados propiamente

para analizar cuencas como OSU MAP, IDRISI, Adas Graphics, EPPL7,

GEOVISION, SOLIR, Mapinfo, PMAP, Autocad. El área se expresa en

8

kilómetros cuadrados, cuando la cuenca es pequeña su área se expresa

en hectáreas.

2.2.3 Forma de la Cuenca

La forma de la cuenca tiene fundamental importancia en la cantidad de

escorrentía. Para una misma área y una misma intensidad de lluvia, el

hidrograma de salida depende directamente de la forma de la cuenca

(Chávez, 1995).

La mayoría de las cuencas tienden a tener forma de pera; sin embargo

los controles geológicos conducen a numerosas desviaciones a partir de

esa forma. La forma de cuenca puede expresarse mediante un factor

adimensional denominado coeficiente de compacidad de Gravelius, cuya

expresión es la siguiente:

AP

APCg ·28,0

·2==

π

de donde;

Cg = coeficiente de compacidad de Gravelius.

P = perímetro de la cuenca, km.

A = área de la cuenca, km2

El valor que toma esta expresión es siempre mayor que la unidad y

crece con la irregularidad de la forma de la cuenca, estableciéndose la

siguiente clasificación:

9

Cg Forma

1, 00 – 1,25 Redonda

1,25 – 1,50 Ovalada

1,50 – 1,75 Oblonga

La interpretación práctica del coeficiente de compacidad es la

siguiente:

Cuando Cg tiende a la unidad, se considera que la cuenca tiene una

forma circular y es más probable que la intensidad de lluvia durante una

tormenta sea igual en toda la superficie y, el hidrograma de salida

presentaría picos más elevados, lo cual es menos probable en un cuenca

de tipo alargada donde el hidrograma de crecida presentaría un pico

atenuado (González, 2001)

2.2.4 Pendiente de una Cuenca

La pendiente de la cuenca de drenaje tiene gran importancia pues

guarda una relación compleja, con el grado de infiltración, con la

escorrentía, con la humedad del suelo y con la contribución del agua

subterránea a la corriente del cauce. Existen diversos criterios para

evaluar la pendiente de una cuenca, dependiendo del uso posterior que se

le vaya a dar al resultado o bien al criterio que lo requiere.

Los criterios más utilizados son los de Alvord, que analiza la pendiente

entre las curvas de nivel y el de Horton, que analiza la pendiente por

medio del trazado de una malla de cuadrados sobre el área de cuenca en

estudio (Springall, 1975).

10

2.2.5 Características de la Cuenca y sus Cauces

El ciclo hidrológico, visto al nivel de una cuenca, se puede

esquematizar como un estímulo, constituido por la precipitación, a la que

la cuenca responde mediante el escurrimiento en su salida. Entre el

estímulo y la respuesta ocurren varios fenómenos que condicionan la

relación entre una y otra, que están controlados por las características

geomorfológicas de la cuenca y el desarrollo urbanístico. Dichas

características se clasifican en dos tipos, según la manera que controlan

los fenómenos mencionados: las que condicionan el volumen de

escurrimiento, como el área de la cuenca y el tipo de suelo, y las que

condicionan la velocidad de respuesta, como son el orden de corrientes,

pendiente de la cuenca y los cauces, etc.

La Corriente Principal de una cuenca es la corriente que pasa por su

salida. Nótese que esta definición solamente se aplica a las cuencas

exorreicas. Las demás corrientes de una cuenca de este tipo se

denominan corrientes tributarias. Todo punto de cualquier corriente tiene

una cuenca de aportación, toda cuenca tiene una y solo una corriente

principal. Las cuencas correspondientes a las corrientes tributarias o a los

puntos de salida se llaman cuencas tributarias o subcuencas (Aparicio,

1997).

Entre más corrientes tributarias tenga una cuenca, es decir, entre

mayor sea el grado de bifurcación de su sistema de drenaje, más rápida

será su repuesta a la precipitación. Por ello, se han propuesto un cierto

número de indicadores de dicho grado de bifurcación, entre los que

anotamos los siguientes:

11

2.2.5.1 Clasificación de las corrientes

Las corrientes se clasifican:

Por el tiempo que transportan agua.- las corrientes pueden ser

perennes, intermitentes o efímeras (Figura 3)

En una corriente perenne el punto más bajo del cauce se encuentra

siempre abajo del nivel de aguas freáticas. Estas corrientes transportan

agua durante todo el año y siempre están alimentadas, totalmente o en

parte, por agua subterránea, es decir, son efluentes (Figura 3a).

Una corriente intermitente transporta agua durante la época de lluvias

de cada año, cuando el nivel freático asciende hasta quedar por encima

del punto A (Figura 3b). En época de sequía el nivel freático queda por

debajo de dicho punto y la corriente no transporta agua, salvo cuando se

presenta alguna tormenta.

En el caso de las corrientes efímeras o influentes el nivel freático está

siempre abajo del punto A (Figura 3c) y transportan agua inmediatamente

después de una tormenta, y, en este caso alimentan a los

almacenamientos de agua subterránea (Aparicio, 1997).

NFNF

A A

Influente efluente

Inf luente ef luente efluenteInfluente

a Corriente Perenne

NF

In

NFA

b Corriente Intermitente c Corriente efímera

Todo el año Época lluviosa Después de una tormenta

Figura 3. Clasificación de las corrientes (por el tiempo que transportan agua)

12

2.2.5.2 Orden de corrientes.

Según Aparicio (1997), el orden de las corrientes se determina de la

forma como se muestra en la Figura 4. Una corriente de orden 1 es un

tributario sin ramificaciones, una de orden 2 tiene sólo tributarios de primer

orden, etc. Dos corrientes de orden 1 forman una de orden 2, dos

corrientes de orden 3 forman una de orden 4, etc., pero por ejemplo una

corriente de orden 2 y una de orden 3 forman otra de orden 3. El orden de

una cuenca es el mismo que el de una corriente principal en su salida.

Nótese que el orden de una cuenca depende bastante de la escala del

plano utilizado para su determinación; es este sentido, las comparaciones

entre una cuenca y otra deben hacerse con cuidado, especialmente

cuando los planos correspondientes no están a la misma escala o están

editados por diferentes organismos.

La longitud de tributarios es una indicación de la pendiente de la

cuenca, así como su grado de drenaje. Las áreas escarpadas y bien

drenadas usualmente tienen numerosos tributarios pequeños, mientras

que en regiones planas, donde los suelos son profundos y permeables se

tienen tributarios largos, que generalmente son corrientes perennes. La

longitud de las corrientes se miden a lo largo del eje de la cuenca,

tomando en cuenta una serie de segmentos lineales trazados lo más

próximo posible a la trayectoria real (Aparicio, 1997).

13

Corrientes tributariasCorriente principal

Corriente de orden 4

4

33 3

2

1

1

11

1

1

1

11

1 22

2

2

Parteaguas

Figura 4. Orden de corrientes en la cuenca.

2.2.5.3 Densidad de corrientes

Se expresa como la relación entre el número de corrientes y el área

drenada así:

ANsDs =

Donde:

Ds = Densidad de corrientes.Ns = Número de corrientes de la cuenca.A = Área total de la cuenca, km2.

Para determinar el número de corrientes solo se consideran las

corrientes perennes e intermitentes. La corriente principal se cuenta

individualmente, desde su nacimiento hasta su desembocadura. Después

se cuentan todos los tributarios de orden inferior, desde su nacimiento

hasta la unión con la corriente principal, así sucesivamente hasta llegar a

los tributarios de orden uno.

14

Esta relación no proporciona una medida real de la eficiencia de

drenaje, ya que puede suceder que existan dos cuencas con igual

densidad de corrientes y estén drenadas en diferente forma, dependiendo

de la longitud de las corrientes (Aparicio, 1997).

2.2.5.4 Densidad de drenaje

Según Aparicio (1997), esta característica proporciona una información

más real que la anterior, ya que expresa como la longitud de las corrientes

por unidad de área, así:

ALDd =

Donde:

A = Área total de la cuenca, km2.L = Longitud total de las corrientes perennes o intermitentes en la

cuenca, km.Dd = Densidad de drenaje por km2.

2.2.6 Pendiente del Cauce.

Uno de los indicadores más importantes del grado de respuesta de una

cuenca a una tormenta es la pendiente del cauce principal. Dado que ésta

pendiente varía a lo largo del cauce, es necesario definir una pendiente

media; para ello existen varios métodos (compensación de áreas, de

Taylor y Schwarz o de tramos iguales y el de desniveles) de los cuales se

menciona el siguiente:

La pendiente media es igual al desnivel entre los extremos de la

corriente dividida entre su longitud medida en planta (Figura 5).

15

LHS =

Donde:

H = Desnivel entre los extremos del tramo del cauce, m.L = Longitud horizontal del tramo de cauce, m.S = Pendiente del tramo de cauce.

H

L

Perfil del cauce

Figura 5. Pendiente del cauce principal

2.3 ESTIMACIÓN DE CAUDALES

El régimen de caudales de una corriente de agua durante un período

determinado, es el único término del balance hidrológico de una cuenca

que puede ser medido directamente y con una buena precisión.

Los otros elementos (precipitaciones, la evaporación, etc.), solo

podemos estimarlos a partir de mediciones observadas en distintos puntos

de la cuenca o deducidos de fórmulas hidrológicas, los cuales son siempre

estimativos muy aproximados.

16

Los métodos de estimación de caudales son:

a. Empíricos: Sobre la base en fórmulas empíricas que relacionan el

caudal máximo exclusivamente con el área de la cuenca.

b. Estadísticos: Tratamiento de los datos locales y regionales

existentes, utilizando adecuadamente las referencias históricas en

el caso de disponer de ellas (ley de frecuencias).

c. Hidrometeorológicos: simulan el proceso precipitación-

escorrentía habitualmente mediante modelos determinísticos

que se definen como modelos matemáticos que establecen

relaciones cuantitativas de causa y efecto, utilizando una relación

directa para obtener una respuesta debida a un requerimiento,

siendo ésta por medio de una ecuación empírica.

Un modelo determinístico se utiliza en el caso que se disponga de

poca información. Los datos requeridos son fundamentalmente

pluviométricos y aprovechan por tanto la ventaja de la mayor

densidad y longitud de las series pluviométricas1

2.3.1 Métodos directos para medir Caudales

2.3.1.1 Método del Molinete Hidráulico

Molinete: la velocidad de rotación de la hélice es proporcional a la

velocidad de la corriente; se cuenta el número de revoluciones en un

1 Disponible en:http ://146.83.41.80/curso/hidrofor/contenidos/2.6%20Clases-2004_Caudales-de-Avenida.ppt.

17

tiempo dado, ya sea con un contador digital o como golpes oídos en los

auriculares que lleva el operador.

Figura 6. Molinete Hidráulico

Para el diseño de estructuras hidráulicas y en general obras

relacionadas con el agua se trabaja con una serie de términos

relacionados con el caudal que es necesario conocer. Los principales son:

Caudal medio diario: es la tasa promedio de descarga en m3·s-1 para

un período de 24 horas. Si se dispone de limnígrafo (dispositivo que

permite el registro continuo de la altura del agua en función del tiempo).

Si no se tiene limnígrafo, para hallar el caudal promedio diario, es

necesario hallar los caudales correspondientes al menos a 3 lecturas

diarias y luego promediarlos.

Caudal medio mensual Qm. Es la media aritmética de los caudales

promedios diarios durante un mes.

Caudal promedio mensual interanual. Es la media de los caudales

medios mensuales para un mes dado, durante un período de n años

18

Caudal medio anual. Es la media de los caudales promedios diarios

durante un año (Sánchez, 2001)2

2.3.2 Modelos Empíricos para el Cálculo de Caudales

2.3.2.1 Polinomio Ecológico

Este método está fundamentado en las características

geomorfológicas, de regulación natural y ecológica de las cuencas

mediante la adopción de ciertos coeficientes típicos de las cuencas en

estudio, su ecuación es:

mn PiPiPiAKQ )201,0129,070,0(· −+−+=

Donde:

Q = Caudal, m3·s-1.A = Área de drenaje de la cuenca, km2.Pi = Precipitación del mes actual, mm.Pi-1 = Precipitación del mes anterior, mm.Pi-2 = Precipitación del mes trasanterior, mm.K, m, n = Coeficientes típicos de la zona en estudio (Ver cuadro 1)

2.3.2.2 Método de Gómez

Se trata de una ecuación generada en base a la observación de datos

registrados en una serie de cuencas hidrográficas del Ecuador – alrededor

de 40 – y su expresión es la siguiente:

2 Disponible en:

http ://web.usal.es/%7Ejavisan/hidro

19

NAPQ

·4,86··1,50 54,0

=

Donde:

Q = Caudal, l·s-1

P = Precipitación mensual, mm.A = Área de drenaje, ha.N = Número de días del mes.

Cuadro 1. Datos para encontrar los coeficientes m, n y K delpolinomio ecológico.

Características geomorfológicas de la cuenca Exponentem

Área de drenaje < 1,0 km2

Terreno escarpado, pendiente > 50 %Terreno impermeable, empinado, A < 10 km2

Presencia de nevados, lagos y pantanos, páramosBosques, buena cubierta vegetal, pendiente < 25 %Topografía ondulada A < 100 km2, pendiente 2 – 8 %Topografía plana < 2 %Cuencas muy grandes A < 1 000 km2

1,000,900,800,700,600,500,400,30

Características de regulación natural de la cuenca Exponenten

Selva – llanuraPie de cordilleraMontaña bajaMesetas – valles interandinosMontañas altasRegión subandinaRegión andinaRegión nival

1,000,900,800,700,600,500,400,30

Tabla de coeficientes ecológicos “K”RelaciónEvapotranspiración sobrelluvia

Nieve Tundra Puna opáramo Estepa Monte Bosque Sabana Línea

Jungla

0,1250,2500,5001,0002,0004,0008,000

16,00032,00064,000

0,00580,00520,00460,0040

0,00640,00580,00520,00460,0040

0,00700,00640,00580,00520,00460,0040

0,00760,00700,00640,00580,00520,00460,0040

0,00820,00760,00700,00640,00580,00520,00460,0040

0,00880,00820,00760,00700,00640,00580,00520,0046

0,00940,00880,00820,00760,00700,00640,00580,00520,0046

0,01000,00940,00880,00820,00760,00700,00640,00580,00520,0046

Fuente: González, 2001

20

2.3.2.3 Método Racional

Este método es utilizado para la determinación de caudales de avenida

en cuencas pequeñas de una superficie de 2,5 a 3 km2 (< 5 000 ha) o bien

que su tiempo de concentración sea del orden de 1 hora:

6,3.. AICQ =

Donde:

Q = Gasto máximo, l·s-1.C = Coeficiente de escurrimiento, que varía de 0,1 a 1,0 de acuerdo

con las características propias de la cuenca (Ver cuadro 2)I = Intensidad de la lluvia, mm·h-1

A = Hectáreas drenadas.

Este método se basa en, que el tiempo de la lluvia, mayor o igual que

el tiempo de concentración, determina el caudal máximo.

La intensidad de la tormenta se deberá calcular para una duración

igual al tiempo de concentración y para un período de retorno Tr que se

desea calcular el caudal, según la ecuación nTr

tKIdI

Tr= , donde ITr es a la

intensidad de precipitación para cualquier período de retorno, (mm·h-1),

IdTr que es la intensidad diaria para un período de retorno dado, (mm·h-1),

el tiempo de duración de la tormenta en minutos, y K y n son parámetros

que dependen de las condiciones meteorológicas de la zona,

obteniéndose éstas constantes por medio de mínimos cuadrados

(Sánchez, 2001)3

3 Disponible en:http ://web.usal.es/%7Ejavisan/hidro

21

Para determinar caudales medios mensuales en función de las

precipitaciones se usa la siguiente ecuación:

NAPCQ

·4,86··

=

Q = Caudal medio mensual, l·s-1.C = Coeficiente de escurrimientoP = Precipitación mensual, mmA = Área de drenaje, haN = Número de días del mes

El coeficiente de escorrentía C, depende de la precipitación diaria y del

umbral del caudal. Los coeficientes de escorrentía se describen a

continuación:

Cuadro 2. Valores de C para el cálculo de caudales.

Topografía Textura del sueloVegetación Gruesa Media Fina

BosquePlano (0 – 5 %) 0,10 0,30 0,40Ondulado (6 – 10 %) 0,25 0,35 0,50Escarpado (11 – 30 %) 0,30 0,50 0,60

PastizalesPlano (0 – 5 %) 0,10 0,30 0,40Ondulado (6 – 10 %) 0,16 0,36 0,55Escarpado (11 – 30 %) 0,22 0,42 0,60

Terrenos cultivadosPlano (0 – 5 %) 0,30 0,50 0,60Ondulado (6 – 10 %) 0,40 0,60 0,70Escarpado (11 – 30 %) 0,52 0,72 0,82

Las principales dificultades que se encuentra para el uso correcto de la

fórmula son dos: la asignación de valores apropiados al coeficiente de

escorrentía y la determinación de intensidad de la lluvia.

22

La selección del coeficiente de escorrentía es subjetiva, porque aún

cuando existen tablas y recomendaciones generales, el criterio del

ingeniero es definitivo. La aplicación del método racional induce a

sobreestimar los caudales de creciente (González, 2001).

2.3.2.4 Hidrograma Unitario Triangular del Soil Conservation Servicede los Estados Unidos (SCS)

En los estudios hidrológicos que se realizan con información escasa no

se justifica hacer deducciones demasiado complejas, para determinar los

hidrogramas unitarios que se aplican en los estimativos de crecientes.

El Hidrograma unitario triangular propuesto por el (SCS), produce

resultados aceptables cuando se utiliza en cuencas pequeñas (Figura 7).

Tb

tp

Qp

Pe

D

D/2 L

tiempo

tiempo

escorrentía

lluvianeta

tp = D/2 + LL = 0,6 tctc = tiempo de concentraciónTb = 2,67 tp

Pe:Qp:D:

Lluvia neta.Caudal pico de escorrentía.Duración del aguacero.

L:tp:Tb:

Tiempo de retardo.Tiempo al pico.Duración de la escorrentía

Figura 7. Hidrograma Triangular SCS

Su aplicación es muy sencilla como se explica a continuación:

23

El caudal pico de creciente se calcula con la expresión:

Qp = Pe {A / ( 1,8 Tb )}

Donde:

Qp es el caudal pico, m3·s-1,Pe es la lluvia neta, mm;A el área de la cuenca, km2, yTb el tiempo base del hidrograma unitario, h.

En cuencas pequeñas la duración de la lluvia D, es aproximadamente

igual al tiempo de concentración de la cuenca.

La lluvia neta Pe es una fracción de la lluvia total y se calcula con una

expresión de la siguiente forma:

Pe = C I D

Donde C es un coeficiente comprendido entre 0,1 y 1 (Ver cuadro 2) el

que depende de la topografía, vegetación y textura de la cuenca, I es la

intensidad del aguacero de diseño; D es la duración del aguacero

(González, 2001).

2.3.2.5 Hidrograma Sintético de Snyder

El método de Snyder relaciona las características del hidrograma con

las características de la cuenca. Este método se fundamenta en

determinar el caudal pico, que se lo calcula con la siguiente expresión:

tpACpqp ··0,7

=

24

4rR

pPRtttt −

+=

Donde:

A = Área de drenaje, km2

Cp = Coeficiente, variable entre (0,56 - 0,69) menores valorespara cuencas con mayor vegetación (Ver cuadro 3)

tp = Tiempo de retraso, h.

El cálculo del tiempo de retraso se usa la siguiente expresión:

30,0)·(·75.0 LcLCttp =L = Longitud del cauce principal, km

Lc = Distancia en km desde la salida de la cuenca hasta el punto de lacorriente más cercano al centroide del área de la cuenca.

Ct = Coeficiente, variable entre (1,35-1,65) valores más bajospara cuencas con pendientes altas (Ver cuadro 3)

tr o tc = Duración de lluvia efectiva; tr= tp/5,5. Si tp ≠tr, entonces se aplica la siguiente ecuación:

tPR = Tiempo de retardo estándar

Y el caudal máximo se lo calcula con la ecuación:

RtqpIQ ··max =

Donde:

Qmax = caudal máximo, m3·s-1

qp = caudal pico en m3·s-1·pulg-1

I = intensidad de la lluvia para un período de retorno dado, pul·h-1

tR o tc = duración de lluvia , h.

25

Cuadro 3. Valores de Cp y Ct, para la aplicación en la estimación delHidrograma Sintético de Snyder.

% devegetación Cp

100,0 0,5692,5 0,5785,0 0,5877,5 0,5970,0 0,6062,5 0,6155,0 0,6247,5 0,6340,0 0,6432,5 0,6525,0 0,6617,5 0,6710,0 0,682,5 0,69

Pendientedel terreno

(%)Ct

100,0 1,3596,7 1,3693,4 1,3790,1 1,3886,8 1,3983,5 1,4080,2 1,4176,9 1,4273,6 1,4370,3 1,4467,0 1,4563,7 1,4660,4 1,4757,1 1,4853,8 1,4950,5 1,5047,2 1,5143,9 1,5240,6 1,5337,3 1,5434,0 1,5530,7 1,5627,4 1,5724,1 1,5820,8 1,5917,5 1,6014,2 1,6110,9 1,62

7,6 1,634,3 1,641,0 1,65

Fuente: González, 2001

26

2.4 SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)

2.4.1. Definiciones

El concepto de sistema de información geográfica (SIG) no es nuevo,

primero, fue conceptualmente aplicado para identificar cambios al hacer

análisis simultáneo de mapas producidos en diferentes fechas sobre el

mismo tema. El concepto de SIG estuvo también ya en uso, cuando

mapas con diferentes tipos de información para una misma área, fueron

superpuestos como transparencias para ubicar sus interrelaciones. Lo que

es nuevo, y progresa rápidamente, es la tecnología avanzada de las

computadoras, que permite el examen frecuente de grandes áreas, a bajo

costo y con una creciente cantidad de datos.

La digitalización, manejo de información, interpretación y reproducción

de mapas, son pasos en la generación de un SIG que ahora se pueden

dar rápidamente, casi en tiempo real.

Los Sistemas de Información Geográfica, han inspirado tantas

definiciones como personas hay que escriben sobre ellos. Desde un punto

de vista global un SIG puede ser considerado un conjunto organizado de

hardware, software, datos y técnicas eficientemente diseñadas para la

captura, almacenamiento, actualización, manejo, visualización y análisis

de información geográficamente referenciada (GRID/UNEP, 1993)4.

Por su parte, la Organización de las Naciones Unidas para la

Agricultura y la Alimentación (1998) los define como sistemas

computarizados para el almacenamiento, elaboración y recuperación de

información con equipo y programas informáticos expresamente

4 Disponible en:http ://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea65s/ch10.htm

27

concebidos para trabajar con datos georeferenciados y sus

correspondientes atributos temáticos.

2.4.2. Sistemas que Componen un SIG

Sistemas de entrada de datos: sistema de Procesamiento Digital de

Imágenes (PDI), digitalización de mapas, Sistema de Posicionamiento

Global (GPS), datos tabulares (planillas electrónicas) y datos estadísticos.

Sistemas de almacenamiento de datos: banco de datos espaciales

(mapas digitales) y banco de datos de atributos (alfanuméricos).

Sistemas de análisis de datos: sistema de análisis geográfico

(operaciones algebraicas), sistema de análisis estadístico y Sistema de

Gestión de Banco de Datos (SGBD).

Sistema de salida de datos: sistema de exhibición cartográfica (salida

de mapas para el monitor, la impresora, el “ploter” y archivos digitales).

Por el conjunto de sus sistemas, el SIG puede ser considerado una

de las principales herramientas de análisis de sistemas, pues consiste en

un ambiente de almacenamiento, tratamiento y manejo de datos,

aplicación de modelos y procesamiento de series temporales, donde es

posible visualizar escenarios pasados, actuales y simular escenarios

futuros.5


28

2.4.3. Operaciones y Funciones de un SIG

a) Ingreso de datos.

El ingreso de datos se refiere a todas las operaciones por medio de las

cuales los datos espaciales de la tierra como: mapas, censores remotos y

otras fuentes son convertidos a un formato digital. Entre los diferentes

dispositivos comúnmente utilizados para esta operación están los

teclados, digitalizadores, y terminales interactivos o Unidades de

Despliegue Visual (VDU). Dado su costo relativamente bajo, eficiencia, y

facilidad de operación, la digitalización es la mejor opción de ingreso de

datos para los fines de planificación del desarrollo urbanístico.

Se deben ingresar dos tipos diferentes de datos al SIG: referencias

geográficas y atributos. Los datos de referencias geográficas son las

coordenadas (sea en términos de latitud y longitud o columnas y líneas)

que fijan la ubicación de la información que se está ingresando. Los datos

de atributos asignan un código numérico a cada casilla o conjunto de

coordenadas y a cada variable, sea para representar los valores actuales

(p.e., 200 mm de precipitación, 1 250 metros de elevación) o para

connotar tipos de datos categóricos (usos del terreno, tipo de vegetación,

etc.). La rutina de ingreso de datos requiere una cantidad considerable de

tiempo, ya sea el ingreso manual con teclado, digitalización, o por barrido

electrónico.

b) Almacenamiento de datos

Almacenamiento de datos se refiere al modo como los datos

espaciales son estructurados y organizados dentro del SIG, de acuerdo a

la ubicación, interrelación, y diseño de atributos. Las computadoras

29

permiten que se almacenen gran cantidad de datos, sea en el disco duro

de la computadora o en diskettes portátiles.

c) Manejo y procesamiento de datos.

El manejo y procesamiento de datos se hace para obtener información

útil de los datos previamente ingresados al sistema. El manejo de datos

abarca dos tipos de operaciones: (1) operaciones para eliminar errores y

actualizar conjuntos de datos actuales (editar); y (2) operaciones que

hacen uso de técnicas analíticas para dar respuesta a preguntas

específicas formuladas por el usuario. El proceso de manejo puede ser

desde una simple sobreposición de dos o más mapas, hasta una

extracción compleja de elementos de información dispares, de una gran

variedad de fuentes.

d) Producción de datos.

La producción de datos se refiere a la exhibición o presentación de

datos empleando formatos comúnmente utilizados incluyendo mapas,

gráficos, informes, tablas y cartas, sea en forma impresa o como imagen

en pantalla, o como un archivo de textos trasladables a otros programas

de cómputo para mayor análisis6.

2.4.4. Elementos de un SIG

a) Componentes: equipos y programas de computación.

Los equipos en una estación básica de trabajo SIG constan de: (1) Una

Unidad Central de Procesamiento (CPU) donde se realizan todas las

operaciones; (2) un digitalizador, que consiste de una tableta o mesa


30

donde los datos analógicos se convierten a formato digital; (3) un teclado

por medio del cual se ingresan instrucciones y comandos así como datos;

(4) una impresora o graficadora para producir copias impresas de los

productos deseados; (5) un "drive" - disco o cinta magnética para

almacenar datos y programas de cómputo, para la incorporación de datos

y para comunicación con otros sistemas; y (6) una unidad de despliegue

visual (VDU) o sea, un monitor, donde se ve la información

interactivamente.

b) Usuarios y sus necesidades.

Los planificadores deben evaluar cuidadosamente sus necesidades y

las aplicaciones propuestas, antes de tomar la decisión de adquirir e

instalar un SIG. Una vez que se ha llegado a una conclusión positiva, la

configuración de equipos y programas debe ser diseñada en base a

aquellas necesidades y aplicaciones, teniendo en cuenta las limitaciones

de los recursos financieros y humanos disponibles para adquirir y operar

el sistema.

Es posible que los costos de un SIG excedan los beneficios para una

agencia dada. En tales circunstancias, vale la pena determinar si entre

varias agencias podrían hacer uso de un mismo SIG. Los usuarios

potenciales tienen que estar de acuerdo respecto a cuales datos deben

ser compilados, los formatos para los datos, las normas de precisión, etc.

Como resultado de ello, se compatibilizan los requerimientos de datos de

varios usuarios y el valor de los datos aumenta proporcionadamente.

Compartir la información tiene costos y beneficios. La negociación con

otros usuarios puede ser una tarea penosa y, las concesiones,

inevitablemente dan lugar a que ningún usuario obtenga el equipo que

precisamente se acomoda para su propio uso. En este sentido es

31

importante establecer una relación de trabajo confortable entre quienes

comparten el uso de un SIG.

c) Información y fuentes de información.

Los mapas de referencias generales y la información sobre peligros

naturales y recursos naturales deberían formar una "biblioteca de

conocimientos" para cualquier SIG. La mayoría de las áreas de América

Latina y del Caribe tienen fuentes referenciales generales con esos datos.

Virtualmente todos los países tienen mapas topográficos, mapas de

carreteras, mapas generalizados de suelos, algún tipo de información

climática y, por lo menos, el componente de ubicación respecto a los

peligros naturales (p.e., la ubicación de volcanes activos, áreas

potencialmente inundables, áreas de frecuentes deslizamientos de tierras,

áreas de anteriores tsunamis, etc.). Los datos de lugares de peligros

naturales pueden ser compatibilizados en un SIG con información

previamente obtenida respecto a recursos naturales, poblaciones e

infraestructura, a fin de proporcionar a los planificadores lo necesario para

una evaluación preliminar de los posibles impactos de eventos naturales.

Aún cuando parte de esta información se encuentra disponible en casi

todos los países y puede ser complementada con datos de satélites,

queda la pregunta de si ya se cuenta con datos suficientes para justificar

un SIG. El principal valor de un SIG está en poder procesar y analizar

cantidades de datos que resultan excesivos para el manejo manual. A fin

de determinar la aplicabilidad de un SIG, la institución deberá decidir si el

principal obstáculo para el manejo de los peligros es el procesamiento de

los datos o, meramente, la falta de datos7.


32

2.5 AMENAZAS E IMPACTOS HIDROLÓGICOS

Las precipitaciones intensas pueden producir inundaciones, desbordes

y deslizamientos que afectan en mayor o menor grado a la salud,

economía y recursos de un país.

Éstas dependen de los períodos de retorno de la lluvia que pueden ser

de 10 – 50 años a más que pueden causar serios daños físicos y/o

humamos, y que se establece o reconoce por los procesos de

deslizamientos, formación de microquebradas, caída de piedras-

/bloques/rocas, etc. A su vez la formación de cada escenario o evento

generan variados efectos que son consecuencia de las máximas crecidas

o caudales picos (flujo que depende de muchos factores). Éstas van

delineando las áreas y/o zonas de alto riesgo, que ponen en peligro la

vida de las personas que habitan en dichos sitios, por motivos que

grandes volúmenes de agua y sedimentos chocan contra las viviendas

con gran probabilidad de destruirlas, pero una solución para evitar su

destrucción, sería su reubicación o traslado.

Entre los riesgos e impactos más frecuentes hacia la población

tenemos:

1. Viviendas localizadas en zonas con amenaza de inundación

debido a crecidas máximas del río o por represamientos debido a

deslizamientos del suelo.

2. Viviendas en zonas de amenaza por desbordamiento del río en

zonas bajas, en donde pueden encontrarse uno o varios barrios,

parroquias, ciudadelas, etc.

33

3. La decisión o indecisión referente a la movilización de familias que

se encuentran en zonas de amenaza deberá ser asumida por las

autoridades municipales, con el apoyo de la Cruz Roja, Defensa

Civil, Cuerpo de Bomberos y en consenso con los líderes

comunales y la población directamente afectada.

4. Deslizamientos en zonas altas: Se refiere a sectores

(> 2 000 m.s.n.m) localizadas en las cimas de las microcuencas

en donde los trabajadores permanentes o casuales estarían en

riesgo por los derrumbes que se puedan producir.

5. La probabilidad de ocurrencia de las amenazas citadas, y

relacionadas con deslizamientos, flujos de lodo e inundaciones

son fenómenos de difícil predicción; sin embargo, no solo se

considera que se pueden presentar en un año cualquiera, sino

también en los años sucesivos a este8.

2.5.1. Las Inundaciones como Catástrofes Naturales

El período 1990 – 2000 fue señalado por las Naciones Unidas como

Decenio Internacional para la Prevención de Catástrofes Naturales.

Concretamente durante el año 1997 la Campaña para Reducción de

Desastres en el Mundo orientó su actividad hacia los sucesos

relacionados con el agua.

Según estas fuentes la frecuencia de las inundaciones se está

incrementando más rápidamente que la de otros desastres como

consecuencia de cambios introducidos en los ecosistemas locales por el

desarrollo territorial acelerado, lo que aumenta el peligro de las avenidas.

8 Disponible en:http ://www.ciccp.es/webantigua/icitema/comunicaciones/Tomo_l/T1p755.pdf.

32

34

Entre los factores que ejercen una mayor influencia en este proceso se

encuentran los concernientes a la modificación de las características

hidrológicas del suelo, causada por la creciente urbanización y

deforestación y los debidos a la intensificación de la aglomeración

demográfica en las márgenes fluviales.

Asimismo, señalan que si bien la sequía es el fenómeno natural que

provoca más muertes, con cerca de 74 000 fallecidos registrados a nivel

mundial año 1996, por ese motivo las inundaciones constituyen el

desastre más frecuente y el que produce mayores pérdidas económicas.

La tendencia observada de estas pérdidas a nivel mundial, entre 1960

y 1996, tiende aumentar (Munich Reaseguraciones. Naciones Unidas

Departamento de Asuntos Humanitarios) especialmente en los países

desarrollados.

Sequía e inundación son las manifestaciones opuestas de la extrema

irregularidad de cada hidrología. Enfrentarse secularmente a esta

situación ha contribuido a forjar nuestras propias señas de identidad en el

empeño de superar sus aspectos negativos, mediante medidas que palien

sus devastadores efectos y adecuen sus expresiones naturales a nuestras

necesidades.

Es por esto que se hace precisa la búsqueda de fórmulas de equilibrio

que permitan armonizar la utilización de una parte del territorio —que

ofrece extraordinarias aptitudes para el desarrollo socioeconómico y un

gran valor medioambiental— con la vulnerabilidad que soporta ante las

inundaciones, mediante una racional ordenación de usos acordes con los

35

riesgos socialmente asumibles en cada caso, complementada con otras

medidas de protección9.

9 Disponible en:http ://www.google.com/search?q=cache:zLeQTnfPdyEJ:www.ciccp.es/webantigua/icitema/comunicaciones/To

mo_l/T1p755.pdf0+Riesgos+de+m%C3%A1ximas+crecidas&hl=es

36

III. MATERIALES y MÉTODOS

3.1 UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.

La Cuenca Superior del Río Zamora (Hoya de Loja), se encuentra

ubicada dentro de las siguientes coordenadas geográficas y planas

(Figura 8).

Coordenadas Geográficas Coordenadas Planas

Latitud Sur Longitud oeste Coordenadas E Coordenadas N

03º 53’33,4” 79º15’39,93” 693 083 m 9 569 544 m

04º 06’59,84” 79º09’48,26” 703 959 m 9 544 625 m

- Ubicación política:

País: Ecuador

Región: Sur Oeste

Provincia: Loja

Cantón: Loja

Cuenca: Este del cantón

Límites: Al norte con la parroquia de Jimbilla.

Al sur con el Nudo de Cajanuma.

Al este limita con la cordillera de los Andes límite

provincial de Zamora Chinchipe y parque nacional

Podocarpus.

Al oeste con la parroquia de Taquil, cantón Catamayo

y parroquia El Tambo.

Parroquias

que abarca:

San Sebastián, Sagrario, El Valle y Sucre.

37

Figura 8. Ubicación geográfica del área de estudio.

38

3.1.1. Características Climáticas de la CSRZ, Período 69 – 98.

Facto climático Valor

Temperatura 15,7 ºCPrecipitación 908,8 mmHeliofanía 1 585,5 h de solHumedad relativa (P. anual) 73 %Velocidad media del viento 14,4 km·h-1

Dirección del viento Norte y este

Fuente: Estación Meteorológica “La Argelia”

3.1.2. Microcuencas que abarcan la CSRZ.

- Apongora - Mendienta- Carigán - Mónica- Chorrera - Namanda- Ciudadela - Potrerillos- Consacola - Quilloyacu- Curitroje - Sambo Yacu- De Alumbre - San Cayetano- De Sangre - San Simón- El Capulí - Santa Urcu- El Carmen - Shucus- El Rosal - Sin nombre 001- El Salado - Sin nombre 002- La Banda - Sin nombre 003- Las Minas - Viveros- Las Pavas - Volcán- Las Violetas - Zañe

39

3.2 EQUIPOS y MATERIALES

Equipos:

- Molinete

- Hoja de campo (Ver anexo 1)

- Recipiente para medición de caudales (Ver anexo 2)

- Vehículo.

- GPS

- Cámara digital

Materiales:

- Información meteorológica digital del período 69 – 98

- Computadoras con software Arc View 3.2a, Cartalinx 1.2 y Microsoft

Office Excel 2003.

- Información digital de la cartas topográficas del IGM (Loja Norte y

Sur, Catamayo y Nambacola a escala 1 : 50 000)

- Mapas digitales de vegetación y suelos a escala 1 : 50 000 del año

2000, tomado del Almanaque Electrónico del Ecuador (AEE)

- Base cronológica de noticias en prensa escrita (Diario La Hora), que

se encuentra en el Cd de base de datos.

40

3.3 MÉTODOS

3.3.1 Estructuración de la base de datos, con la información

geográfica primaria y secundaria de las microcuencas,usando SIG.

3.3.1.1 Elaboración del mapa base y red de drenaje de la CuencaSuperior del Río Zamora (CSRZ).

Para diseñar el mapa base se adquirió información digital de: curvas

de nivel cada 40 m y de la red hídrica de cuatro cartas topográficas

(escala 1 : 50 000) que son Catamayo, Loja Norte, Nambacola y Loja Sur.

El diseño del mapa base en Arcview 3.2a se lo estructuró de acuerdo al

siguiente esquema:

ShapesFormas

MAPA BASE

Límite de la CSRZPolígono

PoblaciónPuntos

Curvas de nivel cada 40 mLínea

Red hídrica de la CSRZLínea

Estructurado el mapa base con sus detalles respectivos (Ver figura 10),

se inició la delimitación de las microcuencas, obteniéndose de esta

manera un total de 32 microcuencas, sin considerar las áreas de

transición ya que dichas áreas no se definían como microcuencas (Ver

anexo 3).

41

3.3.1.2 Cálculo de parámetros morfométricos e hidrológicos de lasmicrocuencas, pertenecientes a la CSRZ

A continuación se describen las variables que fueron estimadas y el

programa que se utilizó:

Parámetros morfométricos

Variable Unidad Programautilizado Ecuación

Área km2 ArcView 3.2aPerímetro km ArcView 3.2a

Índice de forma MicrosoftExcel A

PCg ·28,0=

Elevación media m ArcView 3.2aDesnivel m ArcView 3.2aPendiente del terreno % ArcView 3.2aPendiente media del terreno % ArcView 3.2a

Parámetros hidrológicos

Variable Unidad Programa utilizadoLongitud del cauce principal m ArcView 3.2aAltura donde nace el cauce m ArcView 3.2aDesnivel del cauce m ArcView 3.2aPendiente del cauce % ArcView 3.2aPendiente media del cauce % ArcView 3.2aDensidad de corrientesDensidad de drenaje km/km2 ArcView 3.2aTiempo de concentración* h, min Microsoft Excel* Uso de la ecuación de Kirpich

Conocida la variable a calcular y el programa a utilizar, se ejecutó los

siguientes esquemas:

42

La estimación del área y el perímetro de cada microcuenca se uso la

extensión de ArcView 3.2a X Tools, con la opción Update Area,Perimeter, Hectares, and Length.

Para el cálculo de la pendiente media, pendiente máxima, desnivel y

altitud media se empleó el diagrama como sigue:

MAPA DEPENDIENTES

DELTERRENO

DESNIVEL

GRID ALTITUD

Pendiente mediaPendiente máxima

Altitud media

TIN de curvas de nivelRed de triángulos irregulares

Límite de la CSRZPolígono

Curvas de nivelLínea

+Deri

veslo

pe

Interpolate

Convert to grid

El cálculo de la pendiente media del cauce se la estimó siguiendo el

siguiente esquema:

MAPA DEPENDIENTES

DELTERRENO

MAPA DEPENDIENTESDEL CAUCE

Pendiente mediadel cauce

GRID RED HÍDRICA(valor 1)

x =

La determinación de la red de drenaje se la ejecutó así:

Red hídrica de la CSRZLínea

Red de drenaje de la CSRZSummarizeSumar

En la estimación de la densidad de drenaje se levantó información de

campo, con el fin de generar en su mayoría las corrientes de primer y

segundo orden que en la escala 1: 50 000 no se detallan (Figura 11).

43

Los parámetros morfométricos e hidrológicos calculados en base a los

esquemas antes mencionados se muestran en los cuadros 6 y 7.

3.3.1.3 Elaboración del mapa de cobertura vegetal y de texturas de

suelos

Los mapas de cobertura vegetal y suelos se utilizaron respectivamente

del almanaque electrónico del Ecuador, en el primero consta de diferentes

asociaciones vegetales como sigue:

Arbustales

Bosque

Bosque intervenido/Pasto /Cultivo anual/Matorral

Bosque natural húmedo

Bosque plantado

Bosque/Pasto

Matorrales

Páramos

Pasto

Pasto/Bosque

Pasto/Bosque intervenido/Bosque natural/Matorral/Urbano

Pasto/Bosque intervenido/Urbano

Pasto/Bosque plantado

Pasto/Cultivo anual/Bosque intervenido

Pasto/Cultivo/Bosque plantado

Pasto/Urbano/Bosque plantado

Plantaciones

Urbano

Urbano/Pasto/Bosque plantado (Ver anexo 4).

Dichas asociaciones se adaptaron para el cálculo de varios métodos

de estimación de caudales, éstas se muestran en el anexo 5.

44

El mapa de asociaciones vegetales se presenta en el anexo 6, el cual

se los modificó para la obtención de los coeficientes, K – polinomio

ecológico - y C – Coeficiente de escorrentía –.

Del mapa de texturas de suelos se obtuvo varias texturas que va de

franco hasta arcilloso, el cual se encuentra representado en el anexo 7.

3.3.1.4 Cálculo de la precipitación media mensual y anual que se

distribuye sobre la CSRZ.

- Selección de las estaciones meteorológicas que influyen en la

CSRZ y llenado de lagunas en las series estadísticas.

Como primer paso se ha recopilado, analizado y sistematizado la

información del meteoro precipitación media mensual de ocho estaciones

como son: San Lucas, San Francisco, La Argelia, Cajanuma, Zamora,

Vilcabamba, Malacatos y Catamayo, las cuales registran información

necesaria, y de acuerdo a su ubicación influyen en el análisis de lluvias en

las microcuencas en estudio. El período que se consideró fue de 30 años,

desde 1969 hasta 1998, considerando que se tendrá un error del 2 %, la

actualización de datos como son de los años 1999 – 2006 no fue posible

debido a que no están disponibles a la venta (Anexo 8).

Organizada la información de cada estación, se convirtió sus

coordenadas geográficas (latitud y longitud) a coordenadas planas UTM

(Universal Tranverse Mercator Proyection), para luego ubicar los puntos

de cada estación en un mapa base, como se explica a continuación:

En Microsoft Excel, se procede a ubicar cada una las coordenadas

geográficas, para luego aplicar la función valor que sirve para la

45

conversión de un valor sexagesimal (grados) a un valor decimal, como

sigue:

Convertidos los valores decimales de todas las estaciones, tanto de

longitud como de latitud, se siguió el siguiente esquema:

ExportAdd

Gradosa

UTMConvert toshape file

ImportProject

PuntosEstaciones

MeteorológicasGrados

Arcview 3.2a

PuntosEstaciones

MeteorológicasUTM

Arcview 3.2aCartalinx 1.2

Tabla DBFEstaciones

Meteorológicas

Excel

Finalizado el proceso anterior con los programas descritos se

determinó las coordenadas que se presentan en el anexo 9.

Por otra parte, ya ordenados los datos de precipitación se procedió al

llenado de lagunas o vacíos de datos, aplicando el método de regresión

lineal simple entre estaciones, considerando que las estaciones a

comparar deben tener similitudes en las características morfométricas,

obteniéndose así las ecuaciones de regresión lineal que se indican en el

anexo 10. A continuación se presenta el cálculo de regresión lineal simple

entre las estaciones meteorológicas de San Lucas y El Cisne:

De la serie de precipitación media mensual de las estaciones

meteorológicas San Lucas y El Cisne se tomaron 58 valores de cada

estación, ubicándolos verticalmente como sigue:

46

Precipitación Media Mensual, mmSan Lucas El Cisne

X Y118,8 55,784,4 47,471,9 51,639,4 31,959,3 20,668,7 24,345,7 49,2

124,2 73,261,0 59,2

151,8 99,327,3 21,761,9 40,732,0 27,087,9 35,635,5 33,460,1 51,951,3 16,3

102,7 64,145,8 37,753,4 38,626,1 15,9

135,1 77,034,5 21,1

155,2 95,651,7 33,940,2 38,7

102,3 56,0117,9 67,581,3 40,264,3 56,847,7 23,146,0 40,550,1 8,311,6 16,127,5 30,870,4 40,3

145,2 75,964,0 20,238,8 11,7

138,4 90,291,9 45,563,6 24,2

118,1 74,6134,2 83,097,4 58,827,7 37,040,4 15,6

139,4 86,067,1 47,2

32,50 12,9084,80 62,6039,60 25,3025,00 26,30

134,60 85,2065,30 15,1078,40 60,5094,50 37,10

145,00 86,30

Fuente: Anuarios meteorológicos del INAHMI

47

Con los valores antes descritos utilizando del menú principal de

Microsoft Excel, Herramientas, Análisis de datos…, se usó la función para

análisis: Regresión y se obtuvo:

Y = 0,54X + 4,72 r = 0,88

Para finalizar, se procedió a calcular la precipitación media mensual y

anual de las estaciones correspondientes aplicando las ecuaciones

obtenidas (Anexo 11 – 18).

a) Método de áreas de precipitación.

En la ejecución de éste método se utilizó los valores de precipitación

media anual (período 69 – 98), considerando varios factores de influencia

como son la cordillera occidental y oriental de los Andes, las curvas de

nivel, la predominancia y dirección del viento, entre otros.

En primera instancia se elaboró a mano, el trazado de las áreas de

precipitación, usando transparencias de la ubicación de las estaciones

meteorológicas siendo sobrepuestas en las curvas de nivel de la CSRZ, a

continuación en forma consensuada de criterios entre los ejecutantes y el

técnico colaborador, se inició el trazado e interpolación de las áreas del

sector.

Obtenido el mapa borrador de las áreas de precipitación se trabajó en

ArcView 3.2a siguiéndose el siguiente esquema:

Interpolate gridInterpolar grid

Valores de precipitaciónmedia anual, mm

Puntos de las EstacionesMeteorológicas

MAPA DE PRECIPITACIÓNMEDIA ANUAL, mm

48

Y de esta manera obtener el mapa de precipitación media anual, el que

servirá en lo posterior en el cálculo de la precipitación media mensual de

cada una de las microcuencas (Ver figura 12).

b) Método del U.S. National Weather Service.

Para la realización de este método se inició con la obtención del

centroide de las microcuencas (Ver anexo 19), luego se trazó un eje de

coordenadas que tuvo como punto de referencia central el centroide,

enseguida se procedió a medir las distancias en cada cuadrante (I, II, III,

IV) entre el centroide y la estación meteorológica más cercana.

Obtenidas las distancias -cualquier unidad de medida- y las estaciones

que influyen en cada cuadrante, se aplicó la ecuación correspondiente

para de inmediato calcular la precipitación media mensual de cada

microcuenca .La ecuación que se aplicó fue la siguiente.

24

23

22

21

24

423

322

221

1

1111

1111

dddd

dP

dP

dP

dP

PCG

+++

+++=

De donde;

PCG = Precipitación mensual generada en el centro degravedad de la cuenca, mm

P1, P2, P3, P4 = Precipitaciones mensuales de cada una de lasestaciones ubicadas en cada cuadrante, mm

d1, d2, d3, d4 = Distancias de cada estación al centro de gravedad dela cuenca

21

1d = Peso aplicable a cada estación con respecto al centro

de gravedad de la cuenca

49

A continuación se presenta un ejemplo de cálculo para la microcuenca

San Cayetano:

P1 = Precipitación media mensual Enero 1969, de la estación meteorológica San

Lucas que equivale a 49,7 mm (Ver anexo 11).

P2 = Precipitación media mensual Enero 1969, de la estación meteorológica San

Francisco que equivale a 1 934,70 mm (Ver anexo 12).

P3 = Precipitación media mensual Enero 1969, de la estación meteorológica Zamora

que equivale a 908,0 mm (Ver anexo 15).

P4 = Precipitación media mensual Enero 1969, de la estación meteorológica La

Argelia que equivale a 1 151,70 mm (Ver anexo 13).

d1 = distancia desde el centroide de la microcuenca hasta la estación meteorológica

San Francisco que equivale a 12,72 km (Para comprobar la d1, d2, d3 y d4 ver el anexo

20).


Zamora que equivale a 26,52 km.


La Argelia que equivale a 5,30 km.


San Lucas que equivale a 29,40 km.

Aplicando la ecuación del U.S. National Weather Service tenemos:

Pcg

140.4mm 1

12.72km( )2. 213.4mm 1

26.52 km( )2. 76.4 mm 1

5.30 km( )2. 49.7 mm 1

29.40km( )2.

1

12.72km( )2

1

26.52 km( )2

1

5.30 km( )2

1

29.40km( )2

Pcg 89.012 mm=

50

El valor de 89,012 mm equivale a la precipitación media mensual de

enero del año 1969 para la microcuenca San Cayetano, el mismo cálculo

se siguió para los 359 meses restantes y se detallan en el anexo 21.

Obtenida la precipitación media anual (69-98) para todas las

microcuencas, por los métodos de áreas de precipitación y del U.S.

National Weather Service, se determinó un factor de ajuste dividiendo el

valor promedio anual obtenido por método de áreas de precipitación para

el valor promedio anual obtenido por el U.S. National Weather Service

como sigue:

Factor de ajuste =Precipitación Media Anual, mm

Precipitación Media Anual, mm

(MAPA DE PRECIPITACIÓN)

(U.S.N. WEATHER SERVICE)

Los valores de ajuste obtenidos para la CSRZ se ubican entre 0,8 y 1,4

(Ver anexo 22); para lo posterior dichos valores se multiplican por la

estadística del U.S. National Weather Service, y estimar valores medios

mensuales de la precipitación ajustados en cada una de las microcuencas.

A continuación se presenta un ejemplo de cálculo en la microcuenca San

Cayetano:

Precipitación media anual (69 – 98), obtenida del mapa de

precipitación = 1 146,0 mm (Ver anexo 23).

Precipitación media anual (69 – 98), método del U.S. National Weather

Service = 1 121,4. Aplicando la ecuación de factor de ajuste:

Factor de ajuste = 1,02=1 146,0 mm

1 121,4 mm

51

El valor de 1,02 se lo multiplicó por el anexo 21 y se obtuvo una nueva

serie de precipitación media mensual ajustada y se muestra en el anexo

24

3.3.1.5 Elaboración del mapa de temperaturas medias anuales

Para la elaboración del mapa de temperaturas se consideró las

estaciones meteorológicas antes mencionadas, con excepción de

Cajanuma y San Francisco que solo registran datos de precipitación, a

dichas estaciones se les aplicó una regresión lineal simple, entre la altitud

y la temperatura promedio anual (período 1971 – 1998), obteniéndose una

ecuación de regresión lineal simple (Ver anexo 25).

Se hizo la regresión lineal simple basada en el principio del Efecto

Föhn que expresa, a mayor altitud la temperatura desciende, dado que

por cada 100 m de altitud desciende 1º C la temperatura.

A continuación se utilizó el software Arcview, y se siguió el esquema

siguiente:Valor de la regresión lineal simple

entre la altitud y la temperatura promedio anual (1971-1998)de las estaciones meteorológicas: Saraguro, Zamora, Vilcabamba

Malacatos, Argelia y Catamayo

GRID ALTITUDMAPA DE TEMPERATURA

MEDIA ANUAL, Cº -0,007789666 + 33,600739609x =

El mapa de temperaturas medias anuales se encuentra representado

en el anexo 26.

52

3.3.2 Estimación de los caudales medios mensuales y, máximascrecidas de las microcuencas en estudio; y medición decaudales en la microcuenca La Banda y San Cayetano

La selección de los modelos matemáticos para la estimación de los

caudales medios y máximos, se la hizo considerando que cada ecuación

tenga aplicabilidad y adaptabilidad hacia la cuenca en estudio, los

modelos utilizados fueron:

3.3.2.1 Métodos para el cálculo de caudales medios mensuales

a) Polinomio Ecológico

La expresión utilizada fue:

miii

ni PPPAKQ )01,029,070,0(· 21 −− ++=

Donde:

Qi = Caudal, m³·s-1

A = Área de la cuenca, km²Pi = Precipitación del mes actual, mmPi-1 = Precipitación del mes anterior, mmPi-2 = Precipitación del mes tras anterior, mmK, m, n = Coeficientes del polinomio que dependen de las característicasque poseen cada una de las cuencas

La metodología que se aplicó fue;

Las variables A se la seleccionó del cuadro 6, y las Pi, Pi-1, Pi-2, se las

seleccionó del anexo 24, para la microcuenca San Cayetano

respectivamente. Los coeficientes K, m y n se seleccionaron como se

muestra en el cuadro 4, de los cuales, previamente se seleccionaron los

diferentes ítems a criterio de los ejecutantes.

53

Cuadro 4. Ítems seleccionados para el cálculo de K, m y n,

correspondientes al área en estudio.

Características geomorfológicos de la cuenca Exponentem

Terreno escarpado, pendiente > 50 % 0,90Páramos 0,70Bosques, buena cubierta vegetal, pendiente < 25 % 0,60Topografía ondulada A < 100 km2, pendiente 2 – 8 % 0,50Topografía plana, pendiente < 2 % 0,40

Características de regulación natural de la cuenca Exponenten

Montaña baja (< 2 000 m.s.n.m) 0,80Montañas altas (2 000 – 3 000 m.s.n.m) 0,60Región subandino (3 000 – 3 500 m.s.n.m) 0,50Coeficiente ecológico KRelaciónevapotranspiraciónsobre lluvia

Páramo Monte Bosque

0,500 0,0058 0,0070 0,00761,000 0,0052 0,0064 0,00702,000 0,0046 0,0058 0,0064

Las características geomorfológicas (m) se las determino en Arcview

con el diseño del mapa de pendientes, luego en cada una de las

microcuencas se determinó las áreas correspondientes.

En la determinación del índice de relación de evapotranspiración se

utilizó el mapa de precipitación y de temperaturas medias anuales, al

segundo se lo multiplicó por el factor ecológico de Holdrigde que equivale

a 58,93 obteniéndose un mapa de evapotranspiración potencial, éste

último se lo divide para el mapa de precipitación y se generó el mapa de

relación de evapotranspiración sobre lluvia con valores entre 0,3 y 1,4;

mapa que se encuentra en el anexo 27.

Obtenidos los porcentajes de las áreas correspondientes para cada

una de las características de K, m y n se multiplican por su coeficiente y

54

se obtuvo un valor parcial y total ponderado, para su detalle se

ejemplificará con la microcuenca San Cayetano:

Cálculo de los coeficientes K, m y n:

Cuadro 5. Valores parciales y totales de los coeficientes K, m y n

pertenecientes a la microcuenca “San Cayetano”.

Cálculo de los coeficientes K, m, n

Selección del coeficiente " m "% de la superficie Exponente

Características Geomorfológicas de la cuencam

Exponenteponderado

Terreno escarpado, pendientes > 50 % 0,021 0,9 0,019Bosques buena cubierta vegetal < 25 % 0,074 0,6 0,044

Topografía ondulada 0,561 0,5 0,281Topografía plana 0,344 0,4 0,138

1,00 0,481Selección del coeficiente " n "

% de la superficie ExponenteCaracterísticas de regulación natural de lacuenca n

Exponenteponderado

Montañas altas (2000 - 3000 m.s.n.m) 1,00 0,6 0,61,00 0,6

Selección del coeficiente " K "% de la superficie Coeficiente Coeficiente

Coeficientes Ecológicos de la cuencaK ponderado

Bosque 0,29 0,0065 0,0019Monte 0,71 0,0071 0,0050

1,00 0,0069

Los valores de m = 0,481; n = 0,6 y K = 0,0069 se multiplicaron por la

serie estadística ajustada de la microcuenca San Cayetano, obteniéndose

de esta manera los caudales medios mensuales, ver anexo 28.

Los caudales medios mensuales y anuales para todas las

microcuencas, generados en base al método del Polinomio Ecológico, se

encuentran en el cuadro 9.

55

b) Método de Gómez.

Se utilizó la expresión siguiente:

NAP

Q·4,86

··1,50 54,0

=

Donde;

Q = Caudal, l·s-1

P = Precipitación media mensual, mmA = Área de drenaje, ha.N = Número de días del mes.

El procedimiento de cálculo para los caudales medios mensuales es el

siguiente:

Se aplica una fórmula en Microsoft Excel así: en la microcuenca San

Cayetano para el mes de enero de 1969 tenemos

=(50,1*89^0,54*469,6)/(86,4*31), y da como resultado 99,2 l·s-1 (Ver

anexo 29), dicho resultado se consideró todas las variables, teniendo

cuidado en los números de días del mes (que tienen 28, 30 y 31 días)

Los caudales medios mensuales calculados para todas las

microcuencas, se detallan en el cuadro 10.

56

c) Método Racional

Para la ejecución de este método se utilizó la expresión:

NAPCQ

·4,86··

=

Q = Caudal medio mensual, l·s-1.C = Coeficiente de escurrimientoP = Precipitación media mensual, mmA = Área de drenaje, haN = Número de días del mes

Primeramente se determinó el Coeficiente C, de la siguiente manera:

se utilizaron las siguientes áreas con formato de Grid en el programa

Arcview 3.2a con el valor de 1, como son:

- Bosque- Pastizal- Terreno cultivado- Pendientes de 0 – 5 %- Pendientes de 6 – 10 %- Pendientes de 11 – 30 %- Textura fina- Textura media

En Arcview 3.2a se utilizó la opción Combine…, dicha selección

permite generar la intersección entre dos o más Grids, en este caso las 8

grids antes mencionadas, de las cuales se obtuvo 18 intersecciones (ver

Figura 9). Las intersecciones obtenidas se les asignó un valor respectivo,

que se eligieron del Cuadro 2, así por ejemplo, una intersección de

bosque con una pendiente de 0 a 5 % y con un suelo de textura fina le

corresponde un valor de 0,40.

Designado los valores a todas las intersecciones; se procede a

seleccionar las mismas, para una combinación general, con la opción de

57

Arcview 3.2a merge, y dar como resultado el anexo 30 que representa los

valores de C, para toda la CSRZ.

Para determinar el coeficiente C en cada una de las microcuencas, se

multiplicó los límites en formato de grid de las mismas, por el mapa de

valores de C, cuyos valores se detallan en el anexo 31

Por ejemplo en Microsoft Excel, para la microcuenca San Cayetano en

el mes de enero de 1969 tenemos = (0,4*89*469,6)/(86,4*31), y da como

resultado 6,24 l·s-1 (Ver anexo 32).

Los caudales medios mensuales estimados por el presente método

para todas las microcuencas, se de detallan en el Cuadro 11.

d) Medición “in situ” de caudales

1. Método volumétrico (Sector la Banda)

En principio se seleccionó el sitio de medición que estuviese cercano a

la unión con el río Zamora -parte baja de la microcuenca-, dicho sitio se lo

georeferenció anotando sus coordenadas en N y en E, para luego ser

ubicado en un mapa (Anexo 33).

En la aplicación de este método se utilizó un recipiente, al que se lo

colocó por debajo de la caída libre del agua, en el que se recogió un

determinado volumen y a su vez se cronometró el tiempo que tardaba en

llenarse dicho volumen, seguidamente con los valores obtenidos se

procedió a calcular dicho caudal, por este método ver anexo 34

58

El proceso antes mencionado, se lo repetía tres veces, para promediar

los valores el día de la medición, y se lo realizaba en dos ocasiones en la

semana.

2. Método del molinete hidráulico (Sector San Cayetano)

Se procedió de igual manera que en el método anterior,

georeferenciando el sitio de la medición, en este caso se tomó el criterio

de que el sector seleccionado no coincida en meandros, sino que el tramo

seleccionado se encuentre de 3 a 5 m, en línea recta aproximadamente.

A continuación se inició con el proceso de medición, se calibró el

molinete a 20 revoluciones, luego se midió el ancho de la quebrada y

dependiendo de ésta se determinaron las abscisas cada 30, 40 y 50 cm

de distancia. Luego se midieron las alturas (cm) de cada una de las

abscisas, y de éstas se consideró el 60 % de dicha altura para la

colocación del molinete, enseguida se procedió a cronometrar las

revoluciones de la hélice en cada una de las abscisas. Obtenidos los

valores de cada una de las variables se procedió al cálculo del caudal

medio mensual. Cabe mencionar que para dar inicio a una nueva

medición, se desarmaba el molinete para suministrarle aceite hidráulico, y

obtener un funcionamiento óptimo. Los valores obtenidos de las

mediciones de caudales por ambos métodos se detallan en el anexo 34 y

los ejemplos de cálculo en el anexo 1.

59

Figura 9. Esquema para la elaboración del mapa del coeficiente de escorrentía C, en Arcview 3.2a.

60

3.3.2.2 Métodos para el cálculo de caudales máximos

a) Cálculo de las intensidades de precipitación en función de las

máximas en 24 H, para diferentes períodos de retorno.

Con los valores obtenidos en el anexo 35, se procedió mediante el

ajuste de Gumbel a determinar los valores de las precipitaciones máximas

en 24 horas para diferentes períodos de retorno de 5, 10, 25 y 50 años

La expresión básica para el ajuste de Gumbel es la siguiente:

( )YnYxn

XT −+=

σσ

χ

xT = valor extremo (máxima en 24 horas) para un período deretorno.

x = valor promedio de las máximas anuales, mmσx = desviación estándar.

Yn y σn = cantidades teóricas que están únicamente en función deltamaño de la muestra (Ver anexo 36).

Y = variable reducida y está en función del período deretorno, su ecuación de cálculo es:

+

−−= 834,0

1log·log·303,2

TrTrY

Encontrado el valor de la precipitación máxima en 24 H con su período

de retorno respectivo, se procedió al diseño del mapa de precipitación

máxima en 24H, - Ver anexo 37 -, de los cuales se calculó la

precipitación media máxima en 24 H para cada una de la microcuencas en

estudio.

La intensidad media máxima se la valuó aplicando la ecuación del

INAMHI:

61

Se seleccionó la zona de intensidad que influye en la CSRZ siendo

ésta la Zona 35 (Anexo 38). La ecuación seleccionada del documento del

INAMHI, elaborado por Rodríguez en 1999 es:

TrTr IdtI 4083,0·845,92 −= , para una duración de la lluvia entre 60 y 1440

minutos.

Donde:

ITr = Intensidad de precipitación para cualquier período deretorno, mm·h-1.

IdTr = intensidad diaria para un período de retorno dado, mm·h-1

t = tiempo de duración de la lluvia, min.

Donde los valores de TrId o sea la intensidad diaria se calculó

dividiendo la precipitación máxima en 24 horas calculada por Gumbel:

2424··845,92 4083,0 HPmáxtcITr

−= (Ver anexo 39).

tc = tiempo de concentración, h.

Pmáx24H = precipitación máxima en 24 H, mm ajustada a Gumbel

62

b) Método Racional

Para la estimación de caudales máximos por el método racional se

utilizó la siguiente expresión:

6,3KCIAQ =

Q = Caudal máximo, m3·s-1

K = Factor de ajuste que es igual a (1-(( Log A) /15))

C = coeficiente de escorrentía.

I = intensidad de la lluvia para un período de retorno dado, mm·h-1

A = área de la microcuenca, km2.

Los valores de C se los seleccionó del anexo 31; por ejemplo para la

microcuenca San Cayetano el cálculo para un período de retorno de 5

años, es el siguiente en Microsoft Excel = (0,955*0,477*58,447*4,69)/3,6 y

da 34,76 m3.s-1, de igual forma se realiza para los períodos de retorno de

10, 25, 50 años, y los cálculos en general, se presentan en el cuadro 12.

c) Hidrograma Sintético de Snyder

Para la determinación de los caudales máximos a través del

hidrograma Sintético de Snyder se utilizó la expresión:

RtqpIQ ··max =

Siendo;

Qmax = caudal máximo, m3·s-1

I = intensidad de la lluvia para un período de retorno dado, pulg·h-1

63

4rR

pPRtttt −

+=

qp = caudal pico, m3·s-1·pulg-1.

tR o tc = duración de lluvia , h.

El caudal pico se lo calculó mediante la expresión:

tpACp

qp··7

=

Siendo:

A = Área de drenaje, km2

Cp = Coeficiente, variable entre (0,56 - 0,69)tp = Tiempo de retraso, h.

tp = 0,75·Ct·(L·Lc)0,30

L = Longitud del cauce principal, kmLc = Distancia en km desde la salida de la cuenca hasta el punto de la

corriente más cercano al centroide del área de la cuenca.Ct = Coeficiente, variable entre (1,35-1,65)

Si tp ≠tr, entonces se aplica la siguiente ecuación:

tr = Duración de lluvia efectivatr = tp/5,5.tPR = Tiempo de retardo estándar

Como primer paso se definió para cada una de las microcuencas los

coeficientes Cp que depende de la vegetación, y el Ct que depende de las

pendientes y Lc (Ver anexo 40), obtenidos dichos coeficientes se procedió

a la aplicación de cada una de las ecuaciones.

Para el caso de la microcuenca San Cayetano el cálculo en Microsoft

Excel es igual a tp = 0,75*1,65*(4,09*2,11)^0,30= 2,36; cabe mencionar

la siguiente condición que si tp ≠tr, en este caso tr = 2,36/5,5 = 0,43;

como no lo son, se procede a ajustarlo con la ecuación = tPR= 2,36+(0,25-

64

0,43)/4 = 2,32; calculado el tp pasamos a resolver la ecuación del caudal

pico qp = (7*0,65*4,7)/2,32= 9,22; y así resolvemos la ecuación del caudal

máximo Qmax= 2,30*9,22*0,25= 5,34 m3·s-1 para un período de retorno

de 5 años, de igual forma lo realizamos para 10, 25, 50 años (Ver cuadro

12).

d) Hidrograma Unitario Triangular (SCS)

Para el cálculo del caudal máximo por medio del hidrograma unitario

triangular se utilizo la expresión:

=

TbAPeQp8,1

·

Donde:

Qp es el caudal pico, m3·s-1,Pe es la lluvia neta, mm;A el área de la cuenca, km2, yTb el tiempo base del hidrograma unitario, h.

A continuación, la lluvia neta se la determinó con la siguiente expresión

Pe = C I D, donde C es el coeficiente de escorrentía anteriormente

calculado, I la intensidad de la lluvia, mm·h-1 y D la duración de la lluvia

que es igual al tiempo de concentración, h.

El tiempo base del hidrograma unitario se los determinó con la

expresión:

+= tctcTb 6,0

267,2

Para el caso de la microcuenca San Cayetano el cálculo en Microsoft

Excel se inicia por Pe =0,48*58,45*0,25 = 7,03; luego calculamos el

65

tiempo base Tb =2,67(0,25/2)+(0,6*0,25) = 0,74, determinadas las

variables de lluvia neta y el tiempo base resolvemos la ecuación de caudal

pico Qp =7,03(4,70/(1,8*0,74)) = 24,78 para un período de retorno de 5

años, de igual forma lo realizamos para 10 , 25, 50 años (Ver cuadro 12).

3.3.3 Diseño de alternativas de manejo ambiental para lasmicrocuencas degradadas y peligrosas.

Para generar alternativas de manejo ambiental se consideró como

factor principal, la observación y el análisis de los recorridos a cada una

de las microcuencas, donde se fotografió y tomó nota de los principales

problemas que tienen las mismas; información que fue complementada

con la recopilación de noticias referentes a problemas originados por las

lluvias intensas, sus repercusiones y sitios más afectados en la ciudad de

Loja, durante el año 2005 y 2006 en los diarios locales.

Información que a su vez nos corrobora en la determinación de

alternativas de manejo ambiental puntuales para el conjunto de

microcuencas estudiadas, las cuales están representadas en el punto 4.3

de los resultados.

Previo a generar las alternativas de manejo ambiental en las diferentes

microcuencas en estudio, se ha considerado tener en cuenta el siguiente

marco legal:

La Constitución obliga al Estado a tomar medidas orientadas, a:

“Promover en el sector público y privado el uso de tecnologías

ambientalmente limpias…” (art. 89, numeral 1). Le obliga, además, a

normar la producción, importación, distribución y uso de aquellas

sustancias que, no obstante su utilidad, sean tóxicas y peligrosas para las

personas y el medio ambiente (art. 90, 2do. Inciso). Y le manda a tomar

“medidas preventivas en caso de dudas sobre el impacto o las

66

consecuencias ambientales negativas de alguna acción u omisión, aunque

no exista evidencia científica de daño” (art. 91, 2do. Inciso).

La Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental prohibe

las descargas a las redes de alcantarillado, aguas residuales que

contengan contaminantes nocivos para la salud humana, la fauna y la

flora (arts. 16 y 20); obliga al manejo de desechos potencialmente

contaminantes sean de procedencia industrial, agropecuaria, municipal o

doméstica (Art. 21); y, responsabiliza al Ministerio de Salud la regulación

de la disposición de desechos proveniente de productos industriales que,

por su naturaleza, no son biodegradables (Art. 25).

El Reglamento para el Control de la Contaminación Ambiental relativo

al recurso agua (A.M No. 2144, publicado en el R.O. No.204 de 5 de junio

de 1989), prohíbe descargas de contaminantes al sistema de

alcantarillado público (art. 29).

El Código Municipal en su artículo II.351, literales a) y f), prohíbe

arrojar basura a las vías públicas, parques, quebradas, cauces de ríos y

acequias, lagos y lagunas, terrenos desocupados y similares; y quemar a

cielo abierto basuras.

67

3.3.4 Elaboración de una base digital de datos hidrológica, para elmanejo disponible en Arcview 3.2a

Para la elaboración de la base digital en Arcview 3.2a se consideraron,

los parámetros morfométricos e hidrológicos, así como también los

caudales medios mensuales y máximas crecidas calculados

anteriormente.

Obtenidos dichos aspectos se generó un proyecto ejecutable, en el

cual se puede realizar consultas como: tamaño del área, perímetro,

densidad de drenaje, caudales medio y máximo, etc, de cada una de las

microcuencas, considerando que el proyecto mencionado tienen

hipervínculos con imágenes formato BMP, qué facilitarán la comprensión

del usuario y toda la información necesaria en archivos de Microsoft Excel

y Acrobat Reader.

También se consideró elaborar una guía del CD en un archivo de Word

para su fácil manejo y realizar cualquier consulta inmediata.

Además de esto, se elaboró un diccionario de datos para una mejor

comprensión del proyecto elaborado, el mismo que se encuentra detallado

en el anexo 41).

El CD, se encuentra a disposición en el CINFA, las bibliotecas de la

Universidad Nacional de Loja en el Área Agropecuaria y de Recursos

Naturales Renovables y a cargo de todos los responsables de la

investigación.

68

IV. RESULTADOS y DISCUSIÓN

Luego de haber analizado toda la información, primaria y secundaria

en formato digital, y de levantamiento hidrográfico de campo, se determinó

la caracterización hidrográfica de la Cuenca Superior del Río Zamora y de

sus microcuencas; a continuación procedemos a detallar los resultados

antes indicados.

4.1. Base de datos con la información geográfica primaria ysecundaria de las microcuencas, con la utilización de SIG

En la presente base de datos constan el mapa base de la Cuenca

Superior del Río Zamora, mapa de red hídrica original y de campo y los

parámetros morfométricos e hidrológicos de cada una de las

microcuencas, pertenecientes a la CSRZ.

69

Figura 10. Mapa base de la Cuenca Superior del Río Zamora.

70

En el mapa base de la Cuenca Superior del Río Zamora podemos

determinar que: posee una forma alargada de norte a sur, su área es de

228 km2 y su perímetro de 93,38 km aproximadamente, tiene una cierta

orientación en sentido NW; en su parte central alcanza una longitud de

20,51 km de largo y 13,50 de ancho; está limitada al Norte por el cerro

Sañi, al Sur por el Nudo Cajanuma al Este por las estribaciones de la

Cordillera Oriental, Cerro Yanacocha; y al Oeste por el Cerro Villonaco.

En el centro de la cuenca se asienta la ciudad de Loja la que ocupa

un área aproximada de 60 km2, con una altura promedio de 2 135 m.s.n.m

en la cual constan vías de primer a tercer orden. El área es drenada por

los ríos Malacatos, Zamora y Jipiro que fluyen hacia el norte por el centro

de la cuenca.

71

Figura 11. Mapa de red hídrica original y de campo perteneciente a la CSRZ

72

La morfología general hidrográfica de la CSRZ es dendrítica, o sea que

posee un gran número de ramificaciones, esto debido a su topografía

abrupta sobre todo en su parte este, pudiéndose notarse claramente una

densidad mayor debido básicamente al aumento de la pendiente con

respecto al oeste.

La CSRZ se encuentra drenada por los ríos Malacatos, el cual se halla

conformado por las quebradas Curitroje, Mónica, Namanda, Sin nombre

01, 02, 03, Quilloyacu, Potrerillos, El Capulí, El Rosal, Las Violetas,

Sambo Yacu, de Alumbre, Viveros; el río Zamora Huayco cuyos tributarios

son las quebradas de San Simón, El Carmen, Mendieta, San Cayetano,

Las Minas ; y el río Jipiro en el que constan las quebradas de Sangre, El

Salado, Volcán, que sumados al resto de quebradas que desembocan a lo

largo de la CSRZ constituyen el río Zamora.

Mediante los recorridos de campo se determinó un buen número de

ramificaciones (132 aproximadamente), que en la cartografía digitalizada

(a escala 1: 50 000) no se presentan, situación que incrementó a la red

hidrográfica original de 283,45 km a 338,15 km valor que viene a tener la

red hidrográfica actualizada (54,07 km equivale el levantamiento de

campo).

73

Cuadro 6. Parámetros morfométricos de las microcuencas pertenecientes a la CSRZ

AREAPendiente

delterreno (%)Nº Microcuenca

km2 m2 ha

PERÍMETRO Cg* FORMA

Max Media

Altura mediam.s.n.m

1 Apongora 3,9 3908848,3 390,9 9,2 1,3 ovalada 38,2 3,1 2089,62 Carigán 25,7 25659699,7 2566,0 25,3 1,4 ovalada 40,5 6,0 2361,53 Chorrera 6,2 6219133,1 621,9 13,8 1,5 oblonga 40,5 10,7 2327,64 Ciudadela 4,9 4917804,4 491,8 12,3 1,5 oblonga 40,1 10,2 2331,55 Consacola 1,0 1047130,5 104,7 6,2 1,7 oblonga 9,8 3,2 2145,06 Curitroje 8,3 8310612,4 831,1 15,1 1,5 oblonga 38,1 12,1 2769,97 De Alumbre 3,5 3549090,8 354,9 11,0 1,6 oblonga 38,1 6,9 2404,18 De Sangre 11,7 11734780,6 1173,5 14,8 1,2 redonda 38,3 10,8 2426,59 El Capulí 0,8 849881,5 85,0 4,4 1,3 ovalada 33,6 10,2 2464,0

10 El Carmen 12,1 12124738,6 1212,5 18,7 1,5 ovalada 40,5 12,6 2625,411 El Rosal 0,6 580761,6 58,1 4,2 1,5 ovalada 33,6 10,7 2256,612 El Salado 6,0 6014083,6 601,4 13,2 1,5 ovalada 39,0 10,8 2407,213 La Banda 11,9 11855619,9 1185,6 17,7 1,4 ovalada 32,1 6,5 2347,614 Las Minas 7,8 7803957,1 780,4 13,2 1,3 ovalada 38,4 9,5 2399,815 Las Pavas 22,1 22136946,5 2213,7 20,8 1,2 redonda 36,3 4,6 2297,216 Las Violetas 4,2 4215462,6 421,5 10,0 1,4 ovalada 37,1 9,3 2426,517 Mendienta 9,3 9290657,1 929,1 14,8 1,4 ovalada 39,8 12,3 2514,818 Mónica 5,9 5923120,4 592,3 12,0 1,4 ovalada 39,3 13,0 2749,819 Namanda 7,4 7421464,7 742,1 13,1 1,4 ovalada 40,5 11,7 2632,520 Potrerillos 3,2 3201479,2 320,1 8,6 1,3 ovalada 39,2 12,7 2499,221 Quilloyacu 3,9 3851675,4 385,2 8,8 1,2 redonda 38,4 11,8 2592,122 Sambo Yacu 3,1 3104981,3 310,5 9,9 1,6 oblonga 38,4 7,5 2386,923 San Cayetano 4,7 4695788,4 469,6 9,6 1,2 redonda 39,7 6,5 2241,124 San Simón 6,4 6397648,2 639,8 16,3 1,8 oblonga 30,7 10,4 2718,825 Santa Urcu 3,3 3275250,0 327,5 9,5 1,5 ovalada 40,2 12,2 2798,426 Shucus 2,3 2313648,7 231,4 7,6 1,4 ovalada 37,2 9,3 2245,627 Sin nombre 001 0,4 440381,8 44,0 3,3 1,4 ovalada 35,7 11,6 2281,928 Sin nombre 002 0,7 677424,7 67,7 3,6 1,2 redonda 33,0 10,1 2375,829 Sin nombre 003 1,2 1193156,2 119,3 5,7 1,5 ovalada 39,2 4,3 2246,030 Viveros 2,3 2256406,0 225,6 7,6 1,4 ovalada 23,6 3,5 2247,031 Volcán 14,0 14010379,6 1401,0 16,4 1,2 redonda 39,1 12,8 2545,432 Zañe 1,5 1481867,3 148,2 6,1 1,4 ovalada 38,9 13,6 2338,5 Transiciones 27,5 27491869,8 2749,2 69,8 36,8 6,2

CSRZ 228,0 93,3 40,01 8,27*Coeficiente de compacidad de Gravelius

Ejemplo de cálculo del Coeficiente de Compacidad de Gravelius (M. San Cayetano):

cg 0.28 9.640 km

4.696 km2

.

cg 1.246=

cg = redonda

74

Del cuadro 6, se interpreta que la CSRZ está constituida por 32 áreas,

que de acuerdo al criterio de Vásquez (1997), tienen la categoría de

microcuencas, sumando una superficie de 205 km2, además, la cuenca

contienen áreas de transición las que ocupan un área de 27,5 km2.

Analizando las áreas de todas las microcuencas vemos que son valores

bajos de 44 ha a 2 566 ha, que según el principio de la hidrología, son

áreas de respuesta inmediata a una crecida.

En cuanto a la forma de las microcuencas, predominan la redonda

(1,00 -1,25) y la ovalada (1,25-1,50); formas que según el Coeficiente de

Compacidad de Gravelius son de alta peligrosidad dado que influyen

directamente sobre los escurrimientos, así por ejemplo:

En una microcuenca de forma alargada u oblonga (1,50- 1,75); como

Sambo Yacu (1,6) el agua discurre por un solo cauce principal y se califica

como no peligrosa; mientras que en una de forma redonda como San

Cayetano (1,2) los escurrimientos son más rápidos y es peligrosa, en

tanto que en una ovalada como la microcuenca Viveros (1,4) el

escurrimiento recorre cauces secundarios hasta llegar al cauce principal,

por lo que su volumen de agua escurrida es mayor, hecho que es evidente

en la ciudad de Loja en los barrios San Cayetano bajo y La Tebaida sitios

que son seriamente afectados por las lluvias intensas o crecidas.

75

Cuadro 7. Parámetros hidrológicos de las microcuencas pertenecientes a la CSRZ

Longitud del CP PendienteTiempo de

Concentración(tc)Microcuenca TDC Valor

de H

Densidadde

corrientesDensidadde drenaje

m km media delcauce (%) h min

Apongora I 2070,1 0,26 0,39 1520,0 1,5 2,1 0,08 4,88Carigán I-P 2100,0 1,13 1,41 7188,4 7,2 3,5 0,49 29,19Chorrera P 2100,0 1,29 1,25 5508,6 5,5 7,1 0,36 21,46Ciudadela I-P 2145,6 1,22 1,33 4984,0 5,0 7,9 0,32 18,96Consacola P 2087,6 0,95 1,36 1420,0 1,4 2,2 0,07 4,49Curitroje P 2440,0 0,48 1,00 5848,2 5,8 8,8 0,36 21,71De Alumbre P 2363,5 0,85 1,10 3786,5 3,8 3,7 0,22 13,30De Sangre P-I 2205,6 0,94 1,08 5395,3 5,4 6,9 0,34 20,56El Capulí P 2360,0 1,18 1,35 1150,0 1,2 7,7 0,06 3,36El Carmen P 2266,2 0,41 0,99 5622,4 5,6 9,6 0,36 21,34El Rosal P 2220,0 1,72 3,00 1740,0 1,7 7,5 0,09 5,55El Salado P 2416,2 0,50 1,12 5199,2 5,2 6,7 0,32 19,02La Banda P-I 2111,6 0,67 1,24 7012,3 7,0 4,0 0,47 28,30Las Minas P-I 2201,7 1,15 1,35 5080,7 5,1 6,2 0,32 19,20Las Pavas I 2125,9 1,31 1,64 8399,8 8,4 3,6 0,58 34,78Las Violetas P 2260,0 1,42 2,10 4327,1 4,3 5,0 0,26 15,79Mendienta P 2185,9 1,29 1,06 5858,7 5,9 8,4 0,38 22,69Mónica P 2420,0 0,68 1,06 4746,8 4,7 9,4 0,29 17,11Namanda P 2570,1 0,81 0,66 4910,0 4,9 7,1 0,29 17,39Potrerillos P 2290,0 1,87 1,97 3570,8 3,6 9,2 0,21 12,58Quilloyacu P 2300,0 1,04 1,61 3555,7 3,6 8,4 0,21 12,50Sambo Yacu P 2303,1 0,97 1,22 3370,0 3,4 4,6 0,20 11,74San Cayetano P-I 2136,4 1,49 1,35 4088,3 4,1 4,3 0,25 15,11San Simón P 2547,6 0,94 0,93 4677,5 4,7 8,2 0,27 16,50Santa Urcu P 2847,5 0,92 1,19 3890,0 3,9 9,4 0,21 12,77Shucus P 2183,6 1,30 1,03 2380,0 2,4 6,9 0,13 8,02Sin nombre 001 P 2220,0 2,27 2,48 1090,0 1,1 5,7 0,05 3,23Sin nombre 002 P 2295,7 1,48 1,31 890,0 0,9 7,5 0,04 2,53Sin nombre 003 P 2220,0 0,84 1,68 2000,0 2,0 2,3 0,11 6,52Viveros I 2160,0 1,33 1,25 2020,1 2,0 2,4 0,11 6,66Volcán P-I 2240,0 1,21 1,57 6819,6 6,8 10,8 0,45 26,79Zañe P 2324,0 0,67 1,59 2350,0 2,4 11,4 0,13 7,72

Ejemplo de cálculo del tc, para la microcuenca San Cayetano:

tc 0.870 4.088 km( )3.

2136.360km

0.385

tc 0.253 hr

tc 0.253 60 min.

tc 15.18 min=

76

Interpretando el cuadro 7, tenemos que los tipos de corrientes de las

microcuencas, en su mayoría son perennes, es decir, aportan agua

durante todo el año, las distancias estimadas de las corrientes perennes

tienen una longitud de 189,818 km aproximadamente en toda la cuenca;

continuando con las intermitentes, las cuales aportan agua durante la

época de lluvias de cada año, tienen un longitud de 93,630 km.

Debemos acotar que de acuerdo a los recorridos de campo y por

medio del diálogo con moradores de los barrios de Punzara Alto,

Quilloyacu, Virgenpamba y otros, argumentaron que los caudales de

dichas corrientes han disminuido considerablemente, y, que algunas

corrientes incluso se han secado, problemática que de continuar agravará

aún más la disponibilidad de agua en la Ciudad de Loja.

En cuanto a la densidad de drenaje de las microcuencas, que es un

indicador de la capacidad de evacuación del exceso de agua como

producto de la precipitación, en la CSRZ predominan valores que se

encuentran entre 1 y 2,5 que según Linslay (1977) son moderadamente

drenadas, en tanto que únicamente la microcuenca El Rosal tiene un valor

de 3 considerándola bien drenada, restando las microcuencas San Simón,

Namanda, El Carmen, Apongora con valores de 0,93; 0,66; 0,99; 0,39

respectivamente consideradas mal drenadas según el criterio antes citado.

Al analizar las pendientes medias de los cauces, podemos ver que en

la parte occidental de la CSRZ son menos pronunciadas de 2,1 a 4 %, que

provoca ciertos procesos – a excepción de Quilloyacu, Potrerillos y sin

nombre 2 – como: la velocidad del flujo del agua es media, comparando

con el criterio de González (2001) quien afirma que la velocidad del flujo

es más rápido en pendientes > al 3 %, además a dichas pendientes se

pueden mover cargas de fondo como los sedimentos > a 5 cm de

diámetro, esto genera que en las partes planas o casi planas de las

77

microcuencas se formen micropantanos y/o charcas de agua permanentes

o parciales, que son contaminadas por aguas servidas.

Dichas charcas o micropantanos de aguas servidas, son lugares aptos

para la proliferación de enfermedades como ascaridiasis, shagiasis,

teniasis – citecirsosis, parasitosis, casos que se han reportado en niños de

los barrios de Chinguilanchi, Motupe, Cajas, Amable María y Virgenpamba

(Diario La Hora).

Los procesos antes expuestos se evidencian en las microcuencas, La

banda, Las pavas, Carigán, Consacola, de Alumbre, Viveros, Apongora y

Sambo yacu.

Caso contrario sucede en la parte oriental con las pendientes medias

del cauce, que son un poco más pronunciadas de 7,5 a 11,4 %, y

generan una mejor oxigenación del agua durante todo su recorrido, por la

formación de microcascadas y de tener un lecho rocoso (observación de

campo).

En ciertas microcuencas se produce la socavación por causa de las

variaciones en la pendiente del cauce, generando agregación de piedra y

arena en las partes bajas, del cual los lugareños obtienen beneficios

económicos por la extracción de dichos materiales, este proceso se da en

las microcuencas: Curitroje, Mónica, Namanda, El Carmen, San Simón,

Volcán, de Minas, de Sangre, Santa Urcu y Mendieta.

Interpretando el tiempo de concentración (tc), que está en función de

las características topográficas de la cuenca, se puede observar que en

las microcuencas en estudio que tienen una mayor longitud del cauce

principal (LCP) generan un tc mayor, provocando que el agua precipitada

en su recorrido sea más prolongado en más tiempo hacia la

desembocadura con el río u otra quebrada.

78

Así tenemos por ejemplo, en la microcuenca Carigán (que es grande

en relación a las otras microcuencas) tiene una LCP de 7,2 km genera un

tc de 29,19 min, caso contrario sucede en la microcuenca sin nombre 1

(que es pequeña) y tiene una LCP de 1,1 km generando un tiempo de

concentración de 3,23 min.

Con los tc calculados, se debe tener cuidado en las microcuencas con

valores menores a 15 min debido a que son susceptibles a las crecidas.

.

79

Figura 12. Mapa de precipitación media anual, período 68 – 98

80

En el mapa de precipitación media anual (período 69 – 98), se observa

que la precipitación es más abundante en la parte oriental

(a 3 314 m.s.n.m se precipitan 2 108 mm) que el parte occidental

(a 2 422 m.s.n.m se precipitan 800 mm), debido a varios factores como: la

influencia de los vientos húmedos que provienen del SE, el relieve es más

accidentado y su parte alta esta cubierta de bosque denso.

Comparando el mapa de elevaciones (Ver anexo 44) de la CSRZ con

el mapa de precipitación media anual (69 – 98), se puede apreciar que

mientras se asciende en altitud la precipitación aumenta, así tenemos que,

a 2 000 m.s.n.m se precipitan 721,76 mm y a 3 400 m.s.n.m se precipitan

2 267 mm; es decir, que a una diferencia altitudinal de 1 400 m.s.n.m

llueve 1 545,24 mm, y esto equivale a que por cada 100 m.s.n.m la

precipitación aumenta 110,37 mm en la CSRZ.

El valor de 110,37 mm serviría para el diseño de nuevos mapas de

isoyetas, pero, si contrastamos con los estudios realizados por Spreen

1967, citado por Linslay, 1977; quien correlacionó la precipitación media

estacional con la elevación, pendiente, orientación y exposición para las

montañas del oeste del Colorado, encontró que la elevación tenía en

cuenta únicamente el 30 % de variación en la precipitación y que los

cuatro parámetros en conjunto podrían explicar el 85 % de la variación.

Así que dicho valor sólo servirá de referencia en nuevos estudios en el

cálculo de la precipitación media anual.

El mapa de precipitación media anual es solo una aproximación de la

distribución de la precipitación sobre la CSRZ, ya que la precipitación es el

meteoro más variable en el tiempo, el más aleatorio y a veces

impredecible (Maldonado, 1999).

81

4.1.1 Cálculo de la Precipitación Media Mensual, utilizando el Método Ajustado.

Cuadro 8. Precipitación media mensual (mm), generada por el método ajustado

Microcuencas E F M A M J J A S O N DApongora 97,48 130,55 151,85 99,78 61,14 54,97 55,59 45,15 41,37 77,96 66,20 87,24Carigán 90,19 124,03 144,42 97,74 60,23 51,22 51,38 41,48 39,26 74,17 63,50 81,79Chorrera 100,43 119,23 143,40 122,02 100,14 115,05 109,49 84,92 71,66 90,76 73,75 94,47Ciudadela 123,32 164,60 192,03 128,49 81,34 73,81 75,42 59,79 54,48 100,48 86,57 112,75Consacola 94,01 119,00 140,25 101,07 70,67 73,93 71,79 57,56 50,16 77,63 64,10 84,55Curitroje 168,04 204,15 253,34 175,32 103,01 100,52 86,13 81,68 64,28 118,38 107,05 146,79De Alumbre 80,40 101,69 121,09 76,31 44,93 43,41 42,25 36,69 31,17 58,86 51,12 70,35De Sangre 123,02 145,32 173,92 140,77 112,15 125,62 118,90 94,55 81,77 106,61 87,73 113,14El Capulí 135,00 165,08 204,21 135,22 76,25 73,54 62,28 61,56 45,77 91,30 82,75 117,41El Carmen 155,59 132,50 131,50 111,81 97,80 11,08 50,76 39,76 43,05 164,54 171,26 189,41El Rosal 105,76 134,84 158,39 97,93 59,15 57,96 59,04 49,06 43,06 79,35 67,91 92,90El Salado 111,30 132,34 158,95 133,30 108,25 124,35 118,24 92,15 77,80 99,43 80,58 103,83La Banda 92,64 119,33 139,38 96,89 63,97 63,43 60,74 49,99 44,41 72,45 60,29 81,19Las Minas 113,12 138,43 163,96 119,34 86,29 92,43 88,83 72,04 63,04 92,51 76,83 101,39Las Pavas 83,90 106,89 126,08 83,47 53,01 52,85 52,23 43,04 38,29 65,53 55,21 73,86Las Violetas 88,15 109,71 133,19 86,05 49,40 47,53 43,20 40,01 31,91 62,05 55,06 76,87Mendieta 142,24 175,26 207,21 146,38 103,02 108,78 105,40 85,83 75,34 114,51 95,73 127,04Mónica 184,26 223,80 277,21 187,58 109,29 106,49 90,65 87,95 67,13 127,02 114,84 160,84Namanda 153,55 188,28 230,88 153,28 89,48 87,56 76,78 72,73 56,21 106,84 95,53 134,09Potrerillos 93,12 114,86 140,90 92,22 52,26 50,23 43,90 42,19 32,41 64,11 57,57 81,05Quilloyacu 96,50 118,34 146,37 96,98 54,21 51,67 43,66 43,30 32,53 65,40 59,39 83,80Sambo Yacu 81,09 102,41 122,11 77,06 45,32 43,84 42,49 37,05 31,30 59,19 51,48 70,96San Cayetano 104,63 127,55 151,36 110,16 80,27 86,13 83,34 67,08 58,56 85,78 71,89 94,62San Simón 158,13 194,52 236,11 157,43 95,76 95,30 86,71 78,43 63,15 113,84 100,16 138,77Santa Urcu 170,60 207,67 257,64 174,97 101,73 99,70 85,11 82,01 62,43 118,08 106,47 148,94Shucus 112,42 151,15 176,09 118,73 75,13 67,37 68,69 54,37 49,84 92,33 79,40 102,94Sin nombre 001 106,29 135,37 159,20 98,80 59,74 58,61 59,42 49,52 43,31 79,68 68,22 93,37Sin nombre 002 109,10 133,70 165,38 109,50 61,30 58,60 49,54 49,10 36,77 73,87 67,06 94,78Sin nombre 003 99,93 126,52 150,16 94,11 55,82 54,26 53,42 45,89 39,18 73,51 63,63 87,55

82

Continuación del cuadro 8.Viveros 104,81 133,55 156,99 99,01 60,93 60,19 60,89 50,31 44,42 79,73 67,89 92,20Volcán 117,18 136,26 164,72 148,20 126,07 148,43 139,48 108,30 90,81 108,50 86,37 110,20Zañe 111,58 150,39 175,21 118,98 75,78 67,75 69,15 54,44 49,96 92,32 79,56 102,72

La precipitación media mensual estimada por el método ajustado y que se distribuye en cada una de las

microcuencas en estudio, se definen dos períodos, uno seco con precipitaciones medias mensuales de 75,21 mm –

51,71 mm que inicia en junio hasta septiembre; y otro lluvioso con precipitaciones medias mensuales de 90,21 mm –

170,42 mm que se inicia en octubre hasta mayo, teniendo su pico en mayo lo cual hace predecible la disponibilidad y

uso del agua en la ciudad de Loja.

De manera general podemos identificar que la microcuenca que recibe mayor precipitación es Mónica con 1737,0

mm anuales y la de menor precipitación es de Alumbre con 758,27 mm.

Definidos los períodos seco y lluvioso, debemos aclarar que por ser microcuencas pequeñas al estimar los caudales

en base a la precipitación, los meses lluviosos van a coincidir con los meses de caudales altos y que los meses secos

con períodos de estiaje.

83

4.2 CAUDALES MEDIOS MENSUALES (l·s-1) Y MÁXIMASCRECIDAS (m3·s-1), PARA DIFERENTES PERÍODOSDE RETORNO POR MÉTODOS EMPÍRICOS, DE LASMICROCUENCAS PERTENECIENTES A LA CSRZ.

4.2.1. Caudales Medios Mensuales, (l·s-1).

A continuación se presenta la estimación de los caudales medios

mensuales, por tres métodos empíricos: Polinomio Ecológico, Gómez y

Racional, donde se utilizó variada información que se recopiló y analizó,

siendo el resultado de la ponderación de los valores de precipitación

media mensual y anual de las estaciones meteorológicas circundantes

que para la CSRZ fueron ocho, así como también de la intersección de los

mapas de: texturas de suelos, pendientes y vegetación.

Cuadro 9. Caudales medios mensuales estimados, l·s-1, método del polinomio ecológicoMicrocuencas E F M A M J J A S O N D

Apongora 117,1 132,6 144,9 130,1 105,1 92,6 91,4 85,8 81,4 100,2 101,2 108,7Carigán 349,8 398,6 437,0 396,4 322,7 279,7 273,0 255,4 244,2 302,6 306,5 327,2Chorrera 249,3 271,9 301,2 292,0 264,1 267,1 268,2 242,4 217,9 232,3 221,9 235,3Ciudadela 227,3 260,6 288,7 256,9 203,9 178,4 176,8 163,2 152,5 191,7 194,8 210,8Consacola 51,9 57,6 62,8 58,0 49,5 47,1 46,9 43,6 40,6 46,2 45,5 48,4Curitroje 488,2 547,5 620,8 558,7 426,5 372,7 348,5 330,0 298,8 375,9 391,9 439,5De Alumbre 99,3 110,5 121,0 107,6 85,2 76,1 75,0 71,5 67,2 81,7 83,6 91,0De Sangre 427,2 466,6 515,8 490,3 434,5 432,9 431,7 393,0 358,1 388,2 373,7 398,4El Capulí 65,2 72,1 80,1 72,3 56,5 49,6 46,6 45,0 41,1 51,0 53,2 59,3El Carmen 615,2 691,6 776,2 690,2 539,0 488,9 474,9 443,7 403,8 491,8 500,2 556,0El Rosal 42,1 47,5 52,3 45,4 35,3 31,6 31,6 29,8 27,9 34,5 35,0 38,4El Salado 254,0 277,3 306,7 295,8 266,3 268,6 269,6 244,4 220,2 235,5 225,1 238,9La Banda 222,2 248,9 271,4 247,7 206,4 190,7 187,6 175,3 164,8 191,7 190,3 204,8Las Minas 276,3 305,9 336,6 308,8 261,7 251,4 250,4 231,2 213,9 242,0 237,3 255,0Las Pavas 298,1 331,9 362,1 326,3 267,3 245,7 244,5 230,0 217,1 255,9 256,2 275,2Las Violetas 109,9 121,4 133,3 120,1 95,5 84,8 81,9 78,6 73,2 89,2 92,1 100,8Mendieta 459,2 514,8 571,2 514,1 422,3 399,9 398,4 366,2 337,1 391,8 386,3 419,9Mónica 465,4 523,7 595,3 529,3 397,8 345,4 321,1 306,0 274,6 349,9 366,3 416,3Namanda 396,6 446,1 503,2 445,8 337,6 295,1 278,7 265,2 239,5 303,1 315,7 356,2Potrerillos 127,1 141,7 157,8 141,2 109,0 95,2 90,1 86,6 79,3 99,3 103,5 115,3Quilloyacu 158,7 177,0 198,2 177,7 136,1 117,7 109,7 105,7 96,2 121,9 127,9 143,4Sambo Yacu 101,6 113,1 124,1 110,2 87,1 77,7 76,4 72,8 68,3 83,3 85,3 93,1San Cayetano 158,9 174,0 189,9 175,6 151,3 146,1 146,0 135,5 126,0 140,9 138,7 148,1San Simón 388,6 437,3 491,6 435,2 334,2 297,3 285,9 269,4 244,8 304,2 313,0 350,1Santa Urcu 291,2 327,4 371,6 331,7 250,7 218,5 203,9 194,1 174,0 220,7 230,6 261,1Shucus 153,3 178,1 198,8 175,8 137,3 118,5 116,9 107,1 99,7 128,1 130,3 141,7Sin nombre 001 48,3 54,3 59,7 52,1 40,7 36,5 36,5 34,4 32,3 39,6 40,2 44,0Sin nombre 002 46,4 51,2 56,7 51,4 40,4 35,4 33,3 32,2 29,5 36,6 38,2 42,3Sin nombre 003 60,9 68,0 74,6 65,9 51,9 46,4 45,9 43,6 40,9 50,0 51,0 55,7Viveros 91,2 101,8 111,1 98,4 78,8 71,6 71,7 67,7 63,9 76,6 77,3 83,8Volcán 562,9 612,3 682,7 675,6 621,7 641,4 643,2 576,1 512,1 534,3 500,7 530,1Zañe 144,7 169,6 190,7 167,9 129,6 110,9 109,4 99,4 92,0 120,0 122,4 133,5

84

Cuadro 10. Caudales medios mensuales estimados, l·s-1, método de Gómez

Microcuencas E F M A M J J A S O N DApongora 84,6 110,9 108,4 88,7 66,1 62,9 62,6 55,4 55,5 75,0 69,8 79,2Carigán 532,6 707,2 692,1 577,0 430,3 398,4 394,1 347,6 352,6 479,0 447,8 503,0Chorrera 137,4 168,5 168,1 159,7 138,5 152,0 145,3 125,6 119,6 131,1 120,6 132,7Ciudadela 121,0 158,2 154,8 128,3 97,1 93,0 93,0 81,2 80,9 108,2 101,6 114,5Consacola 22,3 28,4 28,0 24,2 19,3 20,1 19,5 17,1 16,6 20,3 18,7 21,0Curitroje 241,9 300,2 304,0 258,6 186,1 185,4 169,6 161,6 149,2 201,1 195,7 224,1De Alumbre 69,3 88,0 87,1 69,7 50,7 49,8 48,9 44,8 43,3 58,6 55,5 64,0De Sangre 289,2 353,3 351,5 324,6 277,4 300,5 286,3 251,0 242,4 269,5 249,1 275,5El Capulí 21,9 27,3 27,6 22,9 16,1 15,9 14,5 14,1 12,6 17,8 17,4 20,3El Carmen 363,9 454,4 453,4 380,5 287,2 292,9 278,1 255,8 242,2 310,8 296,0 338,5El Rosal 13,1 16,8 16,5 13,0 9,7 9,6 9,6 8,6 8,5 11,2 10,5 12,2El Salado 140,1 172,0 171,4 161,6 139,3 152,8 146,2 126,6 120,6 132,9 121,9 134,7La Banda 250,2 321,2 314,4 266,7 206,6 208,3 200,7 178,8 175,9 220,1 203,6 232,4Las Minas 183,6 228,9 226,1 196,5 159,9 168,6 162,3 143,8 140,1 165,6 153,2 172,3Las Pavas 441,8 563,6 554,7 455,6 347,2 349,3 343,4 306,3 302,5 387,5 359,9 410,2Las Violetas 86,4 108,8 108,8 88,8 63,2 62,1 58,8 55,5 51,9 71,6 69,0 79,8Mendieta 247,3 309,5 305,3 260,7 209,4 218,8 211,8 187,9 183,7 220,9 205,0 231,5Mónica 181,0 224,7 227,3 191,0 136,6 135,9 123,9 119,5 108,8 148,7 144,7 167,6Namanda 205,5 256,6 258,1 214,4 153,7 153,0 141,8 135,2 124,0 169,6 164,2 190,2Potrerillos 67,6 84,7 85,2 70,2 49,5 48,6 45,1 43,3 39,7 55,5 53,8 62,5Quilloyacu 82,9 103,5 104,6 86,9 60,7 59,3 54,1 52,6 47,6 67,5 65,8 76,6Sambo Yacu 60,9 77,3 76,5 61,3 44,5 43,8 42,9 39,4 38,0 51,4 48,8 56,3San Cayetano 106,0 131,8 130,3 113,4 92,6 97,7 94,5 83,3 81,0 95,7 89,0 99,9San Simón 180,2 225,4 225,5 187,5 137,8 138,7 130,9 122,1 114,3 151,4 145,3 167,1Santa Urcu 96,0 119,4 120,8 101,7 72,7 72,5 66,3 63,6 57,8 79,1 76,8 88,9Shucus 54,2 71,1 69,5 57,9 43,8 41,7 41,6 36,3 36,2 48,6 45,6 51,3Sin nombre 001 10,0 12,7 12,5 9,8 7,3 7,2 7,2 6,5 6,4 8,5 8,0 9,2Sin nombre 002 15,6 19,4 19,7 16,3 11,4 11,2 10,2 9,9 9,0 12,7 12,4 14,4Sin nombre 003 26,2 33,3 32,9 26,2 19,1 18,9 18,6 17,0 16,5 22,2 21,0 24,2Viveros 50,8 64,7 63,6 50,6 38,0 37,9 37,8 33,8 33,4 43,8 40,8 47,0Volcán 336,1 407,9 408,3 399,8 353,3 393,1 373,1 322,9 306,1 325,6 296,5 325,0Zañe 34,5 45,3 44,4 37,1 28,1 26,8 26,7 23,2 23,2 31,1 29,2 32,8

85

Cuadro 11. Caudales medios mensuales estimados, l·s-1, método Racional

Microcuencas E F M A M J J A S O N DApongora 5,5 8,1 8,5 5,8 3,4 3,2 3,1 2,5 2,4 4,4 3,8 4,9Carigán 39,7 60,4 63,5 44,4 26,5 23,3 22,6 18,2 17,8 32,6 28,9 36,0Chorrera 23,6 31,1 33,8 29,7 23,6 28,0 25,8 20,0 17,4 21,4 17,9 22,2Ciudadela 11,7 17,3 18,2 12,6 7,7 7,2 7,2 5,7 5,3 9,5 8,5 10,7Consacola 1,4 2,0 2,2 1,6 1,1 1,2 1,1 0,9 0,8 1,2 1,0 1,3Curitroje 27,5 37,0 41,5 29,7 16,9 17,0 14,1 13,4 10,9 19,4 18,1 24,1De Alumbre 4,6 6,5 6,9 4,5 2,6 2,6 2,4 2,1 1,8 3,4 3,0 4,0De Sangre 27,3 35,8 38,7 32,3 24,9 28,9 26,4 21,0 18,8 23,7 20,2 25,1El Capulí 2,3 3,1 3,4 2,4 1,3 1,3 1,1 1,0 0,8 1,5 1,4 2,0El Carmen 42,6 57,8 63,0 44,2 27,2 28,6 25,6 22,4 19,1 31,5 28,3 37,5El Rosal 1,0 1,4 1,4 0,9 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,7 0,6 0,8El Salado 18,9 25,4 28,4 20,3 11,6 11,7 9,7 9,2 7,5 13,3 12,4 16,5La Banda 16,1 22,9 24,2 17,4 11,1 11,4 10,5 8,7 8,0 12,6 10,8 14,1Las Minas 17,7 24,0 25,7 19,4 13,5 15,0 13,9 11,3 10,2 14,5 12,5 15,9Las Pavas 27,4 38,7 41,2 28,2 17,3 17,8 17,1 14,1 12,9 21,4 18,6 24,1Las Violetas 16,9 23,3 25,6 17,1 9,5 9,4 8,3 7,7 6,3 11,9 10,9 14,8Mendieta 27,6 37,7 40,2 29,4 20,0 21,8 20,5 16,7 15,1 22,2 19,2 24,7Mónica 43,0 57,8 64,7 45,2 25,5 25,7 21,2 20,5 16,2 29,6 27,7 37,5Namanda 23,9 32,5 36,0 24,7 13,9 14,1 12,0 11,3 9,0 16,6 15,4 20,9Potrerillos 4,8 6,6 7,3 4,9 2,7 2,7 2,3 2,2 1,7 3,3 3,1 4,2Quilloyacu 6,0 8,1 9,0 6,2 3,3 3,3 2,7 2,7 2,1 4,0 3,8 5,2Sambo Yacu 4,3 6,0 6,5 4,2 2,4 2,4 2,3 2,0 1,7 3,1 2,8 3,8San Cayetano 8,8 11,8 12,7 9,5 6,7 7,4 7,0 5,6 5,1 7,2 6,2 7,9San Simón 21,3 29,0 31,8 21,9 12,9 13,3 11,7 10,6 8,8 15,3 13,9 18,7Santa Urcu 11,5 15,5 17,4 12,2 6,9 6,9 5,7 5,5 4,3 8,0 7,4 10,0Shucus 4,5 6,7 7,1 4,9 3,0 2,8 2,8 2,2 2,1 3,7 3,3 4,1Sin nombre 001 1,2 1,7 1,8 1,2 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,9 0,8 1,1Sin nombre 002 1,2 1,7 1,9 1,3 0,7 0,7 0,6 0,6 0,4 0,8 0,8 1,1Sin nombre 003 1,9 2,6 2,9 1,9 1,1 1,0 1,0 0,8 0,5 0,2 0,0 -0,3Viveros 3,7 5,2 5,5 3,6 2,1 2,2 2,1 1,8 1,6 2,8 2,5 3,2Volcán 30,9 39,8 43,4 40,4 33,2 40,4 36,8 28,5 24,7 28,6 23,5 29,0Zañe 3,6 5,4 5,7 4,0 2,5 2,3 2,3 1,8 1,7 3,0 2,7 3,4

Al interpretar los valores de los caudales medios mensuales estimados

por los métodos empíricos: Polinomio Ecológico, Racional y Gómez,

inferimos que el método racional es el más deficiente, ya que presenta

valores muy bajos (caudales medios mensuales < a 80 l·s-1), y que en

realidad no se generan dichos caudales (criterio del Jefe de Planta de la

Unidad Municipal de Agua y Alcantarillado de Loja – UMAPAL–).

El principal problema en el cálculo de los caudales por el método

Racional, fue la estimación del coeficiente de escorrentía C, ya que éste

se desarrolló específicamente para la región mexicana.

86

Si bien el coeficiente C, considera varios factores como la pendiente

del terreno, exceptúa las pendientes > al 30 %, las cuales sí se presentan

en la CSRZ (Ver anexo 45), la adaptación de las asociaciones vegetales

que se realizó para la CSRZ, se trazaron de acuerdo a la observación de

campo y no por levantamiento de campo.

Por último, las texturas de suelo que se usaron para determinar el

coeficiente C, fueron tomadas de los estudios hechos por el Programa

Nacional de Regionalización de Suelos (PRONAREG) del año 1981, que

hasta la fecha no se han actualizado.

Si se desea utilizar el método Racional, se deberá usar información

pluviométrica, de vegetación, de pendientes del terreno y de texturas de

suelos actualizada y a escalas grandes (1 : 20 000), para mejor detalle.

En cuanto, al método de Gómez, esté es una modificación del método

Racional para la Región del Ecuador, presenta los valores de caudales

medios mensuales más cercanos a valores medidos, pero también

inferimos que son deficientes.

Sin embargo, el método del Polinomio Ecológico es el más cercano a

la realidad en la estimación del régimen de los caudales de la CSRZ, ya

que al comparar los aforos realizados por Cuenca y Macas en el año de

1983, para la microcuenca Mendieta en los meses de julio midió 410,4 l·s-1

y en agosto 276,3 l·s-1, que al comparar con la serie estadística de

caudales del presente método (Ver anexo 42) del mismo año y meses

tenemos para julio 366,8 l·s-1 y en agosto 295,7 l·s-1.

Además, en la microcuenca Las Minas en los meses de julio obtuvo

220,9 l·s-1 y agosto 133,5 l·s-1, que al comparar con la serie estadística de

caudales (Ver anexo 43) del mismo año y meses tenemos para julio

232,2 l·s-1 y agosto 194,1 l·s-1.

87

La variación en la microcuenca Mendieta en el mes de julio es de

43,6 mm y para el mes de agosto 19,4 mm.

La variación en la microcuenca Las Minas en el mes de julio es de 11,3

mm y para el mes de agosto 60,6 mm. Dichos valores son más cercanos a

la estadística calculada, que si se comparara con los métodos Racional y

de Gómez

Cabe mencionar que no se realizó una correlación lineal entre la

precipitación y los caudales medidos de las microcuencas La Banda y

San Cayetano, por dos razones: la primera que en el año 2005 que se

hizo las mediciones, la FAO declaró al 2005 como el año más seco de la

década en la Región Sudamericana, y la segunda que se aforó los

caudales durante 5 meses consecutivos.

De lo anterior se deduce que para realizar una correlación lineal simple

de manera efectiva, entre la precipitación y el caudal aforado, se debe

tener la información pluviométrica actualizada, y que los aforos se realicen

por períodos de 1 a 2 años consecutivos, ya que se necesitan mínimo 60

datos para una correlación de tipo mensual según González, 2001.

Es así que inferimos que el método del Polinomio Ecológico es el más

confiable en la estimación de caudales medios mensuales, por cuanto, en

él se integran parámetros geomorfológicos, regulación natural y de la

relación entre precipitación y evapotranspiración potencial de cada una de

la microcuencas.

88

4.2.2. Máximas Crecidas, para diferentes Períodos de Retorno (Tr), por Varios Métodos, m3·s-1.

A continuación se presenta la estimación de los caudales máximos, por tres métodos empíricos sencillos que se

adaptan a la disponibilidad de información, y que relacionan las características físicas de la cuenca (área, longitud de la

corriente, pendiente del cauce, longitud al centroide de la cuenca), coeficientes de escorrentía, vegetación y de

pendientes del terreno, así como también los factores de lluvia (precipitación máxima en 24H).

Cuadro 12. Caudales máximos generados en base a métodos empíricos, m3·s-1; para períodos de retorno de 5, 10, 25 y 50 años.Racional Snyder SCS Racional Snyder SCS Racional Snyder SCS Racional Snyder SCSMicrocuencas

Tr5 Tr10 Tr25 Tr50Apongora 26,92 3,05 19,08 32,11 3,64 22,77 38,65 4,38 27,40 43,52 4,93 30,85Carigán 97,25 26,17 73,09 117,64 31,66 88,41 143,36 38,58 107,75 162,48 43,72 122,12Chorrera 36,84 5,75 26,49 44,18 6,90 31,77 53,44 8,34 38,43 60,34 9,42 43,38Ciudadela 28,83 4,39 20,58 34,92 5,32 24,93 42,63 6,49 30,43 48,31 7,36 34,49Consacola 8,38 0,74 5,71 9,84 0,87 6,71 11,68 1,03 7,96 13,04 1,15 8,89Curitroje 104,45 14,73 75,77 121,18 17,09 87,91 142,34 20,07 103,26 158,02 22,29 114,63De Alumbre 23,90 3,92 16,89 29,48 4,84 20,84 34,40 5,65 24,31 38,05 6,25 26,90De Sangre 91,44 14,99 67,05 107,06 17,55 78,50 126,77 20,79 92,95 141,41 23,19 103,69El Capulí 20,73 1,05 14,05 23,97 1,22 16,25 28,07 1,43 19,03 31,12 1,58 21,09El Carmen 131,02 19,13 96,17 151,80 22,17 111,42 178,09 26,01 130,72 197,61 28,86 145,04El Rosal 9,35 0,71 6,27 10,80 0,81 7,24 12,62 0,95 8,46 13,98 1,05 9,37El Salado 38,39 6,34 27,57 45,68 7,54 32,81 54,88 9,06 39,42 61,72 10,19 44,34La Banda 40,08 10,89 29,40 47,02 12,78 34,49 55,80 15,17 40,93 62,32 16,94 45,71Las Minas 69,82 10,43 50,55 81,12 12,12 58,74 95,41 14,26 69,08 106,04 15,85 76,78Las Pavas 76,56 23,48 57,27 88,71 27,21 66,36 104,07 31,91 77,85 115,48 35,41 86,39Las Violetas 33,26 6,15 23,63 38,35 7,09 27,25 44,78 8,28 31,82 49,57 9,16 35,22Mendieta 93,04 14,42 67,73 107,93 16,74 78,57 126,75 19,65 92,27 140,73 21,82 102,45Mónica 79,46 11,31 57,05 92,05 13,10 66,09 108,00 15,37 77,54 119,81 17,05 86,02Namanda 95,63 12,31 69,13 110,65 14,24 79,99 129,66 16,69 93,73 143,74 18,50 103,92Potrerillos 30,30 4,46 21,35 34,97 5,15 24,64 40,88 6,02 28,81 45,26 6,67 31,90Quilloyacu 37,94 5,65 26,88 43,84 6,53 31,06 51,30 7,64 36,36 56,85 8,46 40,28Sambo Yacu 26,70 3,61 18,80 30,76 4,16 21,66 35,89 4,85 25,27 39,71 5,36 27,96

89

Continuación del Cuadro 12.San Cayetano 34,67 5,34 24,74 40,52 6,23 28,88 47,78 7,34 34,06 53,19 8,17 37,92San Simón 81,73 10,38 58,82 94,57 12,02 68,06 110,82 14,08 79,75 122,87 15,61 88,42Santa Urcu 53,93 5,83 38,03 62,52 6,75 44,09 73,39 7,93 51,75 81,44 8,80 57,43Shucus 16,93 2,01 11,81 20,54 2,44 14,33 25,08 2,98 17,51 28,47 3,39 19,87Sin nombre 001 8,41 0,44 5,59 9,71 0,51 6,46 11,35 0,60 7,55 12,57 0,66 8,36Sin nombre 002 15,51 0,95 10,45 17,94 1,10 12,08 21,02 1,29 14,16 23,30 1,43 15,69Sin nombre 003 12,98 1,22 8,88 14,96 1,41 10,24 17,47 1,65 11,96 18,58 1,75 12,72Viveros 19,82 2,21 13,82 22,87 2,55 15,95 26,72 2,98 18,63 29,57 3,30 20,63Volcán 91,44 16,81 67,42 108,39 19,92 79,92 129,76 23,85 95,68 145,65 26,77 107,39Zañe 14,19 1,18 9,77 17,34 1,45 11,94 21,30 1,78 14,67 24,26 2,02 16,71

Ejemplos de cálculo del caudal máximo para la microcuenca San Cayetano (Tr = 5 años)

Método racional Método del SCS

Q1 log 4.969( )

150.477. 58.447. mm

hr. 4.696. km2

3.6

Q 34.679m3. s 1.

Q 0.48 58.45. mmhr

0.25 hr. 4.7 km2

1.8 2.67 0.25 hr2

0.6 0.25 hr.( )..

.

Q 7.014 mm 4.7 km2

1.8 2.67 0.28 hr.( )( )..

Q 7.014 mm 4.7 km2

1.8 0.74 hr( )..

Q 24.74 m3 s 1.

90

Método del Hidrograma Sintético de Snyder

qp 7 0.65. 4.7. km2

0.75 1.65. 4.09 km 2.11. km( )0.3.

5.5

qp 21.385km2

2.362hr5.5 Condición a cumplirse à Como el resultado del denominador es de 0.429 h

y no es igual al tc de 0.252 h entonces se aplica:

qp 21.385km2

2.362hr 0.252hr 0.429hr4

qp 9.227 m3

s in..

Qmax qp I. tR.

Qmax 9.227 m3

s in.. 2.30. in

hr. 0.252. hr

Qmax 5.348 m3 s 1=

Previo al cálculo de los caudales máximos, debemos considerar, que al

no poseer registros de pluviógrafo en todas las estaciones; se tomó como

valor de referencia las precipitaciones máximas en 24H, las que se ajustaron

por el método de Gumbel para los diferentes períodos de retorno, que es

una medida de la probabilidad que un evento de una determinada magnitud

sea igualado o excedido por lo menos una vez en un año cualquiera

Analizando los valores obtenidos mediante los tres métodos,

primeramente tenemos que hacer mención, que los valores de caudales son

directamente proporcionales al área de las microcuencas, y a su tiempo deconcentración (tc), que en microcuencas pequeñas se utiliza la duración de

la tormenta D, cuyo sitio de interés de estimación, fue a su salida o la unión

con el río, González (2001).

91

Si comparamos los valores de acuerdo a su área de drenaje: por

ejemplo para la microcuenca Apongora (área de 3,09 km2), el método

Racional da (32,30 m3·s-1); Snyder da (3,05 m3·s-1) y el SCS da

(19,08 m3·s-1); que comparándolos con la microcuenca Carigán (area de

25,7 km2), el método Racional da (116,70 m3·s-1); Snyder da (26,17 m3·s-1) y

el SCS (73,09 m3·s-1); se evidencia claramente que los valores del método

Racional y del SCS se encuentran fuera de contexto, dado que en áreas

pequeñas no se pueden dar tales caudales, dejando entrever que tales

distorsiones, se deben al cálculo del Coeficiente de escorrentia que ya se

explicó en la estimación de los caudales medios mensuales; ante tales

valores a contrastar con ningun valor oficialmente medido, la única

referencia a considerar en forma no oficial es la medida por el Ing. Civil

Rafael González especialista consultor en hidrología cuyo valor fue de 45

m3·s-1, cuya crecida se dió en marzo del año 1999, en el río Malacatos.

Valor que se considera peligroso, ya que en el mencionado año, trajo

consigo severos desboradamientos del río con la consecuente ruptura del

antiguo puente peatonal ubicado a la altura de la calle Juan de Salinas, en

conclusión, los valores estimados a nivel de microcuencas se clasificarían

como peligrosos, en aquellas donde la cubierta vegetal es deficiente y por

estar asentadas el el área urbana tal es el caso de la microcuenca Las

Pavas y Viveros.

En tanto, inferimos que el método más acertado es del Hidrograma

Sintétitico de Snyder, por cuanto sus valores reflejan lo que podría ocurrir

con un buen margen de aceptación, las crecidas que acontecen tanto en el

período lluvioso como a lo largo del año.

92

4.3 ALTERNATIVAS DE MANEJO AMBIENTAL PARALAS MICROCUENCAS DEGRADADAS YPELIGROSAS

4.3.1. Factores y Aspectos Ambientales más Afectados de lasMicrocuencas, pertenecientes a la CSRZ.

A continuación de describen los principales impactos ambientales que

acontecen en los diferentes componentes ambientales:

a) Factor Edáfico.

Sobrepastoreo debido a la sobrecarga de ganado vacuno (20 vacunos

sobre 1 ha), problema presente en la mayoría de microcuencas, salvo las

que tienen difícil acceso como las que tienen bosque denso.

Uso de terrenos baldíos como botaderos de basura, sobre todo en las

que existen asentamientos urbanos y rurales, problema que se debe a

falta de recorrido del recolector de basura regularmente.

Reforestación sectorizada e inadecuada con especies exóticas como

Pinus patula – pino - y Eucaliptos Globulus – eucalipto -.

Erosión de suelos en riberas de las quebradas.

Inundaciones de partes bajas debido a las intensas lluvias, que

conllevan a la formación de barrizales y daños en vías de primero,

segundo y tercer orden, casos como La Tebaida, parte baja de la

ciudadela Héroes del Cenepa, parte baja de la urbanización Choferes de

La Banda, urbanización La Cuadra en La Terminal Terrestre, San

Cayetano Bajo y otras.

93

b) Componente Vegetal

Fragmentación de áreas de bosque nativo para la ubicación de

potreros.

Pérdida de vegetación nativa sobretodo en el incremento de

programas de vivienda.

c) Componente Hidrológico

Pérdida de la calidad del agua originada por la adición de aguas

residuales domésticas e industriales (relleno sanitario, mecánicas, plantas

de faenamiento y procesadoras de embutidos y lácteos, lavadoras de

autos, viviendas, entre otras).

d) Componente Social

Falta de ordenamiento territorial en la mayoría de las microcuencas.

Falta de una planta de tratamiento integral de aguas residuales

domésticas e industriales para la ciudad.

Pérdida del valor estético y paisajístico de las microcuencas como son:

los sitios de recreación familiar originada por la ubicación de basura y de

porquerizas adjuntos a las quebradas.

Ausencia de un alcantarillado para las aguas residuales domésticas y

otro para las aguas residuales industriales.

Deterioro de la propiedad pública y privada como: sistema de

alcantarillado, carpeta asfáltica, viviendas etc. Debido a inundaciones

como producto intensas lluvias.

94

4.3.2. Alternativas de mitigación, compensación y control.

Medidas que deben ser bien estudiadas por parte del Municipio,

propietarios de los terrenos y personas afectadas, con el objetivo de

exponer sus alcances, estrategias de implementación, sanciones,

compensaciones etc.

a) Factor Edáfico

Alquiler de pastizales contiguos a sitios con sobrecarga vacuna, con la

meta de atenuar los efectos del sobrepastoreo.

Sancionar y efectivizar con medidas de tipo económico –multas-, a

personas que botan sus basuras en lotes vacíos.

Difundir y socializar con toda la ciudadanía, los impactos negativos que

tienen la reforestación con especies introducidas, y la importancia de la

reforestación con especies nativas.

Reforestar las riberas de las quebradas, y construir muros de gaviones

en las más peligrosas.

Implementar campañas de reforestación con participación activa de

pobladores afectados.

Compensar con un incentivo de tipo económico a los dueños de los

bosques de las partes altas.

Proceder a lastrar las vías, sobre todo en el sector rural, con la ayuda

de maquinaria del Municipio y mano de obra de pobladores.

95

b) Componente Vegetal

Sensibilizar a moradores sobre la importancia del bosque nativo, y

capacitarlos en la implementación de sistemas silvopastoriles como

alternativa a desarrollarse en sus predios.

Desarrollar por parte del Municipio el Plan de Ordenamiento Territorial

para la ciudad de Loja.

c) Componente Hidrológico

Ampliar y readecuar por parte del Cabildo, el sistema de alcantarillado

actual, con la gestión de préstamos a entidades financieras

internacionales.

Implementar y hacer cumplir las ordenanzas en torno al cuidado de

drenes naturales y cuerpos de agua.

Facilitar la compra de terrenos por parte del Municipio, para la

reubicación de las pequeñas industrias en el Parque Industrial.

d) Componente Social

Implementar la planta de tratamiento integral de aguas residuales

domésticas e industriales para la ciudad de Loja.

Sancionar con medidas de tipo económico, a personas que tengan

porquerizas junto a las quebradas especialmente las que estén dentro del

casco urbano.

Realizar en los medios de comunicación de la urbe acciones de

sensibilización a la población general, sobre la preservación de los

recursos naturales existentes, puesto que es de competencia de todos los

96

lojanos protegerlos, en miras de trabajar y fortalecer aspectos ambientales

que tienen falencias en su cuidado.

97

4.4 CD DE BASE DIGITAL DE DATOS HIDROLÓGICOS

El cd contiene:

W = para manejar en Microsoft Word E = para manejar en Microsoft Excel

EI = para manejar en Editor de imágenes A = para manejar en Arcview 3.2a

A, áreas necesarias para elaborar el mapa del coeficiente de escorrentía C

A, todas las microcuencas de la CSRZ, en formato de Grid

EI, Todas las fotos tomadas en campo en formato JPEG, BMP

A, todas las áreas de las microcuencas, en formato de Grid la precipitación media anual, max24H,temperaturas medias anuales, pendientes en %, RETP, ubicación de las estaciones meteorológicas, entre ootros

E, Cálculos de:Ajuste de Gumbel, para precipitaciones máximas en 24H;Precipitación media mensual de todas las microcuencas, por el método del U.S.N. WeatherService y el AjustadoSeries estadísticas de precipitación media mensual de 8 estaciones meteorológicas

98

V. CONCLUSIONES

- En el levantamiento de campo se constató que existe un gran

número de pequeñas quebradas o tributarios, que no se las

observa en el mapas a escala 1: 50 000 utilizados actualmente.

- Los parámetros morfométricos e hidrológicos sirven para la

estimación de los caudales medios mensuales y de máximas

crecidas.

- La falta de estaciones meteorológicas dentro de la zona de

estudio es una limitante en la generación de datos más confiables.

- La influencia de la cordillera oriental, y la ubicación geográfica,

son aspectos que determinan la variación de valores promedios

de la precipitación y de caudales, que son mayores en las

microcuencas de la parte oriental de la CSRZ, ejemplo Mónica

precipitación 1683,7mm, y caudal 400 l/s, en contraste con los de

la occidental, ejemplo de Alumbre precipitación772,1 mm, y caudal

82 l/s.

- El método empírico del Polinomio Ecológico es el más confiable

para la estimación de caudales medios mensuales, por ejemplo

microcuenca San Cayetano cuya área es de 4,7 km2, su caudal

medio anual por este método es 152,6 l/s, en contraste con el

racional cuyo valor de caudal es de 8 l/s y no es aceptable.

- Los métodos Racional y del Hidrograma Triangular del SCS, se

consideran los menos aplicables para las microcuencas de la

CSRZ, debido a la sobreestimación de caudales máximos, por

ejemplo microcuenca San Cayetano (4,7 km2) y para un período

99

de 5 años el caudal por el método racional es de 34,67 m3/s, el del

Hidrograma Triangular del SCS es de 24,74 m3/s, valores que son

excesivos para un área pequeña.

- El método del Hidrograma Sintético de Snyder, es el más

adecuado y confiable en la estimación de caudales máximos,

ejemplo microcuenca San Cayetano (4,7 km2) el valor estimado es

de 5,34 m3/s

- Las alternativas de manejo y remediación son factibles de aplicar,

previo a estudios más detallados por parte del municipio o parte

interesada.

- Se debe trabajar conjuntamente entre el municipio y los

pobladores para poder efectivizar y comprometer el manejo de las

microcuencas.

- Es competencia por parte del municipio implementar estás

alternativas, de no hacerlo se deberá tomar acciones legales de

acuerdo a la ley

- La utilización de los SIG, agilizan procesos en la estimación de

parámetros morfométricos e hidrológicos, que haciéndolos en

forma manual serían muy tediosos.

- La base de datos realizada en ArcView 3.2a, es una buena

aproximación informática para la agilización de consultas sobre el

recurso hídrico, y para la planificación de proyectos en torno al

recurso que se den en la CSRZ.

100

VI. RECOMENDACIONES

- Para trabajos en el futuro sobre el recurso hídrico, se recomienda

utilizar datos actualizados de 1 ó dos años anteriores como es el

caso de la información meteorológica. En lo que respecta a la

vegetación y suelos se genere nueva información a escalas

1 : 50 000 o 1 : 25 000 a partir de imágenes satelitales de años

recientes

- Es recomendable que los organismos no gubernamentales y los

gobiernos locales, en forma conjunta financien a corto plazo, la

instalación de dos estaciones meteorológicas dentro la cuenca, las

que pueden ir ubicadas en la cordillera oriental (702174 y 9545

448 a 2956 m.s.n.m) y en el sector de Carigán (693420 9568539

a 2619 m.s.n.m).

- El municipio local por medio de la UMAPAL debería tomar

registros de aforo integrales de los caudales de las microcuencas

abastecedoras de agua, digitalizarlos y ponerlos al servicio de

cualquier institución o parte interesada.

- Los organismos encargados de la protección del recurso hídrico

deberían difundir las leyes a los pobladores en forma concisa, y el

tipo de multas a implementarse a los infractores.

- Se debería realizar estudios profundos a nivel de microcuencas

para determinar los problemas prioritarios, y de está forma

establecer las medidas de mitigación precisas a ejecutarse.

101

- En la generación de nuevas bases de datos hidrológicos se

utilicen las extensiones de Arcview en la aplicación hidrológica

como son: Hgeo-HMS 1.1, Hydrologic Modeling v 1.1 [Simple],

Surface Water Analysis Tools [SWAT], WHS Hydrologic Modeling

versiones [v1.0], [v2.0] y [v1.0-SA]

- La base de datos hidrológica constantemente se la vaya

actualizando con el ingreso de información nueva, y se la haga

más accesible con el cambio de formato de Arcview a Macromedia

Flash

102

VII. LITERATURA CITADA

APARICIO, J. 1997. Fundamentos de hidrología de superficie. Limusa

Noriega Editores. México D.F., México.

CHÁVEZ, M. 1995. Hidrología aplicada al riego. Tesis presentada para

la obtención del título de ingeniero en irrigación. Universidad

de Chapingo, Montecillos, México.

CHOW V.T. 1962. Hidrologyc Determination of Waterway Areas for the

Design of Drainage Structures in Small Drainage, Boletín Nº

462. Universidad de Illinois.

CHOW, V.T.; MAIDMENT, D.R.; MAYS, L.W. 1994. Hidrología Aplicada.

Saldarriaga, J.G.; Santos, G.R. Bogotá, Col., McGraw-Hill.

584 p.

CUENCA, R.N.; MACAS, C.J. 1985. Plan de manejo de los recursos

suelo, agua y vegetación de la Subcuenca Zamora Huayco;

proveedora de agua para la ciudad de Loja. Tesis Ing. Agr.

Loja, Ec., Universidad Nacional de Loja, Facultad de

Ciencias Agrícolas, Escuela de Ingeniería Agronómica. 172

p.

GONZÁLEZ, R. 2001. Programa de especialidad en sistemas de

información geográfica aplicados al ordenamiento territorial

de cuencas hidrográficas, modulo I la cuenca hidrográfica

como espacio para promover el desarrollo sustentable. Loja,

Ec., Universidad Nacional de Loja. 61 p.

103

MALDONADO, N. 1999. Elementos de climatología. Documento. Loja,

Ec., 105 p.

MORADADORES: COLECTORES contaminan a zona norte. 2004. La

Hora, Loja (Ec.); Jul. 21 : A6.

LINSLAY et al. 1977. Hidrología para ingenieros.

RODRIGUEZ FIALLOS, L. 1999. Estudio de lluvias intensas. Quito, Ec.,

Departamento de Hidrometría. 126 p.

SPRINGALL, R. 1975. Hidrología aplicada. Primera parte. Facultad de

Ingeniería de la Universidad Autónoma de México. México

D.F. 30 p.

ZURY OCAMPO, W. 2004. Manual de planificación y gestión participativa

de cuencas y microcuencas, una propuesta con enfoque de

desarrollo local. 384 p.

Páginas de Internet consultadas:

http ://146.83.41.80/curso/hidrofor/contenidos/2.6%20Clases-2004_Caudales-de-Avenida.ppt.

http ://web.usal.es/%7Ejavisan/hidro

http ://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea65s/ch10.htm

http ://www.ciccp.es/webantigua/icitema/comunicaciones/Tomo_l/T1p755.pdf.

http ://www.google.com/search?q=cache:zLeQTnfPdyEJ:www.ciccp.es/webantigua/icitema/comunicaciones/To

mo_l/T1p755.pdf0+Riesgos+de+m%C3%A1ximas+crecidas&hl=es

104

VIII. ANEXOSAnexo1. Hoja de campo para la toma de datos de caudales, sector La

BandaFecha: Hora: H

Tiempo (t) Altura (h) Volúmen (V) Caudal (Q)s cm cm3 cm3·s-1 l·s-1

MEDIA =

Anexo 2. Recipiente para la medición de caudales, sector La Banda

thrQ ·· 2π

=

Ejemplo de cálculo de caudal, método volumétrico:

El día 11 de mayo del 2005 se obtuvieron en campo los siguientes

datos:

t = 3,02 s

h = 0,27 m

Aplicando la ecuación antes descrita tenemos:

Q π 0.193 m( )2. 0.27. m3.02 s

Q 0.0104621589m3 s 1=

Q 10.462 s 1 liter=

Q = caudal, m·s-1

π = 3,1416r = radio, mh = altura de agua, mt = tiempo transcurrido, s

105

Ejemplo de cálculo del caudal, método del molinete, sector San Cayetano

Jueves, 4 de agosto del 2005 15H18

Abcisa ProfundidadTotal

Profundidad deobservación (60 %)

Tiempo Número derevoluciones

Revolucionespor segundo

Velocidad Velocidad mediahorizontal

Area Caudal

[m] [m] [s] n [m·s-1] [m·s-1] [m2] [m3/s](0) (1) (1 x 0,6) (3) (4) (3)/(4) (5) (6) (7) (6)x(7)

0,00 0,140 0,084 28,72 20 0,696 0,246 0,123 0,0465 0,00570,30 0,170 0,102 14,45 20 1,384 0,469 0,358 0,0495 0,01770,60 0,160 0,096 20,00 20 1,000 0,341 0,405 0,0413 0,01670,90 0,115 0,069 33,72 20 0,593 0,214 0,278 0,0271 0,00751,25 0,040 0,024 0,0477 m3·s-1

La columna (0) se la obtuvo dividiendo el ancho del cauce en distancias igualesLa columna (1) se la obtuvo midiendo de forma vertical cada abscisa de la columna (0)En la columna (5) se consideró lo siguiente:

Si n<1,00 v = (2,80 + 31,34·n)/100 v = m·s-1

Si n>1,00 (v = 0,82 + 33,32·n)/100

Ejemplo:

1·246,0100

)698,0·34,3180,2( −=+

= smv

En la columna (7) para calcular el área se consideró la ecuación del área del trapecio así:

22

22 046,0

10001·46530·

2)1714( m

cmmcmcmcmA ==

+=

1,25m

Abcisas

0 30 60 90 120 cm

1 2 3 4

h1 h2 h3

h1,2,3,4 x 0,6

h0

0

h0 = 14,0 cmh1 = 17,0 cmh2 = 16,0 cmh3 = 11,5 cm

106

Anexo 3. Microcuencas pertenecientes a la CSRZ

107

Anexo 4. Asociaciones vegetales que se desarrollan sobre la CSRZ.

108

Anexo 5. Cobertura vegetal adaptada para los coeficientes K y C

Cobertura Vegetal K C

Arbustales Bosque Bosque

Bosque Bosque Bosque

Bosque intervenido/Pasto /Cultivo anual/Matorral Monte Bosque

Bosque natural húmedo Bosque Bosque

Bosque plantado Bosque Bosque

Bosque/Pasto Monte Bosque

Matorrales Monte Bosque

Páramos Páramo Pastizal

Pasto Monte Pastizal

Pasto/Bosque Monte Pastizal

Pasto/Bosque intervenido/Bosque natural/Matorral/Urbano Monte Pastizal

Pasto/Bosque intervenido/Urbano Monte Pastizal

Pasto/Bosque plantado Monte Pastizal

Pasto/Cultivo anual/Bosque intervenido Monte Terreno cultivado

Pasto/Cultivo/Bosque plantado Monte Terreno cultivado

Pasto/Urbano/Bosque plantado Monte Pastizal

Plantaciones Monte Bosque

Urbano Área urbana Área urbana

Urbano/Pasto/Bosque plantado Área urbana Área urbana

K = Coeficiente ecológicoC = Coeficiente de escorrentía

109

Anexo 6. Mapas de cobertura vegetal adaptados para los coeficientes K y C, en la aplicación de los métodos del

polinomio ecológico y racional respectivamente.

1) Cobertura vegetal adaptada para el cálculo de K. 2) Cobertura vegetal adaptada para el cálculo de C.

110

Anexo 7. Texturas de suelos de la CSRZ.

111

Anexo 8. Estaciones meteorológicas y pluviométricas que influyen enla CSRZ

CoordenadasGeográficasEstación Tipo

Latitud (S) Longitud (W)

Elevaciónm.s.n.m

San LucasCatamayoLa ArgeliaCajanumaMalacatosVilcabambaSan FranciscoZamora

PluviométricaMeteorológica Segundo OrdenMeteorológica Segundo OrdenPluviométricaMeteorológica Tercer OrdenMeteorológica Tercer Orden

04º 03’ 53’’03º 59’ 34’’04º 01’ 50’’04º 03’ 53’’04º 12’ 53’’04º 15’ 16’’03º 57’ 50”04º 05’

79º 11’ 40’’79º 22’ 03’’79º 11’ 58’’79º 11’ 40’’79º 16’ 30’’79º 14’ 05”79º 04’ 19”78º 58’

23801238216523801600156016201940

Anexo 9. Conversiones de coordenadas geográficas a planas de lasestaciones meteorológicas que influyen sobre la CSRZ.

Coordenadas Geográficas Conversión a valor decimal Coordenadas UTMEstacionesLongitud Latitud X Y X Y

San Lucas 79º15’55” 03º43’55” -79,265277778 -3,731944444 692653 9587312San Francisco 79°04’19” 03º57’50” -79,071944444 -3,963888889 714074 9561615Zamora 78°58’ 04°05’ -78,966666667 -4,083333333 725735 9548375Malacatos 79º16’30” 04º12’53” -79,275000000 -4,214722222 691462 9533926Vilcabamba 79º 14’ 05” 04º 15’ 16’’ -79,234722222 -4,254444444 695924 9529523La Argelia 79°11’58” 04º01’50” -79,199444444 -4,030555556 699897 9554274Cajanuma 79º11’40’’ 04º03’53’’ -79,194444444 -4,064722222 700444 9550494Catamayo 79°22’03” 03°59´34” -79,367500000 -3,992777778 681244 9558491

Anexo 10. Ecuaciones de regresión lineal, obtenidas para el llenadode lagunas de precipitación media mensual en lasestaciones meteorológicas.

Estación base Estación arellenarse

Ecuación deregresión lineal

Factor decorrelación

San LucasArgeliaYanzatzaZamora

El CisneCajanumaZamoraSan Francisco

Y = 0,54X + 4,72Y = 1,08X + 12,1Y = 0,63X + 57,1Y = 0,99X + 9,20

0,880,860,820,71

112

Anexo 11. Precipitación media mensual (mm), de la estación San Lucas

ESTACIÓN: “San Lucas” CÓDIGO: 432COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 03°43’55” S. Longitud 79°15’55” W. ALTITUD: 2525 m.s.n.m.METEORO REGISTRADO: Precipitación, mm

Año E F M A M J J A S O N D Anual1969 49,7 141,7 67,2 98,0 50,1 52,8 68,7 161,7 89,8 42,6 112,6 111,8 1046,71970 90,9 164,1 123,0 74,7 180,1 122,7 76,9 85,8 180,3 119,5 133,2 102,8 1454,01971 81,0 106,5 215,9 81,6 87,3 118,8 144,2 79,4 84,4 163,6 44,1 84,9 1291,71972 115,0 76,9 148,3 106,7 71,9 82,1 94,9 39,4 57,3 63,5 164,4 84,5 1104,91973 91,8 170,2 121,8 201,6 160,9 126,0 100,3 108,5 43,1 20,0 24,9 112,2 1281,31974 41,7 112,9 52,0 52,2 62,9 59,3 70,6 27,4 68,7 176,8 209,3 85,6 1019,41975 45,7 213,1 124,2 105,3 120,4 174,6 121,6 129,0 29,2 91,3 142,1 61,0 1357,51976 65,7 110,1 120,0 151,8 92,2 128,4 159,4 63,9 27,3 61,9 32,0 52,6 1065,31977 69,6 84,8 66,6 188,9 41,2 134,3 44,8 73,6 101,7 87,9 35,5 78,1 1007,01978 25,0 60,1 132,2 209,4 76,0 159,9 104,9 91,9 76,6 51,3 42,3 21,3 1050,91979 102,7 64,3 167,6 116,2 47,7 44,7 64,6 45,8 53,4 26,1 32,5 68,3 833,91980 111,8 143,5 135,1 189,0 55,8 75,8 57,3 39,4 91,4 127,4 93,9 45,0 1165,41981 108,2 100,9 126,3 99,2 22,2 32,0 65,1 30,2 3,9 43,2 56,9 95,7 783,81982 64,6 83,8 88,0 31,1 89,7 9,1 50,6 60,6 23,6 39,3 113,4 125,2 779,01983 128,5 44,6 168,2 155,2 86,1 23,9 32,4 58,8 51,1 151,3 36,7 144,1 1080,91984 24,6 217,2 167,8 137,8 51,7 97,8 87,5 24,4 53,9 134,8 83,9 44,7 1126,11985 86,1 49,0 48,5 102,3 117,9 132,2 94,9 90,5 37,2 81,3 64,3 103,9 1008,11986 84,3 60,0 80,7 30,6 47,7 26,0 58,9 21,2 72,5 32,5 122,4 46,0 682,81987 61,2 94,2 103,7 52,6 116,7 58,2 50,1 51,0 11,6 27,5 66,8 52,0 745,61988 60,7 56,4 30,4 93,1 52,4 50,9 41,7 58,4 70,4 145,2 86,4 81,8 827,81989 161,9 163,9 201,2 66,8 79,9 64,0 55,8 55,3 80,9 137,1 38,8 43,9 1149,51990 138,4 163,7 147,9 137,9 91,9 97,0 63,6 54,5 49,3 99,0 118,1 124,0 1285,31991 114,5 95,5 227,5 134,2 250,1 80,8 274,9 122,2 24,0 99,5 151,2 43,1 1617,51992 97,4 89,3 247,1 84,0 88,1 216,4 326,0 54,6 27,7 267,1 220,8 258,0 1976,51993 93,7 167,2 256,4 142,5 58,3 63,1 40,4 29,8 21,5 139,4 67,1 228,7 1308,11994 113,4 102,2 117,0 69,6 212,0 156,6 103,3 71,3 114,4 32,5 84,8 281,3 1458,41995 35,4 75,3 77,3 220,4 81,6 133,7 25,6 17,8 19,0 29,0 71,7 127,4 914,21996 189,5 209,6 149,5 104,4 144,0 96,4 144,1 73,0 113,9 0,0 0,0 0,0 1224,41997 39,3 86,4 196,8 134,6 132,6 10,7 144,3 103,0 54,9 78,4 173,9 239,6 1394,51998 94,5 113,7 215,8 140,6 171,0 134,8 242,7 68,7 32,2 145,0 39,4 111,2 1509,6

MEDIA 86,2 114,0 137,5 117,1 98,0 92,1 100,3 66,4 58,8 90,5 88,8 102,0 1151,7

113

Anexo 12. Precipitación media mensual (mm), de la estación San Francisco

ESTACIÓN: “San Francisco” CÓDIGO: 503COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 03°57’50” S. Longitud 79°04’19” W. ALTITUD: 1620 m.s.n.m.METEORO REGISTRADO: Precipitación, mm

Año E F M A M J J A S O N D Anual

1969 140,4 184,7 150,5 187,2 222,3 244,8 196,2 335,5 198,0 124,1 127,0 166,3 2277,01970 203,5 271,8 269,6 237,2 340,3 379,7 222,8 199,3 185,6 190,9 92,5 146,0 2739,21971 203,9 134,4 201,5 132,8 206,2 248,2 233,8 183,5 182,5 102,4 96,5 140,7 2066,51972 224,8 98,3 186,9 117,3 200,5 289,5 425,6 97,7 228,3 200,0 126,2 127,0 2322,11973 274,4 194,3 172,5 149,7 222,1 178,8 238,4 227,5 127,7 58,8 77,2 91,1 2012,51974 86,0 95,3 54,7 179,4 228,6 241,3 378,0 100,3 141,8 100,2 126,2 109,3 1841,11975 174,9 145,8 100,3 257,8 230,8 468,0 231,6 377,5 152,1 180,5 89,4 39,9 2448,61976 150,0 70,0 238,7 322,5 210,7 548,8 238,8 292,5 106,1 184,0 150,2 80,5 2592,81977 103,1 245,4 282,5 289,0 154,1 360,8 243,8 287,5 167,3 141,0 106,7 304,0 2685,21978 165,1 126,8 240,7 259,8 187,5 344,4 320,1 260,8 234,2 176,6 103,4 99,9 2519,31979 93,6 98,8 224,2 286,2 167,7 204,4 205,8 128,2 155,5 94,7 59,3 138,8 1857,21980 158,1 131,9 318,2 269,0 193,3 367,8 336,8 136,2 160,5 252,3 105,7 161,0 2590,81981 64,6 221,5 145,4 234,0 82,6 253,2 201,1 140,6 80,8 131,0 80,3 160,6 1795,71982 89,4 49,5 149,4 215,5 208,1 94,6 223,3 200,9 118,0 112,4 115,6 160,7 1737,41983 194,0 200,1 185,6 124,2 246,1 183,6 214,2 180,2 188,5 216,7 129,8 142,8 2205,81984 74,9 206,0 202,2 280,9 186,6 360,8 245,0 169,8 150,6 120,4 95,5 214,5 2307,21985 52,5 111,7 138,1 135,0 301,2 120,5 112,3 202,7 130,6 159,1 173,1 93,8 1730,41986 145,4 93,3 205,0 229,9 148,8 170,1 198,5 117,9 153,9 118,7 105,0 175,7 1862,21987 166,0 236,6 133,0 203,8 139,7 129,7 230,0 114,5 109,1 130,3 124,8 144,5 1862,11988 243,7 256,6 137,1 283,8 200,5 95,4 126,6 113,2 128,6 226,8 146,9 105,6 2064,91989 307,9 172,6 187,3 190,4 207,5 202,8 66,8 178,3 150,5 211,0 88,2 20,5 1983,61990 281,0 113,3 394,4 167,1 136,4 217,3 220,7 161,7 116,4 133,9 229,8 180,6 2352,61991 76,7 173,2 238,1 187,7 196,8 343,8 243,1 177,8 82,6 164,4 90,0 77,5 2051,71992 66,5 142,4 183,1 234,6 183,1 297,5 251,9 117,3 206,0 149,6 131,4 133,2 2096,61993 166,8 135,3 267,5 257,6 160,9 362,5 314,5 236,8 181,7 219,9 77,5 239,2 2620,21994 152,0 157,3 128,5 216,9 290,9 359,6 297,3 198,4 250,3 112,1 81,7 241,9 2486,91995 116,0 110,8 138,6 145,2 336,1 168,7 188,7 84,8 103,4 94,5 125,6 157,2 1769,61996 56,1 168,8 154,9 208,7 164,0 150,3 239,0 174,8 142,9 173,8 94,7 88,4 1816,41997 35,6 212,3 183,8 314,0 371,3 113,2 272,1 201,1 129,6 82,9 150,1 134,7 2200,71998 87,3 89,9 150,0 208,0 136,2 320,3 227,5 113,7 82,4 158,5 84,4 113,8 1772,0

Media 145,1 155,0 192,1 217,5 208,7 260,7 238,1 183,7 151,5 150,7 112,8 139,7 2155,6

Ejemplo de cálculo:

Octubre de 1988

Ecuación de regresión lineal simple: Y = 0,99X + 9,20

Y = Estación Meterológica San FranciscoX = Estación Meterológica Zamora

Y = 0,99(219,2 mm)·9,20

Y = 226,8 mm

114

Anexo 13. Precipitación media mensual (mm), de la estación La Argelia

ESTACIÓN: “La Argelia” CÓDIGO: 033COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 04°01’50” S. Longitud 79°11’58” W. ALTITUD: 2165 m.s.n.m.METEORO REGISTRADO: Precipitación, mm


MEDIA 95,6 122,1 143,2 88,3 53,3 52,2 53,4 44,3 39,0 71,9 61,5 84,0 908,8

115

Anexo 14. Precipitación media mensual (mm), de la estación Cajanuma

ESTACIÓN: “Cajanuma” CÓDIGO: 543COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 04°03’53” S. Longitud 79°11’40” W. ALTITUD: 2380 m.s.n.m.METEORO REGISTRADO: Precipitación, mm


MEDIA 122,7 150,2 185,7 122,7 69,0 66,5 56,3 55,7 41,3 82,8 75,1 106,7 1134,7

116

Anexo 15. Precipitación media mensual (mm), de la estación Zamora

ESTACIÓN: “Zamora” CÓDIGO: M207COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 04°05’ S. Longitud 78°58’ W. ALTITUD: 1940 m.s.n.mMETEORO REGISTRADO: Precipitación, mm

Año E F M A M J J A S O N D Anual

1969 213,4 193,6 129,1 198,0 203,8 148,7 96,5 168,8 160,0 114,0 194,5 287,0 2107,41970 188,7 211,2 268,3 110,2 194,8 137,3 104,1 153,3 172,3 168,8 51,7 145,5 1906,21971 196,2 206,3 275,5 124,5 111,3 288,6 137,2 175,6 174,6 162,7 72,3 226,2 2151,01972 195,5 69,4 306,1 202,0 199,6 172,9 225,5 160,7 213,4 89,3 193,5 154,7 2182,61973 218,2 161,9 189,3 186,2 203,8 180,0 245,2 211,7 141,5 77,8 139,3 74,3 2029,21974 123,7 79,6 70,7 181,4 147,1 305,9 145,8 100,5 166,6 257,5 183,2 188,0 1950,01975 236,9 152,4 232,8 206,7 161,7 228,0 156,1 226,1 170,1 167,2 101,9 91,7 2131,61976 197,5 98,0 259,5 176,8 203,0 246,3 231,3 100,4 176,9 107,4 142,5 195,8 2135,41977 168,0 268,7 238,7 182,8 152,3 179,0 134,7 185,4 97,2 178,8 74,6 297,0 2157,21978 85,3 71,4 107,4 97,6 92,8 151,0 178,7 94,1 120,0 111,1 90,1 118,4 1317,91979 165,1 92,3 279,1 197,9 131,4 103,4 160,7 159,4 180,7 69,8 115,6 57,4 1712,81980 132,1 89,7 280,5 158,5 139,7 194,2 120,5 106,7 116,5 235,2 198,3 116,9 1888,81981 158,6 231,8 205,9 190,0 121,5 180,9 102,4 109,1 111,9 162,5 132,7 298,4 2005,71982 148,6 137,6 101,2 181,7 235,5 134,1 131,9 124,7 143,9 133,0 177,5 162,4 1812,11983 145,4 195,0 229,2 106,1 299,8 108,5 131,6 64,4 190,5 166,6 154,4 193,6 1985,11984 96,8 254,8 191,8 272,1 163,7 193,1 135,3 80,9 106,1 153,2 61,8 156,2 1865,81985 43,6 103,2 129,8 126,7 294,2 112,1 103,8 194,9 122,3 151,0 165,1 85,2 1631,91986 241,5 80,2 184,1 224,9 128,9 101,8 110,9 159,1 181,6 86,6 143,5 217,7 1860,81987 158,0 229,1 124,7 196,1 131,5 121,4 222,4 106,1 100,6 122,0 116,4 136,3 1764,61988 236,3 249,3 128,8 276,7 192,7 86,8 118,3 104,8 120,3 219,2 138,7 97,1 1969,01989 300,9 164,6 179,4 182,5 199,8 195,0 58,0 170,4 142,3 203,3 79,6 11,3 1887,11990 259,2 135,6 278,7 227,3 149,5 224,4 152,5 71,6 134,6 150,7 306,3 213,7 2304,11991 138,4 207,7 230,6 184,1 201,0 141,0 99,0 75,3 82,9 147,7 128,7 82,6 1719,01992 125,8 102,2 200,4 168,0 199,2 181,7 123,7 116,6 189,9 91,0 213,2 181,1 1892,81993 125,2 215,3 67,3 314,1 197,6 167,8 227,0 170,0 190,6 155,1 141,5 178,9 2150,41994 140,8 149,6 206,4 213,9 244,8 216,6 145,8 137,3 178,9 166,9 158,2 204,5 2163,71995 158,5 108,4 161,3 158,0 317,9 175,6 138,1 107,2 150,7 152,0 196,7 153,4 1977,91996 161,3 157,1 166,3 170,2 184,7 128,5 140,5 121,7 83,6 158,9 137,4 144,3 1754,51997 149,1 150,9 111,8 183,5 132,7 196,7 162,8 94,6 82,0 113,1 107,5 163,4 1648,21998 166,6 142,6 174,9 213,5 170,6 190,2 159,2 149,7 146,7 185,2 143,9 135,9 1979,3

Media 169,2 157,0 190,3 187,1 183,6 173,1 146,6 133,4 145,0 148,6 142,0 159,0 1934,7

117

Anexo 16. Precipitación media mensual (mm), de la estación Vilcabamba

ESTACIÓN: “Vilcabamba” CÓDIGO: M – 144COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 04°15’16” S. Longitud 79°14’05” W. ALTITUD: 1560 m.s.n.mMETEORO REGISTRADO: Precipitación, mm


MEDIA 97,6 126,3 156,2 117,0 48,8 20,0 11,5 12,2 29,7 78,9 78,9 97,0 874,2

118

Anexo 17. Precipitación media mensual (mm), de la estación Malacatos

ESTACIÓN: “Malacatos” CÓDIGO: M – 143COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 04°12’53” S. Longitud 79°16’30” W. ALTITUD: 1600 m.s.n.mMETEORO REGISTRADO: Precipitación, mm


MEDIA 73,9 90,2 127,8 94,1 37,6 11,8 7,8 11,7 27,9 58,9 65,1 63,9 670,7

119

Anexo 18. Precipitación media mensual (mm), de la estación Catamayo

ESTACIÓN: “Catamayo” CÓDIGO: M – 060COORDENADAS GEOGRÁFICAS: Latitud 03°59’34” S. Longitud 79°22’03” W. ALTITUD: 1238 m.s.n.mMETEORO REGISTRADO: Precipitación, mm


MEDIA 38,0 68,7 74,2 53,5 23,3 7,0 2,1 6,0 10,8 34,0 22,3 27,5 367,3

120

Anexo 19. Centroides de las microcuencas, pertenecientes a la CSRZ

121

Anexo 20. Representación gráfica del método del U.S. National WeatherService, en la microcuenca “San Cayetano”.

122

Anexo 21. Cálculo de la precipitación media mensual (mm), método del U.S NationalWeather Service, en la microcuenca “San Cayetano”


MEDIA 104,6 127,6 151,4 110,2 80,3 86,1 83,3 67,1 58,6 85,8 71,9 94,6 1121,4Fuente: Anuarios meteorológicos del INAMHIElaboración: Carbajal, K.; Piedra, R.

d1 29,4 km P1 = Precipitación mensual, Estación San Lucas d1 = distancia 1, Estación San Lucasd2 12,7 km P2 = Precipitación mensual, Estación San Francisco d2 = distancia 2, Estación Franciscod3 26,5 km P3 = Precipitación mensual, Estación Zamora d3 = distancia 3. Estación Zamorad4 5,3 km P4 = Precipitación mensual, Estación Argelia d4 = distancia 4. Estación Argelia

123

Anexo 22. Factores de ajuste para el cálculo de la precipitación media

mensual (mm) en las microcuencas de la CSRZ.Métodos

Áreas de Precipitación U.S. National Weather ServiceMicrocuencasPrecipitación media anual (mm), período 69 – 98

Factor de ajuste

Apongora 977,9 807,8 1,2Carigán 891,6 766,2 1,2Chorrera 1268,8 1361,5 0,9Ciudadela 1258,0 835,4 1,5Consacola 968,2 1004,7 1,0Curitroje 1613,6 1149,1 1,4De Alumbre 772,1 947,8 0,8De Sangre 1397,6 1294,1 1,1El Capulí 1241,2 1136,7 1,1El Carmen 1700,4 1092,4 1,6El Rosal 966,2 919,6 1,1El Salado 1318,3 1340,5 1,0La Banda 951,6 944,7 1,0Las Minas 1207,1 1098,4 1,1Las Pavas 853,2 927,1 0,9Las Violetas 827,3 1028,9 0,8Mendieta 1513,1 1062,0 1,4Mónica 1683,7 1158,0 1,5Namanda 1500,6 1111,7 1,3Potrerillos 888,3 1081,0 0,8Quilloyacu 901,5 1115,2 0,8Sambo Yacu 780,4 955,4 0,8San Cayetano 1146,0 1121,4 1,0San Simón 1511,2 1084,5 1,4Santa Urcu 1653,6 1153,8 1,4Shucus 1156,8 820,3 1,4Sin nombre 001 972,6 914,0 1,1Sin nombre 002 1061,3 1120,8 0,9Sin nombre 003 932,0 944,0 1,0Viveros 989,4 919,0 1,1Volcán 1471,2 1484,5 1,0Zañe 1171,4 819,9 1,4

Elaboración: Carbajal, K.; Piedra, R.

124

Anexo 23. Mapa de áreas de precipitación (mm), valor de la precipitación media anual (69 – 98), en la microcuenca “San

Cayetano”.

125

Anexo 24. Precipitación media mensual (mm), calculada por el método

ajustado, microcuenca “San Cayetano”.Serie estadística del U.S. National Weather Service (Anexo 21) x 1,0 Factor de ajuste (Anexo 23)


Media 104,6 127,6 151,4 110,2 80,3 86,1 83,3 67,1 58,6 85,8 71,9 94,6 1121,4


Ejemplo de cálculo (valor de ajuste igual a 1)

Enero de 1969

73,1 mm·1 = 73,1

126

Anexo 25. Ecuación de regresión lineal simple, calculada para las

variables altitud (m.s.n.m) y temperatura (ºC) de las

estaciones correspondientes (período 71 – 98).

Altitud Temperatura

m.s.n.m ºCEstaciones

x y

Saraguro 2525 13,50

Zamora 1940 21,20

Vilcabamba 1560 20,50

Malacatos 1600 20,40

La Argelia 2165 15,90

Catamayo 1238 24,20

Ecuación de regresión lineal simple obtenida: Y = -0,0078X + 33,601

127

Anexo 26. Mapa de temperaturas medias anuales, ºC (71 – 98).

128

Anexo 27. Mapa de relación de evapotranspiración potencial sobre lluvia.

129

Anexo 28. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculados por el método

del Polinomio Ecológico, microcuenca “San Cayetano”.Año E F M A M J J A S O N D1969 128,2 171,8 149,3 171,8 159,2 150,0 124,7 178,7 154,5 123,8 138,9 191,51970 220,7 214,7 196,5 150,2 157,9 207,1 174,8 139,7 137,4 153,7 131,6 125,91971 158,4 175,3 193,9 157,9 134,8 150,5 154,5 145,5 137,4 143,2 124,5 154,31972 177,5 173,0 209,9 186,3 156,0 153,3 184,5 137,4 134,0 135,1 162,5 159,81973 180,9 203,2 189,8 157,1 146,9 145,6 158,4 147,2 123,4 98,2 108,6 121,01974 123,1 145,0 167,8 129,9 121,6 148,4 187,8 141,6 125,1 152,2 175,9 172,31975 160,9 206,6 171,3 164,1 155,6 189,5 173,6 180,9 147,4 159,7 146,5 102,51976 151,2 186,5 177,4 192,6 161,0 181,7 169,2 178,6 128,9 107,4 129,2 133,21977 141,2 177,6 195,8 206,1 151,5 168,7 148,0 149,1 142,3 145,6 122,1 149,01978 141,9 129,4 176,3 143,8 117,8 145,9 154,1 145,3 139,2 122,6 100,2 112,41979 120,4 120,4 191,6 160,2 117,3 105,7 104,9 110,5 120,1 113,7 96,0 115,31980 177,6 186,2 203,8 217,2 163,9 155,6 147,1 119,8 110,9 152,8 147,3 153,01981 142,7 160,0 170,0 159,8 114,3 114,5 122,7 112,0 86,2 156,9 146,9 168,71982 171,6 135,5 172,1 193,2 172,6 114,7 114,9 118,4 120,6 161,1 138,4 169,91983 190,8 191,3 220,3 178,9 159,4 132,0 135,1 115,4 122,1 160,0 123,2 167,81984 143,4 204,2 216,5 193,0 156,9 170,0 166,9 132,0 125,7 153,0 147,6 143,31985 127,6 160,5 179,5 165,8 196,5 143,9 117,8 142,3 134,8 157,6 160,0 163,01986 143,5 164,3 169,0 181,3 146,1 110,6 118,9 112,0 130,9 134,3 132,8 155,61987 150,9 163,3 172,5 178,0 155,0 111,1 153,9 140,4 119,9 143,5 171,0 157,01988 176,0 197,0 169,9 179,7 158,5 117,0 130,2 128,4 125,0 151,8 151,6 140,61989 195,8 206,4 219,0 168,7 148,1 141,1 115,0 119,2 138,0 178,3 127,5 81,11990 172,5 197,3 209,5 196,4 163,5 161,8 146,4 124,6 111,1 143,7 175,2 181,01991 171,4 190,3 218,5 174,8 155,7 162,8 148,2 143,4 116,9 133,1 115,5 125,21992 142,6 170,2 173,2 173,1 154,0 151,2 151,7 115,3 120,3 132,0 160,8 154,01993 155,8 167,8 247,0 210,5 138,4 147,6 161,0 139,4 132,6 160,1 137,3 197,91994 222,8 178,2 228,6 208,4 168,6 162,5 168,9 158,1 142,8 119,4 116,2 166,51995 150,8 149,1 159,2 145,7 160,6 126,8 119,0 102,7 98,3 109,4 164,3 180,31996 165,2 178,4 194,0 180,2 140,0 128,7 135,4 127,7 121,7 134,9 105,9 98,11997 122,8 165,4 173,6 169,0 160,8 121,8 138,2 134,3 123,4 128,1 145,1 173,11998 140,0 150,8 181,6 174,9 146,3 161,8 154,2 126,5 109,6 160,5 158,4 130,1

Media 158,9 174,0 189,9 175,6 151,3 146,1 146,0 135,5 126,0 140,9 138,7 148,1 152,6Max 222,8 214,7 247,0 217,2 196,5 207,1 187,8 180,9 154,5 178,3 175,9 197,9 247,0Min 120,4 120,4 149,3 129,9 114,3 105,7 104,9 102,7 86,2 98,2 96,0 81,1 81,1

Ejemplo de cálculo para el de marzo de 1969

Qi 0.0069 4.692 km2 0.6. 0.70 68.8. mm( ) 0.29 127.4. mm( ) 0.01 89.0. mm( )( )0.481.

Qi 0.149 m3 s 1.

Qi 0.149 1000. L s 1.

Qi 149 L s 1.

130


de Gómez, microcuenca “San Cayetano”.

Año E F M A M J J A S O N D1969 99,2 133,3 86,3 127,8 96,0 101,5 70,3 135,0 87,1 75,5 98,3 141,11970 155,5 157,7 127,7 85,0 111,1 157,0 98,3 85,7 92,7 104,9 77,1 82,31971 112,3 131,3 135,4 90,4 85,6 106,6 100,5 91,9 90,0 95,2 74,2 111,21972 121,5 124,0 154,0 114,6 97,5 104,5 132,0 63,9 96,5 84,5 119,3 100,81973 128,3 156,9 121,1 97,2 95,8 97,2 108,0 90,3 75,2 54,6 75,4 78,71974 78,3 111,1 115,5 68,0 81,0 106,3 135,0 67,2 86,3 105,8 125,8 111,21975 103,3 170,0 93,1 117,0 97,1 142,8 104,8 126,5 83,1 113,5 89,9 50,61976 113,6 144,1 112,8 140,4 91,0 136,3 103,1 124,9 59,7 69,8 90,9 84,81977 94,1 141,2 134,2 146,9 74,6 127,8 83,1 102,1 90,9 97,2 70,3 107,11978 85,2 90,3 129,9 76,6 73,8 106,1 100,4 91,7 92,1 72,8 58,8 75,91979 76,9 84,4 146,2 87,0 68,3 66,9 65,7 71,0 81,0 68,7 56,4 79,31980 132,1 135,1 144,2 155,2 85,1 111,0 90,6 68,6 72,1 110,7 92,5 103,91981 87,5 123,8 113,2 104,7 55,6 80,4 78,5 66,8 46,6 120,1 87,0 121,31982 110,9 83,1 127,3 136,1 106,6 53,5 79,2 73,5 80,4 116,3 78,7 124,81983 130,1 141,6 159,4 101,9 106,3 76,6 91,5 63,8 85,4 113,9 60,8 127,11984 75,8 175,0 144,0 127,1 92,7 123,8 106,3 73,7 85,1 106,9 94,5 93,41985 76,1 128,4 121,7 107,5 143,0 66,3 77,2 98,2 84,5 111,4 106,3 109,21986 85,5 129,1 110,2 129,5 79,4 66,1 79,6 66,5 93,4 84,9 88,3 108,31987 94,4 124,8 115,4 123,9 92,7 59,1 114,6 79,7 76,3 100,3 122,8 95,71988 124,9 151,0 101,0 130,8 93,4 65,5 90,5 78,7 82,6 106,5 99,2 88,61989 147,0 152,4 154,3 91,6 98,5 91,2 64,8 79,5 96,2 128,5 54,6 45,41990 134,6 147,5 146,0 130,5 98,6 112,9 88,7 74,8 69,6 102,5 126,5 120,41991 110,6 148,9 155,4 98,9 103,6 112,5 90,8 93,6 66,1 93,1 65,4 85,71992 95,4 132,5 113,3 119,4 93,9 103,8 98,5 59,0 85,1 86,1 117,1 95,41993 104,6 125,9 191,4 122,9 71,9 107,8 107,0 82,0 89,0 112,6 79,5 151,91994 153,6 111,5 175,7 129,8 104,0 111,6 113,4 99,5 92,2 69,1 77,4 122,41995 87,1 111,4 106,4 92,3 111,7 66,9 78,9 56,8 64,3 71,3 125,3 120,41996 103,8 138,0 133,3 118,1 78,2 86,4 88,8 78,5 79,3 90,9 54,9 63,11997 84,0 131,5 114,2 114,4 103,6 65,6 98,0 81,5 79,6 83,9 101,8 121,51998 74,5 118,1 127,3 115,2 87,1 117,4 95,4 73,5 68,5 118,9 101,1 76,1

Media 106,0 131,8 130,3 113,4 92,6 97,7 94,5 83,3 81,0 95,7 89,0 99,9 101,3Max 155,5 175,0 191,4 155,2 143,0 157,0 135,0 135,0 96,5 128,5 126,5 151,9 191,4Min 74,5 83,1 86,3 68,0 55,6 53,5 64,8 56,8 46,6 54,6 54,6 45,4 45,4


Ejemplo de cálculo para el mes de marzo del año 1969

Q 50.1 68.8. mm0.54 469.6. hectare86.4 31.

Q 86.295L s 1.

131

Anexo 30. Mapa de valores del coeficiente C, para la estimación delmétodo racional.

132

Anexo 31. Valores de C, estimados para la microcuencas de la CSRZ.

Microcuencas CApongora 0,383Carigán 0,459Chorrera 0,532Ciudadela 0,517Consacola 0,394Curitroje 0,528De Alumbre 0,433De Sangre 0,507El Capulí 0,532El Carmen 0,529El Rosal 0,550El Salado 0,500La Banda 0,392Las Minas 0,539Las Pavas 0,395Las Violetas 0,434Mendieta 0,560Mónica 0,527Namanda 0,562Potrerillos 0,435Quilloyacu 0,429Sambo Yacu 0,458San Cayetano 0,477San Simón 0,564Santa Urcu 0,551Shucus 0,466Sin nombre 001 0,536Sin nombre 002 0,451Sin nombre 003 0,421Viveros 0,416Volcán 0,504Zañe 0,590


133

Anexo 32. Caudales medios mensuales (l·s-1), calculados por el métodoRacional, microcuenca “San Cayetano”.


Media 8,8 11,8 12,7 9,5 6,7 7,4 7,0 5,6 5,1 7,2 6,2 7,9 8,0Max 17,1 19,6 25,2 16,6 14,7 17,0 13,2 13,2 6,9 12,0 11,4 16,4 25,2Min 4,4 4,9 5,8 3,6 2,6 2,3 3,4 2,7 1,8 2,5 2,4 1,8 1,8

Ejemplo de cálculo para el mes de marzo del año 1969

Q 0.447 68.8. mm 469.6 hectare.

86.4 31.

Q 5.392 L s 1.

134

Anexo 33. Ubicación de los sectores de medición in situ de caudalessemanales de la parte oriental y occidental de la CSRZ.

135

Anexo 34. Caudales medios mensuales (l·s-1), medidos por el método

volumétrico y del molinete, en la microcuencas La Banda y San

Cayetano.

Fecha

La Banda

(M. Volumétrico)

San Cayetano

(M. Molinete hidráulico)

2005-05-11 10,1692005-05-12 12,2192005-05-15 11,7652005-05-22 7,5142005-05-29 7,1442005-05-31 7,1452005-06-04 8,792 120,1702005-06-09 6,125 72,5202005-06-14 7,562 48,8602005-06-15 12,673 136,2702005-06-23 13,679 95,0902005-07-01 18,080 309,1102005-07-07 6,194 183,0202005-07-09 2,879 76,6202005-07-15 0,330 30,7802005-07-17 1,369 36,3202005-07-28 1,362 43,3502005-08-04 4,898 47,6902005-08-07 4,485 29,1702005-08-11 0,918 46,6002005-08-14 0,738 55,6802005-08-22 0,627 31,1202005-08-23 0,808 38,6002005-09-09 1,027 39,2102005-09-23 0,587 22,9702005-09-24 0,806 26,2402005-09-26 1,447 31,8402005-09-27 1,749 15,4102005-09-28 1,007 16,8302005-09-29 1,032 15,2002005-09-30 1,255 14,310Media 5,045 63,319 l·s-1


136

Anexo 35. Valores de precipitación máxima en 24 H (mm), de las estaciones meteorológicas y distribución de ajuste deGumbel para diferentes períodos de retorno – período 64 – 98 –

Año San Lucas San Francisco La Argelia Cajanuma Zamora Vilcabamba Malacatos Catamayo1964 63,7 34,5 52,6 46,3 23,61965 39,7 17,2 40,0 28,0 30,31966 30,7 57,5 26,4 80,2 31,4 23,41967 30,8 50,2 70,2 36,2 55,71968 35,8 62,2 55,0 38,7 33,2 41,41969 43,2 73,2 54,0 69,6 65,0 42,31970 64,0 83,9 37,2 45,9 42,0 17,31971 24,6 23,5 70,5 40,7 32,61972 31,3 63,8 47,7 75,0 61,0 60,6 50,81973 200,0 57,9 37,3 50,1 51,0 49,5 31,01974 42,3 105,1 34,2 38,1 54,8 33,5 41,31975 43,5 138,6 28,9 53,1 47,8 36,9 57,51976 51,7 59,4 57,5 50,9 41,2 33,41977 39,9 39,7 26,7 47,8 24,21978 34,6 55,9 63,9 83,8 52,1 40,8 65,31979 29,9 31,7 40,6 42,3 60,2 44,01980 50,9 50,0 41,8 58,3 54,0 57,51981 57,4 39,6 54,7 89,5 57,5 105,0 34,21982 52,0 28,9 48,2 45,4 57,6 32,7 46,0 28,01983 63,9 49,2 62,5 61,7 75,8 48,2 25,01984 65,4 45,0 48,9 61,6 59,1 26,31985 36,6 33,4 41,9 32,2 41,1 24,21986 37,6 36,2 50,2 38,4 49,2 32,8 32,21987 36,7 50,9 44,6 28,8 49,2 46,5 19,21988 35,1 36,3 60,4 43,1 39,1 33,61989 45,9 58,9 49,4 51,3 56,61990 27,7 62,2 35,6 44,0 39,31991 28,0 59,2 71,0 53,2 53,5 34,71992 89,5 29,1 27,3 44,4 24,1 33,9

137

Continuación de anexo 35.1993 55,3 59,7 68,4 73,4 28,31994 53,2 76,2 140,4 24,01995 31,0 71,4 26,6 66,8 76,6 24,61996 36,3 61,9 45,1 38,0 67,5 26,11997 78,9 45,3 49,3 27,91998 38,7 45,8 32,71999 34,8

Suma 974,6 1269,0 1517,5 1320,6 979,9 1492,1 1502,2 962,9# datos 21,0 18,0 36,0 25,0 18,0 27,0 35,0 27,0Media 46,4 70,5 42,2 52,8 54,4 55,3 42,9 35,7

σx 36,5 23,5 12,2 15,0 16,7 21,0 15,7 12,6Yn 0,5252 0,5202 0,5410 0,53086 0,5202 0,5332 0,54034 0,5332

σn 1,0696 1,0493 1,1313 1,09145 1,0493 1,1004 1,12847 1,1004Tr=5 79,68 92,47 52,47 66,14 70,04 73,69 56,30 46,77Tr=10 105,28 109,30 60,54 76,44 81,99 87,99 66,76 55,40Tr=25 137,64 130,56 70,73 89,46 97,08 106,06 79,97 66,29Tr=50 161,64 146,33 78,30 99,12 108,28 119,47 89,77 74,38Fuente: Anuarios meteorológicos del INAMHIElaboración: Carbajal, K.; Piedra, R.

Ejemplo de cálculo del valor extremo, máxima en 24 horas (período 1964- 1999), en la estación San Lucas, para un Tr de 5 años

xT 46.4 36.51.0696

2.303 log log 55 1

. 0.834 0.5252.

xT 46.4 36.51.0696

1.5 0.5252( ).

xT 79.665=

138

Anexo 36. Valores de Yn y σn, para el cálculo de la distribución de

Gumbel.

N Yn σn8 0,48430 0,904309 0,49020 0,92880

10 0,49520 0,9497011 0,49960 0,9676012 0,50350 0,9833013 0,50700 0,9972014 0,51000 1,0095015 0,51280 1,0205716 0,51570 1,0316017 0,51810 1,0411018 0,52020 1,0493019 0,52200 1,0566020 0,52355 1,0628321 0,52520 1,0696022 0,52680 1,0754023 0,52830 1,0811024 0,52960 1,0864025 0,53086 1,0914526 0,53200 1,0961027 0,53320 1,1004028 0,53430 1,1047029 0,53530 1,1086030 0,53622 1,1123831 0,53710 1,1159032 0,53800 1,1193033 0,53880 1,1226034 0,53960 1,1255035 0,54034 1,1284736 0,54100 1,1313037 0,54180 1,1339038 0,54240 1,1363039 0,54300 1,1388040 0,54362 1,1413241 0,54420 1,1436042 0,54580 1,1458043 0,54530 1,1480044 0,54580 1,1499045 0,54630 1,1518546 0,54380 1,1538047 0,54730 1,1557048 0,54770 1,15740

N = número de años de registro

Fuente: Springall, 1967

139

Anexo 37. Mapa de precipitación máxima en 24 H (mm), para un período

de retorno de 50 años.

140

Anexo 38. Zonificación de intensidades de precipitación a nivel nacional y

ecuaciones representativas de la zona 35.

Fuente: Rodríguez, 1999

141

Anexo 39. Valores de intensidades de precipitación (mm·h-1) paraperíodos de retorno de 5, 10, 25 y 50 años; calculados con laecuación de intensidades del INAMHI.

Precipitación maxima en 24H, mm tc Intensidad máxima mm·h-1, ecuación del INAMHIMicrocuencaTr5 Tr10 Tr25 Tr50 min I5 I10 I25 I50

Apongora 33,24 39,66 47,73 53,75 4,88 67,33 80,33 96,68 108,87Carigán 33,61 40,66 49,55 56,16 29,19 32,79 39,67 48,34 54,79Chorrera 38,27 45,90 55,52 62,68 21,46 42,34 50,77 61,41 69,33Ciudadela 36,79 44,57 54,40 61,65 18,96 42,81 51,86 63,30 71,73Consacola 34,97 41,07 48,75 54,46 4,49 73,25 86,02 102,10 114,06Curitroje 82,86 96,14 112,93 125,37 21,71 91,24 105,85 124,34 138,04De Alumbre 43,23 53,33 62,23 68,84 13,30 58,14 71,72 83,69 92,58De Sangre 52,88 61,92 73,32 81,79 20,56 59,53 69,70 82,54 92,07El Capulí 69,65 80,56 94,34 104,57 3,36 164,28 189,99 222,49 246,62El Carmen 71,50 82,85 97,20 107,85 21,34 79,28 91,86 107,77 119,57El Rosal 54,01 62,36 72,90 80,72 5,55 103,79 119,82 140,07 155,10El Salado 41,72 49,65 59,65 67,09 19,02 48,49 57,70 69,32 77,96La Banda 33,85 39,72 47,13 52,64 28,30 33,45 39,24 46,56 52,01Las Minas 54,92 63,82 75,06 83,42 19,20 63,59 73,88 86,90 96,58Las Pavas 38,09 44,14 51,78 57,46 34,78 34,60 40,09 47,03 52,19Las Violetas 54,44 62,78 73,31 81,14 15,79 68,27 78,72 91,92 101,74Mendieta 63,67 73,87 86,75 96,32 22,69 68,85 79,87 93,80 104,15Mónica 79,58 92,20 108,17 120,00 17,11 96,57 111,87 131,24 145,60Namanda 72,64 84,06 98,50 109,20 17,39 87,57 101,33 118,74 131,64Potrerillos 58,98 68,08 79,58 88,12 12,58 81,14 93,65 109,47 121,22Quilloyacu 62,37 72,08 84,36 93,47 12,50 86,04 99,42 116,36 128,93Sambo Yacu 49,43 56,95 66,46 73,52 11,74 69,95 80,58 94,04 104,03San Cayetano 45,78 53,37 62,94 70,06 15,11 58,45 68,13 80,35 89,44San Simón 69,96 80,96 94,87 105,18 16,50 86,18 99,72 116,85 129,55Santa Urcu 81,42 94,39 110,80 122,96 12,77 111,33 129,06 151,49 168,12Shucus 35,00 42,47 51,87 58,87 8,02 57,87 70,22 85,76 97,33Sin nombre 001 52,30 60,38 70,60 78,19 3,23 125,30 144,65 169,13 187,31Sin nombre 002 68,17 78,87 92,40 102,43 2,53 180,66 208,99 244,85 271,43Sin nombre 003 52,00 59,96 69,99 74,45 6,52 93,57 107,89 125,93 133,96Viveros 43,66 50,38 58,86 65,16 6,66 77,86 89,84 104,96 116,19Volcán 49,97 59,24 70,92 79,60 26,79 50,49 59,86 71,66 80,43Zañe 35,17 42,97 52,80 60,13 7,72 59,08 72,17 88,68 100,99

Fuente: Anuarios Meteorológicos del INAMHI.Elaboración: Carbajal, K.; Piedra, R.

Ejemplo de cálculo de la intensidad para un Tr = 5 años (microcuenca San Cayetano)

I Tr 92.84515.11. min 0.4083 45.78 mm24

.

I Tr 58.443mm. hr 1.

142

Anexo 40. Valores de la longitud al centroide (Lc), Cp y Ct, para las

microcuencas de la CSRZ.Lc (km) Ct Cp

Apongora 0,94 1,65 0,69Carigán 2,63 1,65 0,69Chorrera 3,73 1,63 0,66Ciudadela 2,76 1,65 0,64Consacola 1,43 1,65 0,69Curitroje 3,50 1,63 0,58De Alumbre 1,98 1,65 0,69De Sangre 2,62 1,64 0,61El Capulí 0,92 1,64 0,59El Carmen 3,98 1,63 0,62El Rosal 0,69 1,64 0,58El Salado 2,32 1,65 0,64La Banda 3,74 1,65 0,69Las Minas 2,51 1,64 0,62Las Pavas 4,33 1,64 0,69Las Violetas 2,10 1,64 0,69Mendieta 2,57 1,63 0,59Mónica 2,31 1,63 0,62Namanda 2,58 1,63 0,61Potrerillos 1,72 1,62 0,61Quilloyacu 1,80 1,63 0,62Sambo Yacu 2,33 1,65 0,69San Cayetano 2,11 1,65 0,65San Simón 2,45 1,63 0,62Santa Urcu 1,86 1,63 0,59Shucus 1,20 1,64 0,67Sin nombre 001 0,89 1,63 0,63Sin nombre 002 0,71 1,63 0,69Sin nombre 003 1,33 1,65 0,59Viveros 1,51 1,65 0,69Volcán 3,47 1,62 0,6Zañe 1,20 1,63 0,62


143

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJAÁREA AGROPECUARIA Y DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

Carrera en Manejo y Conservación del Medio Ambiente

CENTRO INTEGRADO DE GEOMÁTICA AMBIENTAL

Anexo 41. DICCIONARIO DE DATOS

INVENTARIO HIDROLÓGICO DE LA CUENCA SUPERIORDEL RÍO ZAMORA APLICANDO SISTEMAS DE

INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)

LOJA ECUADOR2007

144

MAPA NOMBRE apr VENTANAS Archivos (shp) Tipo Descriptor Nombre Tipo de dato Anchura

Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8Nombre Nombre de la cuenca Texto 30Area Área de la cuenca en m2 Numérico 16

Límite Polígono

Perimetro Perímetro de la cuenca en m Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (líneas) Texto 9Length Longitud de la curva en m Numérico 16Curvas de nivel LíneaAltitud Cota de la curva de nivel en m Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (líneas) Texto 9Length Distancia de las vías Texto 16Textuserd Orden de vías Texto 50

vias Línea

Ttvi Tipo de vía Texto 128Shape Tipo de elemento gráfico (líneas) Texto 9Length Longitud de las quebradas en m Numérico 16Nombre Nombre de cada quebrada Texto 254

Red hídrica_csrz Línea

Ttrh Tipo de corriente Texto 128Shape Tipo de elemento gráfico (Punto) Texto 6X Coordenada E Numérico 11Y Coordenada N Numérico 11Linkf Hipervínculos a fotos Texto 80

Puntos de control Punto

N_foto Número de fotos que correspondea cada punto Texto 30

Shape Tipo de elemento gráfico (Línea) Texto 9Rhcampo Línea

Length_m Longitud de los ramales en m Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8Nombre Nombre de la microcuenca Texto 60Area Área de la microcuenca, en m2 Numérico 16

Perimeter Perímetro de la microcuenca, enkm Numérico 16

Forma Forma de la microcuenca en baseal coeficiente de Gravelius Texto 16

Pend_maxt Pendiente máxima del terreno en % Numérico 16Pend_medt Pendiente media del terreno en % Numérico 16

VARIOS MAPAS (A4) B_datos_CSRZ Información dela CSRZ

Microcuencas Polígono

Alt_med Altitud media de la microcuenca en Numérico 16

145

mTdc Tipo de corriente Texto 16H_m Desnivel en m Numérico 16Den_co Densidad de corrientes Numérico 16Den_dre Densidad de drenaje Numérico 16Lcp_m Longitud del cauce principal en m Numérico 16Pend_medc Pendiente media del cauce en % Numérico 16

Tc_min Tiempo de concentración en min(Ecuación de Kirpich) Numérico 16

Pmm_e Precipitación media mensual deenero en mm (Método Ajustado) Numérico 16

Pmm_f Precipitación media mensual defebrero en mm Numérico 16

Pmm_ma Precipitación media mensual demarzo en mm Numérico 16

Pmm_ab Precipitación media mensual deabril en mm Numérico 16

Pmm_m Precipitación media mensual demayo en mm Numérico 16

Pmm_ju Precipitación media mensual dejunio en mm Numérico 16

Pmm_j Precipitación media mensual dejulio en mm Numérico 16

Pmm_a Precipitación media mensual deagosto en mm Numérico 16

Pmm_s Precipitación media mensual deseptiembre en mm Numérico 16

Pmm_o Precipitación media mensual deoctubre en mm Numérico 16

Pmm_n Precipitación media mensual denoviembre en mm Numérico 16

Pmm_d Precipitación media mensual dediciembre en mm Numérico 16

Cmm_eCaudal medio mensual de enero enl·s-1 (Método del PolinomioEcológico)

Numérico 16

Cmm_f Caudal medio mensual de febreroen l·s-1 Numérico 16

Cmm_ma Caudal medio mensual de marzoen l·s-1 Numérico 16

Cmm_ab Caudal medio mensual de abril en Numérico 16

146

l·s-1

Cmm_m Caudal medio mensual de mayo enl·s-1 Numérico 16

Cmm_ju Caudal medio mensual de junio enl·s-1 Numérico 16

Cmm_j Caudal medio mensual de julio enl·s-1 Numérico 16

Cmm_a Caudal medio mensual de agostoen l·s-1 Numérico 16

Cmm_s Caudal medio mensual deseptiembre en l·s-1 Numérico 16

Cmm_o Caudal medio mensual de octubreen l·s-1 Numérico 16

Cmm_n Caudal medio mensual denoviembre en l·s-1 Numérico 16

Cmm_d Caudal medio mensual dediciembre en l·s-1 Numérico 16

Cm_t5Caudal máximo para un período deretorno de 5 años en m3·s-1

(Método de Snyder)Numérico 16

Cm_t10 Caudal máximo para un período deretorno de 10 años en m3·s-1 Numérico 16



Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8transiciones Polígono

Area Área de la transición, en m2 Numérico 16tin Polígono Elevation Elevación del terreno en ms.nm Numérico 17

Slope Pendiente del terreno en grados Numérico 17

Elevación Grid ValueEscala numérica de la grid,referente a elevación del terreno enms.nm

Numérico 17

Pendientes_rz Grid ValueEscala numérica de la grid,referente a la pendiente del terrenoen %

Numérico 17

Cauce_rz Grid ValueEscala numérica de la grid,referente a la pendiente del cauceen %

Numérico 17

Shape Tipo de elemento gráfico (Punto) Texto 6Estaciones_m11 PuntoEstación Nombre de la estación meteorol. Texto 35

147

Pm_anual Precipitación media anual en mm Numérico 16Altitud Altitud de la estación met. Numérico 16Unidades Símbolo de mm Texto 16Temp_anual Temperatura media anual en ºC Numérico 16Unidades_t Símbolo de ºC Texto 16

precipitación Grid ValueEscala numérica de la grid,referente a la precipitación mediaanual en mm, período 68 – 98

Numérico 17

Shape Tipo de elemento gráfico (Punto) Texto 6X Coordenada UTM en x, m Numérico 11centroides PuntoY Coordenada UTM en y, m Numérico 11Shape Tipo de elemento gráfico (Línea) Texto 9

San Cayetano_xy LíneaEje Líneas de coordenadas x e y Texto 16Estación Nombre de la estación meteorol. Texto 9

DistanciasDistancias del centroide a laestación meteorológica máscercana en km

Numérico 16

Unidades Símbolo de km Texto 16

Distancias_km Línea

Perimetro Perímetro en km Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (polígono) Texto 8M_cuenca Nombre de la microcuenca Texto 16Area Área en km2 Numérico 16

San Cayetano_ayp Polígono

Perimetro Perímetro en km Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8Clirsen Nombre de la asociación vegetal Texto 200Area Área de las parcelas en m Numérico 16

Vegetación_csrz Polígono

Perimeter Perímetro de las parcelas en m Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8Clirsen Nombre de la estructura vegetal Texto 200Area Área de la microcuenca, en m2 Numérico 16

Vegetación_k Polígono

Perímeter Perímetro de la microcuenca, en m Numérico 16

temperatura Grid ValueEscala numérica de la grid,referente a la temperatura mediaanual en ºC

Numérico 17

Retpl Grid ValueEscala numérica de la grid,referente a la relación deevapotranspiración sobre lluvia

Numérico 17

148

Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8Clirsen Nombre de la estructura vegetal Texto 200Area Área de la microcuenca, en m2 Numérico 16

Vegetación_c Polígono

Perímeter Perímetro de la microcuenca, en m Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (Polígono) Texto 8

Texturas_c PolígonoTextura Tipo de textura del suelo Texto 20

Valores_c Grid ValueEscala numérica de la grid,referente al coeficiente deescorrentía C

Numérico 17

Shape Tipo de elemento gráfico (polígono) Texto 8M_cuenca Nombre de la microcuenca Texto 30Area Area en km2 Numérico 16

la banda_ayp Polígono

Perimetro Perímetro en km Numérico 16Shape Tipo de elemento gráfico (Punto) Texto 6Sector Lugar de medición Texto 50Medición_campo PuntoCoord Coordenadas planas en UTM Texto 50

Iso_max24H_T5 Grid Value

Escala numérica de la grid,referente a precipitación máxima en24H, para un período de retorno de5 años

Numérico 17



Numérico 17



Numérico 17



Numérico 17

Shape Tipo de elemento gráfico (Punto) Texto 6

Nombre Nombre de la microcuenca (salidadel caudal) Texto 50Hidrogramas Punto

Link_Hidro Hipervínculo a los hidrogramas desalida Texto 50


149


del Polinomio Ecológico, microcuenca “Mendieta”.


Media 459,2 514,8 571,2 514,1 422,3 399,9 398,4 366,2 337,1 391,8 386,3 419,9 431,8Max 696,6 658,8 782,2 667,3 587,1 618,5 549,3 519,4 431,5 523,9 514,9 594,2 595,3Min 322,8 331,6 421,8 355,8 301,5 261,7 254,0 263,1 210,6 254,2 245,4 202,7 285,4

150


del Polinomio Ecológico, microcuenca “Las Minas”.


Media 276,3 305,9 336,6 308,8 261,7 251,4 250,4 231,2 213,9 242,0 237,3 255,0 264,2Max 400,3 384,2 444,8 390,2 347,9 368,0 332,2 317,4 268,0 313,0 306,9 348,6 444,8Min 202,2 208,2 258,5 223,1 193,3 177,6 174,6 171,6 142,4 164,1 158,1 131,8 131,8

151

Anexo 44. Mapa de elevaciones de la CSRZ.

152

Anexo 45. Mapa de pendientes del terreno (%), de la CSRZ.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA -...

Documents

Transcript of UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA -...