Metodología Clima Hidrología Amenazas Hidrometeorológicas

METODOLOGÍA
PROYECTO:
“GENERACION DE GEOINFORMACION PARA LA GESTION
DEL TERRITORIO A NIVEL NACIONAL”
COMPONENTE 3: “CLIMA, HIDROLOGÍA Y AMENAZAS
HIDROMETEOROLÓGICAS”
AGOSTO 2010
INDICE
Página
A. COMPONENTE 3: CLIMA, HIDROLOGÍA Y AMENAZAS
HIDROMETEOROLÓGICAS ...................................................................................................... 3
1. ENFOQUE DEL ESTUDIO. ............................................................................................ 3
2. OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS .................................................................. 3
a. General........................................................................................................................... 3
b. Específicos .................................................................................................................... 4
c. Metas .............................................................................................................................. 4
3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES ....................................................... 4
a. Área de estudio: Territorio nacional continental ...................................................... 4
b. Unidad de estudio: (Cuenca hidrográfica) ................................................................ 4
c. Escala: ............................................................................................................................ 4
d. Unidad mínima de mapeo: .......................................................................................... 4
e. Sistema de referencia: ................................................................................................. 4
f. Límites de las zonas de estudio: ................................................................................ 5
g. Productos a entregarse ............................................................................................... 5
4. DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA ...................................................................... 5
a. ETAPA 1: Recopilación de información .................................................................... 5
b. ETAPA 2: Caracterización climática .......................................................................... 7
c. ETAPA 3: Caracterización hidrológica .................................................................... 11
d. ETAPA 4: Estudios de síntesis ................................................................................. 18
5. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA................................................................................... 32
2
A. COMPONENTE
3:
CLIMA,
HIDROMETEOROLÓGICAS
HIDROLOGÍA
Y
AMENAZAS
1. ENFOQUE DEL ESTUDIO.
Con miras a minimizar los efectos de fenómenos climáticos recurrentes y contar
con un sistema de información integrada disponible para las mas variadas
aplicaciones, se ha programado la ejecución del proyecto “Generación de
Geoinformación para la Gestión del Territorio a Nivel Nacional”, cuyos objetivos
están orientados a generar información multipropósito que sea de libre acceso y
que constituya un instrumento técnico para una mejor organización del espacio y
reducción de los desequilibrios regionales y locales, sustentadas en el uso
adecuado de las tierras, la ocupación equilibrada del territorio y una oportuna
evaluación de peligros naturales.
Uno de los componentes de este proyecto es el estudio de Clima, Hidrología y
Amenazas Hidrometeorológicas, que está orientado a la caracterización climática
e hidrológica de las cuencas hidrográficas del Ecuador Continental, con fines de
evaluar la disponibilidad del recurso hídrico en sitios donde no existen estaciones
de medida, complementándose con el monitoreo de la calidad del agua superficial
en sitios específicos donde se encuentran instaladas estaciones hidrométricas, la
determinación de zonas favorables para estudio y exploración de aguas
subterráneas y, el análisis de las susceptibilidades por inundación, heladas,
sequías y desertificación.
Dadas las condiciones de la Red Hidrometeorológica Nacional y con la finalidad
de cubrir el todo el País en alrededor de 3 años de forma estandarizada, se
utilizará una metodología bastante sintética que ponga en evidencia los más
importantes parámetros y características hidrometeorologicos que, mediante el
uso de cálculos, los mas simples posibles, puedan darnos rápidamente y con una
confiabilidad aceptable para este tipo de estudio, una buena primera aproximación
de los fenómenos y de su calidad, ajustándose sus resultados a la escala
1:50.000.
Los resultados previstos proporcionarán información sobre la distribución espacial
de la lluvia, temperatura del aire, evapotranspiración, zonas climáticas, períodos
secos y favorables para las actividades agrícolas, rendimiento de agua por unidad
de área en las cuencas hidrográficas, relación de la demanda y oferta de agua en
las cuencas, identificación de nuevas zonas aptas para riego, monitoreo de la
calidad del agua superficial en, al menos, dos épocas en un año, zonas favorables
para la exploración de aguas subterráneas e información espacializada de áreas
susceptibles a amenazas hidrometeorológicas, que estarán disponibles para el
estudio de los otros temas físicos y socioeconómicos a desarrollarse en este
proyecto.
2. OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS
a. General
Generar información hidrometeorológica integrada, ajustada a la escala
1:50.000, para conocer la disponibilidad, comportamiento y uso del recurso
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hídrico en las diferentes cuencas hidrográficas, como base para la formulación
de planes de manejo integral de cuencas.
b. Específicos
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
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

Determinar zonas hidrológicas homogéneas de acuerdo a la caracterización
físico-morfométricas de las microcuencas.
Evaluar las disponibilidades del recurso agua de origen climático, superficial
y subterráneo.
Conocer el comportamiento y respuesta de las microcuencas ante las
precipitaciones.
Elaborar cartografía temática referente a zonas susceptibles a inundación,
sequías, heladas y desertificación.
Identificar nuevas zonas aptas de los suelos para un uso sostenido, bajo
riego.
Delimitar los proyectos de riego público que se encuentran en operación,
construcción y en estudio.
Delimitar las áreas que se encuentran atendidas con sistemas de riego
particulares (Información a entregarse por parte de la SENAGUA).
Presentar recomendaciones para el mejoramiento de la Red
Hidrometeorológica Nacional.
c. Metas
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Elaboración, compilación o adaptación de metodologías para el
procesamiento y generación de información hidrometeorológica.
Recopilación, análisis y procesamiento de cartografía base y temática.
Análisis de la red hidrometeorológica existente en las cuencas hidrográficas y
sugerencias de mejoramiento.
Caracterización climática de cuencas hidrográficas: Zonas de precipitación,
zonas de temperatura, zonas de clima, balance climático (evapotranspiración
potencial, déficit hídrico, períodos seco y vegetativo).
Caracterización hidrológica de cuencas hidrográficas: Zonificación
hidrológica, cálculo del índice de escasez, monitoreo de calidad del agua
superficial.
Ejecución de estudios de síntesis: Espacialización de sistemas de riego
público y particular e identificación de nuevas áreas regables; determinación
de susceptibilidades (inundaciones, heladas, sequías y desertificación); e,
identificación de áreas prioritarias para la exploración de aguas subterráneas.
Estructuración y generación de la geodatabase para ingreso al Sistema
Nacional de Información.
Elaboración de la memoria técnica.
3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES
a.
b.
c.
d.
e.
Área de estudio: Territorio nacional continental
Unidad de estudio: (Cuenca hidrográfica)
Escala: (1:50.000)
Unidad mínima de mapeo: (microcuenca)
Sistema de referencia: SIRGAS 95, época 95. 4 ITRF 94. UTM Zona 17 Sur y la
que corresponda a cada Cantón
4
f. Límites de las zonas de estudio: Cuencas y subcuencas entregadas por
CLIRSEN, con base en la división hidrográfica aprobada por el Comité
Interinstitucional en el año 2002, ajustados a la escala 1:50.000 y la que sea
definida por la SENAGUA.
g. Productos a entregarse:
1) Cumplimiento del Plan de trabajo técnico y financiero previamente aprobado
por CLIRSEN.
2) Geoinformación digital en formatos: Shape file, geodatabase, metadatos
3) Archivos de organización de la geoinformación (proyecto con extensión *.mxd)
según la estructura entregada por CLIRSEN.
4) Datos levantados en campo (base de datos, fichas, etc.), según formato
entregado por CLIRSEN.
5) Memorias técnicas, según formato entregado por CLIRSEN.
6) Resúmenes ejecutivos, según el formato entregado por CLIRSEN.
7) Información secundaria recopilada, debidamente organizada.
8) Informes mensuales de seguimiento y control.
4. DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA
a. ETAPA 1: Recopilación de información
La fase preliminar en todo estudio es la recopilación de la información y
documentos existentes, relacionados con el mismo. En este sentido, se visitarán
instituciones que operan estaciones hidrometeorológicas o que disponen de
datos e información relacionada, así como usuarios del agua que realizan
estudios sobre este recurso, tanto, en el ámbito local, seccional y regional. Esta
información, teniendo una alta utilidad, se encuentra dispersa, tiene diferentes
objetivos y diferentes escalas, lo que dificulta su integración.
El análisis de la información existente tiene el propósito de:
- Contar con una primera idea del entorno en cuanto al estado de los recursos
hídricos, su uso y aprovechamiento.
- Detectar la carencia de información actualizada para identificar lo que se
necesita complementar. Se requiere entonces comparar la calidad, el alcance
y la actualidad de la información disponible para concluir sobre las
necesidades de nuevas investigaciones.
- Obtener conocimiento sobre los aspectos relacionados a derechos de acceso
al agua para riego, para consumo humano, problemas de contaminación,
saneamiento, etc., para una mejor comprensión de la situación actual del
recurso hídrico.
1) Evaluación de red hidrometeorológica
Los estudios hidrometeorológicos utilizan datos de observaciones reales de
valores de diversos parámetros (precipitación, temperatura, niveles, gastos,
etc), cuya variabilidad en el tiempo es grande y no sistemática.
Se tiene por consiguiente que recurrir a la estadística para realizar el análisis
de estas variables, a fin de conocer su naturaleza, definir su exactitud y
precisión para utilizarlos en la solución de los problemas cada vez más
complejos de aprovechamiento hídrico, su representatividad en el espacio,
5
etc., necesitándose que los datos abarquen series de periodos lo más
extensos posibles. Según la OMM, las series confiables deben tener como un
mínimo 20 años de registros continuos de estaciones de funcionamiento
regular y permanente, susceptibles a las realidades de cada país, las que, en
caso de no existir series extensas pueden utilizarse hasta de 10 años.
Se dará importancia a los datos más actuales, por los cambios climáticos que
se han presentado en los últimos tiempos y en las diferentes regiones.
a) Red meteorológica
Esta red permite conocer y evaluar la mayor parte de los elementos que
conforman el ciclo del agua, como es el caso del parámetro fundamental de
la precipitación, cuantificando el agua meteórica y el conocimiento de la
forma y distribución de las lluvias. Por otra parte se registran importantes
parámetros relacionados con la evapotranspiración y otros de interés para
el sector agropecuario.
Se compilarán los archivos disponibles, para cada una de las estaciones
meteorológicas que se encuentran en la cuenca y en su contorno, con
información sobre: código, nombre, tipo (clase), zona hidrológica y
provincia en la que esta localizada, fecha de iniciación de observaciones y
de levantamiento/suspensión, institución o propietario, ubicación
(coordenadas geográficas o UTM) y altura.
Además, en esta fase, se realizará la ubicación georeferenciada de todas
las estaciones inventariadas sobre cartas topográficas del IGM a escala
1:50000, que servirá de base para el reconocimiento en el campo.
Los trabajos de campo se llevarán a cabo para verificar el estado actual y
funcionamiento de las estaciones que se considerarán de base, comprobar
la veracidad de los registros obtenidos, estimar sobre su representatividad
dentro de las zonas donde están instaladas (área de influencia, obstáculos
cercanos, condiciones orográficas que alteraren los datos, etc.) y sobre
todo, la ubicación exacta mediante GPS y la medición de la altura. Para
este objetivo, se dispondrá de una ficha de inspección de estaciones.
b) Red hidrométrica
Al igual que en la red meteorológica, se obtendrán los datos de la
estaciones hidrométricas operadas por el INAMHI y por otras instituciones
que registra este Instituto, los cuales nos permiten conocer el escurrimiento
superficial que, posiblemente, es el parámetro del ciclo hidrológico que
puede ser medido con mayor exactitud, siempre y cuando, la red de
estaciones de medida estén bien ubicadas para obtener una buena
representatividad de las diversas zonas hidro-climáticas y caracterizar los
regimenes fluviales de la cuenca hidrográfica.
Estas estaciones serán espacializadas en la cartografía 1:50.000 entregada
por el IGM, como base para la verificación de campo, manteniendo sus
atributos originales como: código de la estación, tipo, zona hidrológica,
ubicación geográfica, altura en (m.s.n.m), provincia, institución propietaria,
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período de funcionamiento (fecha de inicio de observaciones y fecha de
levantamiento/suspensión).
De acuerdo a su funcionamiento, pueden ser: Primarias cuando son fijas y
perennes, Secundarias susceptibles a cambio de lugar luego de un período
y, Terciarias aquellas que han sido instaladas en ciertos sitios para llenar
objetivos específicos y a menudo se levantan a la finalización de la
construcción de la obra para la que fueron instaladas.
Las estaciones consideradas como base del estudio, serán verificadas en
campo para determinar la ubicación exacta mediante GPS; observar el
comportamiento hidráulico del río, estimando la calidad de la sección
(estabilidad del cauce, calidad del escurrimiento y naturaleza del fondo del
lecho); analizar el funcionamiento y estado actual del limnígrafo o
limnímetro; y, finalmente constatar la veracidad y corrección de las lecturas
realizadas diariamente por los observadores, cuando haya la posibilidad de
entrevistarse con éstos.
Para la verificación de campo, se dispondrá de los formularios adecuados
para este fin.
b. ETAPA 2: Caracterización climática
1) Análisis y ajuste de las series meteorológicas
Las series meteorológicas diarias, mensuales o anuales de todas las
estaciones de la cuenca y de su periferia, entregadas por el INAMHI, serán
analizadas para determinar su extensión y continuidad, con fines de
seleccionar los períodos mas adecuados para la homogeneización de datos y
cálculo de los parámetros climáticos. Los períodos a homogeneizarse tendrán
una extensión de entre 20 y 25 años, tratando de que sean lo mas extensos
posibles, pero sin incluir años extraordinarios que distorsionen el
comportamiento normal de los parámetros, sobre todo en precipitación.
Se dará prioridad al análisis de los datos de precipitación y temperatura, por
ser fundamentales para el estudio climático.
Para las series con años incompletos se procederá a obtener el promedio
mensual de todo el período correspondiente al mes o meses faltantes (siempre
que no sean más de cuatro en el mismo año), este valor artificial suple al no
registrado que se utilizará en el cálculo del valor anual.
Después de esta depuración preliminar, en las estaciones con 5 años o más
de registros de precipitación y temperatura, dentro de los períodos
homogéneos seleccionados, se estandarizarán rellenándose únicamente las
medias anuales mediante un contraste estadístico con estaciones vecinas,
cuyas características físico-climáticas guarden cierta similitud. El coeficiente de
correlación lineal aceptable para el relleno de datos anuales (>0.75) se
calculará utilizando series de períodos comunes con registros lo más extensos
posibles.
7
Estaciones con menos de 5 años de registros, se tendrán como referencia en
zonas donde no existe otra fuente de información.
Se calculará, para cada estación con datos de lluvia y temperatura, los valores
de la fiabilidad con base en los datos diarios originales.
Con la finalidad de determinarse la variabilidad a través del tiempo, se
elaborarán cuadros de resumen con el cálculo de los valores medios
mensuales y anuales de las alturas de precipitación y de temperatura, que
corresponderán a todo el período de años de observación de cada estación, a
los períodos homogéneos reconstituidos y a los últimos 5 años.
Los valores de precipitaciones máximas en 24 horas y las intensidades para
varios períodos, serán solicitados al INAMHI, como insumos importantes para
el estudio de amenazas por inundación, erosión, deslizamientos, etc.
2) Elaboración de mapas climáticos
a) Trazado de isoyetas
Se trazará una red de isoyetas medias anuales en intervalos de 100 mm,
con base en la homogeneización de las series de precipitación de las
estaciones de la cuenca para los períodos establecidos, A fin de facilitar el
trazado de isoyetas por interpolación, se tomará en cuenta el relieve, la
orografía y las observaciones en el campo que serán realizadas en el
reconocimiento terrestre. Las isoyetas medias anuales permitirán calcular
las precipitaciones anuales medias que tendrá la cuenca, subcuencas y
microcuencas, como parte de la zonificación hidrológica y del balance
hídrico.
Las isolíneas se poligonizarán para obtener zonas de precipitación que
favorezcan el cruzamiento e integración con otras capas de información
para obtener mapas climáticos y de síntesis.
b) Trazado de isotermas
Con la finalidad de estimar el perfil vertical de la temperatura (disminución
de la temperatura con la altura), se realizará un estudio de correlación lineal
temperatura-altura con diferentes rangos, buscando el mejor ajuste, basado
en los valores de la temperatura media registrados en las estaciones
meteorológicas existentes en la cuenca. Se trazarán las isotermas con
intervalos de 1ºC, tomando en cuenta la topografía y aplicando la
correlación lineal más adecuada para cada zona.
Al igual que en el caso de las isoyetas, se obtendrán polígonos que
representan zonas de temperatura atmosférica para las diversas
aplicaciones.
Para aplicaciones en suelos, se elaborará un mapa de zonas de
temperatura
del
suelo,
considerando
la
relación
aceptada
internacionalmente de que, en forma general, la temperatura del suelo, a
una profundidad de 50 cm, es un grado más alta que la atmosférica.
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c) Elaboración del mapa climático
Existe una gran variedad de métodos para la clasificación de los climas del
Ecuador, siendo éstos simples o complejos, de los cuales, ninguno es
realmente satisfactorio para las realidades climáticas del país. Para el
presente trabajo se recomienda la clasificación climática propuesta por el
Dr. Pierre Pourrut, investigador de la ex ORSTOM que trabajó por muchos
años en el país. Esta clasificación está basada en parámetros escogidos
por su simplicidad y cuyos valores están subdivididos en un número
limitado de categorías.
Los parámetros tomados en cuenta son las medias de las precipitaciones
mensuales y anuales y sus regímenes, así como las temperaturas medias.
Los criterios a tomarse en cuenta son:
Para caracterizar el régimen de lluvias, utiliza el número picos anuales de
máximos pluviométricos:
- Ecuatorial, cuando se observa dos picos pluviométricos.
- Tropical, cuando se registra únicamente un máximo lluvioso y una sola
estación seca muy marcada.
- Subtropical, puede o no tener estaciones secas, son intermedias entre
Tropical y Ecuatorial. Se encuentra en temperaturas entre 18 y 22ºC.
- Uniforme, cuando las lluvias están bien distribuidas a lo largo del año.
Para caracterizar la altura anual de las precipitaciones, escoge los
siguientes límites y definiciones:
-
Árido, inferior a 250 mm.
Seco, entre 250 y 500 mm.
Semi-húmedo, entre 500 y 1000 mm.
Húmedo, entre 1000 y 2000 mm.
Muy húmedo, entre 2000 y 3000 mm.
Lluvioso, superior a 3000 mm.
Para clasificar las temperaturas anuales, escoge las siguientes clases:
-
Megatérmico, para temperaturas medias superiores a 22 ºC
Mesotérmico, para temperaturas entre 12 y 22 ºC.
Frío, para temperaturas entre 8 y 12 ºC.
De alta montaña, para temperaturas entre 4 y 8 ºC.
Nival, para temperaturas inferiores a 4 ºC.
El cruce de estos criterios, tomando como base los regímenes de
precipitación y los mapas de zonas de precipitación y temperatura,
permitirá identificar las diferentes clases de clima que existen en la cuenca.
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d) Balance climático
Es un procedimiento por el cual se comparan los ingresos de agua
(precipitación), con los egresos (evapotranspiración), mediante cálculos en
los cuales se hace intervenir al suelo con su capacidad máxima de
retención de agua y su curva de desecamiento.
A continuación se explica la forma de calcular la evaporación potencial, el
déficit hídrico y los períodos seco y vegetativo en las estaciones con datos
de precipitación y temperatura.
(1) Evapotranspiración potencial - ETP.
El cálculo de este parámetro climático depende de muchos factores
ambientales (temperatura, radiación, viento, déficit de saturación, etc.),
utilizándose fórmulas simples o complejas, dependiendo de sus autores.
En razón de la dificultad de disponerse de todos los datos ambientales en
la mayoría de las estaciones que se encuentran en las cuencas y con la
finalidad de estandarizar el procedimiento, se analizará un método que,
utilizando los parámetros mas comunes, los resultados sean adecuados a
las condiciones del área de estudio.
Con este criterio y por experiencias obtenidas en algunas zonas del País,
se recomienda el método de estimación de Thornthwaite que para el
cálculo de la evapotranspiración potencial requiere las medias mensuales
de temperatura y la ubicación geográfica de las estaciones.
(2) Déficit hídrico.
Para llegar a la determinación de zonas de déficit hídrico, se procederá
primeramente al cálculo del balance por el método de Thornthwaite
modificado por la FAO, teniéndose como insumos la mediana de la
precipitación, por ser la que mejor representa las variaciones de las
medias mensuales, la ETP y la capacidad máxima de retención de agua
en el suelo que, en forma general, se considerará de 300 mm para la
Costa y 200 mm para la Sierra.
De este procedimiento, se obtiene la evapotranspiración real (ER) y el
déficit hídrico mensual y anual. Este último valor será utilizado para la
elaboración, por interpolación, del mapa de déficit hídrico representado
por isolíneas y zonas.
(3) Períodos seco y vegetativo.
Para la determinación de estos períodos, con los datos mensuales de
ETP y ER de los procesos anteriores, se elaborará la curva expresada en
porcentaje (ER/ETP)*100.
El período seco es determinado por el lapso en el cual la curva
(ER/ETP)*100 está por debajo del 50%.
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El período vegetativo, favorable para las actividades agrícolas, está
definido por el lapso en el cual la curva (ER/ETP)*100 está por encima del
75%.
c. ETAPA 3: Caracterización hidrológica
Para el cálculo de los diferentes parámetros que caracterizan el régimen
hidrológico de los distintos cursos de agua de la Cuenca, se utilizará, lo más
frecuentemente posible, la información recopilada y tratada en el INAMHI. Sin
embargo, es indispensable analizar y verificar los factores que han permitido al
INAMHI calcular las distintas variables hidrológicas.
1) Análisis y ajuste de datos hidrométricos
Para esto se elaborará una base de datos que identifique a cada estación en
estudio, la cual deberá contener: cuadro de caudales y niveles diarios, lista de
aforos realizados, tablas y curvas de descarga, hidrogramas, etc.
Un análisis concienzudo de los niveles diarios de los ríos permitirá, en primera
instancia, detectar los valores errados que se deban a fallas del instrumental o
al trabajo de los observadores. Por otra parte, este examen definirá los
cambios de sección de los cauces.
Por medio de un contraste entre las curvas de compensación del INAMHI y el
valor de los distintos aforos efectuados por este instituto, se determinará la
validez de las tablas de conversión nivel – caudal.
Para el relleno de datos en años incompletos, donde falten hasta cuatro
meses, se reconstruirá los valores faltantes utilizando algunos de estos
procedimientos:
- Rellenando el caudal del mes examinado con el valor promedio de los
correspondientes al mismo mes de toda la serie de registros.
- Computando el valor faltante, mediante correlación con estaciones vecinas
de similares características y utilizando el software mas adecuado.
De este análisis se obtendrán los caudales medios mensuales y anuales,
caudales máximos y mínimos, régimen hidrológico, curvas de duración, etc.,
que serán utilizados en el cálculo del Rendimiento Específico, Índice de
Escaséz, caudales disponibles para los distintos usos, amenazas y otras
aplicaciones relacionadas con el agua.
2) Zonificación hidrológica
En una cuenca hidrográfica, previamente al estudio hidrológico, es necesario
determinar ciertos parámetros físicos característicos, simples, maleables y
calculables con los datos disponibles, que permitan delimitar zonas de iguales
condiciones hidrológicas que lleven a estimar las disponibilidades de agua en
todo el territorio nacional, incluyendo zonas en las cuales no existen
estaciones de medida y control.
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Para esto, es necesario que la determinación de estos parámetros se realicen
en unidades hidrográficas los mas pequeñas posibles de manera tal que, por
su tamaño, sus elementos internos tengan muy poca variación y puedan
considerarse como homogéneos.
a) Delimitación hidrográfica de la cuenca
Tomando como base la división hidrográfica en cuencas y subcuencas de
la Propuesta Interinstitucional realizada por: Ministerio de Relaciones
Exteriores, IGM, MOP, MIDUVI, CNRH, DINAREN, CONELEC, CLIRSEN e
INAMHI, en el año 2002, se delimitarán la cuenca , subcuencas y
microcuencas sobre cartas topográficas digitales del I.G.M. a escala
1:50.000, teniendo como referencia los modelos del terreno que se
encuentren disponibles en lugares de poca definición altimétrica.
Los conceptos generales sobre división hidrográfica a ser tomados en
cuenta son: Cuenca hidrográfica es el área limitada por la divisoria de
aguas en la cual escurre el agua que se recoge en un solo cauce y que
desemboca directamente al mar o sale del territorio nacional; subcuenca es
el área que drena directamente al cauce principal de la cuenca hidrográfica;
y, microcuenca es el área donde se recoge el agua que alimenta al cauce
principal de la subcuenca.
Como se anotó anteriormente, con la finalidad de llegar a la determinación
de zonas hidrológicas homogéneas, el trazado de microcuencas será lo
mas detallada posible, para obtener áreas relativamente pequeñas al
interior de las cuales, sea mas probable que sus elementos se consideren
homogéneos. La división hidrográfica de las cuencas será analizada con la
SENAGUA para definirse la división oficial del País.
b) Caracterización de microcuencas
En cada una de las microcuencas se calcularán características generales
que se utilizarán directa o indirectamente en la zonificación hidrológica,
como: área (A), perímetro (p), índice de compacidad o Gravelius (IC), curva
hipsométrica, altura media Am), pendiente media (pm) y densidad de
drenaje (dd).
Con estos datos iniciales, se realizará la caracterización hidrológica con
parámetros considerados, a más de su importancia, como poco cambiantes
a través del tiempo y que definan adecuadamente las condiciones
hidrológicas de las microcuencas y su agrupación en zonas homogéneas,
siendo éstos: Pluviometría (P), Permeabilidad (K), Relieve (R) y Altura
media (Am).
(1) Pluviometría (P)
Es el factor más importante para la definición de las zonas
hidrológicamente homogéneas, por cuantificar los ingresos de agua en las
microcuencas.
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Los valores de pluviometría se definen mediante la ponderación de las
zonas de precipitación media, determinadas en el estudio climático, que
se encuentran en el área de la microcuenca.
Las clases a tomarse en cuenta en la zonificación son:
CLASE
PRECIPITACIÓN (mm)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
< 250
250 - 500
500 – 800
800 – 1200
1200 – 2000
>2000
(2) Permeabilidad (K)
La influencia del suelo y subsuelo en la escorrentía superficial, se refleja
en la permeabilidad como aporte del agua subterránea y el retardo del
agua infiltrada hasta su llegada al río.
Se evaluará de acuerdo a la litología presente en cada una de las
microcuencas y/o permeabilidad superficial del suelo obtenida mediante
pruebas de infiltración, clasificándose de la siguiente manera:
CLASE K1 - Zona permeable con capa acuífera avenada o no avenada y
una red hidrográfica poco o nada desarrollada.
CLASE K2 - Zona permeable con capa acuífera avenada. Esta clase es
muy importante para el mantenimiento del caudal de base de los ríos y
para la investigación de aguas subterráneas. Pertenecen a esta clase
todos los depósitos aluviales, coluviales y glaciares, las formaciones
compuestas de conglomerados o areniscas y las unidades arenosas y
limo arenosas.
CLASE K3 - Zona con permeabilidad media o débil. Los acuíferos son de
extensión o importancia reducida y corresponden generalmente a
formaciones de tobas, piroclásiticos o formaciones mixtas compuestas en
parte por arcillas.
CLASE K4 - Zona cárstica o fisurada. No existe acuífero
macropermeabilidad que corresponde a fisuras donde
escurrimiento subterráneo irregular; a esta clase pertenecen
cársticas, algunas formaciones volcánicas (andesitas
principalmente piroclásticos y lavas.
pero sí una
ocurre un
formaciones
- riolitas),
CLASE K5 - Zona impermeable. Son rocas sin acuífero como las
semimetamórficas y metamórficas o intrusiones de rocas graníticas.
Cuando están muy fracturadas pueden responder a la clase K4.
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(3) Relieve (R)
Para la determinación cuantitativa del relieve se utilizará el desnivel
específico (Ds), expresado en metros (m), el mismo que caracteriza el
relieve general de las microcuencas en función de su área, perímetro,
forma y lado mayor del rectángulo equivalente.
El desnivel específico (Ds) se calculará con las siguientes fórmulas:
Ds  D
A
L
D = Diferencia de altura entre las curvas de nivel bajo las cuales se encuentra el
95% y el 5% del área total de la microcuenca (m).
A = Área de la microcuenca (km2)
L = Lado mayor del rectángulo equivalente que se calcula con:
L=  A
1/ 2
2
IC 
1.128 

1  1  

1.128 
IC  



IC = Índice de Compacidad o Gravelius:
IC = 0.282
p
 A1 / 2
P = Perímetro de la microcuenca (km2)
Se han escogido las siguientes clases de relieve:
CLASE
RELIEVE
Ds (m)
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
Muy débil
Débil
Débil a moderado
Moderado
Moderado a fuerte
Fuerte
Muy fuerte
Extremadamente fuerte
< 10
10-25
25-50
50-100
100-250
250-500
500-1000
1000-2500
Adicionalmente, el índice de compacidad (IC) que define la forma de la
microcuenca, permite evaluar la tendencia a las crecidas, de acuerdo a la
siguiente clasificación:
IC
1 - 1.25
1.25 - 1.50
1.50 - 1.75
>1.75
FORMA
TENDENCIA A LAS CRECIDAS
Casi redonda a oval redonda
Oval redonda a oval oblonga
Oval oblonga a rectangular oblonga
Rectangular oblonga
Alta
Media
Baja
Nula
14
(4) Altura media (Am)
Este parámetro se relaciona con la temperatura y por consiguiente con la
evapotranspiración.
Los valores de altura media de las microcuencas, en metros, se obtienen
directamente de las curvas hipsométricas correspondientes y sus valores
se clasifican con los siguientes rangos:
CLASE
Am0
Am1
Am2
Am3
Am4
Am5
Am6
Am7
Am8
Am9
Am10
ALTURA MEDIA (m)
0-400
400-800
800-1200
1200-1600
1600-2000
2000-2400
2400-2800
2800-3200
3200-3600
3600-4000
>4000
c) Zonas hidrológicas homogéneas
La intersección de los cuatro principales parámetros antes descritos
(Pluviometría, permeabilidad, relieve y altura media), en la cuenca
hidrográfica nos determina las zonas homogéneas, con características
semejantes, dentro de las cuales los factores físico climáticos tienen poca
variación.
En algunos casos, se deberá modificar los límites confusos para evitar la
creación de un número demasiado grande de zonas pequeñas sin mayor
importancia práctica.
La nomenclatura de las zonas homogéneas contendrán los cuatro
parámetros en orden de importancia, Ej. (P1,K2,R3,Am4).
d) Caudal específico (Módulo específico).
El caudal específico es el caudal expresado en litros por segundo (l/s) por
unidad de área (km2) de las zonas hidrológicamente homogéneas dentro de
la cuenca hidrográfica.
Para llegar a su determinación, se realizará el siguiente proceso:
(1) Espacialización de las estaciones hidrométricas y determinación de sus
áreas de influencia.
Sobre la cartografía 1:50.000, se espacializarán las estaciones
consideradas para el estudio y a partir de este punto se trazará la
divisoria de aguas que determine su área de aporte o influencia.
15
(2) Determinación del caudal específico dentro del área de influencia de las
estaciones de control
En el área de influencia, el caudal medio normal calculado en litros por
segundo, dividido para su área en km 2, nos da como resultado el caudal
específico o módulo específico, expresado en l/s/km 2.
En el caso de que el área de influencia de una estación abarque a áreas
de otras estaciones, el caudal medio a considerarse será el de la estación
que abarque la mayor área menos los caudales medios de las estaciones
internas. Igualmente, el área que se tomará en cuenta, será la total
menos las de influencia de las estaciones internas.
Al mapa de las zonas hidrológicas homogéneas se sobrepondrá el de
áreas de influencia de las estaciones hidrométricas, con la finalidad de
encontrar las estaciones que mejor las representen y permitan establecer
el caudal específico de las mismas.
3) Índice de escasez
Es un indicador que refleja la relación de la demanda de agua, con la oferta
disponible en diferentes sitios de una cuenca hidrográfica, expresada en
porcentaje.
I e  ODn x100
Donde:
Ie : Índice de escasez (%)
D : Demanda de agua (m3)
On : Oferta hídrica superficial neta (m3)
a) Demanda
Es el volumen de agua, utilizado por las diferentes actividades
socioeconómicas en un espacio y tiempo determinados y es la sumatoria
de las demandas de cada sector.
Cuando exista información detallada de los usos de agua, serán sumadas
las demandas registradas por los usuarios e instituciones relacionadas con
el tema.
De no ser el caso, se estimará la demanda en función de la población
urbana y rural, el número de industrias, establecimientos de servicios,
necesidad hídrica por tipo de cultivo y requerimiento para la actividad
pecuaria.
La demanda total será:
DT = DUD + DUI + DUS + DUA + DUP
16
Donde:
DT: Demanda Total (m3)
DUD: Demanda de agua para Uso Doméstico
DUI: Demanda de agua para Uso Industrial
DUS: Demanda de agua para Uso Sector Servicios
DUA: Demanda de agua para Uso Agrícola
DUP: Demanda de agua para Uso Pecuario
b) Oferta
La oferta hídrica superficial total es la cantidad de agua que luego de haber
precipitado sobre la cuenca escurre directamente por los cauces naturales
y llega directa o indirectamente al mar.
Para el presente estudio, considerando las características de la red
hidrométrica nacional, la oferta hídrica se considerará como el caudal
medio calculado en los sitios donde existen estaciones de medida y/o los
caudales medios obtenidos de los caudales específicos de las zonas
hidrológicas homogéneas definidas para la cuenca hidrográfica, en los
sitios donde no se disponga de estaciones.
La Oferta hídrica superficial neta On, se calculará restando de la oferta total
el caudal necesario para mantener el régimen de estiaje, obtenido mediante
el método propuesto por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales de Colombia que se basa en la caracterización probabilística
de los caudales promedios de estiaje y, que en forma practica, se estima en
un 10% del caudal medio normal. Este porcentaje podrá variar para cada
cuenca.
A nivel mundial, la OMM ha categorizado el Índice de Escaséz con
umbrales críticos de presión sobre el recurso hídrico de la manera
siguiente:
Ie >40; alto, con fuerte presión y urgencia de ordenar la oferta y la demanda
Ie 20-40; medio, es necesario dar prioridades a los diferentes usos.
Ie 10-20; moderado, la disponibilidad del agua puede convertirse en un factor
limitador del desarrollo.
Ie <10; bajo, no existen presiones importantes sobre el recurso hídrico.
4) Calidad del agua superficial
Con la finalidad de monitorear la calidad del agua superficial de los ríos de la
cuenca, en las estaciones consideradas de base y con referencia a trabajos de
monitoreo realizados por el INAMHI, se realizarán análisis de parámetros
elementales como Temperatura, pH, conductividad eléctrica, sólidos totales
disueltos, oxígeno disuelto, salinidad y turbiedad, mediante laboratorio portátil
y, color y material flotante de manera visual.
En los mismos sitios, se tomarán muestras para análisis de laboratorio que
complementarán los análisis in situ, principalmente de los siguientes
parámetros: pH, salinidad, conductividad eléctrica, carbonatos, bicarbonatos,
cloruros, dureza total, sólidos suspendidos totales, oxígeno disuelto, demanda
17
bioquímica de oxígeno, sulfatos, calcio, magnesio, potasio, sodio y coliformes
totales
Los laboratorios que realizarán el análisis de las muestras serán calificados y
determinarán los métodos que utilizarán para cada parámetro.
Las mediciones in situ y la toma de muestras deberá realizarse en las épocas
de caudales bajos, medios y altos, para determinar la variabilidad de los
elementos analizados y su relación con los regímenes hidrológicos.
Al concluir los muestreos, se elaborará una base de datos por cuenca y, se
espacializarán los resultados por estación muestreada.
d. ETAPA 4: Estudios de síntesis
1) Espacialización de sistemas de riego público e identificación de nuevas zonas
regables
a) Espacialización de riego público
Con la información que se obtenga de Instituciones públicas como la
SENAGUA, SIGAGRO y el INAR, se elaborará una base de datos que
permita la elaboración de mapas por cuenca hidrográfica, en escala
1:50.000, que contengan la espacialización de sistemas de riego público y
las áreas cubiertas por éstos.
Los sistemas a espacializarse serán los que actualmente se encuentran en
operación, los que están en etapa de construcción y aquellos en estudio.
De obtenerse información de SIGTIERRAS y SENAGUA, se espacializarán
adicionalmente, los sistemas de riego particulares y comunitarios.
Estos mapas serán de gran utilidad para racionalizar y optimizar el uso del
agua por parte de la SENAGUA, mejorar la productividad agropecuaria y
permitir la incorporación de nuevas superficies a la producción alimenticia
básica.
De los mapas se calculará la demanda de agua para las áreas regadas,
según las características climáticas de la zona, el tipo de suelo y los tipos
de cultivo.
b) Identificación de nuevas zonas regables
Para la determinación de áreas que, por las características del suelo y con
la finalidad de incorporarlas a la producción agropecuaria, requieran riego,
se utilizará la metodología propuesta por el PRAT, que combina los
parámetros del suelo: pendiente, textura, profundidad, pH y drenaje, con el
déficit hídrico de la zona.
De los estudios de suelos se obtendrán los datos de los parámetros
necesarios, clasificados de la manera que indican los cuadros siguientes:
18
PENDIENTE
RANGO
DESCRIPCIÓN
(%)
0–5
Pendiente débil
5 – 12
Pendiente suave
Pendiente
12 – 25
moderada
25 – 50
Pendiente fuerte
Pendiente muy
50 – 70
fuerte
> 70
Pendiente abrupta
CLASE
1
2
3
4
5
6
APTITUDES
PARA RIEGO
Aptas
Moderadas
Marginales
No aptas
TEXTURA
CLASE
SIGLA
CATEGORÍA
1
g
2
mg
3
m
Media
4
f
Fina
5
mf
TEXTURA
Gruesa
Moderadamente
gruesa
Arenosa, arenoso franco
Franco arenoso, franco
limoso
Franco, limoso, franco
arcilloso (<35% de
arcilla), franco arcillo
arenoso, franco arcillo
limoso
Franco arcilloso (>35% ),
arcilloso, arcillo arenoso,
arcillo limoso
Arcilloso (>60%)
Muy Fina
APTITUDES
PARA RIEGO
Marginales
Aptas
Moderadas
Marginales
PROFUNDIDAD
CLASE
SIGLA
RANGO (cm)
1
2
s
pp
0 – 20
20 – 50
3
m
50 – 100
4
p
> 100
DESCRIPCIÓN
Superficial
Poco profundo
Moderadamente
profundo
Profundo
APTITUDES PARA
RIEGO
Marginales
Moderadas
Aptas
pH
CLASE
SIGLA
RANGO
DESCRIPCIÓN
1
2
3
4
mac
a
lac
n
< 4.5
4.5 – 5.5
5.5 – 6.5
6.5 – 7.5
5
mal
7.5 – 8.5
6
al
> 8.5
Muy ácido
Ácido
Ligeramente ácido
Neutro
Moderadamente
alcalino
Alcalino
APTITUDES PARA
RIEGO
Marginales
Aptas
Moderadas
Marginales
19
DRENAJE
CLASE
SIGLA
1
2
3
4
e
b
m
md
DESCRIPCIÓN
Excesivo
Bueno
Moderado
Mal drenado
APTITUDES
PARA RIEGO
Marginales
Aptas
Marginales
La combinación de estos 5 parámetros nos da la aptitud de los suelos para
riego, conforme al siguiente cuadro:
CLASE
1
2
3
4
RECLASIFICACIÓN DE SUELOS APTOS PARA RIEGO
APTITUD
PROFUNPENDIENTE TEXTURA
pH
RIEGO
DIDAD
Apto
1,2
2,3
3,4
2,3,4
Moderado
1,2,3
2,3,4
3,4
2,3,4
Marginal
1,2,3,4
1,2,3,4
2,3,4
2,3,4
No apto
1,2,3,4,5,6
1,2,3,4,5
1,2,3,4
1,5,6
DRENAJE
2,3
2,3
1,2,3,4
1,2,3,4
NOTA OBLIGATORIA: Para la reclasificación de suelos aptos para riego, se deberá
seguir el siguiente procedimiento:
- Primeramente se reclasificarán los suelos Aptos.
- De los suelos restantes, se reclasificarán los Moderados.
- De los sobrantes se reclasificarán los Marginales, quedando como
residuo los No Aptos.
El déficit hídrico se reclasifica de la manera que indica el siguiente cuadro:
CLASE
0
1
2
3
4
RECLASIFICACIÓN DEL DÉFICIT HÍDRICO
RANGO (COSTA Y ORIENTE) RANGO (SIERRA)
(mm)
(mm)
< 250
< 50
250 – 400
50 – 100
400 – 800
100 – 250
800 – 1100
250 – 400
> 1100
> 400
DESCRIPCIÓN
Sin déficit
Bajo
Medio
Alto
Muy alto
De este cuadro se desprende la necesidad de riego:
0
1
2
3
4
Innecesario
Facultativo
Complementario
Necesario
Indispensable
El cruce de las reclasificaciones de aptitud para riego y déficit hídrico,
permite definir un orden de prioridad de las zonas aptas para el
establecimiento de proyectos de utilización agrícola, con base en las
realidades climáticas y físicas, aplicando los criterios que se presentan en
el cuadro que se muestra a continuación:
20
PRIORIDADES PARA PROYECTOS DE RIEGO
APTITUD PARA RIEGO
CLASES DE
DÉFICIT
APTO 1
MODERADO 2
MARGINAL 3
0 Innecesario
0
0
0
1 Facultativo
2
3
3
2 Complementario
1
2
3
3 Necesario
1
2
2
4 Indispensable
1
1
2
NO APTO 4
0
0
0
0
0
El cuadro se interpretará de la siguiente manera:
1 : Primera prioridad, suelos buenos sin limitantes o con pocos limitantes
2 : Segunda prioridad, suelos con algunos factores limitantes
3 : Tercera prioridad, suelos mediocres.
0 : Innecesario.
2) Susceptibilidades
La variabilidad temporal y espacial principalmente del régimen de lluvias y la
ocurrencia de eventos extremos en las diferentes cuencas hidrográficas, hace
que el territorio nacional se encuentre expuesto a varias amenazas como:
inundaciones, heladas, sequías, y desertificación que se describen a
continuación. En el presente documento se analizan los métodos para definir
las susceptibilidades.
a) Susceptibilidad a las inundaciones
Para el análisis de las susceptibilidades por inundación, se considerarán
principalmente los parámetros de textura del suelo y pendiente que refleja
las características geomorfológicas, como recomienda la metodología del
PRAT para este fin.
La textura de los suelos se clasificará de la manera que se detalla en el
cuadro siguiente:
TEXTURA DEL SUELO
Arenoso (fina, media, gruesa)
Arenoso franco
Franco arenoso (fino a grueso)
Franco limoso
Franco
Limoso
Franco arcilloso (<35% de arcilla)
Franco arcillo arenoso
Franco arcillo limoso
Franco arcilloso (>35%)
Arcilloso (40-60% de arcilla)
Arcillo arenoso
Arcillo limoso
Arcilloso (>60%)
CLASE
Gruesa
Gruesa
Moderadamente Gruesa
Moderadamente Gruesa
Media
Media
Media
Media
Media
Fina
Fina
Fina
Fina
Muy Fina
21
Las pendientes se clasificarán en los siguientes rangos (%): 0-5; 5-12; 1225; 25-50; 50-70; y, >70.
El cruce de estos 2 parámetros espacialmente, permitirá la obtención de
áreas susceptibles a inundación, con la categorización que se muestra en
el cuadro que se presenta a continuación.
CLASE DE
TEXTURA
Gruesa
Mod. Gruesa
Media
Fina
Muy Fina
SUSCEPTIBILIDAD A INUNDACIÓN
PENDIENTES (%)
0 -5
5 - 12
12 - 25
25 - 50
1
0
0
0
1
0
0
0
2
1
0
0
3
2
1
0
3
2
1
0
50 - 70
0
0
0
0
0
>70
0
0
0
0
0
Donde:
0 = Sin susceptibilidad a inundación
1 = Susceptibilidad Baja a inundación
2 = Susceptibilidad Media a inundación
3 = Susceptibilidad Alta a inundación
El resultado se contrastará con la interpretación de zonas inundadas en
imágenes satelitales o fotografías aéreas disponibles en épocas de alta
precipitación, para su verificación.
b) Susceptibilidad a las heladas
En el presente estudio se describe el método de elaboración de mapas de
susceptibilidad a las heladas meteorológicas, como el descenso de
temperatura que puede causar daños a los tejidos vegetales por
congelación del agua contenida en las hojas.
Se utilizará la metodología propuesta por el PRAT, cuyo procedimiento es
el siguiente:
Obtención de la temperatura mínima media mensual y anual de los
anuarios meteorológicos del INAMHI, para las estaciones de la cuenca.
Cálculo del gradiente térmico mediante una regresión lineal entre la altura
de la estación y la temperatura mínima media anual de la misma.
Trazado de isolíneas de temperatura mínima media anual en la cuenca,
ajustadas a la escala 1:50.000, aplicando la regresión lineal antes
determinada, que considera la relación altura-temperatura.
La susceptibilidad a las heladas por el análisis de la temperatura mínima
media anual, está dada por:
22
SUSCEPTIBILIDAD
ALTURA (m)
Alta
Media
Baja
Nula
>3200
2750 - 3200
1950 - 2750
<1950
TEMPERATURA
MÍNIMA MEDIA
(ºC)
<6
6-8
8 – 12
> 12
TEMPERATURA.
.MÍNIMA
ABSOLUTA (ºC)
-7 a 1
-2 a 8
0 – 12
> 12
En razón de que el relieve del terreno con sus diferentes accidentes
determina la dirección e intensidad del flujo de aire frío, en la determinación
de la susceptibilidad a las heladas se hace intervenir también a la
pendiente.
En terrenos de fuerte pendiente, el aire frío (más denso) descenderá hasta
encontrar pendientes más suaves o planas, donde se estaciona y continúa
enfriándose. Es por esto que los valles de altura u hondonadas son
favorables para la ocurrencia de heladas.
De las prácticas agrícolas, se ha encontrado una relación entre la
susceptibilidad a las heladas y la pendiente que se muestra en la tabla
siguiente:
SUSCEPTIBILIDAD
Alta
Media
Baja
Nula
RANGO DE PENDIENTE
(%)
0 -12
12 – 25
25 – 50
> 50
El cruce de las capas que caracterizan a las heladas por temperatura
mínima media anual y por rangos de pendiente, identificará espacialmente
las áreas susceptibles de acuerdo a las siguientes categorías:
SUSCEPTIBILIDAD A LAS HELADAS
Pendientes
Alta
Media
Temp.Mínima Media
Alta
Alta
Alta
Media
Media
Media
Baja
Baja
Baja
Nula
Nula
Nula
Baja
Nula
Media
Baja
Baja
Nula
Baja
Nula
Nula
Nula
c) Susceptibilidad a las sequías
Existen muchas definiciones de sequía, pero en forma general se puede
decir que es una deficiencia temporal significativa de agua para satisfacer
23
los requerimientos de los seres vivos, cuya disponibilidad se ubica por
debajo de la cantidad normal esperada para un período dado.
Igualmente se han desarrollado diversos métodos para la determinación de
la severidad de las sequías, enfocados a varios objetivos como la
agricultura, meteorología, hidrología, etc. Con la finalidad de evaluar la
sequía de la forma más general, en este estudio se utilizará el Índice de
Gaussen que relaciona 2 parámetros meteorológicos fundamentales como
son la precipitación y la temperatura.
Utiliza la relación Is = P/2T, con el criterio de que si el resultado es igual o
menor a 1, indica sequía.
Is
P
T
Índice de sequía
Precipitación media mensual normal
Temperatura media mensual normal
Se dibujarán los diagramas ombrotérmicos para visualizar los períodos y la
severidad de la deficiencia de agua. Las escalas de representación de la
temperatura será el doble de la correspondiente a la precipitación.
La representación espacial de la severidad en la cuenca, una vez
calculados los índices de Gaussen, se categorizará con el cuadro que
aparece a continuación.
P/2T
> 4.5
3.50 – 4.50
2.50 – 3.50
1.00 – 2.50
0.75 – 1.00
0.50 – 0.75
0.25 – 0.50
0.01 – 0.25
CLASE
Extremadamente húmedo
Muy húmedo
Ligeramente húmedo
Normal
Sequía ligera
Sequía moderada
Sequía severa
Sequía extrema
d) Susceptibilidad a la desertificación
De acuerdo con la conferencia de las Naciones Unidas sobre
Desertificación (UNCOD, 1977), se trata, en general, de la reducción o
destrucción del potencial biológico del terreno que puede crear condiciones
anómalas permanentes. Por lo tanto, la desertificación es un proceso de
degradación de los recursos naturales que iniciándose en el suelo,
repercute en las condiciones ambientales, la productividad y la
sustentabilidad de las formas de vida local o regional.
En este estudio, se acogerá la recomendación que da el Manual sobre el
Manejo de Peligros Naturales en la Planificación para el Desarrollo
Regional Integrado, que indica que para evaluar la desertificación se
utilizará factores con características físicas que pueden ser fácilmente
medidas o calculadas y que no varíen grandemente con las diferentes
prácticas en el uso de las tierras. Los factores a utilizarse son:
precipitación, evapotranspiración potencial, textura del suelo y forma del
terreno (pendiente).
24
(1) Precipitación
Los mapas de zonas de precipitación media anual generados
anteriormente, se reclasificarán bajo la consideración de que
precipitaciones menores de 1500 mm influyen activamente en los
procesos de desertificación, mientras que los valores mayores a este
valor, son considerados muy húmedos para la mayoría de formas de
desertificación, pero que, conjuntamente con las características de textura
y pendiente, podrían generar condiciones que degraden el potencial del
suelo.
(2) Evapotranspiración potencial
Los valores serán calculados mediante la fórmula de Thornthwaite por ser
de aplicación mas general a las condiciones de la red meteorológica
nacional, fórmula que relaciona directamente la temperatura media con
las características de iluminación solar determinada por la ubicación
geográfica de las estaciones.
Para el proceso metodológico, se obtendrá una capa de isolíneas que
represente la relación de la precipitación media anual sobre la
evapotranspiración potencial (P/ETP), con intervalos de 0.25.
En forma separada esta relación da una idea de la susceptibilidad por
desertificación, de acuerdo al siguiente cuadro:
P/ETP
0.01 – 0.75
0.75 – 1.0
> 1.0
SUSCEPTIBILIDAD
Alta
Media
Baja
Luego de su integración con la textura y la pendiente del suelo, se tendrá
la calificación global de la susceptibilidad.
(3) Textura del suelo
La textura del suelo influye directamente en la susceptibilidad a la
desertificación por su comportamiento con respecto al agua. Como
ejemplo se puede citar que la tasa de infiltración determina la mayor o
menor pérdida de agua en la parte más superficial del suelo; igualmente,
las texturas mas finas retienen mas agua que las gruesas, pero la
humedad se mantiene por lo general en los estratos superiores de donde
se evapora con mayor facilidad, haciendo que las plantas que no
desarrollan raíces profundas sean mas susceptibles a la sequía.
De los estudios de suelos en escalas 1:50.000 o a mayor detalle, se
obtendrá la textura reclasificando el contenido de arena mayor o menor al
50%, bajo la consideración de que los suelos con mas del 50% de arena
son los que más expuestos están al inicio del proceso de desertificación.
25
(4) Forma del terreno (Pendiente)
La pendiente afecta a la velocidad y cantidad de agua que corre por la
superficie del suelo y sus consecuencias, así como la desecación de las
caras que se exponen al sol con diferente frecuencia.
De la cartografía geomorfológica se reclasificarán las pendientes mayores
y menores al 25%, porcentaje considerado como referencial para evaluar
la susceptibilidad, siendo ésta mayor para valores superiores al 25%.
La combinación de los 4 factores descritos, nos permitirá evaluar
cualitativamente la susceptibilidad a la desertificación, con base en el
cuadro que se presenta a continuación.
P (mm)
P/ETP
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
< 1500
> 1500
> 1500
> 1500
> 1500
> 1.0
> 1.0
> 1.0
0.75 – 1.0
0.75 – 1.0
0.75 – 1.0
0.75 – 1.0
0.01 – 0.75
0.01 – 0.75
0.01 – 0.75
0.01 – 0.75
≥ 1.0
≥ 1.0
≥ 1.0
≥ 1.0
> 1.0
% DE
ARENA
> 50
>50
< 50
< 50
> 50
>50
< 50
< 50
> 50
> 50
< 50
< 50
> 50
> 50
< 50
< 50
PENDIENTE (%)
> 25
< 25
> 25
< 25
> 25
< 25
> 25
< 25
> 25
< 25
> 25
< 25
> 25
< 25
> 25
< 25
SUSCEPTIBILIDAD
Leve
Ausente
Leve
Leve
Moderada
Leve
Ausente
Leve
Severa
Moderada
Severa
Moderada
Severa
Leve
Moderada
Leve
EFECTOS
RELACIONADOS
Erosión hídrica mínima
Erosión eólica en partes altas
Anegación
Erosión hídrica y eólica, sequía
Salinidad por irrigación
Salinidad por irrigación
Fuerte erosión por viento
Erosión eólica, dunas, salinidad
Grietas, sequía
Erosión eólica, dunas, salinidad
Erosión hídrica y eólica, deslizamie
Erosión hídrica mínima
Erosión hídrica, cárcavas
Anegación
3) Áreas prioritarias para exploración de agua subterránea
Hasta el momento, los estudios hidrogeológicos en el País son limitados y
puntuales, lo que no satisface los requerimientos actuales de conocimiento de
las disponibilidades de agua subterránea con fines de abastecimiento
complementario para los diversos usos y, principalmente, para el consumo
doméstico de poblaciones afectadas por la escasez del recurso hídrico o por la
contaminación de sus fuentes superficiales.
El presente estudio trata de alcanzar los siguientes objetivos:
 Ofrecer una visión general y sintética de las principales características de las
aguas subterráneas (Ubicación y tipo de los puntos de agua; uso y caudales;
condiciones del yacimiento, profundidad del nivel piezométrico, calidad
fisicoquímica del agua, etc.).
 Definir zonas con potencialidad para la exploración de aguas subterráneas a
nivel nacional, en escalas 1:100.000 y 1:50.000, con base en criterios
cualitativos.
 Proporcionar elementos para la planificación de programas específicos de
investigación de aguas subterráneas.
26
Se basará en la explotación de archivos e inventarios de puntos de agua,
cartas geológicas, estudios hidrogeológicos y geomorfológicos existentes y
más datos e información que se adquirirá de las Instituciones especializadas
en este tema.
Se utilizará la metodología establecida por MAG-PRONAREG (1981), la misma
que aplica normas y leyendas propuestas por los Coordinadores
Subregionales para la elaboración del Mapa Hidrogeológico de América del
Sur.
a) Puntos de agua subterránea
Se recopilará toda la información existente sobre puntos de agua
subterránea y perfiles de perforación que exista en SIGAGRO, SENAGUA,
INAMHI y otras instituciones públicas y privadas, con la finalidad de
relacionarlos con las formaciones geológicas y su potencialidad acuífera.
Se elaborará una base de datos que deberá tener la siguiente información:
(1) Tipo (Clase). Se diferenciarán con los siguientes símbolos:
P = Pozo somero. Pozos excavados a mano, casi siempre con fines de
uso doméstico, que emplean medios manuales para la elevación del
agua.
Pp= Pozo profundo. Realizado con una máquina perforadora;
generalmente tienen un brocal de cemento y la instalación de una bomba
para la elevación del agua.
V =
Vertiente (Manantial). Agua que brota en forma natural de la tierra.
VT= Vertiente termal. Agua que brota en forma natural de la tierra, con
temperaturas elevadas
G = Galería. Perforación mas o menos horizontal destinada a captar
agua subterránea.
Adicionalmente y para su identificación, los puntos de agua tendrán un
código a estandarizarse, por ejemplo:
52Pp001
52 Código de la cuenca hidrográfica (Guayas).
Pp Pozo profundo.
001 Número del punto dentro de la cuenca.
(2) Ubicación
Todos los puntos de agua se localizarán geográficamente en el sistema
de referencia: SIRGAS 95, época 95. 4 ITRF 94. UTM, Zona 17 Sur y la
que corresponda a cada Cantón.
27
(3) Uso
El uso del agua de los puntos inventariados, se clasificarán de la manera
siguiente:
d =
Doméstico
a =
Agrícola
i =
Industrial
r =
Recreacional
s =
Sin uso
m = Mixto
(4) Nivel piezométrico
En este estudio se considerará como la profundidad del nivel de agua en
equilibrio hidráulico, con respecto a la superficie del suelo. Estos datos
servirán a futuro para establecer la piezometría.
(5) Caudal
Los caudales medidos o estimados para cada punto de agua, serán
expresados en litros por segundo (l/s).
(6) Calidad físicoquímica
Se realizarán análisis del agua subterránea y se recopilarán los
existentes, principalmente de los siguientes parámetros: temperatura, pH,
Ca++, Mg++, Na+, K+, CO3+, Cl-, SO4-- y salinidad.
(7) Cronología
Se debe anotar claramente las fechas de: perforación, inventario, trabajo
de campo, toma de muestras y análisis de laboratorio.
b) Geología
Se utilizarán las hojas geológicas publicadas por la DINAGE en escalas
1:100.000 y 1:50.000, así como las que elabore el INIGEMM, las cuales
serán homogeneizadas y georeferenciadas sobre cartas topográficas del
IGM en escala 1:100.000; en lugares donde no exista esta cartografía, se
utilizará otra escala. Se elaborará una base de datos que incluya:
simbología, nombre de la formación geológica, su litología y edad.
Esta información permitirá delimitar las grandes formaciones con su
litología general y específica, además de mencionar a los metamórficos e
intrusivos.
28
c) Hidrogeología
Para la delimitación de zonas con posibilidad teórica de contener aguas
subterráneas, se interpretarán cualitativamente las características
litológicas de las formaciones geológicas.
El mapa así elaborado, se comparará con el inventario de puntos de agua,
lo que permitirá confirmar la veracidad o falsedad de las hipótesis de que
los sedimentos aluviales deben conformar una capa acuífera y, por el
contrario, las rocas ígneas, macizas y no fracturadas, no contienen agua
subterránea.
La litología y el grado de fracturación de las rocas que componen las
formaciones geológicas, se clasificarán en 3 grupos y 11 subgrupos
relacionados con la importancia hidrogeológica, como muestra el cuadro
siguiente.
29
GRUPOS
TIPO DE
PERMEBILIDAD
A. Rocas porosas con
importancia
hidrogeológica grande
a restrin-gida (Color
azul).
B.-Rocas fractura-das
con importan-cia
hidrogeológica media
a restringi-da. (Color
verde)
C. Rocas porosas o
fracturadas con
importancia
hidrogeológica muy
restringida (Color
anaranja-do)
OCURRENCIA DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
SUBGRUPOS
IMPORTANCIA
HIDROGEOLÓGICA
SIGLA
LITOLOGÍA
GENERAL
Generalmente grande
A1
Sedimentos
detríticos y piroclásticos poco o
no consolidados
Grande
A2
Sedimentos detríticos consolidados
De media a restringida
A3
Sedimentos
indiferenciados
Generalmente
restringida
A4
Sedimentos
indiferenciados
De media a restringida
B1
Rocas volcánicas
e intrusivos
De media a restringida
B2
Rocas detríticas
y/o carbonatadas
De media a restringida
B3
Rocas
carbonatadas
Restringida
B4
Rocas
metamórficas
Muy restringida
C1
Rocas detríticas,
consolidadas o
no
Muy restringida
C2
Rocas
metamórficas
Muy restringida
C3
Rocas volcánicas
e intrusivos
LITOLOGÍA
ESPECÍFICA
Depósitos aluviales,
coluviales,
fluvioglaciales y de piedemonte, terrazas, tobas volcánicas redepositadas
Conglomerados,
areniscas, brechas,
en posible asociación
con calizas
Conglomerados,
areniscas y brechas
en asociación con
lutitas
y
arcillas.
Tobas volcánicas en
asociación con coladas de lavas
Asociaciones: sedimentos
heterogéneos con lentes y
capas de arenisca.
Tobas
volcánicas
predominantes
en
asociación
con
coladas de lava
Rocas
volcánicas
básicas
muy
fracturadas, a veces
en asociación con
intrusivos y tobas
Areniscas,
conglomerados y cuarcitas
fracturadas con o sin
asociación con calizas
Calizas fracturadas
y/o kársticas
Cuarcitas,
gneises,
micaesquistos, etc.,
poco fracturadas
Arcillas, lutitas y limolitas predominantes
Cuarcitas,
gneises,
etc., muy poco o no
fracturados
Lavas, granitos, dioritas, etc., muy poco
o no fracturados
Para cada Subgrupo se anotará la formación geológica a la que
corresponde.
30
d) Evaluación de la productividad
La estimación de la productividad de las zonas acuíferas anteriormente
identificadas, se realizará mediante la interpretación de los caudales
específicos de los pozos perforados en las diferentes formaciones.
Se considerará que la capacidad del acuífero es cercana al promedio de los
caudales específicos de los pozos representativos con penetración total del
acuífero. En los casos de pozos con penetración parcial, se supondrá que
la zona no investigada del acuífero tiene las mismas características
hidráulicas que la parte perforada.
De otro lado, cuando no existan pruebas de bombeo en los pozos de
algunas formaciones, se podrá extrapolar los datos de un acuífero vecino
de litología semejante y de capacidad específica conocida, verificando los
resultados para cada caso.
En el cuadro siguiente se presentan las clases de productividad de los
acuíferos.
CAPACIDAD ESPECÍFICA
SÍMBOLO
COLOR
Muy elevada (Superior a 4
m³/h/m)
Anaranjado
Elevada (Entre 1 y 4
m³/h/m)
Anaranjado
Media a baja (Entre 0.13 y
1 m³/h/m)
Anaranjado
Muy baja (Inferior a 0.13
m³/h/m)
Anaranjado
Sin información
31
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