METODOLOGÍA

PROYECTO:

“GENERACION DE GEOINFORMACION PARA LA GESTION DEL TERRITORIO A NIVEL NACIONAL”

COMPONENTE 3: “CLIMA, HIDROLOGÍA Y AMENAZASHIDROMETEOROLÓGICAS”

AGOSTO 2010

INDICE

PáginaA. COMPONENTE 3: CLIMA, HIDROLOGÍA Y AMENAZAS HIDROMETEOROLÓGICAS........................................................................................................3

1. ENFOQUE DEL ESTUDIO................................................................................................32. OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS.......................................................................3

a. General.............................................................................................................................3b. Específicos.......................................................................................................................4c. Metas...............................................................................................................................4

3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES...........................................................4a. Área de estudio: Territorio nacional continental.............................................................4b. Unidad de estudio: (Cuenca hidrográfica).......................................................................4c. Escala:..............................................................................................................................4d. Unidad mínima de mapeo:...............................................................................................4e. Sistema de referencia:......................................................................................................4f. Límites de las zonas de estudio:......................................................................................5g. Productos a entregarse.....................................................................................................5

4. DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA........................................................................5a. ETAPA 1: Recopilación de información.........................................................................5b. ETAPA 2: Caracterización climática..............................................................................7c. ETAPA 3: Caracterización hidrológica.........................................................................11d. ETAPA 4: Estudios de síntesis......................................................................................18

5. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA...................................................................................32

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A. COMPONENTE 3: CLIMA, HIDROLOGÍA Y AMENAZAS HIDROMETEOROLÓGICAS

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

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

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. Área de estudio: Territorio nacional continental b. Unidad de estudio: (Cuenca hidrográfica) c. Escala: (1:50.000)d. Unidad mínima de mapeo: (microcuenca)e. Sistema de referencia: SIRGAS 95, época 95. 4 ITRF 94. UTM Zona 17 Sur y la

que corresponda a cada Cantón

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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, metadatos3) 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,

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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.

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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 < 250 P2 250 - 500 P3 500 – 800 P4 800 – 1200 P5 1200 – 2000 P6 >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 pero sí una macropermeabilidad que corresponde a fisuras donde ocurre un escurrimiento subterráneo irregular; a esta clase pertenecen formaciones cársticas, algunas formaciones volcánicas (andesitas - riolitas), principalmente piroclásticos y lavas.

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:

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=

IC = Índice de Compacidad o Gravelius:

IC = 0.282

P = Perímetro de la microcuenca (km2)

Se han escogido las siguientes clases de relieve:

CLASE RELIEVE Ds (m)

R1 Muy débil < 10 R2 Débil 10-25 R3 Débil a moderado 25-50 R4 Moderado 50-100 R5 Moderado a fuerte 100-250 R6 Fuerte 250-500 R7 Muy fuerte 500-1000 R8 Extremadamente fuerte 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 FORMA TENDENCIA A LAS CRECIDAS

1 - 1.25 Casi redonda a oval redonda Alta1.25 - 1.50 Oval redonda a oval oblonga Media1.50 - 1.75 Oval oblonga a rectangular oblonga Baja

>1.75 Rectangular oblonga Nula

(4) Altura media (Am)

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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 ALTURA MEDIA (m)

Am0 0-400 Am1 400-800 Am2 800-1200 Am3 1200-1600 Am4 1600-2000 Am5 2000-2400 Am6 2400-2800 Am7 2800-3200 Am8 3200-3600 Am9 3600-4000 Am10 >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.

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(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 km2, nos da como resultado el caudal específico o módulo específico, expresado en l/s/km2.

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.

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

Donde:DT: Demanda Total (m3)

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DUD: Demanda de agua para Uso DomésticoDUI: Demanda de agua para Uso IndustrialDUS: Demanda de agua para Uso Sector ServiciosDUA: Demanda de agua para Uso AgrícolaDUP: 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 demandaIe 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 bioquímica de oxígeno, sulfatos, calcio, magnesio, potasio, sodio y coliformes totales

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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:

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PENDIENTE

CLASE RANGO (%) DESCRIPCIÓN APTITUDES

PARA RIEGO1 0 – 5 Pendiente débil

Aptas2 5 – 12 Pendiente suave

3 12 – 25 Pendiente moderada Moderadas

4 25 – 50 Pendiente fuerte Marginales

5 50 – 70 Pendiente muy fuerte No aptas

6 > 70 Pendiente abrupta

TEXTURA

CLASE SIGLA CATEGORÍA TEXTURA APTITUDES PARA RIEGO

1 g Gruesa Arenosa, arenoso franco Marginales

2 mg Moderadamente gruesa

Franco arenoso, franco limoso

Aptas3 m Media

Franco, limoso, franco arcilloso (<35% de arcilla), franco arcillo arenoso, franco arcillo limoso

4 f FinaFranco arcilloso (>35% ), arcilloso, arcillo arenoso, arcillo limoso

Moderadas

5 mf Muy Fina Arcilloso (>60%) Marginales

PROFUNDIDAD

CLASE SIGLA RANGO (cm) DESCRIPCIÓN APTITUDES PARA RIEGO

1 s 0 – 20 Superficial Marginales2 pp 20 – 50 Poco profundo Moderadas

3 m 50 – 100 Moderadamente profundo Aptas

4 p > 100 Profundo

pH

CLASE SIGLA RANGO DESCRIPCIÓN APTITUDES PARA RIEGO

1 mac < 4.5 Muy ácido Marginales2 a 4.5 – 5.5 Ácido

Aptas3 lac 5.5 – 6.5 Ligeramente ácido4 n 6.5 – 7.5 Neutro

5 mal 7.5 – 8.5 Moderadamente alcalino Moderadas

6 al > 8.5 Alcalino Marginales

DRENAJE

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CLASE SIGLA DESCRIPCIÓN APTITUDES PARA RIEGO

1 e Excesivo Marginales2 b Bueno Aptas3 m Moderado4 md Mal drenado Marginales

La combinación de estos 5 parámetros nos da la aptitud de los suelos para riego, conforme al siguiente cuadro:

RECLASIFICACIÓN DE SUELOS APTOS PARA RIEGO

CLASE APTITUD RIEGO PENDIENTE TEXTURA PROFUN-

DIDAD pH DRENAJE

1 Apto 1,2 2,3 3,4 2,3,4 2,32 Moderado 1,2,3 2,3,4 3,4 2,3,4 2,33 Marginal 1,2,3,4 1,2,3,4 2,3,4 2,3,4 1,2,3,44 No apto 1,2,3,4,5,6 1,2,3,4,5 1,2,3,4 1,5,6 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:

RECLASIFICACIÓN DEL DÉFICIT HÍDRICO

CLASE RANGO (COSTA Y ORIENTE) (mm)

RANGO (SIERRA)(mm) DESCRIPCIÓN

0 < 250 < 50 Sin déficit1 250 – 400 50 – 100 Bajo2 400 – 800 100 – 250 Medio3 800 – 1100 250 – 400 Alto4 > 1100 > 400 Muy alto

De este cuadro se desprende la necesidad de riego:

0 Innecesario1 Facultativo2 Complementario3 Necesario4 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:

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PRIORIDADES PARA PROYECTOS DE RIEGOCLASES DE

DÉFICITAPTITUD PARA RIEGO

APTO 1 MODERADO 2 MARGINAL 3 NO APTO 40 Innecesario 0 0 0 01 Facultativo 2 3 3 02 Complementario 1 2 3 03 Necesario 1 2 2 04 Indispensable 1 1 2 0

El cuadro se interpretará de la siguiente manera:

1 : Primera prioridad, suelos buenos sin limitantes o con pocos limitantes2 : 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 CLASEArenoso (fina, media, gruesa) Gruesa

Arenoso franco GruesaFranco arenoso (fino a grueso) Moderadamente Gruesa

Franco limoso Moderadamente GruesaFranco MediaLimoso Media

Franco arcilloso (<35% de arcilla) MediaFranco arcillo arenoso MediaFranco arcillo limoso Media

Franco arcilloso (>35%) FinaArcilloso (40-60% de arcilla) Fina

Arcillo arenoso FinaArcillo limoso Fina

Arcilloso (>60%) Muy Fina

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Las pendientes se clasificarán en los siguientes rangos (%): 0-5; 5-12; 12-25; 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.

SUSCEPTIBILIDAD A INUNDACIÓNCLASE DE TEXTURA

PENDIENTES (%)0 -5 5 - 12 12 - 25 25 - 50 50 - 70 >70

Gruesa 1 0 0 0 0 0Mod. Gruesa 1 0 0 0 0 0

Media 2 1 0 0 0 0Fina 3 2 1 0 0 0

Muy Fina 3 2 1 0 0 0

Donde:

0 = Sin susceptibilidad a inundación1 = Susceptibilidad Baja a inundación2 = Susceptibilidad Media a inundación3 = 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:

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SUSCEPTIBILIDAD ALTURA (m)TEMPERATURA MÍNIMA MEDIA

(ºC)

TEMPERATURA. .MÍNIMA

ABSOLUTA (ºC)Alta >3200 < 6 -7 a 1

Media 2750 - 3200 6 - 8 -2 a 8Baja 1950 - 2750 8 – 12 0 – 12Nula <1950 > 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 RANGO DE PENDIENTE (%)

Alta 0 -12Media 12 – 25Baja 25 – 50Nula > 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 HELADASPendientes

Temp.Mínima MediaAlta Media Baja Nula

Alta Alta Alta Media BajaMedia Media Media Baja NulaBaja Baja Baja Baja NulaNula Nula 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

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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 Índice de sequíaP Precipitación media mensual normalT 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 CLASE> 4.5 Extremadamente húmedo

3.50 – 4.50 Muy húmedo2.50 – 3.50 Ligeramente húmedo1.00 – 2.50 Normal0.75 – 1.00 Sequía ligera0.50 – 0.75 Sequía moderada0.25 – 0.50 Sequía severa0.01 – 0.25 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).

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(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 SUSCEPTIBILIDAD0.01 – 0.75 Alta0.75 – 1.0 Media

> 1.0 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.

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(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 % DEARENA

PENDIEN-TE (%)

SUSCEP-TIBILIDAD

EFECTOSRELACIONADOS

< 1500 > 1.0 > 50 > 25 Leve Erosión hídrica mínima< 1500 > 1.0 >50 < 25 Ausente< 1500 > 1.0 < 50 > 25 Leve Erosión eólica en partes altas< 1500 > 1.0 < 50 < 25 Leve Anegación< 1500 0.75 – 1.0 > 50 > 25 Moderada Erosión hídrica y eólica, sequía< 1500 0.75 – 1.0 >50 < 25 Leve Salinidad por irrigación< 1500 0.75 – 1.0 < 50 > 25 Ausente< 1500 0.75 – 1.0 < 50 < 25 Leve Salinidad por irrigación< 1500 0.01 – 0.75 > 50 > 25 Severa Fuerte erosión por viento< 1500 0.01 – 0.75 > 50 < 25 Moderada Erosión eólica, dunas, salinidad< 1500 0.01 – 0.75 < 50 > 25 Severa Grietas, sequía< 1500 0.01 – 0.75 < 50 < 25 Moderada Erosión eólica, dunas, salinidad> 1500 ≥ 1.0 > 50 > 25 Severa Erosión hídrica y eólica, deslizamie> 1500 ≥ 1.0 > 50 < 25 Leve Erosión hídrica mínima> 1500 ≥ 1.0 < 50 > 25 Moderada Erosión hídrica, cárcavas> 1500 ≥ 1.0 < 50 < 25 Leve 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.

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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.

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(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.

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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.

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OCURRENCIA DE AGUAS SUBTERRÁNEASGRUPOSTIPO DE

PERMEBILIDAD

SUBGRUPOSIMPORTANCIA

HIDROGEOLÓGICA SIGLA LITOLOGÍA GENERAL

LITOLOGÍA ESPECÍFICA

A. Rocas porosas con importancia hidrogeológica grande a restrin-gida (Color azul).

Generalmente grande A1

Sedimentos detríticos y piro-clásticos poco o no consolidados

Depósitos aluviales, coluviales, fluvio-glaciales y de piede-monte, terrazas, to-bas volcánicas rede-positadas

Grande A2Sedimentos detrí-ticos consolida-dos

Conglomerados, areniscas, brechas, en posible asociación con calizas

De media a restringida A3 Sedimentos indiferenciados

Conglomerados, areniscas y brechas en asociación con lutitas y arcillas. Tobas volcánicas en asociación con cola-das de lavas

Generalmente restringida A4 Sedimentos

indiferenciados

Asociaciones: sedi-mentos heterogé-neos con lentes y capas de arenisca. Tobas volcánicas predominantes en asociación con coladas de lava

B.-Rocas fractura-das con importan-cia hidrogeológica media a restringi-da. (Color verde)

De media a restringida B1 Rocas volcánicas e intrusivos

Rocas volcánicas básicas muy fracturadas, a veces en asociación con intrusivos y tobas

De media a restringida B2 Rocas detríticas y/o carbonatadas

Areniscas, conglo-merados y cuarcitas fracturadas con o sin asociación con cali-zas

De media a restringida B3 Rocas carbonatadas

Calizas fracturadas y/o kársticas

Restringida B4 Rocas metamórficas

Cuarcitas, gneises, micaesquistos, etc., poco fracturadas

C. Rocas porosas o fracturadas con importancia hidrogeológica muy restringida (Color anaranja-do)

Muy restringida C1Rocas detríticas, consolidadas o no

Arcillas, lutitas y li-molitas predominan-tes

Muy restringida C2 Rocas metamórficas

Cuarcitas, gneises, etc., muy poco o no fracturados

Muy restringida C3 Rocas volcánicas e intrusivos

Lavas, granitos, dio-ritas, etc., muy poco o no fracturados

Para cada Subgrupo se anotará la formación geológica a la que corresponde.

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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

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