Estudio hidrológico y balance hídrico de la cuenca alta del río Catamayo hasta la estación el Arenal en el sitio el Boquerón, provincia de Loja

Abstract

El tema de investigación se lo realizó en la cuenca del Catamayo, específicamente el sitio de estudio es la parte alta de la cuenca, que se encuentra ubicado en la provincia de Loja, está limitada al norte con los cantones de Loja y Catamayo, al sur y al este con la provincia de Zamora Chinchipe y al oeste con los cantones de Quilanga y Gonzanama. Los objetivos planteados en la investigación son los siguientes: 1) Determinar los caudales del río Catamayo, en función de la estadística disponible y analizar su distribución enel tiempo; 2) Efectuar el balance hídrico de la Cuenca del Río Catamayo hasta el sitio establecido; 3) Difundir los resultados y metodología para su conocimiento y aplicación. La información requerida para la realización de la investigación fue, estadística de aforos y niveles de la estación El Arenal, información cartográfica actualizada, además de softwares como: Excel, AutoCad, ArcGis. Previa a la realización de los objetivos planteados, se obtuvo la caracterización morfométrica de la cuenca con la aplicación de las ecuaciones básicas de la morfométria. El análisis e interpretación de la estadística de aforos permitieron determinar las curvas de descarga y con la aplicación delas diferentes tipos de ecuaciones que se las obtuvo mediante el ajuste matemático, se lograron determinar caudales a partir de niveles existentes. Además de la curva de descarga también se generaron las curvas de duración general y variación estacional, mediante el análisis estadístico de frecuencia de caudales. El estudio del balance hídrico se basa en la aplicación del principio de conservación de masas, también conocido como 17 ecuación de la continuidad. Ésta establece que, para cualquier volumen arbitrario y durante cualquier período de tiempo, la diferencia entre las entradas y salidas estará condicionada por la variación del volumen de agua almacenada. En general, la técnica del balance hídrico implica mediciones de ambos aspectos, almacenamientos y flujos del agua. La ecuación del balance hídrico, para cualquier zona o cuenca natural, indica los valores relativos de entrada y salida de flujo y la variación del volumen de agua almacenada en la zona o masa de agua. El área de estudio posee una superficie de; (1127,34 Km2), se la clasifica como una cuenca grande, con un perímetro de 162.73 Km y una longitud axial de 72 Km tomada desde el punto más alto hasta el punto más bajo de la cuenca. Según el índice de compacidad (K) de Gravelius de 1.36, la clasifica como una cuenca con tendencia a ser ovalada – redonda a oval – oblonga, la altura media de la cuenca es de 2 080 m.s.n.m, valor obtenido con la curva hipsométrica, la pendiente media de la cuenca por su valor de 56,4%, indica que es una cuenca con alta pendiente. El valor de la pendiente media del cauce es de 10,73%, nos indica que es un cauce accidentado medio. La densidad de drenaje de 1,26 km/km2, según las leyes de Horton; señala que es una cuenca bien drenada, la densidad de red de cauces con 0,546 cauces/km2 indica que, es una cuenca con bastantes ríos, quebradas permanentes y perennes. Con la interpretación de los aforos existentes, se lograron determinar tres curvas de descarga. La curva uno con un periodo de validez del 04 Abril 1973 a 13 Abril 1984, con las ecuaciones Q=14,897(h)2,005, para una altura de 0,30<h<0,50; Q=69,800(h-0,15)2,784, para una altura 0,50<h<1,030; Q=47,863(h)2,504, para una altura 1,030 < h 18 < 1,70; la curva dos con un periodo de validez del 14 Abril 1984 a 30 Junio 1988, con las ecuaciones Q=12,585(h)2,428, para una altura de 0,50 < h < 0,70; Q=16,676(h)3,200, para una altura de 0,70 < h < 1,20; Q=17,948(h)2,757, para una altura de 1,20 < h < 1,60; y la curva tres con un periodo de validez del 01 Julio 1988 a 14 Abril 2005, con las ecuaciones Q=19,567(h)1,509, para una altura de 0,20 < h < 0,53; Q=54,165(h-0,15)2,011, para una altura de 0,53 < h < 1,05; Q=39,315(h)2,404, para una altura de 1,05 < h < 1,70. La curva de duración general tiene gran utilidad cuando se trata de estudiar el aprovechamiento del agua sin regulación o con un grado de regulación parcial; misma que indica los caudales para una cierta probabilidad en términos de porcentaje de tiempo, en ese sentido los caudales mayores tienen menor probabilidad de ocurrir durante el año. La curva de variación estacional en cambio indica la distribución de los valores mensuales del año hidrológico, respecto al tiempo y la probabilidad que dichos valores ocurran. Los caudales realmente utilizables son los que van desde el orden del 50 al 100%, debido a que se los puede regular mediante el diseño de una obra hidráulica, permitiendo almacenar el excedente del invierno para cubrir el déficit en la época de secano. La planificación de los cultivos también depende de la interpretación de estas curvas, porque en los meses en que los caudales son bien bajos, debería el cultivo estar en las fases en que las necesidades de riego no son mayores, o tratar que estos meses coincida con la preparación del suelo. Es por esta razón que las curvas de duración general, así como la de variación estacional son de mucha importancia en el análisis hidrológico de un área en estudio, debido a que nos permitirán conocer 19 el comportamiento hidrológico de un río tanto en probabilidad de ocurrencia de caudales así como su distribución en el tiempo. De acuerdo al balance hídrico se ha determinado que la deficiencia de agua es el aspecto más relevante, el mismo que se demuestra mediante el balance hídrico mensual, permitiendo visualizar de forma general las necesidades de riego en caso de proyectar agricultura intensiva.