Estudios hidrologicos y metereológicos

"ESTUDIOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABI,E DESDE LA QUEBRADA EL SOROCHE"
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ANEXO 3
ESTUDIOS HIDROLÓGICOS Y
METEREOLOGICOS

ESTUDIO HIDROMETEOROLOGICO
1. INTRODUCCION
De acuerdo a los términos de referencia contractuales se tiene
previsto la realización de las siguientes actividades:
> Estudio meteorológico de la zona de influencia del proyecto.
> Estudio hidrológico de fuentes.
Con estos antecedentes, el presente estudio se divide en dos
actividades específicas, para obtener todos los parámetros requeridos,
que nos permitirán analizar las alternativas de la fuente considerada.
1.1 ACTIVIDADES PREVISTAS
Las actividades previstas se pueden desglosar de la siguiente
manera:
• Recopilación y procesamiento de la información hidrometeorológica
existente, tanto de las estaciones hidrológicas como de las estaciones
meteorológicas, representativas de la zona en estudio.
• Determinación de las condiciones climatológicas de Soroche,
mediante la definición de los parámetros meteorológicos más
relevantes. La estación más cercana que dispone de características
similares a la microcuenca en estudio (Soroche), es la estación de El
Labrado.
• Caracterización hidro-física de la microcuenca de Soroche, en base
del análisis del Sistema de Información Geográfica realizado para la
cuenca del Paute (UDA-COPOE), en general, y de la cuenca del
Machángara (ETAPA), en particular. Este análisis nos permitirá
obtener los parámetros físicos que nos permiten determinar el
comportamiento hidrológico de la microcuenca, así como las
características físicas en función de mapas temáticos que incluyen:
cobertura vegetal, tipo de suelo, topografía, entre otros.
• Determinación de caudales extremos (máximos, mínimos y mínimos
de 7 días consecutivos) en los sitios de interés del proyecto, que
corresponde al sitio de captación propuesta.
• Finalmente, se determinan los caudales medios para diferentes
garantías (Curva de Duración General), para evaluar la fuente por otro método,
de acuerdo a lo estipulado en las normas del 1E0S y en las bases de diseño de
ETAPA
2 ESTUDIO HIDROLÓGICO
2.1 INTRODUCCIÓN
El presente estudio hidrológico tiene por objeto la determinación de
caudales extremos (máximos, mínimos y mínimos de 7 días
consecutivos), así como de niveles máximos, en los sitios de interés
del proyecto. Estos se refieren a los lugares de captación,
Dentro de las alternativas de fuentes de agua propuestas, dentro de
la microcuenca del Soroche.

Adicionalmente, los Términos de Referencia (TDR) incluyen la
caracterización física de la microcuenca del Soroche y para este es
necesaria la utilización el procesamiento de la base de datos
existente, mediante Sistemas de Información Geográfica (SIG).

2.2 DISPONIBILIDAD DE INFORMACIÓN
La información de base, tanto hidrométrica como hidrográfica utilizada, se tomó en
primera instancia de la información consignada en:
• Anuarios Hidrológicos del Instituto de Meteorología e Hidrología (INAMHI);
• Anuarios de la RHUP (Red Hidrológica Unificada del Paute), a cargo de ETAPA;
• SIG de la Cuenca del río Paute, recopilado por el UDA-COPOE, 2004;
• SIG de la subcuenca del río Machángara, realizado por ETAPA, 1996.
Con respecto a los dos primeros, estos estudios y/o publicaciones contienen registros
hidrológicos sobre: niveles de agua, aforos, curvas de descarga y caudales. El objetivo es
obtener series de valores, lo suficientemente extensas, para calcular los parámetros
requeridos con la confiabilidad requerida, que nos permitan evaluar la fuente de agua, con
el nivel de detalle suficiente.
Adicionalmente, se utilizaron los estudios hidrológicos siguientes:
• Anexos del Informe Hidrológico realizados por INECEL (Instituto Nacional de
Electrificación) para la Cuenca del Paute, 1990.
• Actualización de los Estudios Hidrológicos, dentro de los Planes Maestros, Fase II
(REA, 1994).
• Estudio Hidrometeorológico para el Sistema de Agua Potable de Azoguez (REA,
1994).
• Estudio de Recurrencia de Caudales Mínimos para Varias Duraciones, dentro de los
estudios de Factibilidad y Diseño Definitivo de los Planes Maestros, Fase II (REA, 1999).
• Consolidación de Datos Hidrometeorológicos de la Red Hidrológica Unificada del
Paute (RHUP), Informes 1 — 4, realizados para la ETAPA (REA, 2001). Tesis de
Grado "Balance Hídrico de Microcuencas de Páramo", V. lñiguez M. (PROMAS, 2003).
Al respecto, el Cuadro1 resume las estaciones mas cercanas a la cuenca de estudio
que disponen de características similares y que pueden ser utilizadas para la obtención de
los parámetros requeridos.
Cuadro 1 Estaciones Hidrológicas Existentes
Estación Tipo
Área
(km2
)
Altitud
(msnm)
Período
Registro
Caudales
(m3/s)
Soroche
(PROMAS)
Lg 1.859 3560 2002-2004 Qm: 0.031
Qmax: 0.3647
Qmin: 0.00117
Qesp: 0.0167
Machángara A.J.
Chulco (INAMHI)
Lnn 128.5 2920 1962-1990 Qm:3.46
Qmax:9
Qmin:0.26
Qesp:0.0283
Machángara D.J.
Chulco (RHUP)
Lg
193.8 2900 2002-2004
Fuente: Varias (Anuarios INAMHI; Estudios Ex INECEL; Actualización de
Estudios
Hidrológicos; Anuarios RHUP)

Mediante el análisis de la información consignada en los anuarios
y la estipulada dentro de los estudios considerados, se pudo determinar que la
única información existente de la microcuenca del Soroche se refiere a la estación
limnigráfica y de aforo establecida para la obtención de información dentro de la
Tesis de Grado sobre Balance Hídrico (PROMAS, 2003); desafortunadamente el
Período de registro es demasiado corto desde diciembre 2002 a enero 2004, con
meses sin datos. Lo mismo ocurre con la estación automática Machángara D.J.
Chulco, que tiene un Período de registro de tres años (2002-2004) pero no dispone
de caudales, a falta de la curva de
descarga.
Con estos antecedentes, se analizo estaciones hidrológicas que, por
un lado, tengan registros lo suficientemente extensos (mayor a 10 años) y
cuyas características hidrológicas sean similares a la cuenca en estudio; se
decidió utilizar la estación Machángara A.J. Chulco pues su registro de caudales
esta homogenizado y validado dentro del estudio de Consolidación de la RHUP (REA,
2001). Además, se utilizó otra subcuenca más pequeña ubicada en la cuenca del
Burgay (Azoguez, 1994) que tiene características similares y que cuyos parámetros
hidrológicos fueron determinados mediante un análisis hidrológico regional.
2.3 CARACTERIZACIÓN HIDROFÍSICA DE LA
MICROCUENCA DEL SOROCHE
De acuerdo a los TDR se requiere determinar las características
físicas de la microcuenca para el estudio Hidrometeorológico, por
un lado, y para obtener una herramienta de análisis adicional que
nos permite cuantificar los recursos hídricos de la zona.
Para esta actividad se ha utilizado la información de fotos satélites
de los años 1995 (ETAPA); así como las fotos satélites de los años
1991, 2000 y 2001, realizada por UDA-COPOE, dentro del
Desarrollo de la Cuenca del Paute, proyecto que se encuentra en
ejecución.
Los parámetros determinados son:
> Área de drenaje.
> Perímetro de la microcuenca.
> Forma de la Hoya: índice de Gravelius y Factor de Forma.
> Sistema de Drenaje: Orden de corrientes agua y Densidad de
Drenaje.
> Extensión media de escorrentía superficial. •
> Sinuosidad de corrientes.
> Características del relieve de la microcuenca: Pendiente, Curva
Hipsométrica, Elevación media, Curva de Frecuencias Altimétricas,
Pendiente de la corriente principal y Rectángulo Equivalente.
> Mapas Temáticos: cobertura vegetal (diferentes años) y tipo de
suelo
El Anexo 1 presenta, en detalle, la determinación de todos y cada
uno de los índices y características hidrofísicas determinadas para
la microcuenca del Soroche hasta el sitio de interés, así como los
resultados presentados en tablas y gráficos.
2.4 METODOLOGÍA GENERAL PARA CAUDALES MÍNIMOS
A continuación se detalla el procedimiento seguido para analizar
las series hidrológicas de caudales extremos y que, en este caso,

corresponde al sitio de captación de agua potable. Para caudales mínimos y
caudales máximos, se definieron dos metodologías diferentes, como se describe a
continuación:
• Caudales mínimos: se utilizaron esquemas de correlaciones con otras cuencas que
disponen de información y que se consideran de características
hidrológicas similares.
• Caudales máximos: se utilizaron métodos empíricos que relacionan precipitación
y escorrentía.
Dentro de estas metodologías se incluye el análisis de: niveles de
agua, curvas de descarga, caudales (mínimos, medios, máximos (diarios e
instantáneos)). Además, la utilización de correlaciones y/o transposiciones a los
sitios de interés (SI), desde estaciones base, así como estudios que incluyan la
determinación de caudales extremos, para diferentes períodos de retorno (T),
tanto para valores mínimos como máximos.
2.5 CAUDALES MÍNIMOS
Para este parámetro, el procedimiento que se detalla a continuación
se basa en correlaciones con otras subcuencas, por la falta de una serie de
datos en el sitio de interés, lo suficientemente extensa, como es el caso de la
estación limnigráfica de Soroche, que solo cuenta con un registro discontinuo (2
años); se utilizaron los siguientes estudios hidrológicos:
• Estudio de Recurrencia de Caudales Mínimos de ETAPA (REA,
1994).
• Actualización de los Estudios Hidrológicos, dentro de los Planes
Maestros, Fase II (REA, 1994).
• Estudio Hidrológico de los ríos Nudpud, Llaucay y Galuay.
El procedimiento general seguido, tanto para caudales mínimos
como medios, se detalla a continuación:
1. Definición de la estación base: de acuerdo a una evaluación
cualitativa que defina que se trata de subcuencas de características
hidrológicas similares.
2. Análisis y ajustes a distribuciones de probabilidad para caudales
mínimos y mínimos de 7 años, en las estaciones base definidas.
3. Transposición de caudales a los sitios de interés, mediante relación
de áreas y coeficientes de correlación, definidos dentro de las subcuencas
consideradas. Se utilizará, por lo menos, dos cuencas diferentes para comprobar
los valores obtenidos por este método empírico.
3. Análisis y utilización de Curvas de Duración General en
estaciones base consideradas similares.
5. Transposición de caudales medios con diferentes garantías al sitio de
interés
DETERMINACIÓN DE CAUDALES MÍNIMOS
La microcuenca del río Soroche drena un área de aporte de 2.85 km2
,
hasta el sitio de interés (SI), ubicado en la cota 3.260 msnm, antes de unión con
río Machángara; la altitud media del río es de 3.623 msnm, de acuerdo a la Curva
Hipsonométrica.

Con estos antecedentes, para el cálculo de caudales mínimos se
partió de dos estaciones: Machángara A.J. Chulco (INECEL) y Soroche A.J.
Deslizamiento (PROMAS). Cabe anotar que la estación Machángara D.J. Chulco
pertenece a la RHUP y solo dispone de niveles desde 2002 y no se puede
definir una curva de descarga confiable, pues solo se tienen 3 aforos.
Por lo que, se utilizaron dos métodos de cálculo de acuerdo a los
datos hidrológicos recopilados en las estaciones anteriormente
mencionadas:
1) Correlación entre subcuencas, estimando que las condiciones
climatológicas, físicas y de simultaneidad de eventos hidrológicos, entre
Soroche y Machángara A.J. Chulco, se cumplen; cabe indicar que este tipo de metodología
ha sido ampliamente utilizadas en la cuenca del Paute, por la falta de registros en microcuencas.
2) Ajuste a distribuciones probabilísticas para caudales mínimos diarios y mínimos diarios
de 7 días, partiendo de los registros hidrológicos correlacionados (Sitio de Interés).
2.5.1.1 CAUDALES MÍNIMOS MEDIANTE CORRELACIÓN DE ÁREAS
Como ya se especifico, no existe información hidrológica en el sitio de interés, de
estaciones hidrológicas, que permitan la determinación directa de
parámetros hidrológicos. Por otro lado, la cuenca alta del Paute, desde 1997,
cuenta con un sistema de estaciones automáticas de medida, a tiempo real, que
si bien se ubico en sitios importantes, no cubren todos los requerimientos,
especialmente en lo que respecta a microcuencas, como es el caso de Soroche; se
previo la utilización de estaciones anteriores (ej. Matadero D.J. Sayausi) que
permitan integrar los registros anteriores con los nuevos, esto
desafortunadamente no sucede en este caso, puesto que la estación Machángara
A.J. Chulco, no pudo ser reutilizada y se definió otro sitio después de la junta con
el Chulco (Machangara D.J. Chulco), esto no permite integrar los registros
hidrológicos 1964-1990 y los de después del 2002.
Con estos antecedentes, que es muy común en nuestro medio,
para estudios hidrológicos realizados dentro de la Cuenca del Paute, se
utilizan métodos empíricos que permiten la extrapolación de caudales (medios y
extremos) a los sitios de interés, en ríos tributarios, Ilegándose a determinar que
existe una relación proporcional entre la producción hídrica entre cuencas
tributarias, siendo esta proporcional a sus áreas de drenaje, elevadas a un
coeficiente n, que depende de varios factores físicos:
=Q EB
Donde:Qsi, caudal transportado al SI;
QEB, caudal en Estación Base;
AEB, área de drenaje en Estación Base;
ASI, área de drenaje en SI;
n, coeficiente estimado de acuerdo a características físicas.
El exponente n, puede ser determinado en función de que las
características de las subcuencas en estudio que dispongan de la información
necesaria.
a) Caudales Mínimos Estación Machángara A.J. Chulco
El mejor ajuste para caudales mínimos de la estación Machángara

A.J. Chulco, de acuerdo al estudio "Actualización Estudio Hidrológico" (1994,
REA) fue Gumbel, misma que se resume en el Cuadro 2.

Cuadro 2
Ajuste de caudales Mínimos Diarios y de 7 Días (1994)
T
(años)
Gumbel (diarios)
(m3/s)
Gumbel (7 días)
(m3/s)
Relación
(Qd7/Qd)
100 0.203 0.211 1.04
50 0.235 0.252 1.07
20 0.287 0.32 1.11
10 0.339 0.386 1.14
5 0.409 0.476 1.16
0.575 0.689 1.20
Fuente: Actualización Estudio Hidrológico (1994, REA).
Por otro lado, el mejor ajuste para caudales mínimos para la estación
Machángara A.J. Chulco del Estudio de Recurrencia de Caudales Mínimos
(1999, REA) sigue siendo Gumbel, cuyos resuttados se resumen a continuación:
Cuadro 3
Ajuste de Caudales Mínimos Diarios
T
Gumbel (m3
/s)
Gumbel
(m3/s)
,
Relación
(Qd7/Qd)
Relación Caudales
(1999/1994)
10 0.411 0.431 1.05 1.21
5 0.454 0.487 1.07 1.11
3 0.5 0.536 1.07
2 0.595 0.638 1.07 1.03
Fuente: Estudio Recurrencia de Caudales Mínimos (1999, REA).
Cabe anotar que para la cuenca del Machángara se han podido
establecer los siguientes exponentes n, tanto para caudales mínimos
como para caudales mínimos de 7 días consecutivos, a saber:
> Dentro del Estudio de Actualización Planes Maestros (1994, REA),
en base a las estaciones Surucucho y Matadero, se obtiene un n para
caudales mínimos diarios de 1.1737 y para caudales mínimos diarios de 7 días
de 1.1536.
> Dentro del Estudio de Recurrencia de Caudales Mínimos (1999, REA), en base a
estaciones Surucucho y Matadero, se estableció los siguientes exponentes n,
para caudales mínimos diarios de 1.104 y para caudales mínimos
diaríos de 7 días de 1.1079.
a.1) Caudales Mínimos Correlación Machangara A.J. Chulco
Tomando como base los valores n calculados para 1994 y para 1999,
de acuerdo a la información anterior, considerando la estación
Machángara A.J. Chulco como base y utilizando las respectiva relación de
áreas, se obtienen los siguientes resultados que se resumen en el Cuadro 4 y
Cuadro 5, respectivamente :

Cuadro 4
Caudales Mínimos en Soroche
T (años)
Estación Base (128.5 km2)
n=1.1737 (Qd) y n=1.1536 (Qd7)
Machángara A.J. Chulco Soroche (n de APM, 1994)
Gumbel -
Diarios (m3/s)
Gumbel – 7
Días (m3/s)
Diarios (l/s) 7 Días (l/s)
100 0.203 0.211 2.294 2.575
50 0.235 0.252 2.656 3.075
20 0.287 0.32 3.243 3.905
10 0.339 0.386 3.831 4.710
5 0.409 0.476 4.622 5.808
2 0.575 0.689 6.498 8.407
Los valores obtenidos para los n de 1994, en cualquiera de los años son bajos, lo que permite
suponer que la disponibilidad de agua en la fuente considerada, en época de estiaje es critico.
Cuadro 5
T
Estación Base (128.5 km2) n= 1.104 (Qd) y n= 1.1079 (Qd7)
Machángara A.J. Chulco Soroche (n de Estudio 1999)
(años) Gumbel - Diarios Gumbel - 7 días Diarios 7 Días
(m3
/s) (m3/s) (I/s) (I/s)
10 0.411 0.431 6.061 6.993
5 0.454 0.487 6.695 7.901
3 0.500 -- 7.374 ---
0.595 0.637 8.775 10.329
Con la actualización de datos la obtención de caudales mínimos se
incrementa, y esto se debe a que se considera un período adicional de
años (1990 - 1999), que incrementa el registro histórico y se ha actualizado el
análisis hidrológico regional. La diferencia entre caudales mínimos diarios, entre
1994 y 1999, para 10 años, es de alrededor del 58%.
Vale la pena indicar que se utiliza la relación con los valores
obtenidos en 1994 (Actualización Estudio Hidrológico, 1994), para
comparar con los resultados de correlaciones con otras subcuencas
que disponen de estudios para el mismo período de registro. Es claro
que los valores actualizados deberán usarse.
b) Caudales Mínimos Correlación Surucucho A.J. Llullucchas
Como cuenca base alternativa, se uso la correlación con la subcuenca de Surucucho, que
aunque su área es significativamente mayor nos permite establecer diferencias y validar el
método propuesto.
Fase Estudios de FactibilidadEstudios Hidrológicos y Metereológicos Pag.
10

Cuadro 6
Caudales Mínimos
T
(años)
(A=59 km2) N=1.104 (Qd) y n= 1.1079 (Qd7)
Surucucho Soroche (solo relación áreas)
Gumbel Qmin-d
(m3/s)
Gumbel Qmin- 7d
(m3/s)
Qmin-d
(I/s)
Qmin-7d
(I/s)
10
5
0.103
0.129
0.127
0.156
4.116
5.156
5.076
6.235
La diferencia encontrada entre esta correlación y la obtenida con Machángara A.J. Chulco
no es significativa y es similar a un 6.47%, para caudales mínimos diarios.
c) Caudales Mínimos Correlación Nudpud
Dentro del Estudio de Agua Potable de Azoguez (1994), se realizó un estudio
hidrológico para evaluar la fuente de Nudpud, hasta el año 1994. En vista de que esta
subcuenca es de proporciones mucho menores a las utilizadas en los anteriores literales
(Machángara A.J. Chulco y Surucucho A.J. Lluclluchas) se cálculo los caudales
mínimos, asumiendo que esta microcuenca tiene similares características hidrológicas.
Cuadro 7
T
(años)
(A= 11.51 km2) (A=2.82 km2)
Nudpud Soroche (solo relación áreas)
Gumbel — DiariosGumbel - 7 días Diarios 7 Días
(I/s) (I/s) (I/s) (I/s)
10 14.6 16.4 3.58 4.02
5 17.0 19.5 4.16 4.78
3 19.7 23.0 4.83 5.63
2 22.9 27.2 5.61 6.66
Al comparar con el Cuadro 6 los valores obtenidos por esta correlación y la realizada
mediante Machángara A.J. Chulco genera una diferencia que no es significativa del 5.65%
(< 10%), para caudales mínimos diarios.
d) Caudales Mínimos con Soroche A.J. Machángara
Con el fin de analizar la información existente de la estación
establecida en la microcuenca del Soroche (Tesis Balance Hídrico, 2003) se
procedió a revisar los datos de caudales y Iluvias. Cabe destacar que el área de
aporte para el sitio de medida es de 1.85 km2.
Cuadro 8
Caudales Mínimos Diarios en Soroche (Tesis, 2003)
Año
Qmin
diarios
Soroche
(I/s)
Q min diarios
Sitio Interés
(I/s)
Observaciones
2001 1.73 2.64 (existe noviembre y diciembre
2001)
2002 2.70 4.12
(falta marzo y abril; febrero y
mayo, incompletos)
2003 1.17 1.78 (agosto y septiembre,
incompletos)
2004 2.29 3.49 (existe enero 2004)
11

Se realizo la extrapolación mediante correlación de areas de aporte
entre la estación de medida al SI (captación de agua para el proyecto
en estudio)
Desgraciadamente el período de registro en estación Soroche no es
extenso, pues tiene apenas un período de registro de 2 años y
algunos meses. Esta situación no permite analizar hidrológicamente
estos valores y solo nos sirven como referencia, es decir, para tener
una idea general de los recursos hídricos de la microcuenca del
Soroche.
Adicionalmente, se procedió a aforar la fuente de agua, antes de la
junta con el Machángara, el día 3 de marzo de 2005, dando un valor
aproximado de 23 l/s; el caudal aforado en el río Machángara D.J.
Soroche, el mismo día, fue de 588 l/s, aproximadamente.
2.5.1.2 CONCLUS1ONES SOBRE CAUDALES MÍNIMOS DETERMINADOS
Los valores obtenidos para las subcuencas del Machángara (n para
1994 y 1999), para Surucucho y Nupud (1994), para los Períodos de
retorno de 10 y 2 años, se presentan en el cuadro siguiente:
Cuadro 9
Resumen de Caudales Mínimos Obtenidos en Soroche
T
(Machángara
A.J Chulco)
(Machángara
A.J. Chulco)
(Desde
matadero
D.J.
Sayausi)
(Nudpud)
(Surucucho A.J.
Llullucchas)
Soroche (n,
APM 1994)
Soroche (n,
Estudio 1999)
Soroche (n,
Estudio 1999)
Soroche
(relación áreas)
Soroche (n,
Estudio 1999)
Qmin-
d
Qmin-
7d
Qmin-
d
Qmin-
7d
Qmin-
d
Qmin-
7d
Qmin-
d
Qmin-
7d
Qrnin-d
Qmin-
7d
(años
)
(I/s) (I/s) (I/s) (I/s) (I/s) (I/s) (I/s) (I/s) (I/s) (I/s)
10 3.83 4.71 6.06 6.99 4.4 5.34 3.58 4.02 4.12 5.02
5 4.622 5.808 6.7 7.9 5.16 6.29 4.16 4.78 5.16 6.16
2 6.498 8.407 8.77 96.17 5.61 6.66
Para el análisis de los resultados, se deben considerar el hecho de que las correlaciones
descritas fueron hechas para dos períodos diferentes porque las estaciones o sitios
considerados no disponen de los mismos períodos de análisis.
En primer lugar, se refieren al período hasta 1994 cuyos resultados obtenidos validan la
metodología utilizada, pues al comparar los resultados obtenidos con las diferentes
estaciones, no se obtienen diferencias significativas (ver Cuadros 5 y 6). Por otro lado,
se refiere a.I período hasta 1999, es decir considerando el últinno estudio realizado para
Machángara A.J. Chulco en 1999. Estos últimos valores, cuya correlación fue validada
al comparar Nudpud (1994) y Sorucucho (1994) es la que se estima debe ser
considerada como la información actualizada que debe ser utilizada en este estudio.
2.5.2 CAUDALES A PARTIR CURVA DURACIÓN GENERAL
12

En relación a la determinación de curvas de duración general para el sitio de interés (SI)
que se requiere para determinar los caudales medios para diferentes garantías y así
poder evaluar la fuente, como lo especifica la norma del 1E0S, lo que nos permitirá obtener otro
criterio complementario para analizar hidrológicamente la microcuenca de Soroche.
Para esta actividad, se contó con el estudio regional de caudales mínimos, para
diferentes duraciones, dentro de los estudios de factibilidad de los Planes Maestros, II
Fase, para los sistemas de agua potable y alcantarillado de Cuenca. Dentro de este
estudio se determino la curva de duración general para la subcuenca del Machángara
(A.J. Chulco) y Surucucho A.J. Llullucchas. Para la cuenca de Nupud, se debe referir al
Estudio Hidrológico para el nuevo sistema de agua potable de Azoguez (1994).
El Cuadro 10 resume los valores para garantías de 90 % , 95 % y 99% para las
estaciones consideradas.
Cuadro 10
Caudales Medios p
ara Diferentes Garantías
Estación/ Cuenca
Garantía de Caudal (l/s)
90 % 95 % 99 %
Nudpud 66.7 45.5 ---
Machángara A.J.
Chulco (1994)
812 . 655 476
Machángara A.J.
Chulco (1999)
1.452 1.01 ---
Surucucho A.J.
Llucllucchas
338 239 141
Con estos caudales medios para diferentes garantías se procedió
a extrapolarlos mediante la relación de caudales medios, pues se vio que
da valores más cercanos a la realidad, de acuerdo a las conclusiones dentro
del Estudio de Recurrencia de Caudales Mínimos (1999, REA).
Cuadro 11
Correlación de Caudales Medios de Microcuenca Soroche
Estaciones Base
Q medio Área Garantías de Cauda (I/s)
(m3
/s) Km2
90 % 95 % 99 %
Surucucho 1.27 52.1 13.33 9.42 5.56
Nudpud 0.212 11.51 15.75 10.75 ---
Machángara A.J. Chulco
(1994)
3.46 128.5 11.76 9.48 4.47
Machángara A.J. Chulco
(1999)
3.46 128.5 20.63 14.61
Como se puede ver en el cuadro anterior los valores obtenidos
para Surucucho, Nudpud y Machángara adolecen de diferencias de 0.6%, para
Surucucho, y 13% para Nudpud, para el período analizado hasta 1994. De
manera similar, cuando se usa el período hasta 1999, para Machángara, que es
la única cuenca que dispone de un análisis hasta esta fecha, los valores para
caudales mínimos se incrementan a 14.61 I/s, para una garantía de 95%,
13

diferente a los 10.75 Its para 95`)/0 con relación a Nudpud, generándose una
diferencia de 35%.
14

2.6 CAUDALES MÁXIMOS
Como ya se menciono en la introducción, para caudales máximos,
requeridos para el diseño de las obras de captación del sistema propuesto,
el cálculo se lo realizó mediante dos métodos:
• Método racional
• Relación de áreas
2.6.1 MÉTODO RACIONAL
Este método es aplicable, según la bibliografía consultada para
cuencas con áreas de aporte menores 5 km, como es el caso de la
microcuenca de Soroche. Este método se basa en una relación empírica
que promedia los efectos hidrológicos de precipitación y escorrentía, siendo
aplicable solo cuando esto se cumple, lo que generalmente ocurre en microcuencas
pequeñas.
Donde: Q, caudal máxinno (m3/s);
A, área de drenaje (km2);
I, intensidad de precipitación (mm/h)
C, coeficiente de escorrentía (parte de precipitación se transforma en escorrentía)
Cabe anotar que para la estimación del coeficiente de escorrentía se utilizó la información
geográfica proporcionada por el sistema de información realizada tanto por COPOE (2004) como por ETAPA
(1995), en base a la cobertura vegetal. Se encontraron incongruencias sobre la clasificación de la cobertura vegetal
entre los diferentes análisis realizados, especialmente en la información recopilada por el COPOE, entre
diferentes años, por lo que se definió la cobertura vegetal de acuerdo a un análisis pormenorizado de los datos
existentes, eliminando estas incongruencias y con las visitas de campo. El Cuadro 12 resume los
resultados obtenidos (ver Ilustraciones 7, 8 y 9 del Anexo 1).
Cuadro 12
Cobertura Vegetal Adoptada para Soroche (ha)
Descripción
UDA - COPOE ETAPA Cobertura C (%)
2001 2000 1991 1995 Adoptado (tablas) (pond.)
Bosque 0.68 4.25 29.05 0.00 0.68 0.20 0.05
Humedales 2.31
Páramo 258.93 256.50 252.59 233.58 234.57 0.30 16.64
Pasto/cultivos 20.00 0.35 52.55 20.00 0.40 2.84
Tierras degradas 20.72 0.06 20.72 0.60 4.41
Caminos y Vías 0.06 0.06 0.70 0.01
Rocas 0.06 0.06 1.00 0.02
Bosque Pino 5.84 5.84 0.15 0.31
TOTAL 281.9 281.8 281.8 291.97 281.92 24.28
Del cuadro anterior se puede notar que el resultado que se adoptó para el coeficiente C es
de 0.24 (24.28%) para 10 años; se estimaron los coeficientes de 0.26, 0.28 y 0.30 para 20, 25 y 50 años de
período de retorno.
15

El Anexo 3 presenta un resumen fotográfico que nos permite apreciar las intervenciones
realizadas en la microcuenca del Soroche lo que ha generado que se drenen zonas de
tierras pantanosas, reduciendo la capacidad de retención del suelo y permitiendo la
generación de caudales máximos mayores, lo que ha desestabilizado y seguirá
desestabilizando la cabeza del deslizamiento, tributario izquierdo del río Soroche.
El Cuadro 13 resume los valores obtenidos mediante este método de cálculo. Cabe
anotar que las curvas de Intensidad Duración Frecuencia (IDF) utilizadas fueron
obtenidas del estudio de caudales máximos realizados para el río Chulco (REA, 2001),
dentro del Consejo de la Cuenca del Machángara.
Cuadro 13
Caudales Máximos Diarios e Instantáneo
T
(años)
Caudales Máximos (m3 /s)
Diarios Instantáneos
10 4.6 6.07
20 6.0 8.04
25
7.6
10.18
50 9.4 12.73
2.6.2 RELACIÓN DE ÁREAS
Para comprobar los resultados de caudales máximos obtenidos por el método racional
se aplica otro método, que consiste en la obtención de caudales mediante la relación
con otras cuencas, a través de la correlación de áreas de aporte. El exponente n
utilizado es 0.7, valor estimado de acuerdo a las caracterizas hidrológicas de la
microcuenca en estudio. El Cuadro 14 resumen los resultados obtenidos por este
método. El cálculo pormenorizado se encuentra en el Anexo 2.
Cuadro 14
Caudales Máximos en Soroche
T
(años)
Chulco en Labrado
Caudales Máximos Diarios
(m3
/s)
Soroche
Caudales Máximos Diarios
(m3/s)
10 30.1 5.92
50 39.9 7.84
La diferencia entre los dos métodos, para caudales máximos
diarios, es del 16%, para 50 años, y de 1.15%, para 10 años. Las
diferencias son significativas en tanto mayor es el periodo de
retorno. Con estos antecedentes, el método racional se lo
considera el más apropiado, pues los resultados pueden
considerarse satisfactorios.
16

2.7 NIVELES EXTREMOS
Los niveles extremos se refieren a los que ocurren con los
caudales máximos instantáneos (máximos maximorums), en los
sitios de interés, que tienen incidencia en la vida útil de las obras a
construirse.
Los niveles máximos deben determinarse no solo sobre la base de
los registros limnimétricos diarios e instantáneos (caudales máximos) sino a
las huellas de las crecientes máximas maximurums ocurridas en el o los sitios
de interés, en particular, y en la zona de influencia de las obras en estudio, en
general.
El Cuadro 15 resume los valores para niveles máximos instantáneos
estimados para la estación Soroche (PROMAS), complementados por valores de
niveles máximos instantáneos obtenidos por métodos indirectos, como son las
huellas de crecientes anteriores que se pueden observar en el sitio.
Cuadro 15
Niveles Máximos
Sitio Máximos Diarios (m) Máximos Instantáneos (m)
Soroche SI 1 2
Análogamente al análisis realizado para la quebrada del Soroche se evalúa los datos
para el rió Chulco
2.8 CAUDALES MINIMOS
De la actualización del estudio hidrológico para el cantón Cuenca de los PMII se cuenta
con datos de caudales máximos, mínimos y medios en diferentes sitios de interés del
Rió Chulco en base al método de correlación de areas anteriormente descrito y
considerando un valor de n=1 dado que se trata de la misma cuenca hidrográfica se tiene
los datos que se presenta a continuación.
Cuadro 16
Caudales Mínimos Chulco
Sitio de interés
Área Mínimo Diario Mínimo 7
Días
km2 (m3
/s) (m3
/s)
Chulco en labrados 42.9 0.094 0.109
Chulco. Conf. con el
Machángara 66.3 0.156 0.18
En base a los datos del cuadro anterior y considerando que el área de recarga hasta el
sitio de captación es de 6395.9 Ha es decir 64 km2 aproximadamente, de lo cual se
obtiene que el caudal mínimo para el rió Chulco en el sitio de captación es de 145.4 lt/s,
mientras que el caudal mínimo 7 días es de 168.2 lt/s, teniendo una desviación de 3.5%
para caudales mínimos, y 3.3% para caudales mínimos 7 días.
17

2.9 CAUDALES MEDIOS
De igual manera los caudales promedios según el estudio de actualización se presentan
a continuación se obtiene que el caudal medio es de 1.87 m3/s. teniendo apenas una
diferencia de 0.2%.
Cuadro 15
Caudales medios Chulco
Sitio de interés
Área Medio Diario
km2 (m3
/s)
Chulco en labrados 42.9 1.25
Machángara 66.3 1.94
2.10 CAUDALES MÁXIMOS
Para la determinación de los caudales máximos en el río Chulco se procede a realizar
una interpolación lineal de los caudales específicos obteniendo un valor 622.6 lt/s/km2
obteniendo un caudal de 39.9 m3/s.
Sitio de interés
Área Máximo
Instantáneo
Caudal
Especifico
km2 (m3
/s) (lt/s/km2)
Chulco en labrados 42.9 30.1 702
Machángara 66.3 40.7 614
2.11 CONSOLIDACION Y CONCLUCIONES
Resumiendo del análisis se obtiene los valores que se muestran en el cuadro a
continuación:
FUENTE
Qmin
(lt/s)
Qmin7
(lt/s)
Qmedio
90%
(lt/s)
Qmax 2 años
(m3/s)
Qmax 10 años
(m3/s)
Soroche 4.4 5.2 20.63 2.9 6.07
Chulco 145.4 168.2 1870 - 39.9
Según se observa en el cuadro precedente la quebrada del Soroche tiene un caudal
mínimo de 5 lt/s y un caudal promedio diario de 90% de 20.63 lt/s, sin embargo este
déficit de caudal se ve solventado por la captación del rio Chulco dado que esta fuente
cuenta con caudal suficiente para el sistema de abastecimiento de agua potable.
Según se indica en el ademdum al presente estudio en el cual se evidencia con una
garantía de (90% un caudal de 15.76 lt/s) y (40% un caudal de 53.19 lt/s); es decir que
el caudal adicional será solventado por el río Chulco, o en funcionamiento conjunto de
las dos captaciones asegurando de esta manera que el caudal que llegue a la planta sea el
adecuado para brindar el servicio.
18

En conclusión el sistema de abastecimiento será servido principalmente por el río
Chulco en el cual se garantiza el caudal suficiente durante todo el año siendo este
complementado por el caudal proveniente de la quebrada del Soroche.
Además se contempla el desvió de la quebrada del Soroche para un caudal de 2.9 m3/s
(periodo de retorno de 2 años), con el fin de evitar que las aguas de la quebrada
continúen erosionando la zona de deslizamiento, contaminando de esta manera las aguas
provenientes del Río Machángara con materiales flotantes y en suspensión causando
daños a los usuarios del agua de este cause y severos impactos ambientales a lo largo
del cauce.
19

ADEMDUM ESTUDIO HIDROLOGICO DE SOROCHE
Con el objetivo de ampliar los criterios establecidos para la evaluación
de la fuente de agua, que para el caso que nos compete, se refiere a
la cuenca del Soroche, se procedió a realizar una complementación al
estudio hidrológico realizado.
Según uno de los criterios establecidos para la evaluación hidrológica
de una fuente, ampliamente aplicada en otros proyectos realizados
por ETAPA, se refiere a que la misma disponga de una garantía de
95%, para lo cual se utiliza la Curva de Duración General establecida
para la cuenca de Nudpud, dentro del estudio Hidrometeorológico
para el Sistema de Agua Potable de Azogues. Complementariamente,
a pedido de la supervisión se procedió a ampliar este criterio
mediante la Curva General antes mencionada para determinar cual
seria la garantía que se obtendría con el caudal de 33 l/s que se
requieren para el sistema de agua (Soroche) en estudio.
Cuadro 1
Curva de Duración General para Soroche
Garantía Nudpud Soroche Q
(%) (l/s) (Qms/Qmn)
(l/s)
95 45.5 10.75
90 66.7 15.76
85 84.5 19.97
80 100.7 23.79
70 131.2 31.00
68 140.11 33.10
65 146.05 34.51
60 160.9 38.02
50 191.7 45.29
40 225.1 53.19
30 263.6 62.28
20 312 73.72
10 384.5 90.85
5 448.4 105.94
Del cuadro 1 se puede deducir que el caudal requerido (33 l/s) tiene
una garantía del 68% aproximadamente. A continuación se presenta,
gráficamente, las curvas de Duración General de Nudpud y Soroche,
que complementan el análisis analítico anteriormente realizado.
20

Curva de Duración General
Nudpud - Soroche (1994)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 20 40 60 80 100
Garantía (%)
Caudales
(l/s)
Nudpud
Soroche Q
Fase Estudios de FactibilidadEstudios Hidrológicos y MetereológicosPag. 21

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