4 modelo hidrologico

Modelo Hidrológico
de la Hoya de Quito
Proyecto Manejo Integrado de los Recursos Hídricos en la Hoya de Quito

La designación de entidades geográficas y la presentación del material en este libro no
implican la expresión de ninguna opinión por parte de la UICN respecto a la condición jurídica
de ningún país, territorio o área, o de sus autoridades, o referente a la delimitación de sus
fronteras y límites.
Los puntos de vista que se expresan en esa publicación no reflejan necesariamente los de la
UICN
Por favor citar este documento como se indica a continuación:
DE BIEVRE Bert, COELLO Xavier, DE KEIZER Otto y MALJAARS Piet, 2008. Modelo
Hidrológico de la Hoya de Quito, Proyecto Manejo Integrado de los Recursos Hídricos en la
Hoya de Quito. UICN-Sur, Ecuador.

UICN-SUR
BID
FONAG
Modelo Hidrológico de la Hoya de Quito
Manejo Integrado de los Recursos Hídricos en la
Hoya de Quito
Bert de Bievre, PhD
Xavier Coello, MSc
Otto de Keizer, MSc
Ing. Piet Maljaars
Director del Proyecto: Felipe Cisneros, PhD
Coordinador Técnico: Otto de Keizer, MSc
Fotografía portada © Taco Anema – UICN
Actividad 2.1.3
29 de octubre del 2008

Contenido
1 Introducción 7
1.1 Terminología 7
1.2 Objetivo 8
1.3 Descripción del modelo 9
1.3.1 Tipo de modelo 9
1.3.2 Escalas 9
1.3.3 Base conceptual 10
1.3.4 Identificación de Zonas de Respuesta Hidrológica 12
2 Implementación del modelo hidrológico de generación de caudales en ArcGIS 17
3 Calibración del modelo 19
3.1 Calibración para los caudales medios mensuales 19
3.2 Calibración de los caudales Q80 24
4 Corridas de prueba 29
5 Producción de agua por zonas de respuesta hidrológica 33
6 Balance Hídrico en la Hoya de Quito 35
7 Conclusiones 37
8 Bibliografía 39
Anexo A – Mapas
Anexo B – Flujogramas del modelo hidrológico
Anexo C – Datos utilizados en el proceso de calibración

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1 Introducción
El presente informe describe el modelo hidrológico desarrollado como parte del proyecto
“Manejo Integrado de los Recursos Hídricos en la Hoya de Quito”. En este modelo se basará el
modelo de balance entre la oferta y demanda hídrica en la cual a su vez (en la siguiente fase
del proyecto) se elaborará un análisis de algunas alternativas de desarrollo.
El modelo fue desarrollado tomando en cuenta la información secundaria disponible, tales
como registros mensuales de precipitación, caudales, uso del suelo y un modelo digital de
elevación que es hidrológicamente correcto.
Antes de describir la implementación del modelo se presentará en las siguientes secciones la
terminología usada, el objetivo del modelo y la descripción teórica del mismo.
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1.1 Terminología
No es única la terminología usada en la hidrología y modelación hidrológica. Por lo tanto es
importante definir los términos que se emplean en el presente informe, para lo cual este
capítulo pretende dejar clara la definición de las palabras que tienen un significado específico
dentro de la implementación de un modelo hidrológico.
Modelo Hidrológico
Es una representación simplificada de un sistema hidrológico complejo. Es decir un modelo
hidrológico se basa en simplificaciones de los procesos naturales existentes en la hidrología.
En la actualidad se han desarrollado varios tipos de modelos hidrológicos y se los clasifica de
acuerdo a dos criterios de simplificación (Merz y Bárdossy, 1998). El primero de acuerdo a la
descripción de sus procesos físicos como: empíricos, conceptuales y basados en procesos y el
segundo según la descripción espacial de los procesos de la cuenca como agregados y
distribuidos.
Parámetro
Es una expresión matemática de una constante la cual no varía en el tiempo (Refsgaard,
1996). Muchos modelos se basan en representaciones conceptuales de procesos físicos; por
ejemplo el movimiento del agua en el suelo se basa en ecuaciones que describen el
complicado proceso natural. Los modelos tienen dos tipos de parámetros: físicos y de procesos
(Sorooshian y Gupta, 1995).
- Parámetros físicos: representan propiedades físicas de la cuenca que pueden ser
medidas. Por ejemplo: el área de una cuenca, el área de los lagos o cuerpo de agua, la
longitud de los cauces, la pendiente y otros (Sorooshian y Gupta, 1995) los mismos
que no varían en el tiempo.
- Parámetros de procesos: representan las propiedades de las cuencas que no pueden
ser directamente medidos. Por ejemplo: la conductividad hidráulica saturada, la
cantidad de percolación y otros (Sorooshian y Gupta, 1995).
Variable
Es una cantidad que varía en tiempo y espacio. Esta puede ser una serie de tiempo de entrada
(precipitación, evapotranspiración) o de salida (caudales, sedimentos) de un modelo
(Refsgaard, 1996).
Simulación
La simulación es el proceso de diseñar un modelo de un sistema real y llevar a término
experiencias con él, con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema o evaluar
nuevas estrategias - dentro de los límites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos
- para el funcionamiento del sistema.
Modelos de simulación tratan cuestiones de „qué pasa si…´: ¿Qué es probable que pasa en el
tiempo y uno o más lugares específicos cuando se implementa un diseño específico y/o política
de operación? A diferencia modelos de optimización están basados en funciones objetivos de

variables de decisión no conocidos que serán maximizados o minimizados (Loucks y Van Beek,
2005).
Determinístico
En un modelo determinístico se obtiene siempre el mismo resultado bajo las mismas
condiciones iníciales, en otras palabras: una entrada dada produce siempre una misma salida
(pronóstico) (Ven te Chow 1994). La relación causa-efecto se conoce en su totalidad, a
diferencia de modelos estocásticos.
Estocástico
Un modelo estocástico tiene salidas que son por lo menos parcialmente aleatorias (predicción).
Modelos estocásticos tratan de modelar los procesos aleatorios que pasan en el tiempo, y
proveen series de tiempo alternativas de salida a lo largo de sus probabilidades (Loucks y Van
Beek, 2005).
Distribuido
Describe la variabilidad espacial en todas las variables y parámetros. En general, el área de la
cuenca hidrográfica se divide en un número de elementos o volúmenes de escurrimiento se
calculan de manera separada para cada elemento.
Caja negra o modelo empírico
Es un modelo desarrollado sin ninguna concepción de los procesos físicos que podrían ocurrir
en el área de estudio. Estos modelos son basados simplemente en el análisis de las
observaciones de las series de tiempo de entrada y salida.
Modelo conceptual
Es aquel que está construido sobre una base de procesos físicos que pueden ser observadas
de las observaciones cualitativas realizadas en la cuenca. En un modelo conceptual,
adecuadas estructuras y ecuaciones físicas son usadas semi-empíricamente. El significado
físico de estos modelos no es muy claro ya que los parámetros usados dentro del mismo no
pueden ser medidos directamente, es decir necesariamente necesitan ser estimados mediante
el ajuste o la calibración, utilizando para ello las series de tiempo de entrada y salida como
punto de evaluación. Un modelo conceptual es usualmente de tipo agregado y es comúnmente
llamado de caja gris.
Modelo basado físicamente
Describe un sistema natural usando representaciones matemáticas básicas de flujos de masa,
momentos y varias formas de energía. La mayoría de estos modelos en práctica también son
distribuidos. Este tipo de modelo son comúnmente llamados de caja blanca.
Unidad de Respuesta Hidrológica
Una unidad de respuesta hidrológica (HRU por sus siglas en inglés) es un área considerada
homogénea para propósitos de modelamiento. Se supone que las áreas dentro de cierta
unidad muestran relaciones similares entre los ingresos y salidas de un modelo, por ejemplo
entre precipitación y escorrentía, y que se pueden modelar con los mismos parámetros. Así, a
una cuenca se considera como una colección de unidades de respuesta hidrológica que en
este caso difieren en su relación precipitación-escorrentía (Irvine et. Al., 2002).
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1.2 Objetivo
El objetivo de esta actividad es desarrollar una herramienta basada en la información
disponible actual sobre la hidrología de la hoya de Quito, y aplicándolo mediante Sistemas de
Información Geográfica SIG (en este caso ArcGIS) que permita la estimación de los caudales
naturales medios y con un 80 % de excedencia en el tiempo, con el objeto de cuantificar la
oferta natural (producción natural de agua) en cualquier punto de la red hidrográfica de la Hoya
de Quito, basada en la información secundaria disponible.

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1.3 Descripción del modelo
1.3.1 Tipo de modelo
El modelo propuesto es un modelo de simulación, conceptual, semi-distribuido y determinístico.
Conceptual
El modelo es conceptual, ya que se toma en cuenta el conocimiento sobre características de
los procesos hidrológicos a través de ciertos parámetros que no pueden ser medidos
directamente. Estos son principalmente los coeficientes de escorrentía y del almacenamiento
de agua en la cuenca. Estos parámetros tienen un significado físico y por lo tanto se conoce un
rango de valores posibles, dentro del cual el valor del parámetro es determinado durante el
proceso de calibración del modelo.
Semi-distribuido
El modelo considera la variabilidad espacial de manera limitada por zonas de respuesta
hidrológica. Además, es importante señalar que el modelo considera de la forma más idónea la
variación espacial de la precipitación.
Determinístico
Se obtiene siempre el mismo resultado bajo las mismas condiciones iníciales, es decir no es
estocástico.
1.3.2 Escalas
Es muy importante identificar las escalas de un modelo hidrológico. Estas se refieren a la
resolución temporal y espacial con las que el modelo trabaja.
Escala temporal
La escala temporal del modelo empleado es el promedio mensual. Este modelo está diseñado
para generar caudales mensuales de dos tipos:
- el promedio multianual del caudal medio mensual, que corresponde para la cuenca en
estudio a una probabilidad de entre el 35 al 40% de excedencia;
- el promedio multianual del caudal mensual con una probabilidad de 80% de
excedencia.
En consecuencia, el resultado de este modelo para un punto específico de la red hidrográfica,
es un conjunto de 24 valores de caudal: 12 valores de caudal medio mensual y 12 valores de
caudal mensual de 80% de probabilidad de excedencia en el tiempo.
Por lo tanto este modelo no está diseñado para calcular caudales con mayor a menor
probabilidad de excedencia, por ejemplo no podrá proporcionar información sobre caudales de
crecida o de extrema sequía, ni podrá proporcionar información sobre el comportamiento del
hidrograma en eventos específicos. No es un modelo que simula series de tiempo.
Escala espacial
La unidad de análisis espacial del modelo propuesto es la zona de respuesta hidrológica. El
resultado del modelo es una agregación de las respuestas de las distintas zonas de respuesta
hidrológica involucradas en la cuenca del análisis.
La escala con la que fueron determinadas las zonas de respuesta hidrológica uniforme es
1:50.000 y corresponde a la del mapa de cobertura vegetal elaborado en el contexto de este
estudio por Verduga et al (2008), con actualización a mayo de 2007.
Es probablemente una de las mayores fortalezas del modelo el poder alimentarlo con otro
mapa de cobertura vegetal, proveniente de otra fuente de información o resultado de alguna
proyección o escenario de cambios de cobertura en la cuenca. De esta manera el modelo
podrá evaluar los efectos que tengan estos cambios sobre el régimen hidrológico, siempre en
términos de caudales medios mensuales y de 80% de probabilidad de excedencia.

1.3.3 Base conceptual
El modelo está basado en el concepto de que el caudal en un punto de la red hidrográfica es
una porción (fracción) de la precipitación caída en la cuenca de aporte a este punto. Otra
porción no llega a salir de la cuenca como caudal, sino es evaporada desde el suelo y
vegetación de la cuenca. También es posible que una parte de la infiltración profunda no vuelva
a la misma cuenca. El escurrimiento no ocurre en forma inmediata. La velocidad con la que la
precipitación se transforma en caudal tiene que ver con la capacidad de regulación de la
cuenca a través de almacenamiento de agua en diferentes formas (por ejemplo intercepción
por la vegetación y agua subterránea).
En el caso de este modelo, que tiene una escala temporal de un mes, significa que el caudal
mensual es producto de una parte de la precipitación del mes para el cual se está
determinando el caudal, más una parte de la precipitación de los meses anteriores. En la
calibración del modelo se determinó que para las zonas de respuesta hidrológica con mayor
regulación tales como páramo es necesario incluir hasta la precipitación ocurrida en los tres
meses anteriores al mes en cuestión.
Consideraciones específicas en cuanto a aguas subterráneas. Las aguas “subterráneas”
se pueden dividir, para el efecto de este estudio, en dos tipos. Las aguas subterráneas
profundas son aguas que se encuentran en acuíferos hacia donde han llegado a través de
infiltración profunda en las llamadas zonas de recarga. Por otro lado hay aguas subterráneas
poco profundas que se encuentran dentro de la capa de suelo, en turberas y humedales. En
todos los casos las aguas subterráneas provienen de la precipitación. Los dos tipos son
importantes para la regulación dentro de la cuenca, pero debido al desconocimiento que
tenemos sobre las aguas subterráneas profundas solo el segundo tipo es tomado en cuenta
explícitamente en este modelo a través del mecanismo del modelo desarrollado que considera
la regulación.
El funcionamiento del mecanismo de regulación de las aguas subterráneas poco profundas
está descrito por el modelo en la medida que estas vuelven a la superficie (a un cauce) en
distancias relativamente pequeñas (orden de magnitud menor a 10 km). En cuanto a las aguas
subterráneas profundas la información disponible es sumamente escasa, de tal manera que no
permite modelarlas específicamente. Solamente se dispone de descripciones generales de la
geología y de alguna información en lugares específicos sobre el comportamiento del nivel del
acuífero al someterle a un caudal de extracción, así como de estratigrafía que permita
caracterizar la conformación de los acuíferos que para el caso de la Hoya de Quito existe para
el denominado acuífero de Quito, localizado en la ciudad y para los valles aledaños en bastante
menor proporción, por lo que se considera que para el futuro se deberá estudiar la
potencialidad del recurso aguas subterráneas en la Hoya de Quito, mediante un plan de
investigaciones a mediano plazo. Sin embargo se debe aclarar que el modelo considera la
regulación del agua almacenada naturalmente en las hidrozonas, sea esta en forma de aguas
subterráneas o de otra manera.
En conclusión los consultores consideran que la imposibilidad por ahora de incluir
modelamiento de aguas subterráneas en una forma explícita, es un limitante para poder
responder a ciertas preguntas, pero no es un impedimento para realizar ciertos análisis en base
a este modelo sobre el balance entre oferta y demanda de acuerdo a los escenarios planteados
por los actores en la cuenca. La falta de monitoreo e información sobre los acuíferos
subterráneas y su dinámica pueden causar un error en los resultados de los cálculos del
modelo.
El modelo calcula entonces la escorrentía media mensual en un cierto punto de la cuenca
hidrográfica como se muestra en la ecuación 1 en la cual el coeficiente de escorrentía C y los
coeficientes de ponderación x dependen de la hidrozona en la que se encuentra el punto.
( ) 0 1 1 2 2 3 3     i i i i i E C x P x P x P x P (1)
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   (3)
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En donde:
Ei = Escorrentía medio mensual del mes i (mm)
Pi = Precipitación promedia en el mes i (mm)
C = Coeficiente de escorrentía
x0 = Coeficiente de ponderación de la precipitación del mes i
x1 = Coeficiente de ponderación de la precipitación del mes i-1
Cabe señalar que la suma de los coeficientes de ponderación x referentes a la precipitación de
un determinado mes, es por definición igual a 1. Para las zonas de respuestas hidrológicas
menos reguladas x3 y x2 son igual a 0; incluso x1 podría ser igual a 0.
Para cada hidrozona, se asumió el coeficiente de escorrentía C constante, ya que la regulación
de la cuenca es tomada en cuenta a través de los coeficientes x. La excepción es la hidrozona
que concierne los glaciares. Es importante aclarar que los coeficientes de escorrentía por
definición consideran la fracción de agua de precipitación que escurre, produciendo el flujo
superficial y subsuperficial, por lo que implícitamente se encuentra considerada la
Evapotranspiración que se produce sobre la superficie de la cuenca.
La regulación que ofrecen los glaciares además de multianual (lo que sobrepasa las
limitaciones del modelo) es anual porque está muy relacionado con la radiación solar con una
variación anual y es un factor importante en el proceso de sublimación y deshielo; por lo tanto
no puede ser representada adecuadamente con la ecuación 1. Se estima la escorrentía de
glaciar en un mes i en un cierto punto de la cuenca hidrográfica cubierto por glaciar como una
fracción de la precipitación anual de la siguiente forma:
i i anual E  y P (2)
En donde:
Ei = Escorrentía media mensual del mes i (mm)
yi = Coeficiente de deshielo en el mes i
Panual = Precipitación media anual (mm)
El caudal en cualquier punto de la red hidrográfica se calcula posteriormente como la
integración de las escorrentías calculadas en toda el área A de la cuenca de aporte a este
punto (ver ecuación 3).
Q E dA
A
Cálculo de la escorrentía con 80% de probabilidad de excedencia
La escorrentía con 80% de probabilidad de excedencia en cualquier punto de la cuenca
hidrográfica se obtiene como una fracción de la escorrentía media:
i i i E  k E
,80% (4)

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En donde:
ki = Coeficiente en el mes i
Ei,80% = Escorrentía con 80% de probabilidad de excedencia del mes i
Ei = Escorrentía media del mes i (Anexo C)
Un mayor valor de ki significa que los caudales tienen poca variación con respecto al caudal
medio durante el mes en cuestión y que estos caudales se reproducen cada año. Bajos valores
de ki significa que existe mucha variación en caudales durante un mes específico y entre años.
La figura 1 ejemplifica esto en términos de la curva de duración general.
Los coeficientes ki constituyen un parámetro del modelo a ser calibrado durante el proceso de
calibración.
Figura 1 Ejemplo de una curva de duración que corresponde a una k alta y una k baja
1.3.4 Identificación de Zonas de Respuesta Hidrológica
Las zonas de respuesta hidrológica (hidrozonas) que se definieron son las que se describen a
continuación:
Glaciares
Los glaciares son zonas de excelente “producción” de agua, no tanto porque tienen mayor
precipitación, sino por la ausencia de consumo de agua de parte de vegetación. Al mismo
tiempo tienen una excelente capacidad de regulación.
Páramos conservados
Producen alto volumen de agua, porque la precipitación es relativamente alta y la vegetación
natural tiene una evapotranspiración baja. Además tienen una muy buena capacidad de
regulación en sus humedales y en su suelo de alta capacidad de almacenamiento de agua.
Bosques andinos remanentes y bosques secundarios
Producen alto volumen de agua, por que el bosque maduro tiene una evapotranspiración baja.
Además tiene una muy buena capacidad de regulación.
Zonas agrícolas
Producen un volumen de agua relativamente bajo, por que los cultivos, pastos regados y
árboles en crecimiento tienen alta evapotranspiración. En las zonas agrícolas la regulación es
baja, durante los eventos de lluvia no toda el agua es almacenada, hay escorrentía más alta

por limitación de la capacidad de infiltración del suelo y por que las lluvias en estas zonas son
más intensas.
Plantaciones forestales
Las plantaciones forestales representan un caso aparte, ya que ofrecen alta regulación, pero
los caudales producidos en estas zonas son bajos, debido a la alta evapotranspiración de estos
bosques, lo cual depende a su vez de su edad.
Zonas erosionadas y degradadas
Producen un volumen de agua mediano, pero han perdido en gran medida su capacidad de
regulación. Por pérdida de capacidad de infiltración de los suelos y pérdida de la cobertura
vegetal, el agua escurre durante los eventos de lluvia, esta escorrentía incluso causa más
erosión.
Zonas urbanas
Producen un volumen de agua alto pero de muy baja calidad y sin ninguna regulación. Ya que
las superficies urbanas son principalmente impermeables, el agua escurre directamente hacia
los cauces de agua, eventualmente pasando por el sistema de alcantarillado.
Cuerpos de agua
Tienen una regulación en algunos casos intermensual y una evaporación relativamente alta.
En la siguiente tabla se resumen las características del servicio hidrológico que proporciona
cada una de estas zonas.
Zona Hidrológica Volumen
Producido
Regulación Relevancia en la
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Hoya de Quito
Glaciar Excelente Excelente Mediana
Páramo Muy
bueno
Excelente Muy alta
Bosque Muy
bueno
Excelente Mediana
Agrícola Bajo Mediana Alta
Plantación
forestal
Bajo Alta Baja
Tierra erosionada Mediano Mala Mediana
Urbana Alto Nula Mediana
Cuerpo de agua Mediano Buena Baja
Tabla 1 Características de respuesta hidrológica de las zonas hidrológicas definidas para la Hoya de
Quito (De Bievre et al, 2008a)
El mapa de zonas de respuesta hidrológica que se encuentra en el anexo se realizó con base
en el mapa de cobertura de vegetación elaborado por Verduga et al (2008). Las clases de
cobertura vegetal fueron reclasificadas en función de las zonas de respuesta hidrológica
definidas como se presenta en la siguiente tabla:

Cobertura vegetal o uso del suelo Hidrozona
Agua Cuerpo de agua
Áreas arenales de superpáramo Páramo
Asentamientos humanos Urbana
Bosque Bosque
Bosque Altimontano norte andinos siempre verdes Bosque
Bosque Basimontano norte andinos siempre verdes Bosque
Bosque Siempreverde Montano Alto de los Andes Occidentales Bosque
Bosque Siempreverde Montano Alto de los Andes Orientales Bosque
Bosque Siempreverde Montano Alto de los Andes Orientales Intervenido Bosque
Bosque de eucalipto Plantación Forestal
Bosque de eucalipto - Matorral bajo Plantación Forestal
Bosque de polilepis con otras especies Bosque
Bosque intervenido Bosque
Bosque intervenido - Arboricultura tropical Bosque
Bosque intervenido - Caña Bosque
Bosque intervenido - Cultivo ciclo corto Bosque
Bosque intervenido - Pasto cultivado Bosque
Bosque intervenido - Páramo Bosque
Bosque intervenido - Vegetación arbustiva Bosque
Bosque intervenido en areas erosionadas Bosque
Bosque montano norte andino siempre verde Bosque
Bosque natural - Pasto cultivado Bosque
Bosque natural poco intervenido con polilepis Bosque
Bosque plantado Plantación Forestal
Bosque plantado - Cultivo ciclo corto Plantación Forestal
Bosque plantado - Cultivo de cebada Plantación Forestal
Bosque plantado - Cultivo de cereal Plantación Forestal
Bosque plantado - Matorrales altos Plantación Forestal
Bosque plantado - Pasto cultivado Plantación Forestal
Bosque plantado - Pasto cultivados Plantación Forestal
Bosque plantado - Pasto natural Plantación Forestal
Bosque plantado - Vegetación arbustiva Plantación Forestal
Bosque poco intervenido - Pasto cultivado Bosque
Bosque poco intervenido - Pasto natural Bosque
Bosque poco intervenido - Páramos Bosque
Bosque poco intervenido - Vegetación arbustiva Bosque
Bosque y Arbustal Basimontanos XÚrico de Yungas del Norte Bosque
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Bosques altimontanos norte andinos siempre verdes Bosque
Cultivos Agrícola
Matorral Bosque
Nieve Hielo Glaciar
Pastos Agrícola
Páramo Páramo
Páramo de pajonal Páramo
Páramo de pajonal y frailejones Páramo
Páramo erosionado herbáceo Páramo
Páramo herbáceo de almohadillas Páramo
Páramo herbáceo de almohadillas Intervenido Páramo
Páramo herbáceo de pajonal y almohadillas Páramo
Páramo herbáceo de pajonal y almohadillas Intervenido Páramo
Páramo pantanoso Páramo
Páramos dominados por Loricaria thyoides Páramo
Páramos/Matorrales altos Páramo
Súper Páramo Páramo
Súper Páramo azonal Páramo
Vegetación natural Bosque
Áreas erosionadas-eriales-arenales Tierra erosionada
Tabla 2 Conversión del mapa de cobertura y uso del suelo (TNC, 2008) a hidrozonas
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2 Implementación del modelo hidrológico de generación
de caudales en ArcGIS
Las últimas versiones de ArcGIS han posibilitado la integración de información geográfica con
datos temporales. Esto abre las posibilidades para integrar modelos hidrológicos con un
ambiente de información geográfica. Por el alcance del presente proyecto, los datos mismos
siendo el mayor desafío, y porque en otras actividades del proyecto se utilizan sistemas de
información geográfica, se ha decidido implementar el modelo en ArcGIS.
Existen diferentes posibilidades de implementación que van desde un modelo independiente
que se comunica con ArcGIS hasta una programación directa en el ambiente de ArcGIS. Se ha
optado por esta última opción porque se trata de un modelo simple para mostrar la capacidad
de un modelo de datos hidrológicos como ArcHydro (ver Mafla et al, 2008).
Para la programación se ha utilizado la herramienta Model Builder por su simplicidad y fácil
visualización. En una fase posterior al proyecto se podría convertir el modelo fácilmente a
lenguajes de programación compatibles con ArcGIS como por ejemplo C++.
El modelo hidrológico está basado en cálculos en capas “raster”. Las capas “raster” se han
elaborado con un tamaño de celda de 30 por 30 metros, lo que significa 5,3 millones de celdas
para la hoya de Quito e incluso más para el área (cuadrada) en la que se realizaron los
cálculos.
El modelo se ha diseñado a través de 6 módulos que se pueden correr de manera directa en
ArcGIS. La siguiente figura muestra el esquema básico del modelo:
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1. Reclasificación
Cobertura Vegetal a
Hidrozonas
2a. Conversión de
hidrozonas y precipitación
mensual a escorrentía
con base en coeficientes
de ponderación
2b. Conversión de
hidrozona glaciar y
precipitación mensual a
escorrentía con base en
coeficientes de deshielo
3. Integración en raster
mensuales de
escorrentía media
4a. Conversión a raster
de caudales mensuales
medios
4b. Conversión al raster
de caudales mensuales
con excedencia de 80%
Figura 2 – Implementación del Modelo Hidrológico
En el Anexo B se encuentran los diagramas detallados de la programación de los módulos del
modelo hidrológico. Se sigue con una descripción corta de los módulos.
1. Determinación de unidades de respuesta hidrológica
Este módulo convierte un elemento geográfico de cobertura vegetal (en este caso se utilizó el
mapa de cobertura vegetal desarrollado por TNC) en el elemento UnidadRespuestaHidrologica
que está definido en el modelo de datos ArcHidroHQ (ver Mafla et al, 2008) según la tabla 2.
2a. Desarrollo de raster de escorrentía para las hidrozonas (excepto glaciar)
Este módulo tiene como entrada al elemento geográfico UnidadRespuestaHidrologica, la capa
raster de precipitación mensual1 y tablas de relación entre hidrozonas y coeficientes de
1 Las mallas de precipitación media están basadas en las isoyetas que para este caso fueron realizadas en el programa
computacional Surfer y modificadas manualmente en ArcGis-ArcView en función de las características topográficas y
orográficas.
No se automatizó la interpolación de la precipitación para el cálculo directo de las mallas de precipitación desde una
tabla de datos medios mensuales debido a que la densidad de estaciones y la confiabilidad de la información no
permiten una buena estimación de la distribución espacial de la precipitación directamente.

escorrentía, así como coeficientes de ponderación. Aplica la ecuación 1 del modelo. Resulta en
un raster por cada mes del año con la escorrentía media en toda la cuenca con excepción de la
parte cubierta por glaciar.
2b. Desarrollo del raster de escorrentía media para la hidrozona Glaciar
Este módulo tiene como entrada al elemento geográfico UnidadRespuestaHidrologica, la capa
raster de precipitación anual y tablas de relación entre la hidrozona glaciar y los coeficientes
mensuales de deshielo de glaciar. Aplica la ecuación 2 del modelo. Resulta en un raster por
cada mes del año con la escorrentía media en toda la cuenca de la parte cubierta por glaciar.
3. Integración en raster de escorrentía
Este módulo sencillo no hace más que combinar los resultados de los módulos 2a y 2b.
Resultado son los raster mensuales de escorrentía media.
4a. Desarrollo de raster de escorrentía acumulada media o caudal medio
Este módulo agrega los flujos según un raster de dirección de flujo2, el cual fue desarrollado
con base en un Modelo de Elevación Digital. Además hace la conversión de unidades de mm a
m3/s para lograr un mejor entendimiento de los resultados.
4b. Desarrollo del raster de escorrentía acumulada o caudal con excedencia de 80%
Este módulo hace un ajuste a las capas raster de escorrentía antes de acumular y convertir las
unidades como en el módulo 4a.
Este ajuste consiste de la aplicación de la ecuación 4 diferenciando entre verano e invierno
como se explica más adelante en la sección sobre la calibración del modelo. Esto resulta
primero en una capa raster de coeficientes k; uno para los meses de verano (junio a
septiembre) y otra para los meses restantes mencionados aquí como invierno. Después se
multiplican estos raster de coeficientes k con los raster mensuales de escorrentía media que
resultaron del módulo 3.
2 El raster de dirección de flujo define en cada una de sus celdas hacia cuál celda fluye el agua. Este raster se ha
desarrollado con base en un modelo de elevación digital (MED) que resultó de una intensiva depuración de datos
topográficas de ríos, lagunas, y líneas y puntos de elevación. Ver UICN (2008) para más detalles.
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3 Calibración del modelo
Para obtener los valores de los parámetros del modelo se ha realizado una calibración manual.
Esto a diferencia de un algoritmo de calibración automática, debido a la calidad y cantidad de
información secundaria, principalmente la baja densidad de estaciones hidrológicas. Un modelo
se considera calibrado cuando se ajuste la salida del modelo con los valores medidos dentro de
un margen de error definido, por ejemplo a través del error estándar. Como en toda calibración
de un modelo hidrológico conceptual es esencial que sea guiada por un cierto entendimiento
del significado físico de los parámetros.
Los caudales medidos en las estaciones hidrológicas son caudales reales y dependen de
captaciones de agua y flujos de retorno aguas arriba de su punto de ubicación. Para la
calibración se han calculado los caudales naturales de la siguiente manera:
natural medido netocaptado trasvasado Q Q Q Q (5)
Donde:
Qnatural = Caudal estimado de producción natural de la cuenca de drenaje en el sitio de
medición de la estación
Qmedido = Caudal medido en la estación
Qnetocaptado = Caudal neto captado por usos consuntivos
Qtrasvasado = Caudales trasvasados desde una fuente externa a la microcuenca en análisis
Los parámetros a calibrar en este modelo son los coeficientes de escorrentía C, los
coeficientes de ponderación x, y los coeficientes de deshielo y (ver ecuaciones 1 y 2).
Adicionalmente, para la determinación del Q80%, se calibra los parámetros ki, que es la fracción
entre el Qmedio y Q80% (ver ecuación 4).
Como se indicó anteriormente, este es un modelo conceptual, lo que significa que los
parámetros tienen un significado físico. Del coeficiente de escorrentía por ejemplo sabemos
que su valor tiene que ubicarse entre 0 y 1 (con excepción de los glaciares que puede ser
inclusive mayor a 1). Adicionalmente se pueden obtener indicaciones en literatura
especializada para valores de coeficientes de escorrentía para ciertas zonas de respuesta
hidrológica. De los coeficientes de ponderación de la precipitación mensual sabemos que, para
zonas de respuesta hidrológica con poca regulación los valores para meses anteriores al mes
en cuestión son cero o cercanos a cero. También se tomó en cuenta en esta calibración el
balance hídrico anual en la cuenca, considerando la precipitación media multianual, la
evapotranspiración a nivel anual (De Bievre et al, 2008b) y el caudal medio medido
naturalizado, con lo que se confirma o rechaza el coeficiente de escorrentía.
3.1 Calibración para los caudales medios mensuales
La información que se dispone para la calibración de los coeficientes para las distintas zonas
de respuesta hidrológica es la de las estaciones hidrométricas de la cuenca (ver mapa de
estaciones hidrológicas y meteorológicas en el Anexo A). El caso ideal sería que se tenga
caudales medidos que sean producto de la respuesta de una sola zona de respuesta
hidrológica. Lamentablemente no se dispone de esta información. Sin embargo, la información
de las estaciones hidrométricas en la hoya de Quito ha sido satisfactoria para la calibración de
los coeficientes de las distintas zonas de respuesta hidrológica.
La información de las estaciones en la siguiente tabla ha sido utilizada en el proceso de
calibración. Se indica que proporción tiene cada zona de respuesta hidrológica dentro de cada
cuenca utilizada en la calibración
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Estación hidrológica
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Zona de respuesta
hidrológica
H158 H159 H152 H143
Pita AJ Salto
San Pedro en
Machachi
La Chimba en
Olmedo
Granobles AJ
Guachalá
Glaciar 2% 0,3% 0% 1%
Páramo 80% 29% 66% 22%
Bosque 0% 10% 20% 14%
Agrícola 18% 55% 13% 57%
Plantación Forestal 0% 2% 0% 1%
Tierra erosionada 0% 1% 1% 4%
Urbana 0% 3% 0% 1%
Cuerpo de agua 0% 0% 0% 0%
Tabla 3 Porcentajes de área de cada zona de respuesta Hidrológica para cada estación utilizada en la
calibración
Como se observa en la tabla 3, se utilizaron 4 estaciones, distribuidas básicamente en el sur y
noreste de la cuenca que cubren las zonas de respuesta hidrológica más relevantes. En el
caso de la estación H158 Pita AJ Salto, se eliminó, para el cálculo de los caudales medios, el
período 1964-1978 por tener registros con tendencia permanente a la baja hasta 1975,
posteriormente se presenta una aumento brusco que se mantiene hasta que los registros se
interrumpieron en 1978. De la serie de caudales de la estación H143 Granobles AJ Guachala,
se eliminaron los años 1999 y 2000 en el cálculo de los caudales medios, por presentar
caudales en múltiples de los otros años, sin que haya motivo alguno para eso (no fueron años
extraordinarios). Los gráficos de las series de caudales mensuales utilizados para la calibración
del modelo se encuentran en el Anexo C.
Para el caso de las subcuencas de las estaciones H158, H159, los caudales de trasvase
fueron determinados sobre la base de aforos realizados por EMAAP-Q, en el desborde del
canal Alumies en el caso del rio Pita y en el afloramiento Guitig en el caso del rio San Pedro .
Para el caso de los ríos La Chimba y Granobles Aj Guachala se tomó el caudal de trasvase
desde la quebrada Chimborazo hasta el rio Izmuquiru (cuenca alta del rio la Chimba) definido
por Heredia (2006).
Con respecto de los caudales captados aguas arriba del sitio de implantación de las estaciones
hidrológicas, se recurrió a diversa información, como por ejemplo para el caso del rio Pita, se
tomaron los datos de aforos que la EMAAP-Q viene realizando en los últimos años; y para los
restantes sitios, se han tomado los datos de caudales concesionados por la Agencia de aguas
de Quito en la base de datos de diciembre de 2007. En la siguiente tabla se muestra para cada
sitio de calibración el caudal trasvasado y captado que se ha tomado en cuenta en la
naturalización de los caudales:
Código Estación
Qtrasvasado
(m3/s)
Qcaptado
(m3/s)
H 159 San Pedro 1,49 2,3
H 158 Pita 0,41 1,17
H 152 La Chimba 0,12 0,9
H 143 Granobles AJ Guachala 0,12 3,4
Tabla 4 Caudal trasvasado y captado utilizados para la naturalización de los caudales en las estaciones
de calibración

Los datos mensuales utilizados en el proceso de calibración se encuentran en mayor detalle en
el Anexo C.
Para obtener los coeficientes, primero se realizó una calibración del coeficiente de escorrentía
C, con base en los valores medios anuales. En esta se varían los coeficientes de escorrentía
dentro del rango que se pueda esperar para cada una de las hidrozonas. Después se
calibraron los coeficientes de ponderación x, con base en los valores medio mensuales, para
cada cuenca de drenaje de cada estación. En el caso de los coeficientes de deshielo y de cada
mes del año se han obtenido los valores de manera similar.
Luego de un proceso iterativo de ajuste se obtuvieron los siguientes parámetros calibrados:
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Hidrozona
Coeficiente de
escorrentía
Coeficientes de ponderación
C x0 x1 x2 x3
Bosque 0,5 0,65 0,2 0,15 0
Cuerpo de agua 0,8 0,65 0,2 0,15 0
Páramo 0,73 0,3 0,3 0,2 0,2
Plantación forestal 0,4 0,7 0,25 0,05 0
Tierra erosionada 0,5 1 0 0 0
Agrícola 0,4 0,7 0,3 0 0
Urbana 0,9 1 0 0 0
Tabla 5 Coeficientes de escorrentía y coeficientes de ponderación para las hidrozonas de la Hoya de
Quito, resultado de la calibración del modelo.
Y para los coeficientes de deshielo (como fracción de la precipitación multianual):
Mes y
Enero 0,059
Febrero 0,040
Marzo 0,040
Abril 0,030
Mayo 0,059
Junio 0,069
Julio 0,149
Agosto 0,149
Septiembre 0,149
Octubre 0,129
Noviembre 0,069
Diciembre 0,059
Tabla 6 Coeficiente de deshielo
En la tabla 7 se muestran los caudales mensuales calculados con base en estos coeficientes
para cada estación utilizada en la calibración y en la tabla 8 los caudales medidos
naturalizados, para todo el periodo de registro de las estaciones, en general el período de
análisis fue 1966-2005.

Luego de la calibración se obtuvo un error máximo relativo cercano al 20% y errores medios
cuadráticos (RMS3) respectivamente de 2,87 m3/s para la estación H143, de 0,74 m3/s para la
estación H152, 1,24 m3/s para la estación H158 y de 3,65 m3/s para la estación H149, tal como
se puede apreciar en la Tabla 9.
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Código
Q (m3/s)
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic
H143 5,94 6,76 7,18 8,26 7,27 6,47 5,93 4,83 4,89 6,13 6,94 6,47
H152 1,42 1,67 1,78 2,04 1,99 2,36 2,52 2,22 1,81 1,54 1,71 1,48
H158 3,42 3,65 3,65 3,97 3,80 3,92 3,11 2,82 2,74 2,94 3,19 3,49
H159 6,57 8,01 8,59 9,13 8,08 5,96 3,89 3,17 4,35 5,44 6,03 6,18
Tabla 7 Caudales medios mensuales calculados
Código
Q (m3/s)
H143 6,01 7,27 6,96 9,61 7,87 7,54 7,10 5,05 4,10 5,12 6,43 7,58
H152 1,34 1,42 1,94 1,96 1,84 2,73 2,88 2,50 1,83 1,35 1,51 1,42
H158 3,72 3,86 4,13 4,03 3,73 3,85 3,64 3,36 3,24 3,38 3,51 3,69
H159 5,34 6,43 7,16 7,54 7,21 5,69 4,12 3,49 3,93 4,53 4,85 4,99
Tabla 8 Caudales medios mensuales medidos naturalizados
Cod
Error relativo
RMS
H143 -1% -7% 3% -14% -8% -14% -16% -4% 19% 20% 8% -15% 2,9
H152 6% 18% -8% 4% 8% -13% -13% -11% -1% 14% 13% 4% 0,7
H158 -8% -5% -12% -1% 2% 2% -15% -16% -15% -13% -9% -5% 1,2
H159 17% 20% 20% 19% 12% 5% -5% -9% 11% 16% 18% 15% 3,7
Tabla 9 Errores relativos de los caudales medios mensuales calculados
En los gráficos subsiguientes se muestra y analiza la variación de los caudales medios
mensuales en el año, de acuerdo con la información hidrológica disponible para cada estación
hidrológica, comparado con los caudales obtenidos con el modelo luego de la calibración.
3 Del inglés: root mean square (error)

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7
6
5
4
3
2
1
0
E ne F eb Mar Abr May J un J ul Ago S ept Oc t Nov Dic
H159 calculado H159 naturaliz ado
Figura 3 Caudales medidos naturalizados y calculados en la estación hidrológica H159 (San Pedro en
Machachi)
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Figura 4 Caudales medidos naturalizados y calculados en la estación hidrológica H158 (Pita AJ Salto)

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Figura 5 Caudales medidos naturalizados y calculados en la estación hidrológica H152 (La Chimba en
Olmedo)
11
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1
0
Figura 6 Caudales medidos naturalizados y calculados en la estación hidrológica H143 (Granobles AJ
Guachalá)
3.2 Calibración de los caudales Q80
A las zonas de respuesta hidrológica definidas para la hoya de Quito, se asignaron coeficientes
de relación k entre el Q80% y el Qmedio, de acuerdo a Ecuación 2 tanto para invierno (octubre –
mayo) como para verano (junio – septiembre). Estos sirven para calibrar el modelo de cálculo
del Q80, el mismo que consistió en la variación de dichos coeficientes.
Para la determinación de la fracción k se recurrió a la información de caudales diarios
depurados y filtrados mediante inspección visual de las series de las estaciones hidrológicas
H143, H152, H158 y H159 del INAMHI, actualizadas hasta el 2006. Con esta información se
han generado las curvas de duración naturalizadas, corrigiendo por fuentes externas
(trasvases) y egresos (captación neta) de agua.

Estación Anual Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic
H143 0,36 0,48 0,41 0,52 0,47 0,38 0,45 0,48 0,57 0,59 0,56 0,56 0,42
H152 0,51 0,77 0,76 0,77 0,76 0,73 0,59 0,59 0,65 0,72 0,73 0,78 0,81
H158 0,53 0,68 0,65 0,61 0,62 0,74 0,68 0,76 0,74 0,73 0,74 0,72 0,69
H159 0,50 0,76 0,70 0,71 0,85 0,74 0,74 0,83 0,84 0,82 0,81 0,80 0,78
Tabla 10 Coeficientes de relación k
Simplificando en una división entre verano (junio a septiembre) e invierno se obtienen los
siguientes valores luego de la calibración:
Hidrozona kverano kinvierno
Agrícola 0,55 0,4
Bosque 0,78 0,6
Cuerpo de agua 1 1
Glaciar 1 0,8
Páramo 0,78 0,6
Plantación forestal 0,55 0,4
Tierra erosionada 0,01 0,01
Urbana 0,2 0,25
Tabla 11 Coeficientes de relación k resultados de la calibración para cada hidrozona
Para el caso del Q80, se obtuvo un ajuste de menor calidad que en el caso del Qmedio aunque
todavía aceptable. La menor calidad se explica por el aumento de la relevancia de tener
buenas estimaciones de las captaciones en las cuencas de calibración cuando se trabaja con
caudales más bajos.
Los caudales obtenidos para el Q80 calibrado son los que se presentan a continuación en la
siguiente tabla:
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Código
Q80 (m3/s)
H143 3,01 3,64 3,48 4,80 3,94 3,77 3,55 3,03 2,67 3,07 3,86 3,41
H152 0,67 0,71 0,97 0,98 0,92 1,37 1,44 1,50 1,19 0,81 0,91 0,71
H158 1,86 1,93 2,07 2,01 1,86 2,50 2,00 2,02 2,11 1,69 1,76 1,84
H159 2,94 3,54 3,94 4,15 3,97 3,42 2,47 2,10 2,36 2,49 2,80 2,97
Tabla 12 Caudales mensuales con excedencia de 80% medidos naturalizados

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Código
Q80% (m3/s)
H143 2,87 3,24 3,40 3,91 3,56 4,12 3,74 3,40 3,14 2,97 3,29 2,96
H152 0,76 0,90 0,95 1,09 1,07 1,40 1,51 1,44 1,30 0,95 0,92 0,79
H158 1,88 2,01 1,97 2,16 2,10 2,86 2,33 1,94 1,93 1,44 1,73 1,90
H159 3,41 3,98 4,09 4,39 3,94 3,98 2,66 2,11 2,71 2,69 3,11 3,18
Tabla 13 Caudales mensuales con 80% de probabilidad de excedencia calculados
Cód
Error relativo
H143 -5% -11% -2% -19% -9% 9% 5% 12% 18% -3% -15% -13%
H152 14% 26% -2% 11% 16% 3% 5% -4% 10% 17% 2% 12%
H158 1% 4% -5% 7% 13% 14% 17% -4% -8% -15% -2% 3%
H159 16% 12% 4% 6% -1% 16% 8% 1% 15% 8% 11% 7%
Tabla 14 Errores relativos de los caudales mensuales con 80% de probabilidad de excedencia calculados
Para el caso de la estación hidrológica H159, la forma y el ajuste de la curva son buenos, con
un error medio cuadrático de 1,07 m3/s. El error relativo máximo no supera el 16%.
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Figura 7 Caudales naturales Q80 naturalizados y calculados en la estación hidrológica H159 (San Pedro en
Machachi)
Para la estación H158, se observa que existe un ajuste medianamente aceptable con un error
relativo de hasta el 17% en el que los valores calculados son mayores a los naturalizados. El
RMS para esta estación es de 0,66 m3/s.

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1.5
1.0
0.5
0.0
Figura 8 Caudales naturales Q80 naturalizados y calculados en la estación hidrológica H158 (Pita AJ
Salto)
En la estación H152 se observa que los caudales difieren un poco durante los meses de
invierno, alcanzando diferencias relativas entre los valores observados y calculados de hasta el
26% y un RMS de 0,36 m3/s. Esta diferencia podría ser explicada si asumimos que durante el
invierno los caudales son captados en menor proporción que durante el verano, por lo que la
cantidad de agua captada sería menor a la captada durante el verano, lo que reduciría dichas
diferencias.
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Figura 9 Caudales naturales Q80 naturalizados y calculados en la estación hidrológica H152 (La Chimba
en Olmedo)
Para la estación H143, se observa un ajuste aceptable. Los valores calculados son ligeramente
más altos que los naturalizados durante el verano. Tomando en cuenta que la actividad
agrícola en esta zona es alta y si asumimos que durante el invierno los caudales son captados
en menor proporción que durante el verano, entonces la cantidad de agua captada sería menor
a la captada durante el verano, se explican entonces las diferencias mayores.

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Figura 10 Caudales naturales Q80 Observados y calculados en la estación hidrológica H143 (Granobles
AJ Guachalá)

4 Corridas de prueba
Todo modelo debe ser verificado con un juego de información independiente de los datos
utilizados en el proceso de calibración. En este caso se utilizó la información de las estaciones
en la parte baja de la cuenca, ya que los caudales en este punto son el producto de una
combinación de todas las zonas de respuesta hidrológica. Las estaciones utilizadas son: H144,
H145 y H149. Para estas dos últimas estaciones se tomaron los caudales medios
determinados por el estudio hidrológico de JICA-INECEL en el contexto de los diseños de la
central hidroeléctrica Chespi. Los resultados se muestran en las siguientes tablas:
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Cod Nombre
Qmedio (m3/s)
Anual
H144
Guachalá
AJ Granobles 4,0 4,5 5,1 5,4 6,0 8,0 9,7 7,1 5,3 4,5 4,4 4.4 5,7
H145
Guayllabamba
AJ Cubi 47,4 56,9 66,2 72,6 61,7 50,1 43,0 31,5 27,7 37,7 51,9 49,7 49,6
H149
Guayllabamba en
Puente Chacapata 64,3 80,4 80,3 97,8 85,3 68,7 59,6 43,3 37,0 48,9 70,7 68,7 67,8
Tabla 15 Caudales medios mensuales medidos en las estaciones hidrométricas (JICA – INECEL, 1992)
Cod
Qmedio (m3/s)
Anual
H144 5,5 6,2 6,2 7,4 7,8 8,3 8,1 7,3 6,5 6,0 6,2 5,7 6,8
H145 71,8 85,2 92,3 102,6 85,9 63,0 44,6 37,8 52,9 69,7 78,0 73,2 71,4
H149 78,8 93,0 100,5 112,1 93,0 66,4 46,4 39,1 55,6 74,0 84,2 79,5 76,9
Tabla 16 Caudales medios mensuales calculados
Como se observa en las subsiguientes figuras, para las tres estaciones, la tendencia de
variación de caudal en el año se reproduce bien con el modelo. Los valores absolutos
calculados son sistemáticamente mayores a los medidos. La diferencia se lo puede calificar
como el valor medio anual del aprovechamiento neto, el cual está definido por la diferencia
entre la cantidad de agua aprovechada más todos los ingresos de agua (trasvases, retornos).

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H144 medidos H144 calculados
Figura 11 Caudales medios observados4 y caudales medios naturales calculados en la estación
hidrológica H144 (Guachalá AJ Granobles).
120.0
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
Figura 12 Caudales medios observados y caudales medios naturales calculados en la estación hidrológica
H145 (Guayllabamba AJ Cubi)
A medida que se va descendiendo en altitud en la Hoya de Quito las diferencias entre los
caudales naturales calculados y los naturalizados se van incrementando, es así que para las
estaciones localizadas en el río Guayllabamba, las diferencias entre los caudales observados1
y los calculados, que tienen su origen en el uso en la cuenca, varían entre los 10 y los 40 m3/s,
dependiendo del mes y de la estación climática.
4 Son los caudales medidos directamente en las estaciones del INAMHI, es decir incluyen los
efectos de las captaciones, flujos de retorno y trasvases aguas arriba.

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Figura 13 Caudales medios observados4 y caudales medios naturales calculados en la estación
hidrológica H149 (Guayllabamba en Puente Chacapata)

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5 Producción de agua por zonas de respuesta hidrológica
Una de las utilidades del modelo fue la determinación de la producción media de cada una de
las zonas de respuesta hidrológica y su variación mensual. y como estas influyen en la
composición del hidrograma natural medio anual para la Hoya de Quito.
Figura 14 Producción de agua por hidrozonas en la Hoya de Quito
En términos generales la zona agrícola es la que más escorrentía o caudal contribuye en la
Hoya de Quito, por la gran extensión de esta zona de respuesta hidrológica. Es seguida por la
zona de páramos. Sin embargo, es importante señalar que en los meses de verano, por
ejemplo en agosto, se nota que el peso de la contribución de las zonas con mayor capacidad
de regulación, páramo y glaciar, aumenta. En global 35% del agua que sale de la Hoya de
Quito proviene de las zonas agrícolas, el 30% de los páramos, 13% de Bosques, 12% de la
zona Urbana, 6% de plantaciones forestales 5% de tierras erosionadas, 0,5% de glaciar, y un
0,32% de cuerpos de agua.
Al analizar así mismo la contribución de las distintas zonas de respuesta hidrológica al caudal
con 80% de probabilidad de ocurrencia, o más generalmente se podría decir a los caudales de
sequía (figura 15), resalta otra vez lo estratégico de las zonas de páramo y glaciar como
fuentes de agua en sequía. En el mes de agosto los aportes de las distintas zonas al caudal
con 80% de probabilidad de ocurrencia en la salida de la Hoya de Quito, son: 55% del agua en
temporada seca proviene de páramo, el 22 % de la zona agrícola, 13% de Bosques, 4% de
plantaciones forestales, 3% de la zona Urbana, 2% de glaciar, 0,5% de cuerpos de agua y un
0,1% de tierras erosionadas.
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Figura 15 Producción de agua por hidrozonas en la Hoya de Quito
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6 Balance Hídrico en la Hoya de Quito
El modelo, una vez calibrado, permite calcular, para cualquier punto de la cuenca, el balance
entre los términos que maneja, es decir precipitación que entra a la cuenca, caudal evacuado a
la salida de la cuenca y agua perdida por evapotranspiración dentro de la cuenca. A
continuación se presenta este balance, a nivel anual, para algunas subcuencas de interés en la
Hoya, en mm de lámina de agua (Tabla 17) y en m3/s (Tabla 18):
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SUBCUENCAS
AREA
(km2)
Cota de
Cierre
(msnm) P (mm/a) Q (mm/a) ET (mm/a)
Pita 586 2460 1241 673 568
San Pedro 752 2460 1219 602 617
Machángara 154 2200 1369 899 470
Guayllabamba
1840
Medio 1130
825 497 328
Pisque 1136 1840 883 474 409
Guayllabamba
800
Bajo 954
702 369 333
Total Hoya de
Quito 4711
800
1040 517 523
Tabla 17 Balance hídrico natural a nivel anual en las subcuencas de la Hoya de Quito en mm/año
SUBCUENCAS
AREA
(km2) P (m3/s) Q (m3/s) ET (m3/s)
Rendimiento
(l/s/km2)
Pita 586 23 13 11 22
San Pedro 752 29 14 15 19
Machángara 154 7 4 2 26
Guayllabamba
Medio 1130 30 18 12 16
Pisque 1136 32 17 15 15
Guayllabamba
Bajo 954 21 11 10 12
Total Hoya de
Quito 4711 155 77 78 16
Tabla 18 Balance hídrico natural a nivel anual en las subcuencas de la Hoya de Quito en m3/s
En estos balances la evapotranspiración ET es la diferencia entre la precipitación y los
caudales medio anuales en la subcuenca. Se asume que a nivel anual esto es válido ya que no
existen variaciones multianuales fuertes en almacenamiento de agua dentro de la cuenca.
Estos valores indican la variabilidad que existe dentro de la Hoya en cuanto al balance hídrico.
La subcuenca con la mayor producción de agua es la del Río Machángara con 29 l/s/km2,
debido a su alto valor de precipitación y baja evapotranspiración en la zona urbana. Le siguen
las subcuencas de los ríos Pita y San Pedro con grandes extensiones de páramo. En la
subcuenca del Río Pisque y en la parte baja de la cuenca, los rendimientos son más bajos.

Al comparar los valores de evapotranspiración real calculados a partir del balance hídrico, con
los valores calculados de evapotranspiración potencial con el método de Penman Monteith, se
encuentran diferencias de no más del 20 % en la mayoría de las subcuencas, lo que valida los
resultados obtenidos por el modelo hidrológico implementado. Se observan diferencias
mayores en las zonas más secas y bajas, ya que en condiciones secas la Evapotranspiración
real es menor que la evapotranspiración potencial.
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7 Conclusiones
El modelo hidrológico para los caudales medios mensuales y Q80 que se presenta está basado
en la información hidrometeorológica disponible en la Hoya de Quito a la fecha. Ya que la
información hidrológica es escasa, y la pluviográfica de mucha mejor calidad y densidad, se
optó por un modelo que esté acorde a esta disponibilidad de información.
Se identificaron ocho zonas de respuesta hidrológica, que producen agua en función del tipo de
escurrimiento y almacenamiento que es característico de cada una de ellas. La calibración del
modelo muestra que las zonas de mayor capacidad de regulación son la de glaciares con una
regulación anual y la de páramo con una regulación mayor a 3 meses, mientras que la zona de
respuesta hidrológica de bosque contribuye también significativamente. Las zonas de áreas
erosionadas y la zona urbana no contribuyen a la regulación hídrica.
El modelo de cálculo del caudal medio, responde bastante bien a las hipótesis sobre las cuales
fue construido, es decir que el caudal natural, básicamente depende de la precipitación, del
coeficiente de escorrentía anual de cada hidrozona y de las precipitaciones del mes en el cual
se realiza el análisis y hasta tres meses anteriores a este.
Para el caso del caudal Q80, el modelo es aceptable, con un error absoluto un tanto mayor que
para el caso del caudal medio, esto básicamente ocurre por la dificultad de estimar con
precisión las series naturales de cada estación, debido a la falta de monitoreo tanto del agua
que entra al sistema, como la que sale del mismo.
Se realizaron corridas de prueba utilizando información de tres estaciones en la parte baja de la
cuenca. El modelo reproduce bien la variación de caudal en el año y permite tener una idea de
los usos consuntivos en la cuenca.
El balance global de la Hoya de Quito a nivel anual presenta gran variabilidad espacial. Las
subcuencas del Río Machángara, Pita y San Pedro, en este orden, son las de mayor
producción de agua anual por unidad de superficie de la cuenca.
La Hoya de Quito tiene globalmente una oferta hídrica media anual de 77 m3/s, producto de
una evapotranspiración media de 523 mm/año y de una precipitación media de 1040 mm/año.
En cuanto a regulación hídrica, la capacidad de seguir suministrando agua en los meses de
menor precipitación, el modelo confirma la gran regulación que se da en las zonas de páramo y
glaciar, por lo que en esta característica las cuencas del Río Pita y San Pedro son las más
importantes.
Las zonas productoras de agua la constituyen la zona agrícola, seguida por los páramos. Por
otro lado el Bosque, la zona urbana y el glaciar son productores de agua con un peso mucho
menor que los dos mencionados anteriormente.
En vista de que el modelo está basado en la respuesta hidrológica de distintos ecosistemas y
otras zonas de respuesta hidrológica, se podrá evaluar con el modelo eventuales cambios que
ocasionarían una degradación o recuperación de estos, sobre los caudales mensuales medios
y de 80% de probabilidad de excedencia a lo largo de toda la red hidrográfica de la cuenca.
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8 Bibliografía
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Integrado de los Recursos Hídricos en la Hoya de Quito. UICN – Sur. Quito
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influencia del FONAG, Quito, TNC-FONAG.

1002 1002
1001 1001
1000 1000
999 999
998 998
QUITO
San Antonio de Pichincha
997 997
Conocoto
Calderón
Sangolqui
Pifo
Cumbayá
Cayambe
Tumbaco
Olmedo
996 996
Amaguaña
995 995
Machachi
Azcázubi
Tabacundo
Nayón
Otón
Yaruquí
Aloag
Pomasqui
Checa
Puembo
Pintag
Tambillo
Tupigachi
Zámbiza
El Quinche
Cangahua
Uyumbicho
La Merced
Guayllabamba
Alangasí
Tababela
Puéllaro
Toachi
Perucho
Malchinguí
994 994
Chaupi
Pataqui
Guangopolo
Shimpis
Llano Chico
Atahualpa
Cotogchoa
Cutuglahua
La Esperanza
Rumipamba
Aloasí
76
760000m.E
77
77
78
78
79
79
80
80
81
81
82
82
83
83
9930000m.N
993
±
0 2,5 5 10 15
Ubicación del área de estudio en el Ecuador:
Cuenca del Río
Esmeraldas
Hoya de Quito
ECUADOR
Km
ESCALA 1:325.000
Línea de drenaje
Unidad de respuesta hidrológica
Agricultura
Tierras erosionadas
Bosque
Plantación forestal
Páramo
Zona urbana
Glaciar
Agua
U N I Ó N I N T E R N A C I O N A L PA R A L A
C O N S E R VA C I Ó N D E L A N AT U R A L E Z A
HOYA DE QUITO: ZONAS DE
RESPUESTA HIDROLÓGICA
MANEJO INTEGRADO DE RECURSOS HIDRICOS
BANCO INTERAMERICANO DE DESARROLLO
FONDO PARA LA PROTECCION DEL AGUA
NOMBRE PROYECTO:
FUENTE:
FECHA DE REALIZACION:
Diciembre - 2007
TITULO MAPA:
SIST. DE COORDENADAS:
UTM zona cuadricular 17M
WGS 1984
Propia elaboración
EN LA HOYA DE QUITO
LEYENDA
Población urbana

1002 1002
1001 1001
H143 - Granobles aj Guachala
#0
#0
#0
#0
#0
#0
1000 1000
999 999
998 998
997 997
996 996
995 995
994 994
#0
#0
Puembo
H158 - Pita aj Salto
H152 - La Chimba en Olmedo
H145 - Guayllabamba aj Cubi
H159 - San Pedro en Machachi
H144 - Guachala aj Granobles
H148 - Guayllabamba dj Pisque
H149 - Guayllabamba en punte Chacapata
QUITO
Conocoto
Calderón
Sangolqui
Pifo
Cumbayá
Cayambe
Tumbaco
Olmedo
Amaguaña
Machachi
Azcázubi
Tabacundo
Nayón
Otón
Yaruquí
Aloag
Pomasqui
Checa
Pintag
Tambillo
Tupigachi
Zámbiza
El Quinche
Cangahua
Uyumbicho
La Merced
Guayllabamba
Alangasí
Tababela
Puéllaro
Toachi
Perucho
Malchinguí
Chaupi
Pataqui
Guangopolo
Shimpis
Llano Chico
Atahualpa
Cotogchoa
Cutuglahua
La Esperanza
Rumipamba
Aloasí
76
760000m.E
77
77
78
78
79
79
80
80
81
81
82
82
83
83
9930000m.N
993
±
RIOGUAYLLABAMBA
0 2,5 5 10 15
Cuenca del Río
Esmeraldas
Hoya de Quito
ECUADOR
Km
ESCALA 1:325.000
LEYENDA
Ríos
Población urbana
#0 Estación hidrológica
SUBCUENCAS
Guayllabamba alta
Guayllabamba baja
Pisque
Pita
San Pedro
HOYA DE QUITO: ESTACIONES
HIDROLOGICAS
NOMBRE PROYECTO:
FUENTE:
Febrero - 2008
TITULO MAPA:
WGS 1984
Propia elaboración
EN LA HOYA DE QUITO

120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
1002 1002
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
9,0
8,0
7,0
6,0
1001 1001
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
1000 1000
Caudal medio anual = 63 m3/s
25,0
20,0
15,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
999 10,0
999
5,0
20,0
10,0
10,0
9,0
8,0
8,0
7,0
6,0
998 998
QUITO
18,0
16,0
14,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
997 997
Conocoto
Calderón
Sangolqui
Pifo
Cumbayá
Cayambe
Tumbaco
Olmedo
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
996 996
Amaguaña
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
995 995
Machachi
Azcázubi
Tabacundo
Nayón
Otón
Yaruquí
Aloag
Pomasqui
Checa
Puembo
Pintag
Tambillo
Tupigachi
Zámbiza
El Quinche
Cangahua
Uyumbicho
La Merced
Guayllabamba
Alangasí
Tababela
Puéllaro
Toachi
Perucho
Malchinguí
3,0
2,5
2,0
s)
m3/1,5
Q(1,0
0,5
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEPT OCT NOV DIC 3,0
2,0
1,0
994 994
Chaupi
Pataqui
Guangopolo
Shimpis
Llano Chico
Atahualpa
Cotogchoa
Cutuglahua
La Esperanza
Rumipamba
Aloasí
76
760000m.E
77
77
78
78
79
79
80
80
81
81
82
82
83
83
9930000m.N
993
±
0 2,5 5 10 15
Cuenca del Río
Esmeraldas
Hoya de Quito
ECUADOR
Km
ESCALA 1:325.000
Caudal medio anual = 3,6 m3/s
0,0
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEPT OCT NOV DIC
Q(m3/s)
Caudal medioanual= 76,9 m3/s
0,0
Q(m3/s)
Caudal medio anual= 17,1 m3/s
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
0,0
0,0
Q(m3/s)
0,0
Q(m3/s)
HOYA DE QUITO: CAUDALES
NATURALES CALCULADOS
NOMBRE PROYECTO:
FUENTE:
Julio - 2008
TITULO MAPA:
WGS 1984
Propia elaboración
EN LA HOYA DE QUITO
LEYENDA
Ríos
Población urbana
GRAFICOS
Q medio
Q 80%

Anexo B – Flujogramas del modelo hidrológico

Anexo C – Datos utilizados en el proceso de calibración

MANEJO INTEGRADO DE RECURSOS HIDRICOS EN LA HOYA DE QUITO
CAUDALES MEDIOS MENSUALES
ESTACIÓN: H143 GRANOBLES AJ GUACHALÁ
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1962 6,37 8,29 5,38 3,20 1,75 3,91 3,85 4,83
1963 3,52 5,81 3,82 3,39 3,20 4,58 1,43 1,03 0,68 1,04 2,67 2,50
1964 1,47 1,11 1,89 3,40 2,68 8,43 3,63 3,54 5,36 1,97 2,90 2,84
1965 2,57 1,51 1,18 4,49 8,50 5,78 4,61 3,24 2,86 3,32 14,33 6,01
1966 3,59 2,85 9,22 6,00 3,54 3,31 6,77 2,76 5,10 3,07 5,10 14,70
1967 10,55 6,33 5,14 2,80 2,79 6,33 7,11 3,90 1,90 2,48 3,72 1,68
1968 3,26 4,05 6,59 5,88 1,96 3,75 6,78 2,59 3,27 5,85 4,44 2,50
1969 2,27 2,14 2,29 13,04 7,22 8,95 4,95 3,80 2,66 6,71 6,23 6,68
1970 7,05 10,92 10,04 6,40 8,45 8,65 3,42 4,50 3,28 7,33 4,54
1971 5,02 7,42 8,03 12,88 9,00 8,86 8,31
1972
1973 2,51 2,92 2,14
1974 6,43 3,10 2,63 5,26 5,44 7,06
1975 15,09 12,37 6,29 6,00 17,42 10,22 11,50 4,79 2,54 7,33 12,42 15,33
1976 11,56 5,90 3,95 5,73 9,76 11,85 13,00 7,01 2,03 7,04 7,20 6,08
1977 2,07 4,72 4,70 5,01 3,97 8,71 4,30 3,87 3,08 5,59 4,57 3,01
1978 3,43 3,36 3,87 6,62 4,88 6,48 2,94 3,32 4,78 2,66 1,99 18,18
1979 1,50 0,85 7,23 3,37 6,68 4,77 1,35 2,48 3,34 3,09 2,29 1,93
1980 4,00 6,72 5,92 5,09 3,18 6,23 3,32 1,72 1,03 3,33 2,66 2,48
1981 4,70 2,73 5,91 1,54 2,08 2,10 5,43 2,10 1,51 2,56 9,32 5,53
1982 4,86 5,87 7,79 13,18 13,33 2,91 4,36 4,44 1,43 2,81 4,79 8,92
1983 4,56 4,56
1984 7,80 7,94 8,34 4,90 2,35 3,45 4,48 4,39 2,31
1985 2,06 1,95 3,32 7,13 7,95 4,80 5,09 4,04
1986 5,42 3,97
1987 3,23 7,43 6,00 7,56 9,31 3,24 4,63 3,17 1,91 6,01 3,43 4,55
1988 8,06 3,01 3,09 8,78 9,59
1989 7,69 6,06 9,76 5,41 8,41 7,63 5,96 1,59 1,00 2,46 2,70 0,80
1990 1,68 2,09 18,47
1991 4,90 4,89 4,70 7,38 4,09 1,04 1,27 3,21 2,03
1992 1,21 2,13 2,15 5,34 3,73 4,38 3,24 2,40 1,19 0,87 1,02 1,54
1993 2,32 1,98 3,57 5,49 5,18 4,60 3,51 1,55 1,73 1,31 3,00 3,86
1994 4,92 4,15 5,76 7,71 7,53 6,11 4,37 3,09 4,63 3,53 4,41 5,47
1995 5,24 2,61 1,67 1,92 2,70 1,68 2,56 1,29 1,06 1,36 3,70 2,04
1996 5,15 5,62 5,22 5,84 6,06 5,55 5,85 2,97 1,88 2,76 1,77 1,48
1997
1998 1,55 5,09 2,76 1,77 1,86 3,72 4,00 3,86
1999 4,31 2,92 10,51 2,64 2,61 4,08 17,40
2000 12,92 14,55 10,28 5,09 4,59 2,09 8,70 3,79 1,77 2,60
2001 10,11 2,65 1,74 1,86 1,98 4,01 1,49 0,52 0,49 1,05
2002 1,94 1,38 3,34 6,44 4,26 2,25 1,38 0,93 0,30 2,24 4,65 4,20
2003 3,50 2,64 3,01 6,28 1,58 3,50 2,22 2,92 7,64 10,89
2004 1,19 1,73 8,06 12,73 8,19 2,70 2,84 1,28 1,44 3,89 2,84 4,63
2005 3,73 2,12 2,49 6,62 9,35 5,26 2,04 0,97 1,70 2,40 4,27
Promedio 4,62 4,50 5,10 6,11 6,12 5,62 4,99 3,22 2,53 3,38 4,61 5,78
Máxima 15,09 14,55 10,28 13,18 17,42 11,85 13,00 10,51 8,70 7,33 14,33 18,47
Mínima 1,19 0,85 1,18 1,54 1,86 1,58 1,35 0,93 0,30 0,52 0,49 0,80

Estación H-143: Granobles Aj Guachala
Período de análisis: 1962 -2005, exceptuando el período 1999-2001
Captaciones y trasvases
En la cuenca aguas arriba de la estación H143, existe un trasvase, que de acuerdo a
Heredia (2006) proviene de la quebrada Chimborazo, afluente del río Azuela, mediante
un túnel artesanal antiguo, que data de hace más de 100 años que en promedio trasvasa
un caudal de 60 l/s. Por otro lado, las captaciones hasta el punto de localización de esta
estación alcanzan los 1351 l/s, según la información proporcionada por la AAQ (2008),
básicamente constituidos por sistemas de riego, consumo humano y abrevaderos.

Estación H-144
ESTACIÓN: H144
GUACHALÁ AJ
GRANOBLES
1962 10,00 16,28 14,05 9,01 5,31 6,95 4,53 5,70
1963 4,54 5,11 4,45 3,98 4,01 9,65 5,13 5,63 2,46 2,44 3,68 4,68
1964 2,63 2,15 4,06 4,43 4,26 15,88 8,51 10,49 13,86 4,35 3,48 2,63
1965 2,88 2,40 2,43 3,73 9,72 11,92 13,19 8,98 4,53 4,40 12,24 6,59
1966 5,33 3,88 11,74 8,54 4,05 6,06 12,62 7,80 10,54 4,42 4,30 11,23
1967 11,16 6,16 5,12 3,93 3,23 13,85 18,39 13,41 5,09 5,69 4,60 3,57
1968 5,74 4,98 7,88 7,55 4,07 7,40 18,25 7,57 5,96 7,63 6,25 3,94
1969 4,51 4,83 4,22 9,03 10,14 16,10 11,61 14,12 6,42 9,70 6,03 8,40
1970 8,66 17,01 9,80 8,00 11,71
1971 2,88 6,19 5,17
1972 4,73 4,94 3,87 5,28 6,22 3,13 3,87 2,36 2,63
1973 2,42 2,98 2,61 3,80 4,63 5,29
1974 2,96 7,80 10,71 6,73 4,43 4,41 3,60
1975 2,13 2,98 2,78 5,71 8,93 4,64 9,70
1976 11,92 13,71
1979 4,25 5,70 5,60 3,83 4,04 3,95 3,89
1980 6,69 6,79 6,18 8,63 6,05 3,95 3,77 5,49 3,60 2,72
1981 2,90 2,28 3,51 3,78 3,97 3,41 9,47 3,34 2,96
1982 3,32 2,67 2,61 5,17 6,68 4,85 9,74 26,37 18,45 6,89 3,39 6,50
1983 4,72 5,94 7,77 9,45 8,17 4,59 7,31 6,05 5,87 5,15 2,94 3,58
1984 5,05 5,24 3,58 4,77 7,25 7,08 4,82 6,95 6,31 6,14 4,12
1985 2,85 4,22 4,49 3,22 7,48 8,68 15,52 11,25 5,64 4,70 2,77 2,36
1986 3,20 10,22 6,94 5,36 8,13 13,98 5,56 4,51 5,21 5,38
1987 3,20 7,23 4,15 8,03 7,89 4,77 7,84 5,80 4,61 6,13 4,17 3,82
1988 2,91 4,22 3,57 7,78 7,33 7,96 12,06 4,57 4,28 4,68 6,05 6,44
1989 5,16 4,67 8,23 4,58 10,25 10,59 7,87 3,60 3,70 3,01 2,44 2,18
1990 1,80 1,39 4,61 2,91 4,59 7,09 5,07 3,49 2,12 3,24 1,87 2,55
1991 4,98 2,41 2,61 3,15 3,97 8,40 6,92 3,14 2,95 3,72 4,11
1992 1,70 2,22 3,05 6,34 4,59 6,36 5,21 5,19 2,99 1,62 1,51 1,67
1993 1,63 3,14 7,13 4,72 6,07 6,15 2,76 4,01 3,42 3,46 3,76
1994 3,09 2,90 4,63 5,89 4,82 3,95 6,09 6,72 3,07 3,31 3,34 4,99
1995 3,08 1,96 1,88 1,72 4,23 3,16 5,26 1,87 1,72 2,32 2,87
1996 3,87 6,72 6,19 4,26 4,22 5,11 9,59 3,27 2,48 2,08 1,41 2,78
Promedio 4,00 4,47 5,14 5,41 6,01 7,96 9,68 7,14 5,33 4,47 4,37 4,40
Máxima 11,16 17,01 11,74 9,45 11,71 16,28 18,39 26,37 18,45 9,70 12,24 11,23
Mínima 1,63 1,39 1,88 1,72 3,15 3,16 5,07 1,87 1,72 1,62 1,41 1,67

Período de análisis: 1983-1997
En la cuenca aguas arriba de la estación H144, no existen trasvases. Por otro lado, las
concesiones de uso del agua hasta el punto de localización de esta estación alcanzan los
6250l/s, según la información proporcionada por la AAQ (2008), básicamente
constituidos por sistemas de riego, consumo humano y abrevaderos.

Estación H-158: Pita Aj Salto
ESTACIÓN: H158 PITA AJ SALTO
1964 2,64 4,73 3,27 1,78 1,67
1965 1,61 1,53 1,48 1,83 1,93 2,29 2,02 2,06 1,72 2,01 3,18 2,68
1966 1,87 2,75 2,49 2,50 1,80 1,92 1,57 1,92 2,00 1,81 2,03
1967 1,89 1,87 2,26 2,01 1,78 2,37 2,46 2,15 1,84 2,14 1,49 1,07
1968 1,09 1,14 1,42 1,39 1,24 1,39 1,80 1,29 1,19 1,45 1,25 1,11
1969 0,91 1,12 1,00 1,57 1,33 1,63 1,28 1,44 1,04 1,19 1,34 1,43
1970 1,33 1,61 1,28 1,19 1,39 1,54 1,10 1,19 1,04 0,95 1,50 1,06
1971 1,13 1,08 1,39 1,30 1,13 1,08 1,29 0,88 0,92 1,29 1,07 0,91
1972 1,08 1,01 1,02 1,17 0,90 0,89 1,12 0,88 0,93 0,81 0,87
1973 0,85 0,86 0,91 1,01 0,87 0,78 0,84 0,89 0,89 0,84 0,77 0,75
1974 0,71 1,15 1,70 1,48 1,00 0,85 3,03 3,12 4,09 3,90 3,25
1975 3,18 3,32 3,08 3,25 5,23 4,38 4,22 4,34 4,30 4,29
1976 4,57 5,19 5,05 5,30 4,02 5,86 4,61 4,14
1977 4,11 4,50 3,99 4,82
1979
1980 3,19 3,03 2,88 3,12
1981 2,91 2,89 1,83 1,83 1,78
1982 5,23 6,49
1983 6,76 6,70 2,23 2,25 2,23
1984 2,49
1985 2,30 2,13
1986 2,45 2,00 2,18 2,28 2,34 2,28
1987 2,73 2,30 2,25 2,14
1988 2,35 2,57 2,62
1989 2,50 2,57 2,72 2,34 2,53 2,60 2,50 2,49 2,47 2,29 2,06
1990 2,19 2,22 2,19
1991 2,64 2,64 2,63 2,32 2,48 2,32
1992 2,19 2,32 2,40 2,77 2,31 2,40 2,63 2,68 2,50 2,14 2,21 2,11
1993 2,18 2,43 2,86 2,92 2,19 2,09 2,12 2,09 2,23 1,85 2,13 2,50
1994 2,00 2,77 2,60 2,86 2,61 2,75 2,88 3,12 2,75 2,63 2,85 2,66
1995 2,84 2,67 2,26 2,36 2,49 2,45 2,36 2,33 2,21 2,19 2,48 2,17
1996 2,27 2,99 2,97 2,87 2,71 2,58 2,83 2,62 2,55 2,30 2,09 2,13
1998 4,62 6,15 7,15 7,08 4,47 3,44 3,39 2,94 2,79 3,22 3,45 2,50
1999 2,94 3,51 3,38 3,53 3,28 2,67 2,80 3,53 3,47 2,88 2,77 3,45
2000 3,21 3,23 3,60 3,35 3,48 3,13 2,98 2,77 2,98 2,58 2,20 1,90
2001 2,91 2,74 3,15 2,92 2,79 2,94 3,14 3,23 3,03 3,03 2,82 3,05
2002 2,87 2,54 3,18 3,20 3,16 3,19 3,05 3,05 2,71 2,60 3,14 3,10
2003 3,29 3,02 3,09 3,09 3,30 3,14 3,11 2,66 3,02 3,12 3,05 3,21
2004 2,80 2,40 2,44 2,93 3,04 2,85 2,88 2,91 2,57 2,92 2,92 3,08
2005 2,86 2,83 3,07 2,95 2,91 3,17 2,76 2,78 2,58 3,02 3,12 3,45
Promedio 2,51 2,60 2,60 2,71 2,44 2,43 2,45 2,35 2,34 2,45 2,57 2,49
Máxima 6,76 6,70 7,15 7,08 4,47 5,23 4,82 4,38 4,73 5,86 5,23 6,49
Mínima 0,71 0,9 0,91 1,01 0,87 0,78 0,84 0,88 0,89 0,81 0,77 0,75

Períodos de análisis: 1965 – 1974 y 1985 – 1996
En la cuenca aguas arriba de la estación H158, existió un trasvase temporal de
aproximadamente 410 l/s hasta marzo del 2000, provocado por la no operación de las
compuertas y parte del canal de riego Alucies, que capta agua desde el río Tambo y
actualmente lo transporta hasta la provincia del Cotopaxi. Por otro lado, el uso de agua
en esta zona ha sido monitoreado periódicamente por la EMAAP-Q, y reporta un caudal
de captación variable en el año, en el orden de 1070 l/s y llegando hasta un máximo de
1220 l/s en los meses de verano.

Estación H-159: San Pedro en Machachi
ESTACIÓN: H159 SAN PEDRO EN MACHACHI
1964 6,461 6,84 6,431 4,614 4,405 4,697 5,569 6,571 5,286
1965 5,569 5,519 5,883 8,915 9,021 5,76 4,687 3,941 4,307 5,481 7,942 6,096
1966 6,544 5,422 4,587 5,871 7,172 4,944 4,343 3,707 3,643 4,483 4,137 4,905
1967 5,951 9,068 7,622 4,881 4,668 4,317 3,905 3,346 3,233 4,128 4,032 3,84
1968 3,828 4,569 6,335 5,154 4,527 4,165 3,557 3,533 4,446 5,212 3,96 3,913
1969 3,648 5,576 6,351 5,739 5,538 4,223 3,903 4,44 5,869 5,995 6,836
1970 6,939 8,89 8,037 6,242 3,998 3,691 4,407 4,708 5,271 5,753
1971 6,162 10,656 16,828 9,589 8,167 6,428 4,063 3,329 4,025 5,174 5,661 5,612
1972 5,658 7,569 8,251 9,011 6,979 6,235 3,782 2,878 3,406 3,796 4,633 4,916
1973 4,187 3,932 4,805 9,977 8,376 7,267 5,714 5,986 5,358 5,995 5,786 4,999
1974 5,519 16,244 18,945 15,459 14,694 14,582 8,856 7,037 8,353 13,853 13,298 14,194
1975 12,092 10,109 12,532 8,982 9,968 10,486 9,464 5,078 5,784 6,17 9,338 7,334
1976 8,517 7,799 8,392 10,093 7,339 5,215 3,606 3,033 3,433 4,079 5,118 5,261
1977 5,434 4,345 3,385 3,285 2,607 2,436 2,343 2,82 3,474 4,512 3,546 3,719
1978 4,468 3,598 3,246 4,942 5,365 2,282 2,145 1,497 2,494 1,934 1,456 1,965
1979 1,552 1,217 2,636 3,9 7,069 6,036 2,426 2,179 3,293 2,604 2,14 2,002
1980 2,116 3,687 2,78 3,526 3,235 2,202 1,806 1,869 2,202 3,356 3,729 5,013
1981 4,134 6,075 9,716 9,908 6,669 2,563 2,277 1,288 3,149 3,526 3,448 3,554
1982 5,061 6,086 4,455 6,154 5,542 3,742 3,468 3,622 4,869 6,025 8,622
1983 8,339 7,77 6,713 10,23 10,121 7,313 4,549 3,296 3,497 3,73 3,628 4,268
1984 4,437 15,557 17,039 16,088 13,262 8,99 5,026 2,951 2,906 3,67 4,335 4,708
1985 4,767 4,062 3,637 3,407 3,574 3,039 2,658 3,277 3,311 3,228 3,134
1986 3,876 3,541 4,143 5,252 5,108 3,887 2,585 2,315 2,292
1987 4,096 3,656 3,985 3,827 4,771 3,578 3,533 3,609 4,492 4,651 3,235 2,945
1988 2,503 2,918 2,832 5,973 6,317 4,776 3,343 1,734 2,791 2,705 4,435
1989 10,414 9,601 7,867 6,97 6,362 2,997 2,414 2,449 3,45 2,36 2,036
1990 3,554 3,997 3,916 3,955 4,3 3,486 2,467 2,342 2,395 2,835 2,622 2,552
1991 1,9 1,901 2,564 2,795 2,029 1,662 1,603 1,527 1,759 2,454 2,699
1992 2,843 2,538 3,256 3,626 3,105 2,569 2,175 1,794 2,203 2,582 1,804 1,423
1993 1,627 2,833 4,513 7,681 5,14 2,833 1,975 1,449 1,611 2,211 2,722 3,049
1994 5,612 7,276 8,985 7,215 4,1 2,189 1,469 2,063 2,297 2,873 3,421
1995 3,02 2,497 2,747 4,212 4,03 3,349 2,4 2,984 1,894 2,474 3,743 2,981
1996 4,038 7,499 9,257 9,178 8,248 5,016 3,573 2,436 2,125 2,493 2,522 2,66
1997 3,708 4,986 3,575 3,185 3,674 4,329 2,097 1,58 2,287 4,55 4,099
1998 3,192 3,746 5,421 8,629 8,819 4,098 2,363 1,932 2,078 2,955 3,951 2,627
1999 3,529 6,601 7,751 7,632 7,006 5,405 2,878 1,654 3,426 3,756 3,293 6,205
2000 8,69 9,281 5,489 12,774 15,674 12,467 5,828 3,166 4,284 2,84 2,122 2,148
2001 3,843 2,645 4,309 3,965 2,052 1,42 0,821 0,466 0,586 0,526 0,629 1,084
2002 1,103 0,924 2,483 1,447 1,273 0,395 0,279 0,45 0,786 1,81 1,764
2003 1,286 2,175 1,008 1,338 2,262 3,092 2,987
2004 1,687 0,912 0,911 1,649 3,457 1,748 0,94 0,616 0,868 1,519 2,121 2,349
2005 1,344 1,577 3,641 4,151 3,4 0,984 0,76 1,404 1,555 2,193 2,724 3,081
Promedio 4,53 5,63 6,35 6,74 6,40 4,88 3,31 2,68 3,12 3,72 4,05 4,18
Máxima 12,09 16,24 18,95 16,09 15,67 14,58 9,46 7,04 8,35 13,85 13,30 14,19
Mínima 1,10 0,9 0,91 1,65 1,45 0,98 0,40 0,28 0,45 0,53 0,63 1,08

Período de análisis: 1964-2005
En la cuenca aguas arriba de la estación H159, existe un aporte, aparentemente de
origen termal (de origen diferente a la precipitación) de aproximadamente 1490 l/s en la
zona de Tesalia, según registros de la EMAAP-Q. Por otro lado, el uso de agua en esta
zona, reporta un caudal de captación variable en el año, en el orden de 4600 l/s, según la
AAQ (2008)

Estación H-152: Estación La Chimba en Olmedo
ESTACIÓN: H152 LA CHIMBA EN OLMEDO
1963 0,73 1,19 1,08 1,00 1,00 2,02 1,19 1,31 0,70 0,67 0,94 1,13
1964 0,73 0,63 1,01 1,08 1,05 3,41 1,87 2,22 2,84 1,08 0,91 0,72
1965 0,79 0,70 0,75 1,03 1,97 2,37 2,49 1,79 1,13 1,06 2,47 1,52
1966 1,31 1,16 2,46 1,89 1,00 1,40 2,75 1,73 2,42 1,08
1967 2,40 1,42 1,22 0,99 0,85 2,92 3,96 2,86 1,21 1,33 1,12 0,92
1968 1,53 1,21 2,07 2,02 0,36 0,90 3,59 1,65 1,55 1,42 0,92 0,76
1969 1,10 0,93 2,94 2,63 2,59 3,95 2,72 3,00 1,41 1,31 1,52 1,29
1970 1,81 3,25 3,70 2,44 2,85 4,46 1,98 2,97 2,50 1,20 2,09 1,45
1971 1,63 1,99 1,43 2,40 1,64 3,37 3,56 1,99 1,94 1,53 1,67 1,60
1972 3,16 2,34 2,04 2,61 1,99 3,36 4,98 2,02 2,33 1,03 2,00 1,57
1973 1,60 2,02 1,37 1,51 2,04 2,33 2,75 2,57 1,64 0,97 0,88 0,97
1974 0,58 1,56 1,32 1,31 1,57 1,72 5,42 4,28 1,74 2,75 3,25 4,84
1975 1,10 0,93 2,94 2,63 2,59 3,95 2,72 3,00 1,41 1,31 1,52 1,29
1976 1,10 0,93 2,94 2,63 2,59 3,95 2,72 3,00 1,41 1,31 1,52 1,29
1977 2,14 3,58 4,48 4,62 3,33 4,26 4,27 4,02 2,88 3,21 2,41 2,13
1978 0,91 1,00 1,17 2,21 1,02 3,10 2,35 1,63 1,36 0,73 0,91 0,95
1979 0,42 0,84 1,64 1,30 2,10 1,54 1,19 1,08 1,01 1,03 1,01
1980 1,16 1,46 1,98 2,17 2,14 2,69 2,12 1,74 1,54 1,78 1,43 0,84
1981 0,96 0,97 1,16 1,15 1,29 1,25 2,33 0,77 1,04 0,66 1,35 1,26
1982 0,79 0,63 1,24 1,60 1,16 2,30 6,35 4,44 1,61 0,80 1,56
MED 1,34 1,42 1,94 1,96 1,74 2,73 2,88 2,50 1,83 1,35 1,51 1,42
Max 0,58 0,42 0,75 0,99 0,36 0,90 1,19 0,77 0,70 0,66 0,80 0,72
Min 3,16 3,58 4,48 4,62 3,33 4,46 5,42 6,35 4,44 3,21 3,25 4,84

Período de análisis: 1963 - 1982
En la cuenca aguas arriba de la estación H152, existe un trasvase, que de acuerdo a
Heredia (2006) proviene de la quebrada Chimborazo, afluente del río Azuela, mediante
un túnel artesanal antiguo, que data de hace más de 100 años que en promedio trasvasa
un caudal variable desde 60 a 1500 l/s. Por otro lado, las captaciones hasta el punto de
localización de esta estación alcanzan los 904 l/s (Heredia, 2006), básicamente
constituidos por sistemas de riego, abrevaderos y consumo humano.

Estación H-145: Guayllabamba AJ Cubi
ESTACIÓN: H145 GUAYLLABAMBA AJ CUBI
1964 65,00 41,01 38,63 48,09 37,57 39,14 35,02
1965 32,43 32,13 33,11 73,62 45,38 38,24 31,73 29,08 40,25 110,59 58,96
1966 61,49 55,82 72,39 53,86 47,75 35,16 41,81 29,06 36,42 40,52 45,05
1967 68,19 36,72 31,16 52,45 46,79 30,42 21,15 30,80 33,81
1968 30,97 47,42 66,86 33,76 44,76 26,03 30,34 48,85 40,33 34,14
1969 36,72 44,49 38,21 89,18 35,60 38,49 33,35 54,79 61,95 67,21
1970 67,13 109,94 90,94 64,52 85,05 62,92 31,85 126,28 153,24 142,87 193,99 125,65
1971 54,16 42,68 35,89 21,30 48,29 59,49 51,86
1972 54,98 51,09
1973 38,87 42,56 49,77 110,90
1974
1975 100,00 102,60 108,18 86,79 102,11 99,57 102,44 64,13 55,88 60,54 65,68
1976 59,55 68,10 72,78 79,58 77,88 84,66 73,87 48,36 25,39 29,22 52,83 47,26
1977 29,86 31,28 44,31 47,89 50,82 0,00 35,00
1978 33,43 27,82 45,06 68,56 50,57 47,45 36,31 33,09 36,04 33,67 30,49 42,29
1979 32,47 25,17 57,20 58,81 53,82 52,55 30,08 17,48 22,06 27,53 27,06 24,92
1980 30,55 56,56 66,37 81,56 61,03 51,94 27,40 22,75 21,47 38,79 36,73 33,95
1981 27,10 32,79 54,89 69,32 50,48 26,50 39,96 22,07 23,03 25,51 39,03 27,52
1982 51,87 42,94 45,56 55,13 65,78 32,37 27,28 27,82 26,91 43,41 58,26 91,05
1983 68,60 70,19 84,57 95,28 81,39 43,97 29,66 29,89 29,06 32,08 33,88 47,66
1984 50,52 73,54 59,42 83,46 72,74 60,17 45,36 34,26 50,84 55,01 50,56 43,00
1985 37,55 29,94 33,41 36,52 46,14 38,29 37,50 41,08 33,15 30,23 25,42 28,58
1986 35,11 37,52 79,94 60,28 43,80 35,92 39,62 22,11 24,03 35,84 44,77 29,39
1987 33,61 38,82 43,68 50,67 65,37 28,29 35,25 29,23 23,56 34,96 25,96 23,09
1988 22,24 23,04 25,45 57,26 44,47 38,94 52,98 24,24 26,90 44,27 61,39
1989 68,29 42,15 58,29 51,75 41,07 19,78
1991 38,26 59,14 43,44 31,68 18,78 27,37 41,84 40,46
1992 29,20 18,05 12,97 11,35 8,62 10,02 8,88
Promedio 43,30 49,09 59,47 65,33 59,43 45,55 42,49 34,42 35,46 42,12 50,45 47,23
Máxima 100,00 109,94 108,18 110,90 102,11 99,57 102,44 126,28 153,24 142,87 193,99 125,65
Mínima 22,24 23,04 25,45 36,52 31,16 0,00 27,28 12,97 11,35 8,62 10,02 8,88

Estación H-149: Guayllabamba en Puente Chacapata
ESTACIÓN: H149 GUAYLLABAMBA EN PUENTE CHACAPATA
1978 40,97 38,37 33,24 39,19
1979 32,76 28,42 63,48 70,60 78,95 62,79 37,34 35,75 46,52 39,26 30,69 29,71
1980 38,72 85,63 67,13 78,76 60,89 55,57 41,37 36,22 33,40 50,96 54,91 53,17
1981 46,77 55,45 88,27 100,17 67,81 40,78 27,27 26,98 30,14 44,72 42,83
1982 71,85 65,25 66,17 87,59 89,71 53,29 45,79 41,46 36,28 56,37 78,72 110,02
1983 88,09 82,14 95,23 145,89 119,10 64,12 48,97 40,64 39,30 45,61 45,67 64,01
1984 67,43 103,53 88,33 135,10 108,09 84,44 61,97 43,10 69,08 71,04 64,83 57,66
1985 57,69 48,50 48,63 58,70 69,94 51,17 56,52 47,09 41,94 42,51 34,75 39,18
1986 20,60 47,00 49,84 31,80 34,35 30,11
1987 54,27 61,07 75,22 39,42 30,22 24,47 30,74 35,36 34,90 30,96
1988 30,92 53,52 63,31 35,79 40,43 42,16 77,97 65,11
1989 92,60 86,66 114,80 73,12 91,49 76,89 60,95 35,81 39,69 54,15 39,04 30,31
1990 26,62 24,39 45,99 29,83 25,68
1991 33,84 54,01 49,29 36,73 39,00 35,51
1992 32,08 36,85 35,26 52,44 36,37 31,91 27,31 25,86
1994 48,26 51,75
1995 37,89 35,73 42,87 55,06 52,34 42,26 21,67
1997 48,47 31,59 32,68 40,54 81,52 69,73
1998 31,84 40,62 35,70 33,59 38,89 65,65 35,93
1999
2003 30,63 35,90 35,08
2004 28,32 26,86 30,50 34,16 34,16 28,86 29,75 29,64
2005 51,78 41,14 31,22 29,99 21,50 21,65 25,96 27,77 39,12
Promedio 48,40 56,11 65,30 75,27 71,17 51,41 43,50 33,55 36,57 42,24 48,19 47,50
Máxima 92,60 103,53 114,80 145,89 119,10 84,44 63,31 47,09 69,08 71,04 81,52 110,02
Mínima 20,60 26,86 30,50 34,16 34,16 31,22 21,67 21,50 21,65 25,96 27,77 25,68

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