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2598-Texto Del Artículo-3265-1-10-20210225
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imprevistas.
AUTORES:
cuenca en una zona donde no existen estudios de este tipo. Se utilizó las curvas intensidad-duración-
frecuencia (IDF) para la construcción de hietogramas. Con esta información, se aplicó un sistema de
modelamiento hidrológico con la herramienta HEC-HMS (versión 4.6.1), y el programa QGIS 3.4
MADEIRA para determinar las características morfológicas de la cuenca. Se obtuvieron los caudales
de punta para períodos de retorno de 25, 50 y 100 años respectivamente. Este análisis es de gran
ayuda para otras cuencas hidrográficas en toda la región ecuatoriana, ya que tienen una función
TITLE: Hydromorphological study of the La Mona, El Cady Basin and the risk of unforeseen floods.
2
AUTHORS:
ABSTRACT: The work managed to simulate the hydrological behavior of the basin in an area where
there are no studies of this type. The intensity-duration-frequency (IDF) curves were used for the
construction of hietograms. With this information, a hydrological modeling system was applied with
the HEC-HMS tool (version 4.6.1), and the QGIS 3.4 MADEIRA program to determine the
morphological characteristics of the basin. Peak flows were obtained for return periods of 25, 50 and
100 years, respectively. This analysis is of great help for other hydrographic basins throughout the
Ecuadorian region, since they have an important function in the ecosystem and they do not have
hydrometeorological information.
INTRODUCCIÓN.
La cuenca hidrográfica es un territorio que es definido por la propia naturaleza, principalmente por
los límites de los sectores de escurrimiento de las aguas superficiales que siguen su salida hasta el
cauce. La cuenca con sus recursos naturales y habitantes tienen características biológicas, físicas
económicas y sociales que las hacen distintas a cada una. Físicamente son una fuente de captación de
Las cuencas hidrográficas proporcionan algunos servicios al ecosistema tanto como para el bienestar
humano, su alimentación, el abastecimiento de agua, calidad del agua, la regulación del clima y
también para la protección costera. Cada vez se reconoce más el valor de sus funciones para su
conservación y otros servicios que proporciona al ecosistema. Todos estos aspectos se basan en el
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manejo de los recursos hídricos y por ellos pueden considerarse componentes esenciales para la
infraestructura en general; sin embargo, en años anteriores, no siempre se daba la importancia y eso
Las cuencas hidrográficas en Ecuador son de gran importancia para la distribución equitativa del
recurso agua, ya que delimita nuestras regiones y son la base para la generación de riquezas ya sea
agrícola o para el sistema productivo, así mismo sirve para el ordenamiento territorial. El plan
2017) buscar mejorar y hacer más eficiente el manejo del agua en cada una de las cuencas
que esta se involucre en el cuidado y aprovechamiento del líquido vital. La provincia de Manabí tiene
seis cuencas hidrográficas que benefician a algunas comunidades, tanto para consumo humano para
Los cauces principales que están en cada una de las ciudades y en Manabí se encuentran localizadas
en: Portoviejo, Chone, Jama, Pedernales y Jipijapa. (Olivo, 2018). La cuenca del río Portoviejo tiene
la bondad de servir a la comunidad tanto para el abastecimiento de sistemas de riego, agua potable,
ganadería y para otros fines. En épocas de inviernos es donde más se aprovecha el agua superficial,
ya que comienzan las lluvias desde los meses de diciembre hasta abril aproximadamente, así como
se describen sus características positivas también se muestran aspectos negativos, en épocas de lluvias
las precipitaciones repentinas y constantes producen inundaciones a los sectores más vulnerables
como son las zonas aguas abajo del cauce del río Portoviejo donde existen muchas hectáreas de
2016).
En la cuenca del río Portoviejo existen Subcuencas que están afectando al sector socioeconómico de
Parroquia Colón, esta parroquia durante los meses de invierno se ve afectada por las inundaciones
que son provocadas por las subcuencas existentes en el sector tales como la de La Mona ubicada en
el sector el Cady y también la Micro- cuenca llamada Maconta; éstas en época invernal bajan sus
quebradas provocando mucho daño a los sectores antes mencionado. Dada esta problemática se prevé
imprevistas.
El entendimiento de la teoría del conocimiento permite realizar una investigación científica que nos
permite obtener respuestas correctas a cualquier hipótesis, razón por la cual se ha realizado este tipo
de trabajos donde nos permitirá orientarnos de mejor manera en las tomas de decisiones en cuento al
riesgo hídrico que esta representan, dada la complejidad de algunas herramientas de modelación en
la estimación hidrológica como son Hidrodames pertenecientes al instituto danés, otra herramienta
es Delft 3D para hidráulica que es pesado y más lento para procesar toda la información. Por eso se
utilizó el software HEC HMS que es acceso libre y permite de mejor manera la interpretación de los
resultados.
DESARROLLO.
Metodología.
visual caracterizados por los recorridos de campo en los que se harán observaciones de las superficies
identificadas anteriormente, para examinar las posibles causas de los procesos que afectaron la zona.
de elementos antiguos. De tipo Explicativos, analizando el porqué es así la realidad de este sector,
necesaria a través de libros, artículos científicos, revistas y periódicos que servirán de sustento
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científico – teórico de la Cuenca La Mona y su relación con la percepción del riesgo. Levantamiento
Para poder realizar la modelación de la cuenca de La Mona se tienen que realizar lo siguiente:
• Recopilación de información.
• SIGTIERRAS: Descargar los modelos de elevación previa a una solicitud de la información con
la ayuda del Programa nacional sigtierras con una resolución de 4x4 el más eficiente para realizar
el análisis.
• INHAMI: Serie climatológica de los últimos años de la estación M005 UTM (Fermín & Orlando,
2018).
• Por medio del software QGIS se obtuvieron las características físicas de la cuenca la mona.
• Cálculo y estimación de las curvas IFD (curva de intensidad y frecuencia) de la estación de la zona
ya elegida.
Ubicación Geográfica.
suroeste de la ciudad, Datum WGS84 con las coordenadas UTM: Norte 9876741,358 y Este
565536,621 o coordenadas geográficas: Latitud -1° 06´ 52.75´´ Longitud…-80° 24´ 52.75´´ La zona
de estudio está localizada en la parte alta del río Portoviejo. (Murillo, 2014).
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Plano de ubicación.
Las características físicas de la cuenca dependen de algunos aspectos tanto la topografía, el clima, el
suelo, la pendiente que las hacen diferente la una con la otra. El proyecto está localizado en el sector
central de Manabí en la Cuenca principal del río Portoviejo, esta tiene un área de 2096 km², las curvas
de nivel están por los 600 msnm hasta su desembocadura al mar. (Gobierno de Manabí Ecuador,
Se pueden delimitar subcuencas de orden inferior, las divisorias que delimitan las subcuencas se
definen como divisoria de aguas (Maidment, Mays & Larry. 1994). Para realizar la delimitación de
la cuenca Portoviejo y de la subcuenca de estudio se utiliza el programa QGIS, que trabaja con el
Sistema de Información Geográfica (SIG) y esta es una herramienta que ayuda a delimitar una cuenca
de manera eficaz y rápida, para el cual se realiza un modelo digital de elevación (DEM por sus siglas
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en inglés); estas imágenes fueron proporcionadas por Proyecto SIGTIERRAS que es parte del
Delimitación de subcuencas.
Como se muestra en la imagen, la Cuenca la Mona esta divida en 2 subcuencas o quebradas que tienen
por nombre La Mona (1) y el Cady (2) y ambas tienen su cauce principal con sus respectivas redes
de drenaje.
Para el análisis de las características morfológicas de este proyecto se tomaron puntos de cierre de la
cuenca, donde se pudo determinar las áreas y el perímetro de cada una la cuales se detallen a
Fig. 3: subcuencas 1 – 2.
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El cauce principal es donde llegan todas las aportaciones tributarias de la red hidrográfica de la cuenca
Factor de forma de Horton: Es uno de los índices más utilizados para medir la forma de la cuenca.
perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área A (Maidment, Mays & Larry. 1994).
𝑃 0.28𝑃
𝐾𝑐 = =
2√𝜋𝐴 √𝐴
𝐴
𝐶𝑐 = 4𝜋
𝑃2
cota más baja, que generalmente es el punto de salida (Maidment, Mays & Larry, 1994).
Las cotas máximas y mínimas para las cuencas de estudio ubicado en QGis se muestran a
Orden de la cuenca: permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del Sistema
de drenaje de la cuenca. El orden se relaciona con el caudal relativo del segmento de un canal. Hay
varios sistemas de jerarquización; sin embargo, los más empleados son el de Horton (1945) y el de
Strahler (1952).
Las subcuencas de la Mona tienen corrientes de cuarto orden los cueles se muestran en la siguiente
Cuenca 1. Cuenca 2.
respuesta de la cuenca ante una entrada de lluvia. Mientras mayor sea la densidad de corriente, la
cuenca es más ramificada generando una respuesta más rápida en la entrada de lluvia y una menor
Cuenca 1.
3.46 𝑘𝑚2
𝐷 𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎 1 = 17.52 = 5.06
𝑘𝑚
12
Cuenca 2.
4.7 𝑘𝑚2
𝐷 𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎 2 = 26.23 = 5.47
𝑘𝑚
Pendiente del cauce principal: Es la diferencia de niveles del cauce principal dividido por la longitud
Cuenca 1.
355.2 − 40.51
𝑆𝑐 = = 35.76 %
8.8
Cuenca 2.
420.41 − 41.98
𝑆𝑐 = = 73.65 %
5.22
Curva hipsométrica y Frecuencia altimétrica.
Existen tres tipos de curvas que puede adoptar una cuenca, según la forma que adopte la curva
representa las edades de los ríos como jóvenes, maduros y viejos (figura 8).
Para determinar la Curva Isométrica se trabaja en el Raster de los terrenos de cada subcuenca, con la
herramienta curva isométrica se analiza el MDE del Dem de la subcuenca Principal y la capa vectorial
de la subcuenca principal, ejecutando el proceso se genera un archivo de texto .CSV que se abre con
El promedio entre cotas máximas y mínimas, el área acumulada entre intervalos, el porcentaje del
área acumulada y el porcentaje del área respecto a la acumulación de las áreas en los intervalos. Las
altimétrica las subcuencas de estudio de la Mona el Cady (figura 10, figura 11).
Resumen de los parámetros morfométricos obtenidos de la Cuenca la mona (figura 12, figura
13).
Cuenca 1.
Después de analizar los datos de los registros del INAMHI se pudo concluir que la estación climática
M005 cuenta con registros pluviométricos que acopian más de 20 años de mediciones y con estos
Se colocan los valores de lluvia del día que más llovió en cada uno de los meses desde el año 1990
hasta el 2016.
Para el análisis de distribución mediante Gumbel, se obtiene las variables probabilísticas mediante
los parámetros de (α) (u), con las cuales se calculará las Precipitaciones Diarias Máximas Probables
Obtención de las curvas de intensidad – frecuencia y duración IFD para la estación M005 y de
hietogramas de trabajo.
Se ordenan nuestros valores de intensidad de lluvia dándole una secuencia (m) de mayor a menor,
obtendrá las probabilidades de ocurrencia y no ocurrencia a través de las fórmulas. Aquí se muestran
los pasos más importantes para la creación de las curvas IFD para la estación M005 (figura 15).
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En la primera columna se colocan los períodos de retorno más empleados en estudios hidrológicos
esa recurrencia y por últimos se realiza una corrección a los valores de x_T calculados (Aranda,
1984).
Con estos valores se realiza los Cálculos de las Precipitaciones Diarias Máximas Probables que sirven
para el ajuste para distintas frecuencias y por ende dibujamos las Curvas IDF que representan nuestras
intensidades de lluvia.
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Obtención de las curvas de intensidad – frecuencia y duración IFD para la estación M005.
Se dividen los valores de lluvia probable anteriores por su duración y se obtienen las intensidades y
Fórmula para obtener la intensidad ajustada en mm/hr para nuestra curva de intensidad.
Donde:
I = intensidad(mm/hr)
K, m, n = parámetros de ajuste
Período de retorno (T) y el término constante de regresión (d), para obtener valores de la ecuación,
se obtiene:
175.897 ∗ 𝑇 0.2692
𝑖 =
𝑡 − 0.5042
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I = intensidad de precipitación(mm/hr).
300.00
250.00 2
Intensidad (mm)
5
200.00
10
150.00
25
100.00 50
100
50.00
500
0.00
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900100011001200130014001500
Tiempo (min)
Los hietogramas que se emplearan son los correspondientes a aguaceros de una hora de duración y
El modelo de la cuenca que es trabajado en QGIS es para mostrar sus componentes físicos, en otras
palabras, para mostrar los parámetros morfológicos para la simulación hidrológica. En el programa
se desarrolla agregando y conectando los elementos hidrológicos y el cual se utilizan los modelos
matemáticos para explicar los procesos físicos de la cuenca. El hidrograma de los caudales pico son
producidos con los datos de precipitación y los datos de la cuenca. (Nanía, 2007).
21
Cuenca 1.
Obteniendo para un período de retorno de 100 años, el siguiente caudal 89.0 m3/s.
Cuenca 2.
Obteniendo para un período de retorno de 100 años, el siguiente caudal 118.7 m3/s
Análisis de sensibilidad.
Valores de caudal punta para los distintos escenarios del análisis de sensibilidad.
CUENCA 1 CUENCA 2
TR (AÑOS) Q(m3/s) V(m3) TR (AÑOS) Q(m3/s) V(m3)
25 71.6 132 25 95.4 132
50 80.3 148 50 107.1 148
100 89 164 100 118.7 164
En las gráficas de los hidrogramas para los períodos de retorno respectivos presentadas en las figuras
cuenca 1 y cuenca 2 se observan un comportamiento similar de los valores de volumen con un, siendo
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el parámetro más sensible el de caudal, mientras que la simulación con el tiempo de retardo (lag time)
CUENCA 1.
Hidrogramas simulados con un análisis de sensibilidad para los distintos períodos de retorno. A) TR:
A) TR: 25 años.
B) TR: 50 años.
CUENCA 2.
Hidrogramas simulados con un análisis de sensibilidad para los distintos períodos de retorno. A) TR:
A) TR: 25 años.
B) TR: 50 años.
La siguiente imagen es una presentación de un mapa de inundación del sector de la parroquia Colón
facilitado por el Gad Portoviejo donde se visualiza las zonas inundadas por el fenómeno del niño del
año de 1998. De esta manera para poder visualizar la zona de estudio se procedió a su georeferencia
CONCLUSIONES.
Las subcuencas de estudio tienen forma alargada lo que indicaría que el escurrimiento es más
distribuido en el tiempo lo que produciría una crecida a menor escala y que tendrían caudales bajos,
Otra de las características de las subcuencas es que tienen numerosos tributarios en el orden de la red
de drenaje lo que indica que tiene áreas escarpadas y que usualmente están bien drenadas, ya que
estas se conectan de manera directa al cauce principal y eso se ve reflejado en la pendiente del cauce.
La densidad de drenaje es un indicador de la respuesta de la cuenca ante un aguacero para drenar las
aguas, tal como se pueden observar en la tabla son unas cuencas bien drenadas.
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Los resultados obtenidos de las curvas hipsométricas nos indican que la subcuenca 1 está en la etapa
III (cuenca sedimentaria en fase de Vejez), mientras las subcuenca2 está en etapa II (cuenca en
La longitud de la cuenca muestra que esta es alargada, esta tiende a ser menos susceptible a crecidas
extraordinarias.
En referencia a los resultados presentados se puede decir lo siguiente: La metodología que se aplica
corresponde de forma adecuada al objetivo, esta metodología es aplicable para cuencas pequeñas y
con limitada información como este caso de estudio, originando resultados favorables de caudales de
punta. Se obtuvo el caudal de diseño para distintos periodos de retorno generado con el software
Los resultados afirman que en un total de precipitación caída en las cuencas el 25 % es por escorrentía
y el otro 75% es dada por las condiciones del sitio, ya que hay grandes partes forestales de bosque
captaciones de agua.
Las inundaciones en la parroquia Colón son producto por el desbordamiento del río Portoviejo debido
a la elevación paulatina de su caudal en periodo invernales atípicos (Fenómeno del Niño), favorecida
por las características morfológicas de la cuenca del sector de estudio en donde se presentan planicies
y zonas de llanura. Se pueden adicionar otras variables que favorecen al desbordamiento del río, como
abajo provocando represamiento del agua; otro factor a mencionar es el proceso erosivo y de
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
1. Aranda, D. F. (1984). Procesos del ciclo hidrológico. México: Universidad Autónoma de San
Luís Potosí.
http://www.manabi.gob.ec/datos-manabi/datos-geograficos
5. Horton, R. E. (1945). Erosional development of streams and their drainage basins; hydro physical
6. Maidment, D. R., Mays, L., & Larry, W. (1994). Hidrología aplicada. Aguas superficiales, 146.
7. Murillo Zambrano, A. M. (2014). Factores de riesgo del cáncer bucal, lesiones y estados
premalignos en las personas mayores de 15 años en la parroquia Colón del cantón Portoviejo, en
8. Nanía, L. (2007). Manual básico de Hec-Hms 3.0.0 y Hec-GeoHms 1.1. España: Universidad de
Granda.
9. Olivo K. (2018). Manabí tiene seis cuencas hidrográficas. [Sitio web]. Manabí Noticias.
10. Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo, Senplades (2017). Plan Nacional de Desarrollo
https://observatorioplanificacion.cepal.org/sites/default/files/plan/files/EcuandorPlanNacionalT
odaUnaVida20172021.pdf
2. José Ramón Alarcón Loor. Máster Universitario en Hidrología y Gestión de los Recursos