Informe final DETERMINACIÓN DE BALANCES HÍDRICOS EN LAS ...

Kombifinanzierung SIDA – Sektorprogramm ‘Nachhaltige landwirtschaftlicheEntwickg’

Informe final

DETERMINACIÓN DE BALANCES HÍDRICOS EN LAS SUBCUENCA COMARAPA Y KUYOJ QHOCHA

La Paz – Bolivia

Kombifinanzierung SIDA – Sektorprogramm ‘Nachhaltige landwirtschaftlicheEntwicklg’

Documento General

DETERMINACIÓN DE BALANCES HÍDRICOS EN LAS MICROCUENCAS DE COMARAPA Y KUYOJ QHOCHA

Contrato N 83077585

i

DETERMINACIÓN DE BALANCES HÍDRICOS EN LAS MICROCUENCAS DE COMARAPA Y KUYOJ QHOCHA

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN ..................................................................................................................................... 1

1. ASPECTOS GENERALES .........................................................................................................................2

1.1 Introducción .......................................................................................................................................2

1.2 Antecedentes .....................................................................................................................................2

1.3 Objetivos ............................................................................................................................................3

1.3.1 General ............................................................................................................................................3

1.3.2 Especifico .........................................................................................................................................3

1.4 Justificación ........................................................................................................................................3

1.5 Conceptos generales ..........................................................................................................................4

1.6 Información básica .............................................................................................................................5

1.6.1 Cartografía .......................................................................................................................................5

1.6.2 Datos meteorológicos e hidrológicos ..............................................................................................5

1.7 Metodología .......................................................................................................................................6

1.7.1 Trabajo de campo ............................................................................................................................6

1.7.2 Trabajo de gabinete ........................................................................................................................6

2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA SUBCUENCA y MICROCUENCA ..................................................... 7

2.1 Ubicación ............................................................................................................................................7

2.1.1 Subcuenca Comarapa ......................................................................................................................7

2.1.2 Microcuenca Kuyoj Qhocha ......................................................................................................... 10

2.2 Clima ................................................................................................................................................ 11

2.2.1 Clasificación climática según Thornthwaite ................................................................................. 12

2.3 Uso actual de la tierra ..................................................................................................................... 12

2.3.1 Subcuenca Comarapa ................................................................................................................... 12

2.3.1.1 Bosque denso andino montano húmedo .................................................................................. 12

2.3.1.2 Bosque ralo andino montano semiárido ................................................................................... 13

2.3.1.3 Complejo antropofito (agropecuaria, plantaciones forestales y frutales) ................................ 13

2.3.1.4 Depósitos de arena ................................................................................................................... 14

2.3.1.5 Bosque denso estacionalmente inundable ............................................................................... 14

2.3.1.6 Cuerpos y cursos de aguas ........................................................................................................ 14

2.3.2 Microcuenca kuyoj Qhocha .......................................................................................................... 16

2.3.2.1 Complejo antropofito ................................................................................................................ 16

2.3.2.2 Zonas de afloramiento rocoso con presencia de escaso suelo ................................................. 17

2.3.2.3 Praderas montano semiárido .................................................................................................... 17

2.3.2.4 Represa Kuyoj Qhocha .............................................................................................................. 18

ii

2.3.2.5 Áreas de forestación ................................................................................................................. 18

2.4 Características de las cuencas ......................................................................................................... 19

2.4.1 Tipificación ................................................................................................................................... 19

2.4.2 Descripción de la subcuenca Comarapa....................................................................................... 19

2.4.3 Descripción de la microcuenca Kuyoj Qhocha ............................................................................. 21

2.4.4 Parámetros de cuenca .................................................................................................................. 23

2.4.4.1 Coeficiente de compacidad o de Gravelius (Kc) ........................................................................ 23

2.4.4.2 Factor de forma (Ff) .................................................................................................................. 24

2.4.4.3 Radio de circularidad (Rc) ......................................................................................................... 24

2.4.4.4 Rectángulo equivalente (Re) ..................................................................................................... 25

2.4.4.5 Curva hipsométrica ................................................................................................................... 25

2.4.4.6 Polígono de frecuencias ............................................................................................................ 25

2.4.5 Pendiente media de la subcuenca ............................................................................................... 32

2.4.6 Tiempo de concentración ............................................................................................................. 32

3. PLUVIOMETRÍA ....................................................................................................................... 34

3.1 Red de estaciones pluviométricas ................................................................................................... 34

3.2 Análisis de la precipitación .............................................................................................................. 36

3.2.1 Registro histórico ......................................................................................................................... 36

3.2.2 Análisis Estadístico de Saltos y Tendencias .................................................................................. 37

3.3 Precipitación media ......................................................................................................................... 37

3.4 Método de estimación .................................................................................................................... 38

3.5 Precipitación anual .......................................................................................................................... 38



3.6 Precipitación mensual ..................................................................................................................... 43



4. EVAPOTRANSPIRACIÓN ........................................................................................................... 47

4.1 Temperatura.................................................................................................................................... 47

4.1.1 análisis de la temperatura ............................................................................................................ 47

4.2 Subcuenca Comarapa ...................................................................................................................... 47

4.2.1 Régimen de temperatura media .................................................................................................. 47

4.2.2 Régimen de temperatura máxima ............................................................................................... 50

4.2.3 Régimen de temperatura mínima ................................................................................................ 52

4.3 Microcuenca Kuyoj Qhocha ............................................................................................................ 53

4.3.1 Régimen de temperatura media .................................................................................................. 53

4.3.2 Régimen de temperatura máxima ............................................................................................... 55

4.3.3 Régimen de temperatura mínima ................................................................................................ 57

iii

4.4 Evapotranspiración de referencia ................................................................................................... 58

4.4.1 Información básica ....................................................................................................................... 59


4.4.3 Microcuenca Kuyoj Qhocha ......................................................................................................... 67

4.5 Estimación de la evapotranspiración real anual ............................................................................. 71

4.5.1 Penman Monteith ........................................................................................................................ 71

4.6 Comparación con otros métodos de cálculo de ETR ....................................................................... 72

4.6.1 Método Turc ................................................................................................................................. 72

4.6.2 Método Costa Rica ....................................................................................................................... 73

4.6.3 Método Coutagne ........................................................................................................................ 74

5. ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL ................................................................................................. 75

5.1 Parámetros de información para la determinación de la escorrentía ............................................ 75

5.1.1 Uso actual de la tierra .................................................................................................................. 75

5.1.2 Infiltración .................................................................................................................................... 77

5.1.3 Escurrimiento superficial.............................................................................................................. 82

5.1.3.1 Estimación de escorrentía superficial ....................................................................................... 83

6. BALANCE HÍDRICO .................................................................................................................. 88

6.1 Balance hídrico consolidado ........................................................................................................... 88

6.2 Síntesis del balance hídrico superficial............................................................................................ 88

6.3 Variables Hidrometeorológicas ....................................................................................................... 88

6.4 Balance hídrico subcuenca Comarapa ............................................................................................ 89

6.5 Balance hídrico superficial de la microcuenca Kuyoj Qhocha ........................................................ 89

7. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 90

iv

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Sub unidades hidrográficas (Microcuencas) – Subcuenca rio Comarapa ............................. 21

Cuadro 2. Microcuencas hidrográficas Kuyoj Qhocha .......................................................................... 21

Cuadro 3. Parámetros Geomorfológicos microcuenca río Kuyoj Qhocha ............................................ 26

Cuadro 4. Parámetros Geomorfológicos subcuenca y microcuencas del río Comarapa ...................... 27

Cuadro 5. Número de estaciones de influencia, para análisis subcuenca y microcuenca .................... 34

Cuadro 6. Red de estaciones pluviométricas ........................................................................................ 34

Cuadro 7. Precipitación total anual histórico para el periodo 1980 – 2010 ......................................... 39

Cuadro 8. Precipitación total área anual subcuenca Comarapa ........................................................... 41

Cuadro 9. Precipitación total anual histórico para el periodo 1980 – 2010 ......................................... 42

Cuadro 10. Precipitación total área anual microcuenca Kuyoj Qhocha ................................................ 42

Cuadro 11. Precipitación media mensual areal de las microcuencas Comarapa ................................. 44

Cuadro 12. Probabilidad de eventos anuales de precipitación media, microcuencas Comarapa ....... 45

Cuadro 13. Precipitación media mensual areal microcuenca Kuyoj Qhocha ....................................... 45

Cuadro 14. Probabilidad de eventos anuales de precipitación media, microcuenca Kuyoj Qhocha ... 46

Cuadro 15. Variables de ecuación de relación temperatura media mensual ....................................... 48

Cuadro 16. Temperatura media mensual (°C) ...................................................................................... 48

Cuadro 17. Distribución de la temperatura media mensual (°C) por microcuencas Comarapa ........... 49

Cuadro 18. Ecuación de relación temperatura máxima mensual ......................................................... 50

Cuadro 19. Temperatura máxima Mensual (°C).................................................................................... 50

Cuadro 20. Ecuación de relación temperatura mínima Mensual) ........................................................ 52

Cuadro 21. Temperatura mínima Mensual (°C) .................................................................................... 52

Cuadro 22. Ecuación de relación temperatura media Mensual ........................................................... 54

Cuadro 23. Temperatura media mensual (°C) ...................................................................................... 54

Cuadro 24. Distribución de la temperatura media Mensual (°C) microcuenca Kuyoj Qhocha ............. 55

Cuadro 25. Ecuación de relación temperatura máxima Mensual ......................................................... 56

Cuadro 26. Temperatura máxima Mensual (°C).................................................................................... 56

Cuadro 27. Ecuación de relación temperatura mínima mensual .......................................................... 57

Cuadro 28. Temperatura mínima mensual (°C) .................................................................................... 58

Cuadro 29. Evapotranspiración de referencia promedio diaria (mm/día) ........................................... 61

Cuadro 30. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa ................... 63

Cuadro 31. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa (mm/día) .. 64

Cuadro 32. Evapotranspiración de referencia promedio mensual (mm/día) ...................................... 64

Cuadro 33. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa ................... 66

Cuadro 34. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa (mm/mes) . 67

Cuadro 35. Evapotranspiración de referencia areal promedio mensual (ETo) ..................................... 67

Cuadro 36. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/día) microcuenca Kuyoj Qhocha ........ 68

Cuadro 37. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/mes) microcuenca Kuyoj Qhocha ...... 69

Cuadro 38. Evapotranspiración de referencia areal promedio mensual (ETo) ..................................... 69

Cuadro 39. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/día) microcuenca Kuyoj Qhocha ........ 71

Cuadro 40. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/mes) microcuenca Kuyoj Qhocha ...... 71

v

Cuadro 41. Evapotranspiración real (mm/año) corregido con Kc ......................................................... 72

Cuadro 42. Evapotranspiración real (mm/año) subcuenca Comarapa, método Turc .......................... 72

Cuadro 43. Evapotranspiración real (mm/año) microcuenca Kuyoj Qhocha, método Turc ................. 72

Cuadro 44. Coeficiente de agua disponible en la vegetación y representa la diferencia relativa ........ 73

Cuadro 45. Evapotranspiración real (mm/año) microcuenca Comarapa ............................................. 73

Cuadro 46. Evapotranspiración real (mm/año) subcuenca Comarapa ................................................. 74

Cuadro 47. Evapotranspiración real (mm/año) microcuenca Kuyoj Qhocha ....................................... 74

Cuadro 48. Uso actual de la tierra microcuencas de la subcuenca Comarapa (km2)............................ 75

Cuadro 49. Uso actual de la tierra, microcuencas de la subcuenca Comarapa (%) .............................. 75

Cuadro 50. Uso actual de la tierra, microcuenca Kuyoj Qhocha (km2) ................................................. 77

Cuadro 51. Coeficiente de escurrimiento de acuerdo a la vegetación y velocidad de infiltración ...... 82

Cuadro 52. Infiltración en tres diferentes usos actual de tierra, subcuenca Comarapa ....................... 82

Cuadro 53. Infiltración en tres diferente uso actual de la tierra, microcuenca Kuyoj Qhocha............. 83

Cuadro 54. Coeficientes de escorrentía en microcuencas Comarapa .................................................. 83

Cuadro 55. Coeficientes de escorrentía en microcuencas Kuyoj Qhocha ............................................ 83

Cuadro 56. Escorrentía media mensual ponderada en las microcuencas ............................................ 84

Cuadro 57. Escorrentía media mensual ponderada en las microcuencas ............................................ 85

Cuadro 58. Probabilidad de escorrentía media, microcuencas Comarapa ........................................... 85

Cuadro 59. Escorrentía media mensual en las microcuencas ............................................................... 86

Cuadro 60. Escorrentía media mensual ponderada, microcuenca Kuyoj Qhocha (m3) ........................ 86

Cuadro 61. Probabilidad de escorrentía media, microcuencas Kuyoj Qhocha ..................................... 87

Cuadro 62. Balance hídrico subcuenca Comarapa ................................................................................ 89

Cuadro 63. Balance hídrico microcuenca Kuyoj Qhocha ...................................................................... 89

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación política de la subcuenca Comarapa ..........................................................................7

Figura 2. Red hidrográfica de la subcuenca Comarapa ............................................................................8

Figura 3. Niveles de altitud subcuenca Comarapa ...................................................................................9

Figura 4. Ubicación política de la microcuenca Kuyuj Qhocha ............................................................. 10

Figura 5. Niveles de altitud microcuenca Kuyoj Qhocha ....................................................................... 11

Figura 6. Uso actual de la tierra, subcuenca del río Comarapa ............................................................. 15

Figura 7. Uso actual de la tierra, microcuenca Kuyoj Qhocha .............................................................. 16

Figura 8. Microcuencas de la subcuenca Comarapa ............................................................................. 20

Figura 9. Influencia de drenaje en las microcuenca de la subcuenca Comarapa ................................. 22

Figura 10. Área de influencia microcuenca Kuyoj Qhocha.................................................................... 23

Figura 11. Curva Hipsométrica y Polígono de Frecuencias (Relación área altitud) ............................... 28

Figura 12. Curva Hipsométrica y Polígono de Frecuencias microcuenca Kuyoj Qhocha ...................... 32

Figura 13. Ubicación Geográfica de estaciones pluviométricas ............................................................ 35

Figura 14. Precipitación histórica total anual para el periodo 1980 – 2010 ......................................... 39

Figura 15. Precipitación Total media Anual (subcuenca Comarapa) .................................................... 40

Figura 16. Precipitación total área anual microcuencas Comarapa ...................................................... 41

Figura 17. Precipitación histórica total anual estaciones de apoyo ...................................................... 42

Figura 18. Precipitación Anual, microcuenca Kuyoj Qhocha................................................................. 43

Figura 19. Distribución de la precipitación media mensual subcuenca Comarapa .............................. 44

Figura 20. Distribución de eventos anuales de precipitación media, microcuencas Comarapa .......... 45

Figura 21. Precipitación media mensual areal microcuenca Kuyoj Qhocha ......................................... 46

Figura 22. Distribución de eventos anuales de precipitación media, microcuenca Kuyoj Qhocha ..... 46

Figura 23. Distribución de la temperatura media mensual (°C) ............................................................ 48

Figura 24. Isotermas de temperatura media anual (°C) ........................................................................ 49

Figura 25. Distribución de temperatura máxima mensual (°C) ............................................................. 51

Figura 26. Isotermas de la temperatura máxima anual (°C) ................................................................. 51

Figura 27. Distribución de Temperatura mínima Mensual (°C) ............................................................ 52

Figura 28. Isotermas de Temperatura mínima anual (°C) ..................................................................... 53

Figura 29. Distribución de temperatura media Mensual (°C) ............................................................... 54

Figura 30. Isotermas de la temperatura media anual (°C) microcuenca Kuyoj Qhocha ....................... 55

Figura 31. Distribución de temperatura Máxima Mensual (°C) ............................................................ 56

Figura 32. Isotermas de la temperatura máxima anual (°C) microcuenca Kuyoj Qhocha .................... 57

Figura 33. Distribución de temperatura mínima mensual (°C) ............................................................. 58

Figura 34. Isotermas de la temperatura mínima anual (°C) microcuenca Kuyoj Qhocha ..................... 59

Figura 35. Distribución de la evapotranspiración de referencia ETo (mm/día) .................................... 61

Figura 36. Isolíneas de evapotranspiración de referencia media anual mm/mes. ............................... 62

Figura 37. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/mes) ......................................... 63

Figura 38. Distribución de la evapotranspiración de referencia ETo (mm/día) .................................... 64

Figura 39. Isolíneas de Evapotranspiración de referencia media anual mm/mes ................................ 65

Figura 40. Distribución de la evapotranspiración (ETo) mm/mes en microcuenca Kuyoj Qhocha....... 69

vii

Figura 40. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/día) en subcuenca Comarapa .. 66

Figura 41. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/día) ........................................... 67

Figura 42. Isolíneas de evapotranspiración de referencia anual, microcuenca Kuyoj Qhocha ............ 68

Figura 43. Distribución de la evapotranspiración (ETo) mm/mes en microcuenca Kuyoj Qhocha....... 69

Figura 44. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/día) ........................................... 70

Figura 45. Curva normal de infiltración potencial antropófito (agropecuaria y frutales) ..................... 78

Figura 45. Isolíneas de evapotranspiración de referencia anual, microcuenca Kuyoj Qhocha ............ 70

Figura 46. Distribución de la evapotranspiración (ETo) mm/día, microcuenca Kuyoj Qhocha ............ 71

Figura 47. Uso actual de la tierra microcuencas de la subcuenca Comarapa ....................................... 76

Figura 48. Curva de infiltración bosque ralo andino montano semiárido ............................................ 78

Figura 50. Curva de infiltración bosque denso andino montano húmedo ........................................... 79

Figura 51. Velocidad de Infiltración de agua en tres diferentes usos actual de la tierra ...................... 80

Figura 52. Curva de infiltración en complejo antrópico ........................................................................ 80

Figura 53. Curva de infiltración en praderas montano semiárido ........................................................ 81

Figura 54. Infiltración de agua en diferentes usos de suelos, microcuenca Kuyoj Qhocha .................. 81

Figura 55. Distribución de la escorrentía ponderada mensual en subcuenca Comarapa (mm) ........... 84

Figura 56. Probabilidad de escorrentía media, microcuencas Comarapa ............................................ 85

Figura 57. Distribución de la escorrentía ponderada mensual, microcuenca Kuyoj Qhocha ............... 86

Figura 58. Probabilidad de escorrentía, microcuencas Kuyoj Qhocha .................................................. 87

viii

ÍNDICE DE FOTOS

Foto 1. Bosque denso andino montano húmedo Lajara alta ................................................................ 13

Foto 2. Bosque ralo andino montano semiárido .................................................................................. 13

Foto 3. Complejo antropofito (agropecuaria, forestal y frutales) ......................................................... 14

Foto 4. Potencial antrópico ................................................................................................................... 17

Foto 5. Zonas de afloramiento rocoso con presencia escasa de suelo ................................................. 17

Foto 6. Praderas montano semiárido.................................................................................................... 18

Foto 7. Represa y áreas de forestación ................................................................................................. 18

Foto 8. Áreas de forestación en la microcuenca Kuyoj Qhocha ........................................................... 19

Foto 9. Determinación de la infiltración en bosque ralo andino montano semiárido.......................... 78

Foto 10. Determinación de la infiltración en complejo antropófito ..................................................... 79

Foto 11. Determinación de infiltración en bosque denso andino montano húmedo .......................... 79

Foto 12. Determinación de infiltración en potencial antrópico ............................................................ 80

Foto 13. Determinación de infiltración en praderas montano semiárido ............................................ 81

ix

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1. Precipitación histórica estaciones de la subcuenca Comarapa y de apoyo ..............................1

Anexo 2. Precipitación histórica estaciones de la microcuenca Kuyoj Qhocha .................................... 11

Anexo 3. Resumen de precipitación histórica por estaciones de apoyo subcuenca Comarapa .......... 26

Anexo 4. Calculo areal de la precipitación anual por microcuencas 1980 - 2010 ................................. 29

Anexo 5. Precipitaciones mensuales por microcuenca 1980 - 2010 .................................................... 30

Anexo 6. Calculo área de la precipitación areal mensual subcuenca Comarapa 1980 - 2010 .............. 36

Anexo 7. Precipitación total área mensual en microcuencas Comarapa .............................................. 47

Anexo 8. Isoyetas de precipitaciones mensuales por microcuenca Kuyoj Qhocha .............................. 51

Anexo 9. Calculo área de la precipitación areal mensual microcuenca Kuyoj Qhocha ........................ 57

Anexo 10. Evapotranspiración promedio mensual, subcuenca Comarapa Método Hargreaves ......... 59

Anexo 11. Evapotranspiración de referencia mensual (mm/día) subcuenca Comarapa ...................... 61

Anexo 12. Evapotranspiración de referencia mensual areal por microcuencas Comarapa ................. 67

Anexo 13. ET de referencia estaciones, microcuenca Kuyoj Qhocha Método Hargreaves (mm/día) .. 75

Anexo 14. Evapotranspiración de referencia mensual microcuenca Kuyoj Qhocha ............................ 77

Anexo 15. Evapotranspiración de referencia mensual areal por microcuenca Kuyoj Qhocha ............. 83

Anexo 16. Escorrentía mensual por el método de la curva N por Subcuenca Comarapa .................... 85

Anexo 17. Escorrentía mensual por el método de la curva N por microcuenca Kuyoj qhocha ............ 94

Anexo 18. Evapotranspiración de cultivo o real en la subcuenca Comarapa (mm/mes) ..................... 95

Anexo 19. Evapotranspiración de cultivo o real en la microcuenca Kuyoj Qhocha (mm/mes) ............ 96

Anexo 20. Balance hídrico mensual en la subcuenca Comarapa .......................................................... 97

Anexo 21. Balance hídrico mensual en la microcuenca Kuyoj Qhocha .............................................. 101

1

RESUMEN

En este estudio se determinaron las características hidroclimáticas y el balance hídrico de la subcuenca de Comarapa y microcuenca de Kuyoj Qhocha. El estudio se basó en un análisis climático e hidrológico de datos recolectadopor el SENAMHI durante un periodo 1980 – 2010. Se determinaron las características físicas de la cuenca que inciden en el balance hídrico, y se estimaron la precipitación media mensual y anual, temperaturas medias, mínimas y máximas, evapotranspiración potencial y real según diferentes métodos, así como la escorrentía. Como resultado del estudio se determinó para la subcuenca Comarapa, una precipitación media anual de 617 mm, una evapotranspiración anualque varía entre643 mm (método Penman Monteith) y 498 mm (Coutagne) y una escorrentía de escorrentía 155 mm. Para Kuyoj Qhocha se obtuvo una precipitación anual de 495 mm,una evapotranspiración real entre 497 mm(Penman Monteith) y 398 mm (Coutagne), con un escurrimiento de 113 mm anuales.

2

1. ASPECTOS GENERALES

1.1 Introducción

Por lo general, el análisis hidrológico se basa en principios bien establecidos de hidrodinámica,

termodinámica y estadísticas. Sin embargo, el problema central del análisis hidrológico es la

aplicación de estos principios en un ambiente natural que no es homogéneo, del que se poseen

muestras dispersas y que sólo se conoce parcialmente. Los eventos muestreados son en general

imprevistos e incontrolados.

Los análisis se efectúan para obtener información espacial y temporal acerca de ciertas variables,

generalizaciones regionales y relaciones entre las variables. Los componentes pertinentes, con

frecuencia, no se miden directamente. Los análisis se pueden llevar a cabo a través de diferentes

enfoques, como son el determinístico, paramétrico probabilístico.

El análisis que se basa en el enfoque determinístico sigue las leyes que describen los procesos

físicos,en el enfoque paramétrico, el análisis se efectúa por intercomparación de datos

hidrometeorológicos registrados en diferentes lugares y tiempos.

En el enfoque probabilístico, se analiza la frecuencia de la ocurrencia de diferentes magnitudes de las

variables hidrológicas. En el enfoque, se analizan tanto el orden secuencial como la frecuencia de

ocurrencia de las diferentes magnitudes.

Los análisis incluyen casos de estudio de datos. Los análisis estadísticos abarcan el ajuste de los datos

a las distribuciones de frecuencia y a los modelos paramétricos por regresión o análisis de series

cronológicas.

La validez de las relaciones derivadas debe ser comprobada con datos independientes. La

reconstitución de un hidrograma es una prueba hidrológica característica.

El grado de detalle y precisión en el análisis debe ser consistente con la calidad y el muestreo

adecuado de los datos disponibles, y con la exactitud que requiere la aplicación del análisis. Se ha de

tener en cuenta la relación que existe entre el costo y el tiempo dedicado a un análisis y los beneficios

esperados. En muchos casos, los métodos gráficos y otros métodos de cálculo relativamente simples

son más efectivos en costo que los métodos más complicados, y pueden ser suficientemente exactos

para los datos y los fines que se persiguen.

1.2 Antecedentes

De acuerdo al programa de desarrollo agropecuario sustentable de la cooperación técnica Alemana

(GTZ/PROAGRO), está conformado por tres componentes Riego. Manejo de cuencas e innovación

agropecuaria, los componentes desarrolla sus actividades mayormente a nivel nacional, mientras que

el apoyo de las unidades regionales se concentra en proyectos integrales de desarrollo agropecuario

en micro y subcuencas.

3

Un instrumento de planificación de uso y conservación de los recursos naturales y en especial de los

recursos hídrico, son planes de manejo integral de cuencas, que por lo general se cuenta con

documento de análisis biofísica y socioeconómica, sin embargo datos hidrológicos cuantitativos en la

mayoría son escasos o inexistente.

Con el presente estudio se busca contribuir a la consolidación de una metodología práctica de

estimación de balances hídricos en microcuencas, las mismas que muchas veces no cuenta con

información meteorológica segura y al mismo tiempo proporcionar información valiosa para las

microcuencas.

1.3 Objetivos

1.3.1 General

El objetivo principal de este trabajo es el de establecer el Balance Hídrico Superficial a nivel anual

y mensual, de las microcuencas de Comarapa y Kuyoj Qhocha (Sacaba), para cuantificar los

recursos hídricos de la región y obtener información básica destinada a la planificación integral

de dichos recursos, a través de la determinación de la disponibilidad Hídrica en las zonas de

estudio.

1.3.2 Especifico

- Determinar series mensuales completas de las tres variables hidroclimaticas principales

(precipitación. evapotranspiración y escurrimiento) para las subcuencas y microcuencas.

- Aumentar el nivel de discretizacion espacial de la subcuenca. determinando el balance hídrico

en las microcuencas.

1.4 Justificación

El Estudio del Balance Hídrico proporciona la información descriptiva de las características

fisiográficas y morfológicas de las subcuencas y microcuencas, asimismo evalúa y cuantifica la

disponibilidad y demanda hídrica, por consiguiente permite entender el funcionamiento hidrológico

de las cuencas bajo las restricciones de contorno existentes.

Es evidente que en las áreas de intervención, existe una gran necesidad de contar con estos estudios,

porque hasta el momento no se ha llevado acabo ningún estudio que incluya un análisis integrado de

la precipitación, temperatura escurrimiento superficial, disponibilidad y demanda de agua.

La mayoría de los trabajos realizados, ofrecen de manera general, un análisis de la distribución

espacial y temporal específicamente de la precipitación y la temperatura, pero basados en datos de

estaciones climáticas ubicadas dentro del área, lo cual le confiere un carácter estrictamente puntual

a las interpretaciones y en muchos casos los análisis no tienen correspondencia con algunas áreas de

la cuenca, especialmente las partes bajas y altas. Por su parte algunas estimaciones de datos

4

hidroclimáticos están centradas en áreas muy pequeñas o se presentan de manera general.lo cual no

permite tener una noción más ajustada de la situación hídrica y climática del área.

Por estas razones, la elaboración de los Balances hídricos en la subcuenca de Comarapa y la

microcuenca de Kuyoj Qhocha, son muy importantes por ser de utilidad en la planificación,

ordenación del territorio, gestión ambiental y sobre todo en la Gestión integral de los recursos

hídricos.ya que el conocimiento de estas variables permite planificar el uso eficiente de los recursos

naturales. De igual manera un estudio de esta naturaleza revelará hasta cierto punto características

de valor hídrico y climático, lo cual podría de ser de utilidad en la administración hídrica.

Por lo tanto, los resultados obtenidos aun cuando son estimaciones aproximadas ofrecen un marco

útil para posteriores investigaciones en los que se empleen métodos más directos, o simplemente en

estudios más específicos.

En conclusión, el conocimiento del clima y de la distribución de los volúmenes de agua con que

cuenta el espacio municipal es importante en la medida en que sirve como base para planes de

gestión municipal, planes municipales de ordenamiento territorial, ordenamiento y gestión de los

recursos hídricos, planes de manejo integral de cuencas. etc.

1.5 Conceptos generales

El tema del ciclo del agua conduce a un planteamiento matemático: el balance hidrológico. Si se

considera la cuenca de un río como unidad hidrogeográfica y se considera también un período de

tiempo, es factible estimar el agua que entra y sale en el ciclo a través de dicha superficie y durante

ese lapso (Maderey, 2005).

Se entiende por Balance Hídrico de cuenca a la evaluación de las entradas y salidas de agua en un

hidrosistema natural llamado cuenca hidrográfica. En el balance hídrico de cuencas hidrográficas las

entradas son generalmente por precipitación y las salidas por evapotranspiración, infiltración a

fuentes subterráneas, demandas de usuarios y exportaciones de agua.

El balance hídrico tiene su fundamento en el principio de conservación de la masa. En general el

balance hídrico se expresa en forma de lámina de agua en [mm]. En el presente estudio se adoptó

esta convención para los tres principales componentes del balance (P, ETR y Q) y se expresa en la

ecuación simplificada del balance, que equivale a decir que la precipitación es igual a la escorrentía

más la evapotranspiración real, más un término de discrepancia:

P - ETR – Q – η = 0 Dónde: P = Precipitación media del periodo y área Q = Escurrimiento ETR = Evapotranspiración real η = Término residual de discrepancia, error de estimación.

5

Para un periodo largo, los aumentos o diminuciones del agua almacenada tienden a equilibrarse y su

valor neto al final puede considerarse igual a cero (Sokolov&Chapman 1081.Dueque 1993). Esta

diferencia de entradas y salidas proporciona información básica para la planificación del recurso

agua y generalmente se realiza para conocer sobre la oferta de agua superficial en cuencas.para

poder incrementar el aprovechamiento de este recurso sin utilizar más agua de la que puede

renovarse.

1.6 Información básica

La información es escasa tanto en subcuenca de Comarapa con registro de datos no continuos y en

la microcuenca Kuyoj Qhocha no se cuenta con estaciones de control la cobertura de las redes

pluviométrica, climatológica e hidrométrica es deficiente, ya sea porque las series existentes solo

comprenden lluvias en la mayoría, y otras con datos de temperatura, humedad y vientos o

únicamente lluvias, o cuando los registros son muy cortos e incompletos. La cartografía no existe a la

escala adecuada. Por esta razón, se realizaron trabajos de campo más específico.

1.6.1 Cartografía

La información cartográfica básica para la realización del estudio hidrológico y la generación de

mapas temáticos de las subcuencas de los ríos Comarapa, así y la microcuenca Kuyoj Qhocha,

como para el inventario y evaluación de fuentes de agua superficial, ha consistido en:

- Mapa de delimitación administrativa con la red hidrográfica. con curvas de nivel

- Mapa de Red de Estaciones Meteorológicas administradas por el SENAMHI.

- Modelo digital de elevación DEM (15 metros de pixel)

- Imagen satelital landsat 7 TM (2009)

1.6.2 Datos meteorológicose hidrológicos

La escasa cantidad de estaciones meteorológicas en la región es la limitante para poder realizar

un análisis más detallado. En la subcuenca de Comarapa solo existen dos estaciones

meteorológicas (Comarapa y Siberia) dentro el área de influencia de la cuenca, de las cuales solo

Comarapa está en funcionamiento y un total de 6 estaciones en las zonas aledañas, por otro lado

existen estas estaciones que si bien no se encuentran dentro del área de influencia de la

subcuenca serán utilizadas como apoyo para salvar las deficiencias de datos en algunos

parámetros.

En la zona de estudio de la microcuenca Kuyoj Qhocha, existen 5 estaciones meteorológicas

fuera del área de influencia y ninguna en el área de la microcuenca. ElFigura6 muestran las

estaciones principales y de apoyo utilizadas para el estudio.

Se ha utilizado registros históricos de pluviométrica correspondiente de estaciones

pluviométricas, tal como se presenta en losAnexo 1 y 2.

6

Se tiene disponible información meteorológica de estaciones climatológicas ordinarias ubicadas

en la subcuencas Comarapa y microcuenca Kuyoj Qhocha, en cuencas vecinas de las variables

climáticas temperatura media máxima y mínima.

Todas las estaciones meteorológicas existentes son administradas por el SENAMHI y son de tipo

Climatológica Ordinaria.

La longitud de registro de parámetros meteorológicos disponibles varía desde un periodo de 6 a

30 años (1980 – 2010).

1.7 Metodología

1.7.1 Trabajo de campo

El presente trabajo ha sido orientado y realizado mediante la ejecución secuencial delas

siguientes actividades y con la participación de un equipo técnico en trabajos de esta naturaleza.

- Coordinaciones Preliminares; realizadas en el ámbito de las subcuenca y microcuenca.

actividad que consideramos importante puesto que posibilita una inicial participación

interinstitucional.

- Recolección de Información Básica

- Reprogramación de Actividades

- Reconocimiento de la subcuenca y microcuenca en Campo.

1.7.2 Trabajo de gabinete

Evaluación Hidrológica de las Cuencas: Delimitación hidrográfica.

Geomorfología.

Procesamiento de la Información.

Cálculos e inferencias hidrológicas.

Cabe resaltar que las dos anteriores actividades de campo y gabinete han sido llevadas de forma

alternada, considerando que todo estudio hidrológico está validado con información de campo.

Las metodologías y/o técnicas de recolección de datos y manejo de información que han

contribuido de sobremanera en el desarrollo del estudio son:

- Observación sistemática

- Técnica documental

- Análisis bibliográfico

- Entrevista

- Herramientas complementarias (Hidroesta,SSPS, etc.)

- Software de Sistema de Información Geográfica.

7

2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA SUBCUENCA y MICROCUENCA

Se definieron las zonas de estudio y las áreas de influencia del proyecto con herramientas SIG. En estas

zonas se delimitan tanto las áreas que van a ser beneficiadas por el proyecto como las corrientes

naturales que las cruzan y de las que se seleccionan para ser utilizadas como captaciones.

2.1 Ubicación

A continuación se realiza la monografía de la zona diferenciando aspectos de la subcuenca Comarapa

y la microcuenca de Kuyoj Qhocha, la cual incluye aspectos geográficos y biofísicos.

2.1.1 Subcuenca Comarapa

La subcuenca del río Comarapa, pertenece a la macrocuenca amazónicay se encuentra ubicada

en la zona oeste del departamento de Santa Cruz.

Geográficamente se ubica entre los meridianos 64° 39’ y 64° 29’ de longitud Oeste.y entre los

paralelos 17° 59’ y 17° 47’ de Latitud Sur.

Políticamente la subcuenca Comarapa,se encuentra ubicada dentro de los municipios de

Comarapa y Saipina(Figura 1),que pertenecen a las provincia de Manuel María Caballero;el

83,71 % de área de la subcuenca se ubica en municipio de Comarapa, el 16,29 % en el municipio

de Saipina.

Figura 1. Ubicación política de la subcuenca Comarapa

Fuente: Elaboración propia, en base a mapas municipales de Bolivia IGM (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

Pojo

Comarapa

Totora

MairanaPampa Grande

Aiquile

Omereque

Yapacaní

Saipina

Pasorapa

Samaipata

Entre Rios (Bulo Bulo)

Buena Vista

TrigalMoro Moro

San Carlos

Pocona

300000

300000

350000

350000

400000

400000

80

00

00

0

80

00

00

0

80

50

00

0

80

50

00

0

²

8

El área de estudio está representada por el sistema hidrográfico formado por las microcuencas

de los ríos, que a su vez forman la cuenca del Río Comarapa, el cual desemboca al municipio de

Saipina (Figura 2).

Figura 2. Red hidrográfica de la subcuenca Comarapa

Fuente: Elaboración propia, en base a mapas municipales de Bolivia IGM (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

La superficie total de la subcuenca Comarapa es de 191,27km2,Sus características fisiográficas

principales que son materia de estudio son las siguientes:

Cota de elevación : Máxima 3082 msnm y mínima 1531 msnm

Ríos principales : 7 ríos principales

Longitud del rio más largo : 36,16 km

Comarapa

Saipina

330000

330000

340000

340000

80

20

00

0

80

20

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

²

9

La cuenca de Comarapa presenta tres niveles de altura con las siguientes características: la

cuenca alta con una superficie de 57,43 km2 que corresponde al nivel altitudinal de 3082 – 2564

msnm, la cuenca media presenta el área de 62.64 km2 los niveles en la que se encuentra es de

2564 – 2047 msnm y la cuenca baja de 71,20 km2 entre las alturas de 2047 – 1531 msnm.

En la Figura 3, se muestra el mapa de niveles altitudinales que corresponde a la subcuenca del rio

Comarapa de acuerdo a la clasificación realizada.

Figura 3. Niveles de altitud subcuenca Comarapa

Fuente: Elaboración propia, en base a mapas municipales de Bolivia IGM (Datum WGS – 84. zona 20 sur

932000.000000

932000.000000

940000.000000

940000.000000

948000.000000

948000.000000

66

60

00

.00

00

00

66

60

00

.00

00

00

67

40

00

.00

00

00

67

40

00

.00

00

00

68

20

00

.00

00

00

68

20

00

.00

00

00

69

00

00

.00

00

00

69

00

00

.00

00

00

Leyenda

rios

Limite_municipal

niveles

Cuenca alta

Cuenca baja

Cuenca media

²

10

2.1.2 Microcuenca Kuyoj Qhocha

La microcuenca Kuyoj Qhocha del municipio de Sacaba se encuentra ubicado en la Provincia

Chapare, perteneciente al departamento de Cochabamba. Su ubicación geográfica es: Latitud Sur

17°25’ - 17°27’. Longitud Oeste: 65°51’ - 65°55’ a una altitud media de 3600 msnm (Figura 4).

Figura 4. Ubicación política de la microcuenca Kuyoj Qhocha

Fuente: Elaboración propia,. en base a mapas municipales de Bolivia IGM (Datum WGS – 84. zona 20 sur

La superficie total de la microcuenca Kuyoj Qhocha es de 6,41 km2. Sus características

fisiográficas principales que son las siguientes:

Cota de elevación : Máxima 4143 msnm y mínima 3664 msnm

Ríos principales : 2 ríos de drenaje en época lluviosa

Longitud del rio más largo : 1,70 km

Sacaba

San Benito

Tiraque

Colomi

Punata

Tolata

192000

192000

198000

198000

80

62

00

0

80

62

00

0

80

68

00

0

80

68

00

0

80

74

00

0

80

74

00

0

²

11

Los niveles de altura de la microcuenca Kuyoj Qhocha presentan tres niveles con las siguientes

características la cuenca alta con una superficie de 1,71 km2 que corresponde al nivel altitudinal

de 3984 – 4143 msnm, la cuenca media presenta el área de 1,49 km2 los niveles en la que se

encuentra es de 3824 – 3984 msnm y la cuenca baja de 3,21 km2 entre las alturas de 3664 – 3824

msnm (Figura 5).

Figura 5. Niveles de altitud microcuenca Kuyoj Qhocha


2.2 Clima

Los principales parámetros climáticos que definen o caracterizan el clima de la subcuenca Comarapa y

Microcuenca Kuyoj Qhocha (precipitación, temperatura), sonde mayor importancia para la

tipificación o caracterización de la subcuenca del río Comarapa. Estos parámetros provienen de los

registros históricos de las distintas estaciones meteorológicas instaladas dentro y fuera de la

subcuenca y microcuenca.Estas estaciones están a cargo del Servicio Nacional de Meteorología e

Hidrología (SENAMHI).

194000

194000

196000

196000

80

68

00

0

80

68

00

0

80

70

00

0

80

70

00

0

Leyenda

rios

Limite_municipal

niveles

Cuenca alta

Cuenca baja

Cuenca media

²

12

2.2.1 Clasificación climática según Thornthwaite

El método de Thornthwaite se basa en el concepto de evapotranspiración potencial y en el balance de

vapor de agua, y contiene cuatro criterios básicos: índice global de humedad, variación estacional de

la humedad efectiva, índice de eficiencia térmica y concentración estival de la eficacia térmica.

La evapotranspiración potencial (ETP) se determina a partir de la temperatura media mensual,

corregida según la duración del día; y el exceso o déficit se calcula a partir del balance de vapor de

agua, considerando la humedad (Im) que junto con la ETP permite definir los tipos de clima, que se

subdividen en otros en función del momento del año con exceso o falta de agua y de la concentración

estacional de la eficacia térmica.

La clasificación climática para la subcuenca de Comarapa pertenece a dos tipos: El clima sub húmedo

con poca o ninguna deficiencia hídrica (C2r) mucho más seco en la época de invierno y con vegetación

del tipo sabana o pradera, con un índice hídrico (Im) entre 0-20, un Índice de humedad (Ia) entre 0 a

16,7. Además de un Clima sub húmedo con déficit hídrico moderado en invierno (C2W) con tipo de

vegetación de Sabana o pradera. Índice hídrico (Im) entre 0-20 e Índice de humedad (Ia) entre 16,7-

33,3.

La microcuenca KuyojQhocha pertenece al Grupo D - Clima semiárido- mesotérmicos (DB),en función

de la humedad se tiene un Índice de humedad entre 67 a -33, en función de la eficacia térmica la

ETP) está entre 14,2 – 28,5 cm.

2.3 Uso actual de la tierra

Esta caracteriza principal formas de uso de la tierra por parte de la población en el área de estudio,

sobre la base de la utilización de imágenes Landsat 7 TM de 15m deresolución. Estas imágenes y la

escala a la que se trabaja no permite definir el área física real deproducción de las actividades

mencionadas dentro del área de estudio (lo cual correspondería a unestudio detallado).


Según la clasificación de suelos elaborada se ha representado los suelos mediante una unidad

cartográfica amplia: La Asociación de Suelos, utilizando como unidades taxonómicas los Grandes

Grupos de uso de suelos significativos (Figura 6).

2.3.1.1 Bosque denso andino montano húmedo

Es un bosque húmedo o nuboso de clima templado, constituido por diferentes comunidades de

vegetación. Predomina en la parte alta, que corresponde a las microcuencas Pampa Chacra y

Lajara (Foto 1).

http://es.wikipedia.org/wiki/Bosque_h%C3%BAmedo_de_clima_templado

13

Foto 1. Bosque denso andino montano húmedo Lajara alta

2.3.1.2 Bosque ralo andino montano semiárido

Esta unidad predomina en las zonas bajasy medias de la subcuenca, abarcando las planicies y

serranías montañosas, caracterizadas por pendientes moderadas (Foto 2).

Foto 2. Bosque ralo andino montano semiárido

2.3.1.3 Complejo antropofito (agropecuaria. plantaciones forestales y frutales)

Comprende una variabilidad de cultivosde consumo humano y animal (ecosistemas de cultivos

agrícolas y ganaderos, ver Foto 3).

14

Foto 3. Complejo antropofito (agropecuaria, forestal y frutales)

2.3.1.4 Depósitos de arena

Estas acumulaciones de arenase encuentranen los laterales de los cursos de ríos. Se forman por

el depósito de partículas sólidas durante las inundaciones de los ríos. Por eso las

arenascorresponden a las partes bajas de la subcuenca.

2.3.1.5 Bosque densoestacionalmente inundable

Son las extensiones de superficies cubiertas de bosques húmedos, que están bajo agua parte

del año. Se trata de un ecosistema nativo, aunque en parte intervenido y no regenerado por

sucesión natural.

2.3.1.6 Cuerpos y cursos de aguas

Incluye los ríos y agua estancadaen épocas de lluvia en las partes bajas de la subcuenca.

15

Figura 6. Uso actual de la tierra, subcuenca del río Comarapa


C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

²Leyenda

Limite de subcuenca

Limite microcuenca

Limite_municipal

COBERTURA

Complejo Antropófito

Sedimentos

Bosque denso estacionalmente inundable

Bosque denso andino montano húmedo

Bosque ralo andino montano semiárido

Cuerpos y cursos de agua

16


Las principales actividades en la zona son las pecuarias,forestalesy agrícolas. La actividad agrícola

esespecialmente de cultivos anuales. En la Figura 7 se presentan los usos actuales de la tierra.

Figura 7. Uso actual de la tierra, microcuenca Kuyoj Qhocha

Fuente: Elaboración propia, en base a la imagen landsat 7 TM (SIMET)

2.3.2.1 Complejo antropofito

Esta unidad es una asociación de los dos tipos de uso dominante en la microcuenca:el ganadero

y el de agricultura con cultivos en limpio, los mismos por elcarácter alterno en que llevan a

cabo las actividades agrarias, son muy visibles espacialmente.

La actividad pecuaria sedesarrolla con vacunos y ovinos, para lo que se han implementado

áreas de pastos cultivados. La producción agropecuaria es para subsistencia y comercio

regional (Foto 4).

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0

Represa y areas de forestacion

Afloramiento rocoso

Pradera montano semiarido

Complejo antropofito

Leyenda

Represa y areas de forestacion

Afloramiento rocoso



Leyenda

²

Leyenda

Represa

Limite microcuenca

Areas forestales

Afloramiento rocoso con poco suelo



17

Foto 4. Potencial antrópico

2.3.2.2 Zonas de afloramiento rocoso con presencia de escaso suelo

Son áreas en las cuales la superficie del terreno está constituida por capas de rocas expuestas a

la intemperie, con poco desarrollo de suelo y vegetación.

Foto 5. Zonas de afloramiento rocoso con presencia escasa de suelo

2.3.2.3 Praderas montano semiárido

Conformados principalmente por áreas de pastizales naturales utilizados para el pastoreo de

ganado; se encuentran enzonas cercanas a áreas de cultivo y en zonas afectadas por la

erosión(Foto 6).

18

Foto 6. Praderas montano semiárido

2.3.2.4 Represa Kuyoj Qhocha

La presa está ubicada en la parte baja de la microcuenca de Kuyoj Qhocha,la cual está

almacenando el agua de drenaje para su posterior utilización con fines de riego para las áreas

de cultivo en las partes más abajo. Actualmente se encuentra bajo el manejo de las

Comunidades de Melga, Ucuchi y otras cercanas(Foto 7).

Foto 7. Área de represa microcuenca Kuyoj Qhocha

2.3.2.5 Área de forestación

Plantaciones de árbolesen zonas altas de la microcuenca con intervención antrópica

generalmente bosques implantados con fines de conservación de suelos y uso agroforestal bajo

la administración de las comunidades circundantes (Foto8).

19

Foto 8. Áreas de forestación en la microcuenca Kuyoj Qhocha

2.4 Características de las cuencas

2.4.1 Tipificación

La división de las sub-unidades geográficas de las subcuencas y microcuenca se ha realizado

utilizando elmétodo tradicional de las divisorias de aguas es decirobedeciendo únicamente a

demarcaciones naturales.

Se identificaron y delinearon lasdivisorias de aguas a partir de la visualización de las curvas de

nivel y la redhidrográfica en base a sistema de información geográfica (SIG), de esta manera las

divisorias separan a las diferentessubcuencas y microcuencas,junto con sus redes hidrográficas

naturales y totalmente independientesde sus vecinas.Se ha delimitado 7 sub-unidades o

microcuencas en la subcuenca del río Comarapa; las cuales se describirán, por otro lado

podemos observar las áreas en microcuencas, y su delimitacióngeográfica.

La unidad hidrográfica de la microcuenca Kuyoj Qhocha se ha realizado en función de su

extensión y su almacenamiento de las aguas en la represa como límite; estableciéndose a rangos

de una unidad hidrográfica básicas. La microcuenca Kuyoj Qhocha, tiene característica

montañosa, con un comportamiento climático heterogéneo.

2.4.2 Descripción de la subcuenca Comarapa

La subcuenca del río Comarapa, se ubica en la zona oeste del departamento deSanta Cruz, y

pertenece a las cuencasde la vertiente del Amazonas. Abarca un área total de 191,27km2 y se

caracteriza principalmente por poseerun relieve ondulado porencima de los 1500 m.s.n.m. La

denominación de las unidades hidrográficas circunscritas al área de la cuenca Comarapa se ha

realizado en función de su extensión y nombre de sus cursos de agua finales o ríos,

estableciéndose en base a una relación entre unidades hidrográficas y rangos de sieteunidades

20

hidrográficas básicas o microcuencas de acuerdo a la clasificación de la priorización de la

subcuenca.

La subcuenca Comarapa se encuentra dentro de la clasificación de las Unidades Hidrográficas, el

río Comarapa está influencia por siete microcuencas debido a su ubicación geográfica, es

considerar microcuencas montañosas, con un comportamiento climático heterogéneo en los que

sus cauces de agua tiene su flujo hacia otros municipios.

Figura 8. Microcuencas de la subcuenca Comarapa

Fuente: Elaboración propia,en base al modelo digital de elevación de 15 * 15 metros

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

Leyenda

rios

Limite_municipal

Aporte a microcuenca

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Limite subcuenca

Limite Microcuenca

²

Leyenda

Rioprinci

Limite de subcuenca

Limite microcuenca

Limite_municipal

21

En la Figura 8, se presenta la divisoria de las microcuencas. Esta subdivisión se ha realizado

utilizando el modelo digital de elevación.La subcuenca del río Comarapa está conformado por

siete microcuencas: Microcuenca río Pampa Chacra, río Lajara, río Rinconada, río Catalinas, río

Comarapa,tramo río abajo o Arenas. Las siete tienen un aporte efectivo de caudal al recibir el

aporte de las anteriores (Cuadro 1).

En la Figura 9 se pude apreciar la influencia de 29, unidades hidrográficas en todas las

microcuenca con su delimitación respectiva en la subcuenca Comarapa.

Cuadro 1. Sub unidades hidrográficas (Microcuencas) – Subcuenca rio Comarapa

N° Código Unidad

hidrográfica Denominación Rio principal

Superficies Numero de

Orden km

2 %

1 A Microcuenca Papa Chacra Rio Papa Chacra 18,63 9,74 3

2 B Microcuenca Lajara Rio Pampas 38,26 20,00 5

3 C Microcuenca Verdecillos Rio Arriba 39,73 20,77 4

4 D Microcuenca Rinconada Rio Rinconada 11,64 6,09 5

5 E Microcuenca Catalinas Rio Catalinas 10,35 5,41 4

6 F Microcuenca Comarapa Rio Comarapa 12,73 6,66 3

7 G Microcuenca Arenas Rio Abajo 59,92 31,33 3

Subcuenca Comarapa Rio Comarapa 191,27 100,00 6

Fuente: Elaboración propia

2.4.3 Descripción de la microcuenca Kuyoj Qhocha

En la Figura 10, se presenta la imagendivisoria de la microcuenca. Los ríos son de tipo

intermitente y almacena sus aguas en la represa Kuyoj Qhocha (Cuadro 2).

Cuadro 2. Microcuencas hidrográficas Kuyoj Qhocha

N° Código Unidad

hidrográfica Denominación Rio principal

Superficies Numero de Orden km

2 %

1 A Microcuenca Kuyoj Qhocha Kuyoj Qhocha 6,41 100,00 2


22

Figura 9. Influencia de drenaje en las microcuenca de la subcuenca Comarapa

Fuente: Elaboración propia, en base al DEM de 15*15 metros (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

4

2

11

8

710

1

5

9

1615

26

2418

13

2825

21

2314

6

1917

29

20

27

22

12

3

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

Leyenda

Rioprinci

Limite de subcuenca

Limite microcuenca

Limite_municipal

²

23

Figura 10. Área de influencia microcuenca Kuyoj Qhocha

Fuente: Elaboración propia, en base al modelo digital de elevación de 15 * 15 metros (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

2.4.4 Parámetros de cuenca

Se han determinado valores de los parámetros de forma y relieve de mayor importancia e

interpretación de la subcuenca y microcuencas del río Comarapa; que se resumen en el Cuadro4,

como también para la Microcuenca Kuyoj Qhocha en el Cuadro3. Los índices más empleados

para representar esta característica son:

2.4.4.1 Coeficiente de compacidad o de Gravelius (Kc)

Permite evaluar la uniformidad o irregularidad del contorno de la cuenca con respecto a

un círculo, y se define como el cociente entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de

un círculo de igual área.

Dónde:

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0

Leyenda

represa y rio de drenaje

Limite microcuenca

²

Leyenda


Limite microcuenca

Leyenda

Represa

Limite microcuenca

24

De la expresión se desprende que Kc siempre es mayor o igual a 1.y se incrementa con la

irregularidad de la forma de la cuenca.

Los valores de este parámetro que relaciona el área y perímetro, obtenidos para la

subcuenca Comarapa,varían entre 1,22 y 1,79. El valor más alto para la microcuenca

Rinconada nos indica que la tendencia a crecientes es menor.

La microcuenca Kuyoj Qhocha presentade 1,36, que indica unatendencia a crecientes,

aunque la microcuenca es muy pequeña.

2.4.4.2 Factor de forma (Ff)

Definido como el cociente entre la superficie de la cuenca y el cuadrado de su longitud de

su cauce principal, medida desde la salida hasta el límite de la cuenca, cerca de la cabecera

del cauce principal, a lo largo de una línea recta.

Dónde:

Para un círculo. Ff = 0,79; para un cuadrado con la salida en el punto medio de uno de los

lados. Ff = 1, y con la salida en una esquina. Ff = 0,5 (Mintegui et al.1993).

El factor de forma hallado para la cuenca del río Comarapa es de 0,15, su forma alargada.

Sin embargo, sus microcuencas integrantes poseen factores de forma mayores,del orden

promedio de 0,30 – 4,55, evidenciando superficies con un mayor ancho medio, respecto a

su mayor longitud, es decir capacidad receptora de precipitaciones pluviales (Cuadro4).

El factor de forma que corresponde para la microcuenca Kuyoj Qhocha presenta un valor

de 0,53 (Cuadro 3).

2.4.4.3 Radio de circularidad (Rc)

Relaciona el área de la cuenca y la del círculo que posee una circunferencia de longitud

igual al perímetro de la cuenca. Su valor es 1 para una cuenca circular y 0,785, para una

cuenca cuadrada.

Dónde:

25

Los valores del Radio de Circularidad de la subcuenca Comarapa y microcuencas denotan

que las formas alargadas como media, ya que todos los valores están por debajo de 0,70

(Cuadro 4).

El valor de radio de circularidad, corresponde para la microcuenca Kuyoj Qhocha es de

0,52 mostrando que presenta forma cuadrada (Cuadro 3).

2.4.4.4 Rectángulo equivalente (Re)

Asimila la superficie y el perímetro de la cuenca a un rectángulo equivalente. En el caso de

dos cuencas con rectángulos equivalentes similares, se admite que poseen un

comportamiento hidrológico análogo siempre que posean igual clima y que el tipo y la

distribución de sus suelos, de su vegetación y de su red de drenaje sean comparables.

2.4.4.5 Curva hipsométrica

Es utilizada para representar gráficamente cotas de terreno en función de las superficies

que encierran. Para su trazado se debe tener en cuenta que sobre la sección de control

(altitud mínima de la cuenca), se tiene el cien por ciento de su superficie. Si se ubica en el

punto más alto de la cuenca y se calcula a partir de cada curva de nivel, las áreas

acumuladas por encima de ellas, se puede construir la curva hipsométrica,en general las

superficies son definidas en términos porcentuales.

La representación gráfica entre los porcentajes de área acumulada por encima de las

elevaciones altitudinales para la cuenca y subcuencas del río Comarapa se muestra en la

Figura 11.

La representación gráfica entre los porcentajes de área acumulada por encima de las

elevaciones altitudinales para la subcuenca y microcuenca KuyojQhocha se muestra en la

Figura 12.

2.4.4.6 Polígono de frecuencias

Se denomina así a la representación gráfica de la relación existente entre altitud y la

relación porcentual del área a esa altitud con respecto al área total.En el polígono de

frecuencias existen valores representativos como: la altitud más frecuente, que es el

polígono de mayor porcentaje o frecuencia.

La distribución gráfica del porcentaje de superficies ocupadas por diferentes rangos de

altitud para la subcuenca y microcuenca del río Comarapa, se distingue en la Figura 11.

La distribución gráfica del porcentaje de superficies ocupadas por diferentes rangos de

altitud para la microcuenca KuyojQhocha, se distingue en la Figura 12.

26

Cuadro 3. Parámetros Geomorfológicos microcuenca río Kuyoj Qhocha

Parámetros Unidad Microcuenca

KuyojQhocha

Superficie total de la cuenca km2 6,41

Perímetro de la cuenca km 12,34

Coeficiente de compacidad (Kc) 1,36

Radio de circularidad (Rc) 0,53

Factor de forma Longitud del curso más largo km 1,70

Factor de forma 0,52

Rectángulo equivalente Lado mayor km 2,74

Lado menor km 2,61

Grado de ramificación (Longitud Total)

Orden 1 km 1,91

Orden 2 km 1,31

Numero de ríos para diferentes grados de ramificación

Orden 1 4,00

Orden 2 1,00

Longitud total de los rios de diferentes grado km 3,22

Numero de ríos para los diferentes grados 5,00

Longitud de ríos principales km 3,20

Densidad de drenaje km/km2 0,50

Cota máxima de la cuenca msnm 4143,00

Cota mínima de la cuenca msnm 3664,00

Desnivel total de la cuenca km 0,48

Pendiente media de la cuenca % 22,59

Pendiente media de los ríos % 2,90

Tiempo de concentración Horas 3,65


27

Cuadro 4. Parámetros Geomorfológicos subcuenca y microcuencas del río Comarapa

Parámetro Unidad Subcuenca Microcuenca

Comarapa Papa chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa Arenas

A B C D E F G

Superficie total de la cuenca km2 191,27 18,63 38,26 39,73 11,64 10,35 12,73 59,92

Perímetro de la cuenca km 79,46 20,37 33,24 29,30 21,82 14,97 15,52 40,98

Coeficiente de compacidad (Kc) 1,60 1,32 1,50 1,30 1,79 1,30 1,22 1,48

Radio de circularidad (Rc) 0,38 0,56 0,44 0,58 0,31 0,58 0,66 0,45

Factor de forma Longitud del curso más largo km 36,16 3,71 8,33 11,45 1,50 2,83 4,60 3,63

Factor de forma 0,15 1,36 0,55 0,30 5,15 1,29 0,60 4,55

Rectángulo equivalente Lado mayor km 20,32 8,39 13,42 13,96 7,07 5,57 7,58 3,63

Lado menor km 10,36 2,60 4,02 6,19 2,14 3,51 5,07 3,77

Grado de ramificación (Longitud Total)

Orden 1 km 352,00 24,00 82,00 71,00 18,00 22,00 15,00 120,00

Orden 2 km 74,99 10,00 21,20 20,50 7,45 5,35 7,28 3,21

Orden 3 km 34,19 3,60 7,36 6,71 2,31 2,18 2,43 9,60

Orden 4 km 10,10 2,25 2,69 1,50 1,00 0,80 0,98 0,88

Orden 5 km 6,01 1,00 1,00 1,80 0,56 0,36 0,29 1,00

Orden 6 km 46,85 30 1 2 0 3 1 10

Numero de ríos para diferentes grados de

ramificación

Orden 1 337 30 62 58 22 20 25 120

Orden 2 86 9 17 17 6 5 6 26

Orden 3 29 4 6 5 2 2 2 8

Orden 4 16 5 2 2 1 1 2 3

Orden 5 9 3 2 2 0 0 0 2

Orden 6 3 0 0 1 0 1 0 1

Longitud total de los ríos de diferentes grado km 524,14 70,85 115,45 103,46 29,32 33,39 26,98 144,69

Numero de ríos para los diferentes grados 479 50 89 85 31 29 35 160

Longitud de ríos principales km 63 33 5 5 2 4 2 12

Densidad de drenaje km/km2 2,73 3,80 3,02 2,60 2,52 3,23 2,12 2,41

Cota máxima de la cuenca msnm 3082 3078 3082 2771 2665 2910 2740 2628

Cota mínima de la cuenca msnm 1531 2062 2060 1812 1812 1741 1741 1531

Desnivel total de la cuenca km 1,55 1,02 1,02 0,96 0,85 1,17 1,00 1,10

Pendiente media de la cuenca % 35,15 40,45 34,23 34,59 22,56 42,23 36,34 35,66

Pendiente media de los ríos % 3,92 7,25 4,25 2,92 0,99 8,82 1,62 1,57

Tiempo de concentración Horas 38,54 4,24 10,74 16,51 1,78 2,70 5,53 3,83


28

Figura 11. Curva Hipsométrica y Polígono de Frecuencias (Relación área altitud)

Subcuenca Comarapa

Microcuenca Papa chacra

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

12,45

23,4420,5

16,6218,1

8,8

0

5

10

15

20

25

1531 - 1807 1807 - 2014 2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 2698 2698 - 3082

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

4,48

23,42

47

25,09

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 2698 2698 - 3082

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

29

Microcuenca Lajara

Microcuenca Verdecillo

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

5,86

21,41

42,2

30,52

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 2698 2698 - 3082

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

23,5

34,56

26

15,53

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1807 - 2014 2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 3082

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

30

Microcuenca Rinconada

Microcuenca Catalinas

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

58,6

23,85

12,5 5,05

0

10

20

30

40

50

60

70

1807 - 2014 2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 2698

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

2,06

19,95

36,2434,75

2,754,24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1531 - 1807 1807 - 2014 2014 - 2237 2237 -2465 2465 - 2698 2698 -3082

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

31

Microcuenca Comarapa

Microcuenca Arenas

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1531 1807 2014 2237 2465 2698 3082

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

9,23

49,88

27,78

9

3,87

0

10

20

30

40

50

60

1531 - 1807 2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 2698 2698 - 3082

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

37,37

34,27

21,31

6,35

0,7

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1531 - 1807 1807 - 2014 2014 - 2237 2237 - 2465 2465 - 2698

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

32

Figura 12. Curva Hipsométrica y Polígono de Frecuencias microcuencaKuyoj Qhocha

2.4.5 Pendiente media de la subcuenca

Este parámetro de relieve es importante debido a su relación con el comportamiento hidráulico

de la subcuenca. Para la estimación se ha empleado el sistema del “Rectángulo Equivalente”. La

subcuenca del río Comarapa tiene una pendiente promedio de 3,98 %, las microcuencas

presentan pendientes mayores al 2 %. Observándose que la microcuenca Pampa Chacra

presenta la mayor pendiente con 7,25 %.

La microcuenca del río Kuyoj Qhocha tiene una pendiente promedio de 2,9 %.

2.4.6 Tiempo de concentración

Definido como el tiempo necesario para que una gota de lluvia caída se movilice desde el punto

más alejado de la cuenca hasta su lugar de salida.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

3664 3730 3791 3853 3913 3989 4143

Po

rce

nta

je d

e a

reas

Altitud (msnm)

32,95

31,03

14,68 11,39

7,84

2,1

0

5

10

15

20

25

30

35

3664 - 3730 3730 - 3791 3791 - 3853 3853 - 3913 3913 - 3989 3989 - 4143

Are

a (%

)

Altitud (msnm)

33

Para el cálculo del tiempo de concentración se ha utilizado la formula californiana, cuya ecuación

es la siguiente:

Dónde:

Los resultados del Cuadro 4, indican que para la subcuenca Comarapa el tiempo de

concentración es igual a 38,54 hr, para las microcuencas ubicadas en la parte alta de la cuenca el

tiempo de concentración es alrededor de 4,24 hr.

Para la microcuenca Kuyoj Qhocha el tiempo de concentración es, de la microcuenca es

alrededor de 3,65 hr (Cuadro 3).

34

3 PLUVIOMETRÍA

La precipitación se considera como la primera variable hidrológica y es la entrada natural de agua dentro

del balance hídrico de subcuencas y microcuencas hidrográficas.

Para poder explicar la subcuenca Comarapa y microcuenca Kuyoj Qhocha es necesario relacionarla con la

precipitación y de esta forma, no sólo validar la información histórica disponible, para lo cual se requiere

previamente cuantificar la incidencia simultánea de la precipitación sobre la cuenca, a lo que

denominamos cálculo de la precipitación areal utilizando métodos convencionales de cálculo.

3.1 Red de estaciones pluviométricas

Para el estudio se consideró el mayor número de estaciones ubicadas dentro yalrededor de la

subcuenca y de la microcuenca, las que se detallan en Cuadro 5 y 6. La ubicación de lasestaciones se

muestra en las Figuras 13. Las series históricas de precipitación mensualpor estaciones podemos

observarlas en el Anexo 1 y 2, correspondiente para la subcuenca Comarapa y microcuenca Kuyoj

Qhocha.

Cuadro 5. Número de estaciones de influencia, para análisis subcuenca y microcuenca

Detalle N° de estaciones

Subcuenca Comarapa 8

Microcuenca KuyojQhocha 5

Total 13


Cuadro 6. Red de estaciones pluviométricas

Subcuenca Comarapa, microcuenca Kuyoj Qhocha

ESTACIÓN DEPTO. PROVINCIA LATITUD LONGITUD ALTITUD DETALLE

Comarapa Santa Cruz O. Santisteban 17° 53' 00" 64° 33' 00" 1614 Subcuenca Comarapa

El Quiñe Santa Cruz Caballero 18° 05' 00" 64° 21' 00" 1930 Subcuenca Comarapa

Perereta Cochabamba Campero 18° 09' 49" 64° 50' 43" 1667 Subcuenca Comarapa

Pulquina Santa Cruz Caballero 18° 05' 00" 64° 25' 00" 1560 Subcuenca Comarapa

Río Blanco Cochabamba Carrasco 17° 13' 20" 64° 27' 53" 260 Subcuenca Comarapa

Saipina Santa Cruz Caballero 18° 05' 00" 64° 35' 00" 1360 Subcuenca Comarapa

San J. Potrero Santa Cruz Caballero 17° 58' 00" 64° 17' 00" 2000 Subcuenca Comarapa

Siberia Santa Cruz Caballero 17° 48' 00" 64° 36' 00" 2700 Subcuenca Comarapa

Araní Cochabamba Araní 17° 34' 25" 65° 45' 16" 2767 Microcuenca KuyojQhocha

Colomi Cochabamba Chapare 17° 20' 10" 65° 52' 15" 3309 Microcuenca KuyojQhocha

San Benito Cochabamba Punata 17° 31' 43" 65° 54' 17" 2710 Microcuenca KuyojQhocha

Tarata Cochabamba Esteban Arce 17° 36' 31" 66° 01' 22" 2775 Microcuenca KuyojQhocha

Tiraque Cochabamba Tiraque 17° 25' 31" 65° 43' 28" 3304 Microcuenca KuyojQhocha


35

Para Comarapa.La información pluviométrica utilizada en el presente informeproviene de los

registros de 8 estaciones hidrológicas, de los cuales 2 están ubicadas dentro de la subcuenca

Comarapa y 6 fuera del ámbito de la subcuenca.

Para la microcuenca de Kuyoj Qhocha se dispone de 5 estaciones hidrológicas fuera dela microcuenca

por no tener estaciones dentro de la microcuenca indicada.

En el presente estudio teniendo en consideración la longitud de las series de los datosde

precipitación, se estableció que el período de análisis será el comprendidoentre los años 1980 a 2010

(Anexos 1 y 2).

Figura 13. Ubicación Geográfica de estaciones pluviométricas

Subcuenca Comarapa

Estaciones de influencia y apoyo

Fuente: Elaboración propia, base mapa de municipios IGM y estaciones SENAMHI (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

!.

!.

!.

!.

!.

!.

!.

!.SIBERIA

SAIPINA

PULQUINA

EL QUIÑE

COMARAPA

PERERETA

RIO BLANCO

SAN JUAN DEL POTRERO

300000

300000

350000

350000

80

00

00

0

80

00

00

0

80

50

00

0

80

50

00

0

²

36

Microcuenca KuyojQhocha

Estaciones de apoyo

Fuente: Elaboración propia, base mapa de municipios IGM y estaciones SENAMHI (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

3.2 Análisis de la precipitación

En el área de estudio laprecipitación es principalmente de tipo orográfico, por la presenciade

elevaciones.En la subcuenca de estudio (Comarapa) se pudo verificarque la precipitación es

principalmente en forma de lluvia,mientras en la microcuenca de Kuyoj Qhocha, debido a su

altura,ocasionalmentepuede caergranizo.

3.2.1 Registro histórico

Para el estudio hidrológico de la subcuenca Comarapa, se utilizaron ochoestaciones

pluviométricas de las cuales dos,se encuentran dentro dela subcuenca y seisen cuencas

!5

!5

!5

!5

!5

ARANI

TARATA

COLOMI

TIRAQUE

SAN BENITO

180000

180000

200000

200000

80

60

00

0

80

60

00

0

80

80

00

0

80

80

00

0

²

37

vecinas.La microcuencaKuyoj Qhocha no cuenta con estaciones, pero se dispone de cinco

estaciones en las cercanías (Cuadro 6),los datos se muestran en el Anexo 1 y 2.

De las ocho estaciones pluviométricas utilizadas en la subcuenca Comarapa,lamentablementela

mayoría dejóde funcionar algún momento, incluyendo la estación de Siberia que está paralizado

a la fecha; por esta razón se utilizaron6 estaciones pluviométricas adicionales,ubicadas en

cuencas vecinas que enla actualidad se encuentran en funcionamiento, para completardatos

faltantes.

3.2.2 Análisis Estadístico de Saltos y Tendencias

Antes de evaluar la información pluviométrica, secompletaron los datos mensuales faltantes

utilizandopara ello, la información de los años con registros completos esdecir, aquellas que

tengan durante los doce meses, aún éstas nosean consecutivas, obteniéndose de esta manera la

precipitaciónpromedio multi-anual a nivel mensual y anual, luego se procedió ahallar el factor

adimensional (k) para cada mes del año, con lasiguiente ecuación:

Donde

X1: Precipitación promedio Multi-anual del mes i

X :Precipitación promedio Multi-anual a nivel anual.

Con este factor k se procedió a hallar la precipitación de los mesesfaltantes. En losAnexo 1 y 2 se

presenta la informacióndebidamente completada de las 13 estaciones de la subcuenca y

microcuenca.Puesto que se dispone de series múltiples de la informaciónpluviométrica en la

subcuenca y microcuenca de estudio, se procedió a realizar elanálisis de doble masa para la

identificación de saltos.

Se realizó el análisis estadístico y tiempo de retorno de lluvias en estas estaciones con la

distribución de Gumbel.

En el análisis de salto de las series históricasla estación analizada, considerando como periodo de

1980 a 2010, se verifica que no se presentan inconsistencia en las estaciones sin

embargoanalizando el histograma comparativo de los Anexos 1 y 2.Se observa que el segundo

periodo coincide con los añossecos, por lo que es lógico que presente dicha inconsistencia,por

tanto estas series no fueron corregidas (Anexo 3).

3.3 Precipitación media

Entre los métodos generalmente propuestos para calcular la precipitación media deuna cuenca a

partir de registros puntuales obtenidos en varias estacionespluviométricas sobre la subcuenca y en la

microcuenca o en su proximidad, podemos mencionar métodosde uso generalizado, como el método

de las isoyetas.

38

La elección del método ha dependido particularmente de la configuración orográfica y de la longitud

de la serie de datosque se dispone y de la densidad de la red de estaciones.

3.4 Método de estimación

El método más preciso es él de las isoyetas, que son las líneas de unmismo valor de precipitaciones,se

hantrazado con los valorespluviométricos de cada estación de la subcuenca y microcuenca a las

estacionesvecinas o de apoyo, utilizado el método de Kriging en el ambiente de ArcGIS.

Método de Kriging: El método consiste en establecer para cada punto de la grillaun variograma que

evalúa la influencia de las estaciones próximas en función desu distancia al punto y de su rumbo. El

Kriging es así el único método que puedetomar en cuenta un eventual gradiente espacial de la

información, por lo tanto tienecomo ventaja una interpolación de mejor calidad con menor sesgo y

adicionalmente por tomar en cuenta un gradiente espacial de variación de valorespuede realizar

extrapolaciones más consistentes. Entonces, cuando las estacionesson mal repartidas.y es necesario

hacer en ciertas zonas de la subcuencaextrapolación y no interpolación.

Cuando las curvas isoyetas han sido trazadas y corregidas, la precipitación mediapuede se ha

calculado con la siguiente expresión:

Donde

3.5 Precipitación anual

Se ha calculado la precipitación total anual para lassubcuenca del río Comarapa y microcuenca Kuyoj

Qhocha como podemos observar los cálculos de la precipitaciónmedia.


En el Cuadro 7 y en la Figura 14,se presenta en forma gráfica la distribución de precipitación total

anual en la región. Se observa que la precipitación enlas estaciones meteorológicas,que se

encuentran en la región de la subcuenca Comarapa,varía de 567 mm(Comarapa) a 757 mm

(Siberia). Los valores más altos se registran en el entorno al parque Amboró que es la parte alta

de la subcuenca y donde se presentan lluvias orográficas.

El número de días de lluvia más altos en promedio, para todo el año se da en estas zonas (parte

alta de la microcuenca Pampa Chacra y Lajara yrespectivamente). Pero las intensidades de

precipitaciones máximas medias se dan en la cabecera de la subcuenca.

39

Cuadro 7. Precipitación total anual histórico para el periodo 1980 – 2010

Estación Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media

Comarapa 119,8 101,7 70,8 37,6 8,9 8,7 5,8 8,4 20,4 39,3 50,4 95,6 567,3

El Quiñe 101,0 67,6 62,2 24,3 10,4 5,8 5,5 9,4 18,9 29,6 44,6 74,9 454,2

Perereta 112,9 46,0 104,0 51,5 0,0 2,5 0,8 4,4 5,5 9,9 78,4 84,6 500,3

Río Blanco 546,4 448,4 223,7 105,3 110,5 38,8 79,2 67,8 117,5 255,2 292,7 409,6 2695,0

Potrero 100,4 95,2 72,8 38,8 20,9 11,2 10,5 10,1 24,3 43,2 51,3 101,8 580,5

Pulquina 93,5 56,6 49,0 23,1 6,4 3,2 2,0 10,8 15,0 29,4 53,9 74,4 417,3

Saipina 96,8 54,0 67,2 16,6 15,0 0,0 1,1 13,8 5,7 26,7 45,2 66,3 408,4

Siberia 147,3 89,4 97,1 60,4 27,5 7,8 11,0 22,4 28,8 57,8 74,8 133,0 757,3


Figura14. Precipitaciónhistórica total anual para el periodo 1980 – 2010

En la Figura 15, mediante el trazado de las isolíneas de precipitación (Isoyetas) se presenta la

distribución espacial de la precipitación anual, se observa que los valores de la precipitación en la

cuenca varían de 500 a 760 mm. Los valores altos se registran en la cabecera de la subcuenca.

En el Anexo 4 se muestra los cálculos de la precipitación media areal anual. En el Cuadro 8, se

presentan la precipitación media anual, según el método de Kriging y posterior calculo

ponderado (Figura 16).

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

pre

cip

itac

ion

to

ta (

mm

)

MesComarapa El quiñe Perereta Rio blanco Potrero Pulquina Saipina Siberia

40

Figura 15. Precipitación Total media Anual (subcuenca Comarapa)

Fuente: Elaboración propia, en base al método Kriging (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

640

620

660

600

580

560

540

680

520

700

720

740

500

480

460

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

²

41

Cuadro8. Precipitación total área anual subcuenca Comarapa

Subcuenca Superficie km2 Total (mm)

Comarapa 191,27 617

Total 191,27 617


Figura16. Precipitación total área anual microcuencasComarapa


Con las series de datos históricos mensuales de precipitación de 5 estaciones.se procedió a

obtener parámetros estadísticos como son valores mínimos, medios y máximos para períodos

mensuales y anuales (Anexo 2). Con estos valores de cada estación, se aplicó el método de

interpolación de Kriging para obtener las curvas de igual precipitación o isoyetas sobre el área de

estudio. Luego con la obtención del área entre isoyetas que cruzan a cada área de la

microcuenca se calculó su precipitación media mensual areal y anual.

En la Figura 17 se observa en forma gráfica la distribución de precipitación arealmensual en la

región, que la precipitación en esta región empieza a partir del mes de noviembre a marzo con

mayores intensidades que los meses abril a octubre.

730,21 691,40

600,.44569,19 580,82 570,47 557,94

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Pampa chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa Arenas

Pre

cip

itac

ion

(m

m)

Microcuenca

42

Figura17. Precipitación histórica total anual estaciones de apoyo

Cuadro 9. Precipitación total anual histórico para el periodo 1980 – 2010

Estación Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Media

Araní 80,2 62,0 55,1 17,2 2,7 2,4 1,8 4,8 9,9 13,6 39,1 56,5 345,2

Tarata 162,6 113,2 111,9 25,4 1,0 3,5 2,2 5,0 15,3 31,8 65,7 107,9 645,6

Colomi 131,7 91,4 84,9 30,3 7,1 8,1 7,6 19,1 26,3 37,8 51,7 90,9 586,9

San Benito 89,8 65,9 55,7 21,1 6,0 2,1 1,9 4,2 10,2 17,0 36,5 66,1 376,3

Tiraque 125,0 91,1 78,3 22,8 5,6 4,8 4,5 8,7 12,8 25,7 49,2 90,9 519,3


El mapa de Isoyetas (ver Figura 18), muestra precipitaciones que van desde 460-510mm en el

extremo norte de la microcuenca Kuyoj Qhocha (que coincide con las mayoreselevaciones

topográficas), en el extremo sur área que coincidecon la elevación intermedia de la microcuenca.

En el Cuadro 10, se presenta el cálculo de la precipitación promedio anual sobre toda la

microcuenca de 490 mm anual.

Cuadro10. Precipitación total área anual microcuenca Kuyoj Qhocha

Microcuenca Superficie km2 Total (mm)

Kuyoj Qhocha 6.41 490


0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

pre

cip

itac

ion

to

ta (

mm

)

MesArani Tarata Colomi San benito Tiraque

43

Figura 18. Precipitación Anual,microcuenca KuyojQhocha

Fuente: Elaboración propia en base al método Kriging (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

3.6 Precipitación mensual

La precipitación mensual se ha estimado por el método de isoyetas, utilizando elmétodo de Kriging

presentada en el punto 3.4.

En el siguiente acápite se presentan los valores calculados de la precipitación mensual, parala

subcuenca del río Comarapa y microcuenca Kuyoj Qhocha.


En el Cuadro 11, se presentan los valores calculados de la precipitación mensual areal por el

método de la isoyetas, parala subcuenca del río Comarapa y para cada una de las microcuencas

en forma areal.

470

480

490

500

510

460

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0²

44

Cuadro 11. Precipitación media mensual areal de las microcuencas Comarapa

Microcuencas Precipitación (mm)

Total Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Pampa chacra 144,6 88,1 94,6 59,2 25,9 8,0 10,7 21,7 27,9 55,9 73,5 131,0 741,1

Lajara 1397 90,4 90,1 54,7 22,9 7,6 9,6 19,9 26,4 52,8 69,2 123,8 707,1

Verdecillo 124,5 97,3 76,2 41,6 12,6 8,0 6,7 11,1 22,1 42,6 55,5 102,4 600,5

Rinconada 117,5 99,7 72,5 37,5 9,0 8,0 5,5 9,0 21,0 39,0 51,0 94,0 563,9

Catalinas 121,53 96,7 73,1 39,0 11,3 7,6 6,1 10,4 21,0 40,6 53,5 98,6 579,4

Comarapa 118,5 99,6 72,5 39,0 9,1 8,0 5,5 9,1 21,0 39,1 51,1 94,9 567,3

arenas 117,6 90,4 71,8 39,5 11,3 7,1 5,6 10,8 19,3 38,9 53,2 94,5 560,0

Subcuenca 126,3 94,6 78,7 44,4 14,6 7,8 7,1 13,1 22,7 44,1 58,1 105,6 617,0


La Figura 19, muestra la distribución mensual de la precipitación de cada una de las

microcuencas del río Comarapa. En el Anexo 5, se presentan los mapas de precipitaciones

mensuales, en el Anexo 6 están los cálculos respectivos y los histogramas mensuales por

microcuencas se encuentra en el Anexo 7.

Figura 19.Distribución de la precipitación media mensual subcuenca Comarapa

En el Cuadro12 y Figura 20, se muestra la probabilidad de ocurrencia de eventos anuales de

precipitación media en la subcuenca Comarapa a diferentes rangos de probabilidad.Las

probabilidades de precipitación se realizaron en base al cálculo con el apoyo del software

Hidroesta de acuerdo a las probabilidades de importancia.

0

20

40

60

80

100

120

140

160


Pre

cip

itac

ion

(m

m)

MesPampa chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa arenas

45

Cuadro12. Probabilidad de eventos anuales de precipitación media,microcuencas Comarapa

Probabilidad Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total

10% 204,2 153,0 127,2 71,7 23,6 12,6 11,5 21,2 36,6 71,4 94,0 170,8 997,8

25% 157,5 118,0 98,1 55,3 18,2 9,7 8,8 16,4 28,2 55,0 72,5 131,7 769,4

50% 126,3 94,6 78,7 44,4 14,6 7,8 7,1 13,1 22,7 44,1 58,1 105,6 617,0

75% 95,1 71,2 59,2 33,4 11,0 5,8 5,3 9,9 17,1 33,2 43,8 79,5 464,6

90% 48,3 36,2 30,1 17,0 5,6 3,0 2,7 5,0 8,7 16,9 22,3 40,4 236,2


Figura20. Distribución de eventos anuales de precipitación media,microcuencas Comarapa


En el Cuadro13,se presentan lasprecipitaciones mensuales y anuales en base a las isoyetas y

método Kriging.Los mapas de isoyetas mensuales se aprecian en el Anexo 8 y el cálculo areal de

las precipitaciones en el Anexo 9.

De acuerdo a este cálculo, la precipitación anual sobre la totalidad de la cuenca es de494mm.

Para la microcuenca Kuyoj Qhocha.

Cuadro13. Precipitación media mensual areal microcuenca Kuyoj Qhocha

Microcuenca Precipitación (mm)


Kuyoj Qhocha 115,3 82,8 74,4 24,2 5,4 7,7 4,1 10,5 16,9 26,5 45,6 81,4 494,8


La Figura 21 muestra la distribución mensual de la precipitación de las precipitaciones de

acuerdo en el año, desde el mes de enero a diciembre.

0

50

100

150

200

250

Pre

cip

itac

ion

(m

m)

Mes10% 25% 50% 75% 90%

46

Figura 21. Precipitación media mensual areal microcuenca Kuyoj Qhocha

En el Cuadro14, se muestra la probabilidad de ocurrencia de eventos anuales de precipitación media en

la subcuenca Comarapa a diferentes rangos de probabilidad, como también la distribución de los eventos

en la Figura22,de acuerdo con el apoyo de la herramienta de Hidroesta.

Cuadro14. Probabilidad de eventos anuales de precipitación media,microcuenca Kuyoj Qhocha


10% 196,3 140,9 126,6 41,2 9,16 13,2 6,9 17,8 28,7 45,1 77,6 138,5 842,2

25% 178,4 128,1 115,1 37,5 8,32 12,0 6,3 16,2 26,1 41,0 70,6 125,9 765,6

50% 115,3 82,8 74,4 24,2 5,38 7,7 4,1 10,5 16,9 26,5 45,6 81,4 494,8

75% 52,2 37,5 33,9 11,0 2,44 3,5 1,8 4,7 7,6 12,0 20,6 36,8 224,0

90% 34,4 24,7 22,2 7,2 1,60 2,3 1,2 3,1 5,0 7,9 13,6 24,2 147,4


Figura22. Distribución de eventos anuales de precipitación media,microcuenca Kuyoj Qhocha

115,33

82,7974,4

24,21

5,38 7,75 4,0610,49

16,8926,52

45,62

81,38

0

20

40

60

80

100

120

140


Pre

cip

itac

ion

(m

m)

Mes

0

50

100

150

200

250


Pre

cip

itac

ion

(m

m)

Mes10% 25% 50% 75% 90%

47

4 EVAPOTRANSPIRACIÓN

4.1 Temperatura

La temperatura es de gran importancia dentro del ciclo hidrológico debido a estavariable climática

se encuentra ligada a la evapotranspiración y al periodo vegetativode los cultivos. A continuación

estudiaremos la temperatura tanto en sucomportamiento espacial como temporal.

4.1.1 Análisis de la temperatura

Los registros de temperatura utilizados en el presente informe provienen de instituciones de

la región y el SENAMHI.

Con la información meteorológica disponible se ha realizado un análisis de distribución de los

valores de temperaturas medias, máximas y mínimas con respecto a la regresión lineal y

respecto a la altura como se indicara.

4.2 Subcuenca Comarapa

Para el estudio de esta variable contamos solamente con 4 estaciones climatológicas, que cuentan

con registros de temperatura media mensual dentro del periodo 1980-2010.

Considerando que las variables climatológicas, por lo general no presentan variaciones

considerables a través del tiempo y la poca información disponible, el análisis de los registros se ha

realizado de manera gráfica, para luego calcular la temperatura media mensual para el año

promedio.

4.2.1 Régimen de temperatura media

Debido a las diferencias de altitud, exposición a los vientos y al sol e influencia de la región,

existen algunas variaciones en la distribución de la temperatura media del aire en la región,

las temperaturas medias más bajas se producen en el mes de Julio, mientras que las más

elevadas se registran de Noviembre a Marzo, por lo general centradas en Enero.

Debido a la carencia de estadísticas de temperatura media en algunas estaciones han sido

estimados, los valores de temperatura media de las estaciones, han sido estimados mediante

un análisis de regresión lineal de los datos de las estaciones con registros existentes,

relacionándolo con la altitud de ubicación de la estación respectiva. En el Cuadro15, se

presenta los coeficientes de la ecuación de correlación Temperatura Media – Altitud, en

forma mensual y media anual.

En el Cuadro16 y Figura 23, presentamos los valores medios mensuales obtenidos para cada

estación de influencia de la región de la subcuenca Comarapa, según la ecuación

Tmed = a + bZ

DóndeZ es la altitud en msnm

48

Cuadro 15. Variables de ecuación de relación temperatura media mensual

Coeficiente Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Prom

a 30,64 30,94 30,56 27,57 26,27 25,265 23,954 26,618 28,514 30,050 29,27 30,207 28,322

b -0,01 -0,01 -0,01 -0,004 -0,004 -0,004 -0,004 -0,004 -0,005 -0,005 -0,004 -0,004 -0,004

r 87,70 85,39 85,10 78,77 80,57 84,42 84,28 84,03 80,70 80,13 77,76 82,17 82,58


Cuadro 16. Temperatura media mensual (°C)

Estación Z (msnm) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Prom

Comarapa 1614 20,1 19,7 19,5 18,0 16,6 15,7 15,0 16,6 17,5 19,3 19,6 20,3 18,2

El Quiñe 1930 20,0 20,1 20,0 18,5 17,6 16,5 16,0 17,1 18,3 19,7 19,3 19,5 18,6

San Juan del potrero 2000 21,8 22,9 22,2 21,2 19,5 17,9 16,7 18,8 20,8 21,3 21,4 22,0 20,5

Perereta 1667 21,9 22,0 21,8 20,4 18,9 17,6 18,9 18,6 20,1 21,5 21,6 22,0 20,4

Pulquina 1560 23,4 23,5 22,4 20,8 19,4 18,1 17,3 19,1 20,6 22,1 22,1 22,5 20,9

Río Blanco 260 35,9 29,6 29,2 26,4 25,1 24,1 22,8 25,4 27,2 28,7 28,1 28,9 27,6

Saipina 1360 25,0 23,7 23,4 21,7 20,2 19,0 18,2 20,1 21,6 23,1 23,0 23,5 21,9

Siberia 2700 16,0 16,5 16,4 15,9 14,3 12,9 12,5 13,7 14,9 16,3 16,8 16,9 15,3


Figura 23. Distribución de la temperatura media mensual (°C) Estaciones de la región (subcuenca del río Comarapa y Estaciones de Apoyo)

En la Figura 24, se ha trazado las líneas de isotermas de la temperatura media anual, en

donde se puede observar que la temperatura más baja de la subcuenca se presenta en la

parte alta al lado norte que registra una temperatura media anual de 17 - 16°C.

En el Cuadro17, se aprecia la temperatura media mensual por microcuencas, la subcuenca en

sí, presenta una temperatura media de 17.2 °C.

0

5

10

15

20

25

30

35

40


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Comarapa

El quiñe

San juan del potrero

Perereta

Pulquina

Rio blanco

Saipina

Siberia

49

Figura 24. Isotermas de temperatura media anual (°C)


Cuadro 17. Distribución de la temperatura media mensual (°C) por microcuencas Comarapa

Microcuencas Temperatura media °C


Pampa chacra 17,0 17,0 17,0 16,0 15,0 13,3 13,0 14,0 15,2 17,0 17,0 17,2 15,7

Lajara 17,4 18,1 17,7 16,4 15,4 13,7 13,4 8,7 15,7 17,7 17,7 18,0 15,8

Verdecillo 19,6 17,7 17,7 17,2 15,4 13,7 13,7 14,7 15,7 17,7 17,7 18,5 16,6

Rinconada 20,5 19,5 19,5 18,5 16,5 15,5 15,5 16,5 17,5 19,5 19,5 20,5 18,3

Catalinas 20,2 19,5 19,5 17,8 16,5 15,5 14,8 16,5 17,5 18,8 19,5 19,8 18,0

Comarapa 20,5 19,5 19,5 17,8 16,5 15,5 14,8 16,5 17,5 19,5 19,5 20,5 18,1

Arenas 18,7 20,5 19,8 11,5 17,5 16,5 15,5 17,5 18,5 19,8 20,5 20,5 18,1

Subcuenca 19,1 18,8 18,7 16,5 16,1 14,8 14,4 14,9 16,8 18,6 18,8 19,3 17,2


C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

16

17

18

19

20

21

22

23

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0²

50

4.2.2 Régimen de temperatura máxima

La carencia de estadísticas de temperatura máximas, los valores de este parámetro han sido

estimados mediante un análisis de regresión lineal de los datos de las estaciones con registros

existentes.Relacionándolo con la altitud de ubicación de la estación respectiva. En el

Cuadro18, se presenta los coeficientes de la ecuación de correlación Temperatura Máxima

Promedio – Altitud, en forma mensual y promedio anual.Con la cual se han estimado para las

otras estaciones faltantes de estos datos de temperatura máxima la cual se presenta los datos

complementados de temperatura máxima (Cuadro 21, Figura 25).

Cuadro 18. Ecuación de relación temperatura máxima mensual


a 51,72 49,05 51,82 45,54 44,70 44,04

-0,007

45,13 45,19 48,29 50,24 48,08 48,67 47,71

b -0,010 -0,009 -0,009 -0,007 -0,007 -0,007

-0,007 -0,007 -0,008 -0,009 -0,008 -0,008 -0,008

r 93,88 87,20 89,01 87,32 84,88 83,08 92,49 88,98 86,83 89,63 87,88 92,75 88,66


Cuadro 19. Temperatura máxima Mensual (°C)

Estaciones de la región (subcuenca Comarapa y Estaciones de Apoyo)


Comarapa 1614 36,0 34,0 33,0 32,0 34,0 34,5 33,2 32,5 33,4 35,6 33,0 35,2 33,9

El Quiñe 1930 34,0 31,5 36,1 31,0 30,3 30,0 31,0 31,0 33,8 35,8 34,0 32,1 32,6

San juan del P. 2000 34,5 37,4 37,6 33,8 32,8 33,0 29,4 32,7 35,2 33,4 34,5 32,6 33,9

Perereta 1667 35,0 33,8 35,4 32,7 32,4 31,8 32,0 32,3 33,7 35,1 34,2 34,1 33,5

Pulquina 1560 31,6 29,5 31,8 30,0 28,0 26,0 29,5 29,0 29,0 31,0 31,0 31,5 29,8

Río Blanco 260 49,1 46,7 49,3 43,5 42,8 42,1 43,1 43,2 46,0 47,9 45,9 46,4 45,5

Saipina 1360 38,1 36,6 38,4 35,1 34,6 34,1 34,4 34,7 36,4 37,9 36,7 36,7 36,1

Siberia 2700 24,6 24,4 25,2 24,8 24,7 24,2 23,8 24,4 24,7 25,7 25,5 25,0 24,8


51

Figura 25. Distribución de temperatura máxima mensual (°C)

Estaciones de la región (subcuenca del río Comarapa y Estaciones de Apoyo)

En la Figura 26, se verifica que la temperatura máxima se registra en las partes bajas 33 a 37

°C, en las partes altas oscila entre 24y 27 °C.

Figura 26. Isotermas de la temperatura máxima anual (°C)

Fuente: Elaboración propia.en base al método Kriging (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Comarapa

El quiñe


Perereta

Pulquina

Rio blanco

Saipina

Siberia

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

28

32

31

29

30

33

26

34

25

35

36

37

38

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0²

52

4.2.3 Régimen de temperatura mínima

Sepresentan los coeficientes de estimación de la ecuación de correlaciónlineal para el cálculo

de datos faltantes de las estaciones que no cuentan con las temperaturas máximas (Cuadro

20).Así comotambién el régimen de sus valores mensuales máximas en el Cuadro 21 y Figura

27.

Cuadro 20. Ecuación de relación temperatura mínima Mensual)


a 22,33 21,33 23,33 22,68 25,48 25,63 25,58 23,07 22,81 23,72 20,86 22,11 23,24

b -0,007 -0,003 -0,004 -0,005 -0,007 -0,008 -0,008 -0,006 -0,005 -0,005 -0,003 -0,003 -0,005

r 77,41 69,91 74,73 71,30 71,00 75,88 78,64 64,73 69,47 74,93 69,36 76,81 72,85


Cuadro 21. Temperatura mínima Mensual (°C)


Comarapa 1614 14,3 13,5 13,5 11,7 9,7 8,6 9,0 10,0 11,0 13,2 13,0 14,5 11,8

El Quiñe 1930 14,4 14,6 14,4 13,1 11,9 10,9 10,2 11,2 12,4 14,0 13,8 14,0 12,9

San juan del potrero 2000 16,0 15,7 16,0 14,4 13,2 10,6 10,4 12,2 13,9 15,3 15,3 16,0 14,1

Perereta 1667 15,7 15,4 15,4 14,0 13,0 11,6 11,6 12,6 13,5 15,1 14,7 15,6 14,0

Pulquina 1560 12,0 12,0 10,0 10,0 8,0 6,0 9,0 8,0 10,0 10,0 9,0 12,0 9,7

Río Blanco 260 21,3 20,4 22,1 21,3 23,5 23,4 23,4 21,4 21,4 22,4 19,9 21,1 21,8

Saipina 1360 16,9 16,5 16,9 15,6 15,3 14,2 14,1 15,6 15,2 16,7 15,8 16,8 16,4

Siberia 2700 11,6 11,7 10,5 8,6 5,3 3,0 2,9 6,1 7,7 9,8 10,9 11,6 8,3


Figura 27. Distribución de Temperatura mínima Mensual (°C)

En la Figura 28, se ha trazado las líneas de igual temperatura o isotermas de la temperatura

mínima promedio anual, se verifica la distribución espacial de las temperaturas mínimas

acentuándose más en las partes altas de la subcuenca.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Comarapa

El quiñe


Perereta

Pulquina

Rio blanco

Saipina

Siberia

53

Figura 28. Isotermas de Temperatura mínima anual (°C)

Fuente: Elaboración propia.en base al método Kriging (Datum WGS – 84. zona 20 sur)

4.3 Microcuenca Kuyoj Qhocha

4.3.1 Régimen de temperatura media

Los valores de temperatura media fueron estimados mediante un análisis de regresión lineal

de los datos de las estaciones con registros existentes, relacionándolo con la altitud de

ubicación de lasestaciones (Cuadro 22). En el Cuadro23 y la Figura 29, se presenta la relación

temperaturas – altitud, en forma mensual y promedio anual.

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

9

11

10

13

12

14

15

16

17

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

²

54

Cuadro 22. Ecuación de relación temperatura media Mensual


a 47,62 45,95 45,93 43,41 38,15 33,72 34,68 36,23 44,91 50,57 51,37 50,14 43,56

b -0,01 -0,01 -0,01 -0,01 -0,01 -0,007 -0,008 -0,008 -0,868 -0,001 -0,012 -0,011 -0,080

r2 % 91,09 91,41 91,17 88,55 81,66 77,99 83,33 86,1 86,79 88,45 91,02 92,66 87,52


Cuadro 23. Temperatura media mensual (°C)

Estación Z (msn

m)

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Prom

Araní 2767 18,3 18,4 18,4 17,9 16,3 14,8 14,3 15,6 17,0 18,6 19,3 19,2 17,3

Colomi 3309 10,3 10,3 10,2 10,3 8,5 7,3 7,1 7,6 8,2 9,0 10,0 10,3 9,1

San Benito 2710 16,8 16,4 16,3 15,4 13,3 11,5 11,8 13,1 14,4 16,4 17,4 17,8 15,1

Tiraque 3304 13,3 13,1 13,1 12,9 12,1 10,8 10,3 11,3 12,0 13,2 13,7 13,8 12,5

Tarata 2775 17,7 18,0 17,9 17,9 15,9 13,8 13,6 15,0 16,9 18,6 19,2 18,6 16,9


Figura 29. Distribución de temperatura media Mensual (°C)

Estaciones de la región (microcuenca KuyojQhocha)

Con los datos de precipitación media mensual de todos de registro de temperaturas de las

estaciones de influencia en la microcuenca,se realizó el cálculo de las isolíneas de

temperatura media en °C.

En la Figura 30, se ha trazado las isotermas de la temperatura media anual.

0

5

10

15

20

25


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Arani

Colomi

San Benito

Tiraque

Tarata

55

Figura30. Isotermas de la temperatura media anual (°C) microcuenca KuyojQhocha


En el Cuadro 24, se muestra la temperatura media mensual areal por microcuencas Kuyoj

Qhocha.Presentando una temperatura media anual de 12.4 °C.

Cuadro 24. Distribución de la temperatura media Mensual (°C) microcuenca Kuyoj Qhocha

Microcuencas Temperatura media °C


Kuyoj Qhocha 14,8 10,4 13,8 13,4 11,4 9,9 9,9 10,9 12,1 13,3 14,3 14,8 12,4


4.3.2 Régimen de temperatura máxima

Debido a la faltade estadísticas detemperatura máximas, los valores de temperatura de las

estaciones han sido estimados mediante un análisis de regresiónlineal de los datos de las

estaciones con registros existentes, relacionándolo con laaltitud y ubicación de la estación

respectiva. En el Cuadro 25, se presenta loscoeficientes de la ecuación de correlación

Temperatura Máxima– Altitud, enforma mensual y promedio anual.

12

13

14

12.5

13.5

14.5

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0

²

56

Cuadro 25. Ecuación de relación temperatura máxima Mensual


a 60,71 60,57 64,40 68,19 68,55 63,73 64,13 66,28 68,67 70,335 70,08 66,47 66,01

b -0,012 -0,01 -0,014 -0,015 -0,015 -0,014 -0,014 -0,015 -0,015 -0,015 -0,015 -0,014 -0,014

r 90,42 87,7 91,11 90,48 91,05 92,9 93,41 92,93 89,62 90,35 89,5 90,41 90,82


En el Cuadro 26 y Figura 31, se muestra los datos de temperatura máxima en los mes,

verificándose que durante el año la mayor temperatura máxima seregistra en el mes de

Octubre y Noviembre, esto en forma general en todas lasestaciones de la región.

Cuadro 26. Temperatura máxima Mensual (°C)


Araní 2767 25,2 25,6 25,9 26,5 26,4 25,5 24,9 25,5 25,5 26,8 26,9 26,0 25,9

Colomi 3309 14,9 14,8 14,8 14,9 14,9 15,4 14,9 15,1 14,5 15,0 14,9 15,0 14,9

San Benito 2710 23,8 23,0 24,7 25,5 26,0 24,9 24,9 25,3 24,6 26,0 26,1 25,6 25,0

Tarata 2775 25,1 25,5 25,7 27,0 26,8 25,9 25,5 26,4 27,0 27,8 27,7 26,7 26,4

Tiraque 3304 19,7 19,7 20,0 20,6 20,7 19,8 19,4 19,8 19,8 20,9 21,2 20,7 20,2


Figura 31. Distribución de temperatura Máxima Mensual (°C)

Estaciones de la región (microcuenca Kuyoj Qhocha)

En la Figura 32, se ha trazado las isotermas de temperatura máxima promedioanual.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Arani

Colomi

San Benito

Tarata

Tiraqui

57

Figura 32. Isotermas de la temperatura máxima anual (°C) microcuenca KuyojQhocha


4.3.3 Régimen de temperatura mínima

En cuestión de las temperaturas mínimas también se ha realizado un análisis deregresión

lineal para los datos existentes, y consiguientemente se ha estimado losvalores de

temperaturas mínimas para las estaciones sin registro.En el Cuadro 29, se presenta los

coeficientes de la ecuación de relación temperaturamínimas promedio - altitud mensual.

Cuadro 27. Ecuación de relación temperatura mínima mensual


a 60,71 28,67 27,08 19,30 9,20 5,04 4,98 17,90 23,00 34,02 31,66 31,93 24,46

b -0,013 -0,006 -0,006 -0,004 -0,002 -0,005 -0,001 -0,005 -0,006 -0,009 -0,007 -0,93 -0,08

r 90,42 90,32 84,40 60,95 65,82 55,50 50,25 49,72 69,31 80,20 87,70 93,00 73,13


En el Cuadro28 se muestra los datos de temperatura mínimas medias, registradas en las

estaciones de influencia en la microcuenca KuyojQhocha (Figura 33).

22

21

20

19

23

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0²

Leyenda


Limite microcuenca

58

Cuadro 28. Temperatura mínima mensual (°C)

Estaciones de la región (microcuenca Kuyoj Qhocha)


Araní 2767 11,5 11,2 10,9 9,3 6,2 4,1 3,8 7,5 8,4 10,4 11,3 11,7 8,9

Colomi 3309 5,8 6,2 5,8 5,4 1,6 -1,4 -0,8 -0,8 1,5 1,6 4,9 5,7 2,9

San Benito 2710 9,8 9,0 8,0 5,3 0,5 -1,9 -1,6 1,0 4,1 6,8 8,5 9,8 4,9

Tarata 2775 10,4 10,6 10,2 8,9 5,0 1,7 1,6 3,6 6,8 9,5 10,6 10,6 7,5

Tiraque 3304 6,9 6,6 6,2 5,1 3,4 1,9 1,3 2,7 4,2 5,6 6,3 6,9 4,7


Figura 33. Distribución de temperatura mínima mensual (°C)

Estaciones de la región (microcuenca KuyojQhocha)

En la Figura 34, se ha trazado las isotermas de la temperatura mínima promedioanual.

4.4 Evapotranspiración de referencia

La tasa de evapotranspiración de una superficie de referencia, que ocurre sinrestricciones de agua,

se conoce como evapotranspiración del cultivo de referencia y sedenomina ETo. La superficie de

referencia corresponde a un cultivo hipotético de pastocon características específicas. No se

recomienda el uso de otras denominaciones comoET potencial, debido a las ambigüedades que se

encuentran en su definición (FAO 2006).

-4,00

-2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Arani

Colomi

San Benito

Tarata

Tiraqui

59

Figura 34. Isotermas de la temperatura mínima anual (°C) microcuenca KuyojQhocha


4.4.1 Información básica

La información climática empleada para el cálculo de la evapotranspiración potencialestá

diferenciada en base de la temperatura mínima y máxima de acuerdo a la necesidad de este

parámetro. y también enfunción a la disponibilidad de datos con que cuentan las estaciones

de influencia tanto en la subcuenca Comarapa y la microcuenca KuyojQhocha, necesarios

para laaplicación de fórmulasde cálculo de la evapotranspiración por diferentes métodos,

entre otras, la fórmula de Hargreaves modificado[Linacre. E. T. 1977]. Los parámetros

necesarios son la temperatura media,temperatura máxima y temperatura minina

corresponden a los valores registrados encada una de las estaciones respectivas. Además de

los valores de temperatura tambiénse ha estimado la Radiación Extraterrestre expresada en

unidades de evaporación(mm/día) utilizando los valores (Anexo 10 y 11), este valor se calcula

en función ala latitud de ubicación geográfica de la estación meteorológica respectiva.

Además, esta fórmula ha probado ser precisa y confiable.

4

3.8

4.2

4.8

4.6

4.4

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0

²

60

Método de Hargreaves modificado [Linacre. E. T. 1977]

Dónde:

En el presente informe, también se estimara, la evapotranspiración (ETo) en función de la

información básica disponible, se ha empleado las siguientes fórmulas, en función de los

siguientes parámetros meteorológicos:

Método de Penman Monteith [1990] – FAO

Dónde:

Esta ecuación requiere datos de temperatura máxima y mínima, humedad relativa, velocidad

de viento, horas de sol. Esta fórmula es la más recomendable a nivel universal por la FAO.


Con las fórmulas de evapotranspiración seleccionada y los datos de climatologíadisponibles se

ha realizado el cálculo de la evapotranspiración de referencia en la subcuenca, tal como se

describe a continuación y el cálculo se muestra en el Anexo 10,la ETo para las estaciones.

Utilizando los datos de acápites anteriores se aplica Hargreaves modificado,se ha calculadolos

valores de la evapotranspiración mm/día, para la estaciones de influencia y de apoyo a la

subcuenca Comarapa. En el Cuadro 29, se presenta los valores diarios de la

evapotranspiración de referencia yen la Figura 35, se presenta la variación de la

evapotranspiración de referencia diaria en mm/día, ello se presenta en estos valores por

tener datos con fines de riego ya que la zona es predominantemente agrícola. Como también

las isolíneas de Evapotranspiración de referencia anual en la subcuenca Comarapa (Figura 36).

61

Evapotranspiración de referencia

La tasa de evapotranspiración de una superficie de referencia, que ocurre sinrestricciones de agua,

se conoce como evapotranspiración del cultivo de referencia y sedenomina ETo. La superficie de

referencia corresponde a un cultivo hipotético de pastocon características específicas. No se

recomienda el uso de otras denominaciones comoET potencial, debido a las ambigüedades que se

encuentran en su definición (FAO 2006).

Cuadro 29. Evapotranspiración de referencia promedio diaria (mm/día)

Estaciones de la región subcuenca Comarapa y estaciones de apoyo Método Hargreaves

Estación Ene Feb Mar

Abr May Jun Jul Ago

Sep Oct Nov Dic Prom Comarapa 7,8 7,1 6,1 5,5 5,2 4,9 4,9 5,4 6,3 7,4 7,1 7,7 6,3

El Quiñe 7,3 6,4 6,7 5,1 4,4 4,0 4,4 4,9 6,3 7,4 7,3 6,9 5,9

Perereta 7,5 6,9 6,4 5,4 4,7 4,3 4,5 5,1 6,2 7,1 7,3 7,3 6,0

Pulquina 6,9 6,1 6,0 5,1 4,2 3,6 4,2 4,8 5,4 6,5 6,9 6,9 5,6

Río Blanco 10,9 10,0 9,3 7,3 6,0 5,8 5,8 6,8 8,5 9,9 10,1 10,2 8,4

Saipina 8,2 7,6 7,0 5,8 4,9 4,5 4,7 5,4 6,7 7,7 7,9 7,9 6,5

San Juan del potrero 7,3 7,8 6,9 5,6 4,7 4,5 4,1 5,2 6,5 6,6 7,3 6,8 6,1

Siberia 5,1 4,9 4,5 4,2 3,8 3,5 3,6 4,0 4,7 5,2 5,4 5,2 4,5

Total promedio 7,6 7,1 6,6 5,5 4,7 4,4 4,5 5,2 6,3 7,2 7,4 7,4 6,2


Figura 35. Distribución de la evapotranspiración de referencia ETo (mm/día)

Estaciones de la región subcuenca Comarapa y estaciones de apoyo Método Hargreaves

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Comarapa

El quiñe

Perereta

Pulquina

Rio blanco

Saipina


Sibera

62

Figura 36. Isolíneas de evapotranspiración de referencia media anual mm/mes.

Subcuenca Comarapa

Método Hargreaves


Se presenta la distribución espacial de la evapotranspiraciónde referencia Eto, para los

valores del promedio mm/día, areal para cada microcuenca (Anexo 12), dentro el ámbito de

la subcuenca del río Comarapa (Cuadro 30, Figura 37 y Anexo 11).

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

6

5

5.8

5.4

5.2

6.2

5.8

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

²

63

Cuadro30. Evapotranspiración de referencia total areal mensual Subcuenca Comarapa Método Hargreaves

Microcuencas Evapotranspiración de referencia mensual (mm/día)


Pampa chacra 5,5 5,0 5,0 4,4 4,0 3,6 3,6 4,4 4,8 5,6 5,6 5,6

Lajara 5,9 5,4 5,1 4,6 4,2 3,8 3,9 4,5 5,0 5,9 5,8 5,9

Verdecillo 7,3 6,8 5,9 5,3 4,9 4,6 4,6 5,1 5,8 7,0 6,8 7,2

Rinconada 7,8 7,3 6,3 5,5 5,2 4,8 4,8 5,2 6,0 7,4 7,0 7,6

Catalinas 7,6 7,1 6,1 5,4 5,0 4,7 4,7 5,2 6,0 7,3 7,0 7,5

Comarapa 7,8 7,3 6,3 5,5 5,2 4,8 4,8 5,2 6,0 7,4 7,0 7,6

arenas 7,6 7,0 6,1 5,3 4,8 4,7 4,7 5,1 6,0 7,3 7,0 7,4

Media total 7,1 6,5 5,8 5,1 4,8 4,4 4,4 5,0 5,7 6,8 6,6 7,0


Figura 37. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/mes)

Subcuenca Comarapa Método Hargreaves

La determinación de la evapotranspiración de referencia mensual se presenta (Cuadro 31).

Cuadro31. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa (mm/mes) Método Hargreaves

Microcuencas Evapotranspiración de referencia mensual (mm/mes)


Pampa chacra 170,5 140,0 155,0 132,0 124,0 108,0 112,2 136,4 144,0 173,6 168,0 168,0 1731,7

Lajara 181,7 150,1 159,0 137,1 129,6 114,6 119,7 140,1 151,2 182,0 175,2 177,3 1817,5

Verdecillo 226,6 190,4 183,2 158,4 152,2 138,3 142,3 156,5 174,9 217,9 202,8 215,7 2159,3

Rinconada 240,2 203,0 193,7 165,0 161,2 144,0 148,8 161,2 180,0 229,4 210,0 228,0 2264,6

Catalinas 236,2 198,0, 187,9 163,2 155,0 142,2 146,3 160,6 180,0 226,3 210,0 224,1 2229,7

Comarapa 240,2 203,0 193,7 165,0 160,6 144,0 148,8 161,2 180,0 229,4 210,0 228,0 2264,0,

arenas 235,0, 196,3, 189,4 159,6 149,7 140,4 144,8 159,3 179,4 224,7 208,8 222,3 2209,8

Total promedio 218,6 183,0, 180,3 154,3 147,5 133,1 137,5 153,6 169,9 211,9 197,8 209,1 2096,7


0

50

100

150

200

250

300


ETo

(m

m)

Mes

Pampa chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa arenas

64

En base a los datos disponibles de temperatura máxima y mínima, humedad relativa,

velocidad de viento, horas de sol se realizó el cálculo correspondiente de la

evapotranspiración de referencia por el método de Penman Monteith, para las estaciones de

influencia en la región de la subcuenca Comarapa Cuadro32.

Cuadro 32. Evapotranspiración de referencia promedio mensual (mm/día)

Estaciones de la región subcuenca Comarapa y estaciones de apoyo Método Penman Monteith

Estación Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Comarapa 4,2 3,8 3,1 2,8 2,2 1,8 2,0 2,5 3,4 3,6 3,6 3,5

El Quiñe 4,1 3,7 3,1 2,9 2,3 1,8 2,0 2,5 3,4 3,6 3,7 3,6

Perereta 4,2 3,8 3,2 2,9 2,3 1,9 2,0 2,6 3,5 3,6 3,6 3,6

Pulquina 3,9 3,5 3,0 2,7 2,2 1,7 1,8 2,4 3,2 3,4 3,4 3,3

Río Blanco 4,7 4,3 3,6 3,5 2,8 2,4 2,5 3,1 4,1 4,2 4,1 4,0

Saipina 4,3 3,9 3,3 3,0 2,4 2,0 2,1 2,7 3,6 3,8 3,8 3,7

San Juan del potrero 4,2 3,8 3,3 3,0 2,4 1,9 2,0 2,5 3,5 3,7 3,7 3,6

Siberia 3,8 3,4 2,9 2,6 2,1 1,7 1,8 2,2 3,1 3,3 3,3 3,3

Total promedio 4,2 3,8 3,2 2,9 2,3 1,9 2,0 2,6 3,5 3,6 3,6 3,6


En la Figura 38 se muestra la distribución en mm/día de evapotranspiración de referencia

(ETo), durante los meses del año en la región de influencia de la subcuenca Comarapa y en la

Figura 39, se puede observar las respectivas isolíneas.

Figura 38. Distribución de la evapotranspiración de referencia ETo (mm/día)

Estaciones de la región subcuenca Comarapa y estaciones de apoyo Penman Monteith

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00


ETo

(m

m)

Mes

Comarapa

El quiñe

Perereta

Pulquina

Rio blanco

Saipina

San Juan del potrero

Siberia

65

Figura 39. Isolíneas de Evapotranspiración de referencia media anual mm/mes

Subcuenca Comarapa

Penman Monteith


Se presenta la distribución espacial de la evapotranspiración de referencia Eto, para los

valores del promedio mm/día, areal para cada microcuenca (Cuadro 33 y Figura 40).

C o m a r a p a

S a i p i n a

Arenas

Lajara

Verdecillo

Pampa chacra

ComarapaCatalinas

Rinconada

3

2.9

2.98

2.96

2.86

2.94

2.92

3.02

2.84

2.8

2.82

3.043.063.08

2.94

2.98

2.9

2.92

325000

325000

330000

330000

335000

335000

340000

340000

80

15

00

0

80

15

00

0

80

20

00

0

80

20

00

0

80

25

00

0

80

25

00

0

80

30

00

0

80

30

00

0

²

66

Cuadro33. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa Penman Monteith

Microcuencas Evapotranspiración de referencia mensual (mm/día)


Pampa

chacra

3,8 3,5 2,9 2,6 2,1 1,7 1,8 2,3 3,1 3,3 3,3 3,3

Lajara 3,9 3,5 3,0 2,7 2,2 1,7 1,9 2,4 3,2 3,4 3,4 3,4

Verdecillo 3,9 3,6 3,0 2,7 2,2 1,8 1,9 2,4 3,2 3,4 3,4 3,4

Rinconada 4,2 3,7 3,1 2,8 2,2 1,8 2,0 2,5 3,4 3,6 3,6 3,5

Catalinas 4,1 3,7 3,1 2,8 2,2 1,8 2,0 2,5 3,3 3,5 3,6 3,5

Comarapa 4,1 3,7 3,1 2,8 2,2 1,8 2,0 2,5 3,4 3,6 3,6 3,5

arenas 4,1 3,7 3,1 2,8 2,2 1,8 1,9 2,5 3,3 3,5 3,5 3,5

Subcuenca 4,0 3,6 3,0 2,7 2,2 1,8 1,9 2,4 3,3 3,5 3,5 3,4


Lo que corresponde a la evapotranspiración de referencia areal para las microcuencas,

indicando que las mayores evapotranspiraciones muestra los meses de septiembre a febrero

en mm/día, los meses de marzo a agosto se obtiene la menores ETo a lo largo del año (Figura

40).

Figura 40. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/día) en subcuenca Comarapa Penman Monteith

La determinación de la evapotranspiración de referencia en forma mensual se presenta en el

Cuadro 34.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50


ETo

(m

m)

Mes

Pampa chacra Lajara Verdecillo Catalinas Comarapa arenas

67

Cuadro34. Evapotranspiración de referencia total areal mensual subcuenca Comarapa (mm/mes) Penman Monteith

Microcuencas Evapotranspiración de referencia mensual (mm/mes)


Pampa chacra 55,0 69,9 93,8 102,7 100,1 102,8 118,1 96,5 90,5 79,2 65,7 50,6 1024,7 Lajara 57,2 72,7 95,6 104,8 101,6 104,1 120,8 98,9 92,1 80,4 66,6 51,6 1046,3

Verdecillo 57,5 72,7 96,5 105,3 102,8 104,9 122,2 99,5 92,1 80,4 66,6 52,9 1053,2

Rinconada 61,4 77,7 101,3 110,2 107,6 108,8 128,7 104,2 95,5 83,4 68,8 54,0 1101,4

Catalinas 60,5 76,4 100,1 109,0 106,4 108,0 127,2 103,1 95,1 82,6 68,0 53,6 1089,8

Comarapa 61,1 77,7 101,3 110,2 107,6 108,5 128,1 104,2 95,5 83,4 68,8 54,5 1100,7

arenas 60,0 75,8 99,7 108,5 105,9 108,0 126,4 102,6 95,7 83,4 68,5 54,2 1088,7

Media 59,0 74,7 98,3 107,2 104,5 106,4 124,5 101,3 93,8 81,8 67,6 53,0 1072,1


4.4.3 Microcuenca KuyojQhocha

A continuación en el Cuadro 35, se presentan los valores de mm/día y promedio mensuales y

anual de la evapotranspiración de referencia en las estaciones que fueron tomados en cuenta

para la microcuenca Kuyoj Qhocha.Los datos se han estimado de acuerdo al Anexo 13 y

14,tomando como patrón la evapotranspiración de referencia medida enlas estaciones

indicadas. En la Figura41, se presentan la distribución en el año (Anexo 15).

Cuadro 35. Evapotranspiración de referencia areal promedio mensual (ETo)

Estaciones de la región microcuenca KuyojQhocha y estaciones de apoyo (mm/día)

Método Hargreaves


Araní 5,3 5,2 4,7 4,5 4,0 3,7 3,7 4,2 4,8 5,5 5,7 5,5

Colomi 3,3 3,1 2,8 2,6 2,5 2,5 2,5 2,9 3,1 3,5 3,4 3,4

San Benito 5,1 4,8 4,7 4,6 4,1 3,7 3,8 4,4 4,8 5,5 5,7 5,6

Tarata 5,4 5,2 4,7 4,7 4,2 3,8 3,9 4,5 5,2 5,8 6,0 4,2

Tiraque 4,4 4,3 3,8 3,7 3,3 3,0 3,0 3,5 3,9 4,5 4,7 4,6

Total promedio 4,7 4,5 4,1 4,0 3,6 3,3 3,4 3,9 4,4 5,0 5,1 4,7


Figura 41. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/día)

Estaciones de la región microcuenca Kuyoj Qhocha y estaciones de apoyo

Método Hargreaves

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00


Tem

pe

ratu

ra °

C

Mes

Arani

Colomi

San benito

Tarata

Tiraque

68

El Cuadro 36 y la Figura 43, muestra los valores de evapotranspiración de referencia

mm/día,media mensual areal en la microcuenca Kuyoj Qhocha.

Cuadro 36. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/día) microcuenca Kuyoj Qhocha

Método Hargreaves

Microcuenca Evapotranspiración de referencia mensual (mm/día)


Kuyoj Qhocha 4,3 4,1 3,8 3,7 3,4 3,1 3,3 3,7 4,1 4,6 4,7 4,5


En la Figura42, se presentan los valores de las isolíneas en mm/día promedio anual de la

evapotranspiración de referencia.

Figura 42. Isolíneas de evapotranspiración de referencia anual,microcuenca KuyojQhocha

Método Hargreaves


4

4.2

3.8

4.4

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0²

69

Figura 43. Distribución de la evapotranspiración (ETo) mm/mes en microcuenca Kuyoj Qhocha

Método Hargreaves

Cuadro 37. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/mes) microcuenca KuyojQhocha

Método Hargreaves

Microcuenca Evapotranspiración de referencia mensual (mm/mes)


Kuyoj Qhocha 133,8 114,5 118,8 110,9 105,3 93,7 101,4 114,0 123,5 143,5 140,9 136,7 1437,0


En el Cuadro38 y la Figura 44, se presentan los valores de mm/día de la evapotranspiración de

referencia (ETo) calculada por el método de Penman Monteith mensuales de las estaciones

de influencia en la región de la microcuenca Kuyoj Qhocha.

Cuadro 38. Evapotranspiración de referencia areal promedio mensual (ETo)

Estaciones de la región microcuenca Kuyoj Qhocha y estaciones de apoyo (mm/día)

(Penman Monteith)


Araní 3,0 2,5 2,6 2,2 1,9 1,5 1,6 2,2 2,5 3,0 3,0 3,2

Colomi 2,6 2,2 2,3 1,9 1,6 1,3 1,4 2,0 2,1 2,5 2,5 2,8

San Benito 2,9 2,5 2,5 2,1 1,8 1,5 1,5 2,2 2,4 2,9 2,9 3,2

Tarata 3,0 2,5 2,6 2,1 1,9 1,5 1,5 2,2 2,4 3,0 3,0 3,3

Tiraque 2,8 2,4 2,4 2,0 1,8 1,5 1,6 2,2 2,4 2,8 2,8 3,0

Total promedio 2,8 2,4 2,5 2,1 1,8 1,5 1,5 2,1 2,4 2,8 2,8 3,1


0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00


Pre

cip

itac

ion

(m

m)

Mes

Kuyoj qhocha

70

Figura 44. Distribución de la evapotranspiración de referencia (mm/día)

Estaciones de la región microcuenca Kuyoj Qhocha y estaciones de apoyo

(Penman Monteith)

En la Figura45, se presentan los valores de las isolíneas en mm/día promedio anual de la

evapotranspiración de referenciacalculada por el método de Penman Monteith.

Figura 45. Isolíneas de evapotranspiración de referencia anual, microcuenca Kuyoj Qhocha

(Penman Monteith)


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50


ETo

(m

m)

Mes

arani

Colomi

san benito

tarata

tiraque

2.3

2.28

2.26

2.24

2.22

2.32

194500

194500

196000

196000

80

67

50

0

80

67

50

0

80

69

00

0

80

69

00

0

80

70

50

0

80

70

50

0²

71

El Cuadro39 y la Figura 46, muestran los valores de evapotranspiración de referencia

mm/día,media mensual areal en la microcuenca Kuyoj Qhocha.

Cuadro39. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/día) microcuenca Kuyoj Qhocha

(Penman Monteith)

Microcuenca Evapotranspiración de referencia mensual (mm/día)


Kuyoj Qhocha 2,8 2,4 2,4 2,0 1,8 1,4 1,5 2,1 2,3 2,8 2,7 3,0


Figura 46. Distribución de la evapotranspiración (ETo) mm/día,microcuenca Kuyoj Qhocha

(Penman Monteith)

Cuadro40. Evapotranspiración de referencia total areal (mm/mes) microcuenca Kuyoj Qhocha (Penman Monteith)

Microcuenca Evapotranspiración de referencia mensual (mm/mes)


Kuyoj Qhocha 85,4 66,0 75,1 60,7 54,5 43,1 45,9 65,2 69,9 85,7 82,5 93,9 827,9


4.5 Estimación de la evapotranspiración real anual

Existen otras metodologías de estimación de la evapotranspiración real anual, asumiendo datos

muy simples para su estimación la cual se indica:

4.5.1 Penman Monteith

Asumiendo una ETo de 1072 mm (ver Cuadro 34), y asumiendo un promedio del factor decultivo

(Kc) de 0,6 para las unidades de uso actual,tanto para Comarapa (predominantemente bosque)

como para Kuyoj Qhocha (elevada pedregosidad) se determina las ETR del Cuadro 41.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50


Pre

cip

itac

ion

(m

m)

MesKuyoj Qhocha

72

Cuadro41. Evapotranspiración real (mm/año) corregido con Kc

Subcuenca ETo Kc ETR

Comarapa 1072 0.6 643


Microcuenca ETo Kc ETR

Kuyoj Qhocha 828 0.6 497


4.6 Comparación con otros métodos de cálculo de ETR

4.6.1 Método Turc

Se trata de unafórmula establecida empíricamente comparando las precipitaciones con la

temperatura anual de acuerdo a la siguiente relación.

ETR: Evapotranspiración real en mm/año

P: Precipitación en mm/ año

L=300+25t+0.05t3

t=Temperatura media anual en °C

Obteniendo estos parámetros, se calculó la evapotranspiración real, mostrándonos un valor

de 543 mm anuales para la subcuenca Comarapa, de acuerdo al Cuadro 42 y de 419 mm año,

para la microcuenca Kuyoj Qhocha (Cuadro 45).

Cuadro42. Evapotranspiración real (mm/año) subcuenca Comarapa, método Turc

Parámetros de calculo

Precipitación 617

Temperatura media 17

Calculo de variable 987

Evapotranspiración real 543

Fuente: Elaboración propia en base a la metodología de Turc

Cuadro43. Evapotranspiración real (mm/año) microcuenca Kuyoj Qhocha, método Turc


Precipitación 495

Temperatura media 12

L 705


Fuente: Elaboración propia en base a la metodología de Turc

73

4.6.2 Método Costa Rica

Esta variable es utilizadaen Costa Rica, por Lafragua y Gutiérrez 2005:

ETR: Evapotranspiración real en mm

ETP: Evapotranspiración potencial, en mm

P: Precipitación, en mm

w: Coeficiente de agua disponible en la vegetación y representa la diferencia relativa que la planta usa el agua del suelos para la transpiración. Los valores utilizados en la cuenca se representan (Cultivos anuales 0,50, perennes 0,50, Bosque primario 2,0, bosque secundario 1,5, uso mixto 1,0, pastos 0,50).

Relaciona la evapotranspiración potencial por el método de Turc, en base a ello se calcula la

evapotranspiración real con el factor de humedad (w),disponible para las plantas según el

Cuadro 44, también en base a ello se calcula la ETR Cuadro 45.

Cuadro 44. Coeficiente de agua disponible en la vegetación y representa la diferencia relativa

Subcuenca Comarapa

Cobertura Área (km

2)

w w

ponderado

Complejo antropofito 12,87 0,5 0,05

Sedimentos 0,03 0,5 0,00

Bosque denso andino montano húmedo 22,04 2,0 0,24

Bosque ralo andino semiárido 156,13 1,5 1,85

Total 191,06 2,15


Cuadro45. Evapotranspiración real (mm/año) microcuenca Comarapa


Precipitación 617,02

ETP (Turc) 543,00

Humedad “w” 2,15

Evapotranspiración real 442,79


74

4.6.3 Método Coutagne

Esta fórmula también relaciona solamente con la precipitación y la temperatura, tal como se

indica la siguiente formula:

ETR: Evapotranspiración real en mm/año P: Precipitación en metros/ año

t=Temperatura media anual en °C Esta fórmula es otra metodología de cálculo de la ETR en cuencas la cual relaciona la

precipitación con la temperatura y con ello se obtiene el siguiente cálculo en el Cuadro 46 y

47 para la subcuenca Comarapa y microcuenca Kuyoj Qhocha respectivamente.

Cuadro46. Evapotranspiración real (mm/año) subcuenca Comarapa


Precipitación 0,62

Temperatura media 17,23

β 0,31


Fuente: Elaboración propia en base a la metodología de Coutagne

Cuadro47. Evapotranspiración real (mm/año) microcuenca Kuyoj Qhocha


Precipitación 0,49*

Temperatura media 12,4

Calculo de variable 705


Fuente: Elaboración propia en base a la metodología de Turc * Precipitación en metros

75

5 ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL

La escorrentía se puede definir como la cantidad de agua de una tormenta que drena o escurre sobre la

superficie del suelo. Cuando se produce, fluye a los cauces incrementando su volumen a medida que

llega agua de las partes más lejanas comienza suavemente a decrecer el caudal al poco tiempo de

terminada la lluvia.

5.1 Parámetros de información para la determinación de la escorrentía

5.1.1 Uso actual de la tierra

a. Subcuenca Comarapa

Este mapa fue elaborado con ayuda de imágenes satelitales de 2009 y verificado en

la visita al campo(método de clasificación supervisada).Los Cuadros48 y 49 y la

Figura 47 muestran las unidades identificadas de la subcuenca Comarapa.

Cuadro 48.Uso actual de la tierra microcuencas de la subcuenca Comarapa (km2)

Cobertura P. chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa Arenas

Pastizal inundable en periodos cortos

0,002

Complejo antropofito 2,2 1,22 1,34 3,51 0,23 0,02 4,34

Sedimentos

0,02

0,01


12,1 5,49 4,28 0,01 0,02

0,09

Bosque ralo andino semiárido 4,3 31,53 34,11 8,11 10,10 12,52 55,49 Bosque denso amazónico estacionalmente

0,0 0,00 Cuerpos y cursos de agua 0,00

Total 18,63 38,26 39,73 11,64 10,35 12,73 59,92

Fuente: Elaboración propia, en baseClasificación supervisada en base a la imagen Landsat 7 TM

Cuadro 49. Uso actual de la tierra, microcuencas de la subcuenca Comarapa (%)

Cobertura P. chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa Arenas

Pastizal inundable en periodos cortos

0,01 Complejo antropofito 11,85 3,17 3,34 30,19 2,19 0,75 7,249

Sedimentos

0,04

0,08


65,19 14,35 10,77 0,09 0,22

0,15

Bosque ralo andino semiárido 22,89 82,42 85,86 69,65 97,58 99,25 92,60

Bosque denso amazónico estacionalmente

0,06 0,005


0,002

Fuente: Elaboración propia en base a la clasificación supervisada en base a la imagen Landsat 7 TM

76

Figura 47.Uso actual de la tierra microcuencas de la subcuenca Comarapa

Microcuenca Lajara (B) Microcuenca Pampa chacra (A) Microcuenca verdecillo (C)

Microcuenca Catalinas (E)Microcuenca Comarapa (F) Microcuenca rinconada (D)

Microcuenca Arenas (G)

Leyenda

Subcuenca comarapa

Municipio

Limite de subcuenca

COBERTURA

Complejo sabanero aluvial higrofilo inundado por periodos cortos

Complejo Antropófito (agropecuaria, plantaciones forestales y frutales)

Depósitos de arena dunas y playas

Bosque denso amazónico aluvial inundable estacionalmente




77

b. Microcuenca KuyojQhocha

En el Cuadro 50 (ver también Figura 7) se presenta el uso actual de la microcuenca

Kuyoj Qhocha.

Cuadro50. Uso actual de la tierra, microcuenca KuyojQhocha (km2)

Cobertura Área Porcentaje

Complejo antropofito(agropecuaria) 1,02 15,87 Zonas de afloramiento rocoso con presencia de escaso suelo 2,02 31,54

Praderas montano semiárido 2,76 43,07

Represa 0,26 4,06

Cuerpos de agua y área forestal 0,35 5,46

Total 6,41 100,00

Fuente: elaboración propia

5.1.2 Infiltración

Para determinar este parámetro, se utilizo el método de cilindros infiltrómetro.La velocidad de

infiltración se determinó dividiendo la distancia a la que el nivel de agua decrece, por el tiempo

que se requiere para que disminuya este nivel. En el caso de las mediciones, esto es lo mismo

que la anchura de la banda de referencia del infiltrómetro dividida por la diferencia entre el

tiempo de inicio y el tiempo de finalización de un intervalo.


Las pruebas de infiltración fueron realizadas en las zonas de uso más representativo

de la subcuenca de Comarapa (Foto 9, 10 y 11), las cuales tiene mayor incidencia en

las microcuencas:

- Bosque ralo andino montano semiárido

- Bosque denso andino montano húmedo

- Complejo antropófito (agropecuaria, forestal y frutales)

La lámina diferencial que va ingresando en un tiempo determinado, produce la

velocidad en ese instante, menor a la anterior dado que la velocidad disminuye con

el tiempo hasta hacerse constante. Se obtienen pares de valores y se calcula la

velocidad de infiltración (Figura 48, 49 y 50).

78

Figura 48. Curva de infiltración bosque ralo andino montano semiárido

Velocidad instantánea 0,32 cm/h 3,2 mm/h

Infiltración baja

Foto 9. Determinación de la infiltración en bosque ralo andino montano semiárido

Figura 49. Curva de infiltración potencial antropófito


Infiltración media

y = 123,2x-0,51

R² = 1

2

7

12

17

22

27

32

37

42

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210

Infi

ltra

cio

n a

cum

ula

da

(cm

)

Tiempo transcurrido en minutos

Infiltracion instantanea

y = 39,57x-0,36

R² = 1

2

4

6

8

10

12

14

16

18

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210

Infi

ltra

cio

n a

cum

ula

da

(cm

)



79

Foto 10.Determinación de la infiltración en complejoantropófito

Figura 50. Curva de infiltración bosque denso andino montano húmedo


Infiltración alta

Foto 11.Determinación de infiltración en bosque denso andino montano húmedo

y = 101,8x-0,35

R² = 1

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210

Infi

ltra

cio

n a

cum

ula

da

(cm

)



80

En laFigura 51 se observa la velocidad de infiltración de tres suelos bajo cobertura

vegetal representativa de la subcuenca de Comarapa.

Figura 51.Velocidad de Infiltración de agua en tres diferentes usos actual de la tierra

b. Microcuenca KuyojQhocha

En la microcuenca Kuyoj Qhocha se efectuó una prueba estándarde infiltración en el

complejo antropofito y en praderas montano semiárido (Figura 52, 53 y 54, Fotos 12

y 13).

Figura 52. Curva de infiltración en complejo antrópico

Velocidad instantánea 0,5 cm/h 5 mm/h

ALTO

Foto 12. Determinación de infiltración en potencial antrópico

5,7

17

3,2

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Antropofito (MEDIO)

Bosque denso andino montano humedo

(ALTO)

Bosque andino montano semiarido

(BAJO)

Ve

loci

dad

de

infi

ltra

cio

n

(mm

)

y = 68,46x-0,42

R² = 1

5

10

15

20

25

30

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210

Infi

ltra

cio

n a

cum

ula

da

(cm

)

Tiempo transcurrido en minutosInfiltracion instantanea Potencial (Infiltracion instantanea)

81

Figura 53. Curva de infiltración en praderas montano semiárido


BAJO

Foto 13. Determinación de infiltración en praderas montano semiárido

Figura 54. Infiltración de agua en diferentes usos de suelos, microcuenca Kuyoj Qhocha

y = 11,72x-0,32

R² = 1

2

3

3

4

4

5

5

6

6

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210

Infi

ltra

cio

n a

cum

ula

da

(cm

)

Tiempo transcurrido en minutosInfiltracion instantanea Potencial (Infiltracion instantanea)

5,7

17

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Pradera montano semiarido (BAJO)

Antropico (ALTO)

Ve

loci

dad

de

infi

ltra

cio

n (

mm

)

82

5.1.3 Escurrimiento superficial

El escurrimiento superficial, es la porción de la precipitación que no se infiltra ni se acumula en

la superficie del suelo, pero que fluye agua abajo como flujo laminar o concentrado (Chow et al..

1988). El método utilizado en el presente trabajo es simple, asume que la escorrentía se produce

a partir del exceso de agua que se genera en toda la cuenca. Presupone que la cobertura vegetal

y la velocidad de infiltración se mantienen constantes a lo largo del año.

Para la estimación del escurrimiento, que debe considera la intercepción,la infiltración y el

almacenamiento en las microcuencas, se determinaron coeficientes de escurrimiento, en base a

valores propuestos por el USSoilConservationService(Cuadro 51).El método utilizado en el

presente trabajo, asume que el Escorrentía se produce a partir del exceso de agua que se genera

en las microcuencas (se asumió que los primeros 20 mm de precipitación mensual no producen

escorrentía).

Cuadro51. Coeficiente de escurrimiento de acuerdo a la vegetación y velocidad de infiltración

Vegetación Velocidad de infiltración

Pendiente en %

<1 1 - 5 5 - 20 20 - 50 >50

Bosques y vegetación densa Alto 0,0 0,1 0,2 0,2 0,2

Moderado 0,2 0,3 0,4 0,4 0,4

Bajo 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6

Pastos y bosques abiertos Alto 0,2 0,2 0,2 0,3 0,4

Moderado 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6

Bajo 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6

Cultivos Alto 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4

Moderado 0,4 0,4 0,5 0,6 0,6

Bajo 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7

Sin vegetación Alto 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3

Moderado 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5

Bajo 0,4 0,4 0,6 0,6 0,6

Fuente: Elaboración propia en base a la matriz (USSoilConservationService)

Con fines del presente trabajo, se relacionó la permeabilidad y la velocidad de infiltración,la

permeabilidad es una característica física del medio poroso y la materia orgánica; por lo tanto,

está relacionada con la distribución y tamaño de poros y la continuidad de éstos. Es muy

probable que un suelo con alta porosidad exhiba una alta velocidad de infiltración, como es el

caso del suelo bajo el bosque montano húmedo (microcuenca Pampa Chacra),que presenta la

mayor velocidad de infiltración. En los Cuadro 52 y 53 se relaciona la velocidad de infiltración

medida con la velocidad de infiltración del Cuadro 51.

Cuadro 52.Infiltración en tres diferentes usos actual de tierra, subcuenca Comarapa

Uso de suelos Infiltración básica Velocidad de infiltración


3,2 mm/h Baja

Complejo antropófito 5,7 mm/h Moderada


17,0 mm/h Alta

Fuente: elaboración propia en base a las pruebas de campo

83

Cuadro 53. Infiltración en tres diferente uso actual de la tierra, microcuenca KuyojQhocha

Uso de suelos Infiltración básica Velocidad de infiltración

Andino montano semiárido 2,8 mm/h Baja

Complejo antropófito (agropecuaria)

5,0 mm/h Moderada

Afloramiento rocoso con poca presencia de suelo

10,0 mm/h Alta

Fuente: elaboración propia en base a las pruebas de campo

Usando los datos de cobertura de uso, pendientes promedio por microcuenca y uso de la tierra,

y categoría de velocidad de infiltración, se calcularon los coeficientes de escorrentía para las

microcuencas de Comarapa (Cuadro 54) y Kuyoj Qhocha (Cuadro 55).

Cuadro 54.Coeficientes de escorrentía en microcuencas Comarapa

Microcuencas Coeficiente de

escorrentía

Pampa chacra 0,26

Lajara 0,37

Verdecillo 0,38

Rinconada 0,37

Catalinas 0,40

Comarapa 0,50

Arenas 0,39

Subcuenca 0,38


Cuadro 55. Coeficientes de escorrentía en microcuencas Kuyoj Qhocha

Microcuenca Coeficiente de

escorrentía

Kuyoj Qhocha 0,37


5.1.3.1 Estimación de escorrentía superficial

El cálculo de la escorrentía, utilizando la metodología del SCS y de acuerdo a los

coeficientes de los Cuadros 54 y 55 para la subcuenca Comarapa y la microcuenca Kuyoj

Qhocha,dio los siguientes resultados:


Se obtienen los mayores valores de escorrentía para los meses de noviembre a

marzo (Cuadro 56 yFigura 55).En el Anexo 16 se muestra el cálculo de la

escorrentía mensual por el uso actual de suelos.

84

Cuadro 56. Escorrentía media mensual ponderada en las microcuencas

Microcuenca Área km

2

Escorrentía ponderada (mm) Total Anual Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Pampa chacra 18,62 3,1 1,7 1,9 1,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,2 0,9 1,3 2,8 13,1

Lajara 38,23 8,8 5,2 5,2 2,6 0,2 0,0 0,0 0,0 0,5 2,4 3,6 7,7 36,1

Verdecillo 39,72 8,2 6,0 4,4 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 1,8 2,8 6,4 31,4

Rinconada 11,63 2,2 1,8 1,2 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,7 1,7 8,4

Catalinas 10,35 2,2 1,7 1,1 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,7 1,7 8,3

Comarapa 12,54 3,2 2,6 1,7 0,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 1,0 2,5 12,3

Arenas 59,92 12,0 8,7 6,4 2,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,3 4,1 9,2 45,1

Subcuenca 191,27 39,7 27,7 21,8 9,1 0,4 0,0 0,0 0,0 0,9 8,9 14,3 31,9 154,7


Figura 55. Distribución de la escorrentía ponderada mensual en subcuenca Comarapa (mm)

En el Cuadro 57 se muestra el volumen de la escorrentía, en metros cúbicos,

paralas diferentes microcuencas de la subcuenca Comarapa.

De acuerdo a la probabilidad de lluvia anual media que se determinó (Cuadro

12), se estimó la probabilidad de escorrentía en la subcuenca Comarapa

(Cuadro58 y Figura 56).

0

2

4

6

8

10

12

14


Esco

rre

nti

a (m

m)

MesPampa chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa Arenas

85

Cuadro 57. Escorrentía media mensual ponderada en las microcuencas

Microcuenca Pampa chacra Lajara Verdecillo Rinconada Catalinas Comarapa Arenas Total

escorrentía subcuenca

Área km2 18,63 38,24 39,73 11,63 10,35 12,54 59,92

Precipitación ponderada en (m3)

Enero 58304 164408 151913 40890 40743 60185 223973 105774

Febrero 31895 96654 112376 33437 30783 48629 161534 31895

Marzo 34904 96283 81618 22018 21316 32085 118753 48037

Abril 18367 47640 31441 7339 7612 11612 44661 24096

Mayo 2738 3940 0 0 0 0 0 954

Junio 0 0 0 0 0 0 0 0

Julio 0 0 0 0 0 0 0 0

Agosto 810 0 0 0 0 0 0 116

Septiembre 3674 8773 2994 419 401 106 0 2338

Octubre 16795 45059 32865 7968 8283 11667 43400 23710

Noviembre 25051 67507 51544 13001 13423 18982 76202 46279

Diciembre 51966 142468 119716 31051 31533 45787 170984 84787

Total anual 244504 672733 584468 156123 154094 229052 839507 367995


Cuadro58. Probabilidad de escorrentíamedia,microcuencas Comarapa


10 48,8 36,0 29,5 15,6 0,0 0,0 0,0 0,0 6,8 15,5 21,2 40,4 214,0

25 37,1 27,2 22,2 11,5 0,0 0,0 0,0 0,0 4,7 11,5 15,8 30,7 160,7

50 29,3 21,4 17,4 8,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 8,7 12,2 24,1 121,8

75 21,5 15,5 12,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 8,6 17,6 75,7

90 9,8 6,7 5,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,8 29,5


Figura56. Probabilidad de escorrentíamedia,microcuencas Comarapa

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00


Esco

rre

nti

a (m

m)

Mes10 25 50 75 90

86

b. Microcuenca Kuyoj Qhocha

De la misma manera como para Comarapa, se calculó la escorrentía para la

microcuenca Kuyoj Qhocha (Cuadro59y Figura 57). En este caso, las escorrentías

se concentran en los meses de diciembre hasta marzo.Los cálculos de la

escorrentía están respaldados en el Anexo 17.

Cuadro 59. Escorrentía media mensual en las microcuenca

Microcuenca Área km

2

Escorrentía en (mm) Total Anual Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Kuyoj Qhocha 5,80 34,8 22,9 19,9 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,4 9,4 22,41 113,3

Fuente: Elaboración propia (* corresponde al área sin tomar en cuenta la represa)

Figura 57. Distribución de la escorrentía ponderada mensual,microcuenca KuyojQhocha

En el Cuadro 60 se presenta la escorrentía de la microcuenca Kuyoj Qhocha en

metros cúbicos.Las diferentes probabilidades de escorrentía, de acuerdo a la

probabilidad de lluvia anual (Cuadro 14), se encuentranCuadro61 y la Figura 58.

Cuadro 60. Escorrentía media mensual ponderada, microcuenca Kuyoj Qhocha (m3)

Microcuencas Área km2

Escorrentía en (m3) Total Anual


Kuyoj Qhocha 5.80 201938 133008 115236 8918 0 0 0 0 0 13811 54271 130021 657203


0

5

10

15

20

25

30

35

40


Esco

rre

nti

a (m

m)

MesKuyuj qhocha

87

Cuadro61. Probabilidad de escorrentíamedia,microcuencas Kuyoj Qhocha


10 75,6 50,4 43,9 5,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 6,9 21,6 49,3 252,7

25 67,5 44,6 38,7 3,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 18,4 43,6 221,0

50 38,8 24,0 20,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,1 23,3 113,3

75 10,1 3,4 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,1 18,2

90 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0


Figura58. Probabilidad de escorrentía,microcuencas Kuyoj Qhocha

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00


Esco

rre

nti

a (m

m)

Mes10% 25% 50% 75% 90%

88

6. BALANCE HÍDRICO

El Balance Hídrico es de gran utilidad en muchos campos de la investigación. Por ejemplo,

elconocimiento del déficit de humedad del suelo es importante para determinar el volumen total de

agua requerida para riego. La información sobre los excedentes de agua es fundamental en todoestudio

hidrológico, pero principalmente para el diseño de represas.

6.1 Balance hídrico consolidado

Para evaluar las entradas y salidas de agua en un hidrosistema natural (balance hídrico)

llamadocuenca hidrográfica, es importante realizar una evaluación de la información existente en la

red deestaciones a partir de la cual se definirá el período de balance. La consideración delperíodo

de evaluación no parte del principio de tener un período de registro común en cada estación.

Deberánconsiderarse criterios de extensión de la información y relleno de datos.

La metodología para la evaluación en microcuencas exige un diagnóstico inicial,buscando

alternativas de cálculo de balance y enfocando las limitaciones. De hecho, este análisisdefine las

microcuencas donde es posible realizar el balance hídrico con cierta aproximación para laevaluación

del balance hídrico por microcuencas. La descripción del proceso para el cálculodel balance hídrico

se lo desarrolla en los siguientes puntos.

6.2 Síntesis del balance hídrico superficial

En general el balance hídrico se expresa en forma de lámina de agua en [mm]. En el presente

estudio se adoptó esta convención para los tres principalescomponentes del balance (P, ETR y Q). La

ecuación simplificada, que expresa sobre todo el hecho de que los valores de cada uno delas

variables que intervienen en el cálculo del balance se miden en forma separada la ecuación de

balance utilizada en el presente estudio, para elhidrosistema fue:

Dónde:

6.3 Variables Hidrometeorológicas

Fue utilizada la red deestaciones hidrometeorológicas para evaluar y regionalizar las variables

hidrológicas. Para estimarla precipitación media y la evapotranspiración potencial y real sobre la

subcuenca y microcuenca, se ejecutaron anivel mensual las siguientes tareas, sobre cada

subcuencas e microcuenca definida:

89

- Análisis de precipitaciones por estación pluviométrica

- Indicadores estadísticos de precipitación por estación

- Cálculo de la precipitación areal sobre la subcuenca y microcuenca, definida (método de

las isoyetas).

- Cálculo de la evapotranspiración de referencia areal sobre la cuenca definida

- Regionalización de variables meteorológicas sobre un sistema deinformación geográfica.

6.4 Balance hídrico superficial de lasubcuenca Comarapa

El Cuadro62 muestra una síntesis de las variables del balance hídrico, según datos meteorológicos

mensuales para el periodo 1980 – 2010 y considerando diferentes métodos de cálculo de la ETR.La

información presentada eneste cuadro es la misma descrita detalladamente en acápites

anteriores.Se observa que en el balance anual se ajusta más, utilizando el método de Coutagne.

Cuadro62. Balance hídrico subcuenca Comarapa

Variables Penman Monteith Turc Coutagne

Precipitación (mm) 617 617 617

Evapotranspiración de cultivo o real (mm) 643 543 498

Escorrentía (mm) 155 155 155

Diferencia -181 -81 -36


6.5 Balance hídrico superficial de la microcuenca KuyojQhocha

El cuadro 63 sintetiza el balance hídrico de la microcuenca de Kuyoj Qhocha, considerando datos

meteorológicos para el periodo 1980-2010.

Cuadro63. Balance hídrico microcuenca Kuyoj Qhocha

Variables Penman Monteith Turc Coutagne

Precipitación (mm) 490 490 490

Evapotranspiración de cultivo o real (mm) 497 419 398

Escorrentía (mm) 113 113 113

Diferencia -120 -42 -21


90

7. BIBLIOGRAFÍA

Guía para la elaboración de estudios del medio físico. Secretaria general técnica. Universidad politécnica de Madrid. Año 1998 Diego Idrovo y otros. Diseño, construcción, operación, mantenimiento y evaluación de sistemas de agua potable. Universidad de Cuenca. Año 1999. Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos del Perú. Balance Hídrico Superficial De Las Cuencas De Los Ríos Tumbez Y Zarumilla. Año 2006 FAO. Publicación 56: Evapotranspiración de Cultivo. Año 2006 Foro de los Recursos Hídricos. Guía Metodológica de Inventarios de los Recursos Hídricos. Folleto 1: Agua de Riego. Folleto 2: Agua de Consumo Humano. Folleto 3: Calidad del Agua y Folleto 4: Cantidad de Agua. Año 2005 OMM. Guía de Prácticas Hidrológicas. Año 1994 OMM – UNESCO. Evaluación de los Recursos Hídricos. Año 1998 Shiela Murphy. Manual para la Evaluación de Cuencas Hidrológicas. Año 2007 Ven T Chow. HidrologíaAplicada. Año 1997 Geographic Information Systems (GIS) in Public Health Research http://www.hsph.harvard.edu/research/gis/arcgis-tips/kriging/index.html Linacre. E. T.. 1977.Método de Hargreaves modificado 2005 Maderey. 2005. Manual de hidrologia estadística Practicas hidrológicas.Sokolov&Chapman 1081.Dueque 1993 Atlas climático de Bolivia (SENAMHI). Hidrología. Wendor Chereque moran 3ra edición 1990 Manejo de cuencas alto andinas.Domínguez. 1998) Hidrología. Máximo Villon V. 2006 Hidroesta. Máximo Villon V. 2006 (USSoilConservationService. 1964. en Beek.1996)SARH-CP (1991). Manual de Conservación del Suelo y el Agua. SARH-CP-SPP. México. Chow.V.T..D.R. Maidment y L.WMays (1988).Applied Hydrology. New York: McGraw-Hill.

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