Evaluación del Sistema de Modelamiento Hidrológico HEC ... · intensificación del uso de la tierra en los Andes tropicales han causado alteraciones en el ciclo natural del

Evaluacioacuten del Sistema de Modelamiento Hidroloacutegico HEC-HMS para la Simulacioacuten Hidroloacutegica Duque-Sarango

Informacioacuten Tecnoloacutegica ndash Vol 30 Nordm 6 ndash 2019 351

Evaluacioacuten del Sistema de Modelamiento Hidroloacutegico HEC-HMS para la Simulacioacuten Hidroloacutegica de una Microcuenca Andina Tropical Paola Duque-Sarango Daysi M Patintildeo y Xavier E Loacutepez

Universidad Politeacutecnica Salesiana-Ecuador INBIAM Grupo de Investigacioacuten en Biotecnologiacutea Ambiental Calle Vieja 12-30 y Elia Liut Casilla 46 sector 2 Cuenca-Ecuador (e-mail pduqueupseduec dpatinor1estupseduec xlopezuestupseduec) Autor a quien debe ser dirigida la correspondencia

Recibido Mar 5 2019 Aceptado Abr 30 2019 Versioacuten final May 27 2019 Publicado Dic 2019

Resumen Se simuloacute el comportamiento hidroloacutegico en una cuenca tropical en los Andes de Ecuador conocida como la microcuenca del riacuteo Chaquilcay en la provincia de Azuay en Ecuador Se obtienen hidrogramas para la determinacioacuten de caudales y para generar informacioacuten hidroloacutegica base para la gestioacuten de cuencas sobre todo en una zona donde no existen estudios de este tipo Se utilizaron curvas intensidad-duracioacuten-frecuencia (IDF) para la construccioacuten de hietogramas Con esta informacioacuten se aplicoacute un sistema de modelamiento hidroloacutegico con la herramienta HEC-HMS (versioacuten 41) y el programa ArcMap 101 para determinar las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de la cuenca Se logroacute obtener un caudal punta en el desaguumle de 17 m3s 18 m3s y 19 m3s para periacuteodos de retorno de 25 50 y 100 antildeos respectivamente Esta investigacioacuten puede ser uacutetil para cuencas hidrograacuteficas en el aacuterea de la regioacuten ecuatoriana que tienen una funcioacuten importante en el ecosistema y que no cuentan con informacioacuten hidrometeoroloacutegica Palabras clave modelado de caudal HEC-HMS hidrograma recurso hiacutedrico hidrologiacutea tropical

Evaluation of the Hydrological Modeling System HEC-HMS for the Hydrological Simulation of a Tropical Andean Micro-basin

Abstract

The present study simulated the hydrological behavior in a tropical catchment in the Andes of Ecuador known as the Chaquilcay micro basin situated in the province of Azuay in Ecuador Hydrographs to determine flows are obtained and for generating hydrological information about micro basins especially in zones where this type of studies do not exist Intensity duration-frequency curves (IDF) were used for the construction of hietograms With this information a hydrological modeling system was applied with the HEC-HMS tool (version 41) and the ArcMap 101 program to determine the morphological characteristics of the basin It was possible to obtain a peak flow in the drainage of 17 m3 s 18 m3 s 19 m3 s for return periods of 25 50 and 100 years respectively This investigation can be useful for hydrographic basins in the area of the Ecuadorian region which have an important function in the ecosystem but do not have hydro meteorological information Keywords flow modeling HEC-HMS hydrograph water resource tropical hydrology

Informacioacuten Tecnoloacutegica

Vol 30(6) 351-362 (2019)

httpdxdoiorg104067S0718-07642019000600351


352 Informacioacuten Tecnoloacutegica ndash Vol 30 Nordm 6 ndash 2019

INTRODUCCIOacuteN La importancia del recurso hiacutedrico radica en la relacioacuten con los cambios climaacuteticos meteoroloacutegicos y los procesos de precipitacioacuten evaporacioacuten que se presentan a corto y largo plazo (Gutieacuterrez 2014) Los cambios globales que implican cambios simultaacuteneos y raacutepidos tanto en la temperatura de la superficie de la Tierra como en la cobertura del suelo estaacuten provocando cambios profundos en el balance global del agua el ciclo del carbono y los ecosistemas de la Tierra (Aber et al 2001) Los ecosistemas de alta montantildea son particularmente vulnerables a los impactos de estos cambios globales con cambios documentados en la distribucioacuten de las especies la composicioacuten de la comunidad y las tasas de crecimiento de la vegetacioacuten (Dirnboumlck et al 2003 Kulonen et al 2017 Quintero etal 2017) Sin duda estos cambios alteraraacuten el balance del agua de captacioacuten a traveacutes de la captacioacuten diferencial de agua y carbono por parte de las plantas a medida que cambian la distribucioacuten y la eficiencia del uso del agua (Acosta et al 2014 Cargua etal 2014)

Por otro lado los Andes Tropicales son una de las regiones hidroloacutegicamente maacutes diversas del mundo debido a la convergencia de los sistemas climaacuteticos del Paciacutefico ecuatoriano y amazoacutenico combinados con un terreno excesivamente escarpado y un alto nivel de biodiversidad vegetal (Celleri et al 2007 Padroacuten et al 2015) Las praderas alpinas tropicales de los Andes del norte comuacutenmente conocidas como paacuteramo proporcionan abundante agua de alta calidad para las poblaciones riacuteo abajo asiacute como una variedad de otros servicios ambientales (Mosquera et al 2015) Este ecosistema se encuentra en los Andes superiores de Venezuela Colombia Ecuador y el norte de Peruacute Es una fuente confiable y constante de agua de alta calidad y como tal el principal proveedor de agua para las tierras altas andinas y parte de las planicies costeras (Buytaert et al 2009 Balthazar et al 2015) Sin embargo el crecimiento de la poblacioacuten y la intensificacioacuten del uso de la tierra en los Andes tropicales han causado alteraciones en el ciclo natural del agua (Buytaert et al 2009 Mosquera et al 2015) Este cambio de uso de la tierra impacta la hidrologiacutea de la cuenca actividades como el pastoreo extensivo cultivos reforestacioacuten con especies exoacuteticas alteran las caracteriacutesticas del balance hiacutedrico en comparacioacuten a una cuenca no intervenida o poco intervenida (Crespo P et al 2011) De ahiacute que es fundamental realizar estudios de reacutegimen hiacutedrico morfologiacutea general e inventario hiacutedrico entendidos como las herramientas para determinar las caracteriacutesticas de las fuentes su extensioacuten y calidad del agua para su utilizacioacuten y control pero a su vez la disponibilidad en cantidad y calidad en determinado lugar y en un periacuteodo de tiempo para satisfacer las demandas identificables (consumo multifinalitario humano agriacutecola energeacutetico etc) (Sellers et al 2015 Celleri y Feyen 2009) Es asiacute que los modelos hidroloacutegicos son representaciones simplificadas de los sistemas hidroloacutegicos reales permiten estudiar el funcionamiento de las cuencas hidrograacuteficas y su respuesta a diversos factores y asiacute obtener una mejor comprensioacuten de los procesos hidroloacutegicos Estos permiten ademaacutes predecir la respuesta hidroloacutegica a varias praacutecticas de manejo de cuencas hidrograacuteficas y tener una mejor comprensioacuten de los impactos de estas praacutecticas (Arabi et al 2008 Cho et al 2010 Sing et al 2011 Fonseca etal 2014 Guillot etal 2017)

El modelado hidroloacutegico de eventos revela coacutemo una cuenca responde a un evento de lluvia individual (cantidad de escorrentiacutea superficial pico momento del pico detencioacuten) En la actualidad existen enfoques conceptuales y de modelado fiacutesico bien establecidos que se han empleado para simular procesos hidroloacutegicos en diferentes cuencas hidrograacuteficas como lo describen (Schuman et al 2000 Jang et al 2007 Santhi et al 2008) Por otro lado los meacutetodos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos estiman caudales generados en una cuenca o corriente caacutelculo de las velocidades y calados para un determinado tramo fluvial Los meacutetodos hidroloacutegicos pueden partir de los datos de caudales con anaacutelisis estadiacutestico de los valores maacuteximos o datos de precipitacioacuten mediante modelos hidrometeoroloacutegicos de transformacioacuten lluvia-escorrentiacutea basados en foacutermulas y meacutetodos como el racional (Garciacutea 2013) El centro de Ingenieriacutea Hidroloacutegica del Cuerpo de Ingenieros del Ejeacutercito de los EEUU disentildeoacute el programa de computacioacuten Sistema de Modelamiento Hidroloacutegico (HEC-HMS) este provee una variedad de opciones para simular procesos de precipitacioacuten - escurrimiento y tambieacuten traacutensito de caudales entre otros (Urrutia 2009 Prado 2015) El programa realiza la simulacioacuten del hidrograma de una cuenca facilitaacutendole datos fiacutesicos de la misma y con ello estima los hidrogramas de salida en una cuenca o varias subcuencas (caudales maacuteximos y tiempos al pico) partiendo de condiciones extremas de tormentas Tambieacuten calcula por los meacutetodos de caacutelculo de hietogramas de disentildeo las peacuterdidas por infiltracioacuten el flujo base y la conversioacuten en escorrentiacutea directa Las fases de trabajo que realiza el programa son las siguientes A) Separacioacuten de la lluvia neta (calcular queacute parte de la precipitacioacuten caiacuteda va a generar escorrentiacutea directa) B) Calcular la escorrentiacutea directa producida por esa precipitacioacuten neta C) Sumar a la escorrentiacutea directa la escorrentiacutea baacutesica si existiacutea previamente D) Calcular coacutemo evoluciona un hidrograma a medida que discurre a lo largo de un cauce o a traveacutes de un depoacutesito o embalse (traacutensito de hidrogramas) Al final



suma todos los caudales generados y transitados a los largo del recorrido y nos proporciona (en tabla y en graacutefico) el hidrograma en la salida de la cuenca (Aparicio et al 2015)

El presente estudio tuvo como objetivo simular el comportamiento hidroloacutegico de la microcuenca Chaquilcay ubicado en la reserva de Bosques Protectores y Vegetacioacuten Aguarongo (BVPA) en los Andes ecuatorianos para la simulacioacuten hidroloacutegica se utilizoacute el software HEC ndash HMS (versioacuten 41) asiacute como la aplicacioacuten del programa ArcMap 101 para determinar las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de la cuenca (alta y baja) se requirioacute del levantamiento de cartografiacutea base como suelo cobertura vegetal modelo de elevacioacuten digital y pendiente Ademaacutes informacioacuten referencial de caudal mediante meacutetodos directos e indirectos para construir la curva de gasto

Para definir el modelo de la cuenca y la generacioacuten de sus caudales respectivos se siguieron 3 procesos 1) la caracterizacioacuten de las abstracciones iniciales donde se utilizoacute el meacutetodo del SCS obtencioacuten del nuacutemero de curva para la cuenca alta y baja 2) modelo de transformacioacuten de la precipitacioacuten neta en caudal representada por el lag time 3) traacutensito de hidrogramas por medio del meacutetodo de Muskingum Cunge La construccioacuten de los hietogramas de disentildeo en el modelo meteoroloacutegico se realizoacute a periodos de retorno de 25 50 y 100 antildeos a traveacutes del meacutetodo de curvas IDF en funcioacuten de la ecuacioacuten de intensidad zonificada para la estacioacuten Gualaceo El propoacutesito del estudio es establecer una metodologiacutea aplicable en microcuencas hidrograacuteficas de la zona del austro ecuatoriano donde no cuentan con informacioacuten base hidrometeoroloacutegica y tienen una importante funcioacuten ecosisteacutemica El agua se considera el bien ambiental maacutes importante de este ecosistema al representar una fuente significativa del suministro de agua para el desarrollo en la regioacuten (Minga et al 2002 PDYOT Jadaacuten 2015 Cajamarca 2017 Loor 2017)

METODOOGIacuteA

La metodologiacutea presentada pretende ser un orientativo de coacutemo se desarrollaron tanto la fase de manejo de datos con SIG asiacute como la aplicacioacuten del modelo HEC-HMS

Aacuterea de estudio

La investigacioacuten se desarrolloacute en la microcuenca Chaquilcay (sistema natural de mayor intereacutes local) en el antildeo 2017 con un periodo de ejecucioacuten de 6 meses forma parte del Aacuterea de Bosque y Vegetacioacuten Protectora Aguarongo (BVPA) declarada por el Ministerio del Ambiente de Ecuador como aacuterea de proteccioacuten ambiental al ser considerada como fuente principal de suministro de agua de la comunidad de Gualaceo Sigsig y Cuenca (Minga et al 2002) El ecosistema cuenta con 191 cauces que conforman la Cuenca del riacuteo Paute El aacuterea de estudio se localiza en las coordenadas geograacuteficas 742876 W - 9683894 S y 738733 W - 9674451 S (UTM WGS84-Zona 17S) Tiene un aacuterea de drenaje de 2092 km2 que se encuentra en la parroquia Jadaacuten cantoacuten Gualaceo (figura 1)

La caracterizacioacuten fiacutesica de la microcuenca se representa por una pendiente media del cauce principal del 8 longitud del cauce de 1164 Km y una extensioacuten de la red hiacutedrica equivalente a 5491 Km Referente a la topografiacutea el aacuterea de estudio estaacute representada por un pendiente media inclinada de 1814 con una cota maacutexima y miacutenima de 3242 y 2274 msnm La edafologiacutea del aacuterea presenta 4 oacuterdenes como son entisol alfisol vertisol e inceptisol siendo eacutesta uacuteltima la predominante catalogada como un suelo de tipo C La cobertura vegetal eminente se clasifica en el siguiente orden por el porcentaje de aacuterea que comprende bosques nativos (5867 ) pasto con riego (1981 ) pasto sin riego (1219 ) cultivos (409 ) suelo descubierto (237 ) vegetacioacuten arbustiva y herbaacutecea (15 ) viacuteas (069 ) y construcciones (036 )

Delimitacioacuten de la Cuenca en SIG

El modelo fiacutesico de la cuenca utiliza como entrada un modelo digital de elevaciones (MDE) el software SIG ArcMap 101 y la extensioacuten especializada (Spatial Analyst) que permiten la delineacioacuten de las subcuencas y los patrones de la red de drenaje de la cuenca (Ceconi et al 2018) La microcuenca se clasificoacute en dos partes utilizando el criterio planteado por Salazar (2016) que considera una diferencia altitudinal entre 0-1000 msnm para definir la denominacioacuten cuenca alta y baja

Configuracioacuten del modelo

El modelo se estructuroacute en seis elementos hidroloacutegicos 1) subasin para Chaquilcay alto 2) reservorio como una obra hidraacuteulica para almacenamiento de agua 3) reach (AB) que conecta entre la cuenca alta y el dique para observar la evolucioacuten del hidrograma desde la cuenca alta al desaguumle 4) reach (BC) conecta el dique con el punto de desaguumle 5) subasin para la cuenca baja conectada directamente al desaguumle y 6) el desaguumle representa punto donde confluye los aportes hiacutedricos de toda la cuenca (figura 2)



0 15 3075Kilometers

Fig 1 Ubicacioacuten de la microcuenca Chaquilcay

El software HEC-HMS emplea los siguientes modelos (tabla 1) cada uno con el meacutetodo que mejor se adapta en funcioacuten de la informacioacuten disponible para transformar la lluvia en escurrimiento (Saacutenchez 2015)

Tabla 1 Meacutetodos y paraacutemetros aplicados por subcuenca Fuente (Rodriacuteguez amp Marrero de Leoacuten 2015)

Componentes del proceso de escurrimiento

Meacutetodo Paraacutemetros

Modelo de peacuterdidas Nuacutemero de curva del SCS Numero de curva CN Abstraccioacuten inicial Ia

Transformacioacuten de la lluvia en escurrimiento

Hidrograma unitario del SCS Tiempo de retardo lag time

Traacutensito de avenida Muskingum Cunge

Longitud D (m) Ancho W (m) Pendiente (mm) Coeficiente de manning n Forma del cauce

shy

P2

P1

738000000000

738000000000

741500000000

741500000000

745000000000

745000000000

748500000000

748500000000

96

70

000

000

00

0

96

70

000

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

82

500

000

00

0

96

82

500

000

00

0

P2

P1

Unidad Hidrograacutefica Chaquilcay

160000

0 15 3075

Kilometers



Fig 2 Topologiacutea de la microcuenca Chaquilcay utilizada como entrada para el HEC-HMS

La entrada al modelo es la precipitacioacuten evaluada para cada subcuenca que en este caso se la obtuvo mediante el meacutetodo de los Poliacutegonos de Thiessen a partir de los registros de precipitacioacuten de las estaciones pluviomeacutetricas Por lo tanto los valores de precipitacioacuten del hietograma en cada subcuenca Psb y para cada intervalo de tiempo i que se suponen uniformes en toda la superficie de cada subcuenca se determinan como una media ponderada de las precipitaciones Pem de las distintas estaciones meteoroloacutegicas j definida por

Psb(i)= sum Pem(ij) w(j)n

j=1

sum w(j)nj=1

(1)

En eacutesta ecuacioacuten Psb (i) es la precipitacioacuten media uniforme sobre una subcuenca en el intervalo i Pem (ij) es la precipitacioacuten registrada en el intervalo i y estacioacuten j w(j) es el aacuterea de influencia de la estacioacuten j y n es el nuacutemero de estaciones meteoroloacutegicas Dentro del HEC ndash HMS como primer paso se extrae la escorrentiacutea directa y la precipitacioacuten que no genera escorrentiacutea se incluye dentro las peacuterdidas con el modelo en este caso propuesto por el Servicio de Conservacioacuten de Suelos SCS o tambieacuten llamado nuacutemero de curva CN debido a que se cuenta con informacioacuten del uso y tipo de suelo digitalizada El meacutetodo del SCS fue propuesto por el Departamento de Agricultura de los EEUU USDA para estimar las peacuterdidas (o abstracciones) en un evento de lluvia o aguacero El nuacutemero de curva variacutea en el rango de 0 a 100 y depende de factores que influyen en la generacioacuten de escorrentiacutea en la cuenca tipo hidroloacutegico del suelo (Grupo hidroloacutegico-Capacidad de drenaje) uso y manejo del terreno condicioacuten superficial del suelo y condicioacuten de humedad antecedente Por lo tanto la obtencioacuten del nuacutemero de curva (CN) se basoacute en la informacioacuten cartograacutefica de pendiente tipo de suelo y cobertura vegetal Los valores de CN corresponden a una condicioacuten de humedad normal como se muestran en la Tabla 4 Con todo ello la metodologiacutea propone que la escorrentiacutea superficial directa comienza despueacutes de que se alcance un cierto valor de lluvia acumulada Ia = 02 S la cual ha sido obtenida por medio de experimentacioacuten

S=254 (100

CN-1)

(2)

Siendo S la retencioacuten maacutexima potencia y CN el Nuacutemero de curva



Para la generacioacuten del hidrograma en el punto de drenaje HEC ndash HMS proporciona varios meacutetodos para el caacutelculo pero por experimentacioacuten se recomienda el uso de la teacutecnica del Hidrograma Unitario (HU) para cuencas pequentildeas es decir menores a 20 km2 las variables utilizadas en la formula han sido adimensionalizadas

Qp= (208A

Tp

) (3)

Asiacute Qp es el caudal punta en m3s A es la superficie de la cuenca en km2 y Tp es el tiempo maacuteximo en horas

Tp= (Ty

2+ Tf)

(4)

Donde Ty es la duracioacuten del pulso de lluvia y Tf el tiempo de desfase de la cuenca

Tf = L

08(2540-2286 CN)

07

14104 CN07

I05

(5)

Siendo L la longitud del cauce principal (m) I la pendiente media de la cuenca (mm) y CN el nuacutemero de curva Y para el caacutelculo de hidrogramas se utilizoacute el meacutetodo de Muskingum Dicha teacutecnica hidroloacutegica es la maacutes utilizada para manejar variables de descargas y almacenamiento volumeacutetrico de los hidrogramas a lo largo de cauce de los riacuteos mediante la combinacioacuten de dos almacenamientos conceptuales La ecuacioacuten es la siguiente

Qj+1= C1Ij+1+ C2Ij+ C3Qj (6)

En eacutesta ecuacioacuten Ij es el caudal entrante en un tramo en el instante j Qj es el caudal aliente en el instante j y

C1C2 y C3 son constantes que dependen del traacutensito del hidrograma valor adimensional Modelo meteoroloacutegico Ante la deficiente informacioacuten de datos de precipitacioacuten se utilizoacute el meacutetodo de curvas IDF construidas para la estacioacuten Gualaceo que es la maacutes cercana al lugar de estudio realizando una discretizacioacuten horaria para un periacuteodo de 24 horas con ello se construyoacute el hietograma de disentildeo de la cuenca mediante bloques alternos La ecuacioacuten de intensidades correspondiente a la estacioacuten de Gualaceo (Ver Tabla 2) estaacute codificada en la zona 4 del estudio realizado por Estrella (2016)

Tabla 2 Ecuaciones para obtencioacuten de intensidad a distintos periacuteodos de retorno correspondientes a la estacioacuten Gualaceo

Coacutedigo Estacioacuten Duracioacuten (min) Ecuacioacuten IdTR TR

M0139 Gualaceo 5 ˂ 5188 ITR= 125440 (t^-04340) IdTR

5188 ˂ 1440 ITR= 89287(t^-09310) IdTR

251 25

2637 50

2748 100

RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

En la Tabla 3 se describen los valores calculados correspondientes a las caracteriacutesticas morfomeacutetricas del aacuterea de estudio Campos citado por Viramontes et al (2007) establece tres categoriacuteas para el coeficiente de compacidad o iacutendice de Gravelius La microcuenca pertenece a la clase III descrita como una cuenca oval ndash alargada a rectangular alargada Esta clasificacioacuten nos indica que se intensifica la magnitud de las avenidas en el desaguumle Saavedra (2001) establece que el presente valor de pendiente media se clasificariacutea por el criterio de relieve o topografiacutea como un terreno de tipo accidentado medio Hernaacutendez citado por Viramontes (2007) establece que para el valor obtenido de densidad de drenaje la microcuenca en estudio tiene una eficiente red de drenaje paraacutemetros importantes en el anaacutelisis de escorrentiacutea de captacioacuten y otros procesos hidroloacutegicos (Gumindoga et al 2016)



Tabla 3 Paraacutemetros morfomeacutetricos de la quebrada Chaquilcay

Paraacutemetro Unidad Valor

Aacuterea km2 2092

Periacutemetro km 2626

Longitud del cauce principal km 1164

Orden del cauce principal Adimensional 4

Longitud de la red hiacutedrica km 5491

Densidad de drenaje kmkmsup2 262

Cota mayor msnm 324200

Cota menor msnm 2274

Pendiente 1814

Tc hr 130

Diferencia Altitudinal m 968

Iacutendice de Compacidad o de Gravelius Adimensional 162

Ancho de la microcuenca km 180

Pendiente media del cauce principal kmkm 008

Meacutetodo de peacuterdidas y traacutensito de hidrogramas

Para la cuenca alta se obtuvo una predonimancia del suelo tipo ldquoinceptisolrdquo seguacuten la clasificacioacuten propuesta por Porta et al1994 correspondiente al grupo hidroloacutegico C Para la cuenca baja el tipo de suelo que predomina es el Entisol el cual corresponde a un suelo del grupo A Para Chaquilcay alto se obtuvo una abstraccioacuten inicial (Po) de 7164 y Numero de Curva (CN) de 4149 mientras que los valores para la cuenca baja son Po de 6204 y CN de 4501 El ldquoLag Timerdquo esta definido por el 60 del tiempo de concentracioacuten obteniendo un valor de 4236 min para la cuenca alta y 1279 para la cuenca baja Para el traacutensito de hidrogramas se aplicoacute el meacutetodo de Muskingum Cunge el cual fue calibrado mediante la utilizacioacuten del software ArcGis 101 ademaacutes se realizoacute un levantamiento topograacutefico del cauce para determinar la forma del mismo paraacutemetros requeridos por el programa informacioacuten que se presenta en la tabla 4

Tabla 4 Paraacutemetros de entrada para el modelo de cuenca en HEC ndash HMS

Elementos Perdidas Transformacioacuten SCS Muskingum Cunge

Cuenca Alta

Abstraccioacuten inicial 7164

Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4

Caudal de referencia (m3s) 189 (medicioacuten in situ)

Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243



Modelo meteoroloacutegico La construccioacuten de las curvas IDF se realizoacute para periodos de retorno de 25 50 y 100 antildeos seguacuten la ecuacioacuten de la tabla 2 de la metodologiacutea referente a la intensidad zonificada para la estacioacuten Gualaceo siendo esta la maacutes proacutexima al aacuterea de estudio Se considera un tiempo de concentracioacuten igual al tiempo de duracioacuten de la tormenta de 90 minutos con discretizacioacuten cada 5 minutos La intensidad observada a los 90 minutos de precipitacioacuten en las curvas IDF es para 25 antildeos de 3397 mmh 3569 para 50 antildeos y 3719 para los 100 antildeos (figura 3) cuya informacioacuten seraacute uacutetil para la construccioacuten del Hidrograma Sinteacutetico del SCS en condiciones especiacuteficas (Aguiar Wagner de et al 2018)

Fig 3 Curvas IDF calculas para distintos periodos de retorno para la estacioacuten Gualaceo

Calculo del caudal

En la tabla 5 se presenta los valores simulados para distintos perioacutedos de retorno y una condicion de humedad previa normal Los valores de volumen de perdida para la cuenca alta aumentan conforme el periacuteodo de retorno se incrementa lo cual estaacute relacionado con el valor de Nuacutemero de Curva (CN) En la cuenca baja la tendecia de aumento de los volumenes de peacuterdida se mantine conforme aumenta el periacuteodo de retorno pero con la diferencia que los valores simulados son menores

Tabla 5 Paraacutemetros de salida en la simulacioacuten del modelo HEC-HMS Caudal expresado en m3s Volumen expresado en m3

Elementos de la cuenca

Paraacutemetro Condicioacuten Normal II

25 antildeos 50 antildeos 100 antildeos

Cuenca alta

Caudal pico de descarga 05 05 06

Volumen precipitacioacuten 8831 9277 9668

Volumen de peacuterdida 8793 9237 9626

Volumen descarga 38 4 41

Cuenca baja





Desaguumle Caudal pico 17 18 19

Volumen 137 145 156

En la figura 4 se muestra los valores de caudales de crecida simulados en el desaguumle de la cuenca en el cual se visualiza un desfase en amplitud del hidrograma conforme el periacuteodo de retorno aumenta se realizaron calibraciones semiautomaacuteticas a traveacutes del moacutedulo ldquooptimization trialrdquo del HEC-HMS como lo indica Feldman (2000) Se observa dos puntas de caudal en el hidrograma correspondiente a un periacuteodo

20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100



de retorno de 25 antildeos a las 12 horas y a las 18 horas Para un periacuteodo de retorno de 50 antildeos se observan dos puntas de caudal a las 12 horas y 17 horas de precipitacioacuten mientras que para un periacuteodo de retorno de 25 antildeos existe una sola punta de caudal a las 12 horas de precipitacioacuten

Fig 4 Hidrograma de salida de la cuenca para distintos periacuteodos de retorno

Anaacutelisis de sensibilidad

Para mejorar los valores simulados se modificaron los valores de los paraacutemetros como el nuacutemero de curva y el tiempo de retraso (lag time) del modelo como lo indica Sarriacutea y Palazoacuten (2008) Se obtuvo valores de caudal y volumen de escorrentiacutea presentados en la tabla 6

Tabla 6 Valores de caudal punta para los distintos escenarios del anaacutelisis de sensibilidad

TR (antildeos)

CN II CN +20 CN-20 Lag Time +20 Lag Time -20

Q (m3s) V(m3) Q (m3s) V (m3) Q (m3s) V (m3) Q (m3s) V (m3) Q (m3s) V (m3)

25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156

En las graacuteficas de los hidrogramas para los periodos de retorno respectivos presentadas en la figura 5 se observa un comportamiento similar de los valores de caudal con un +- 20 de CN siendo el paraacutemetro maacutes sensible el volumen de escorrentiacutea generado mientras que la simulacioacuten con el tiempo de retardo (lag time) en el rango +- 20 afecta en amplitud a los hidrogramas CONCLUSIONES En base a los resultados expuestos se puede obtener las siguientes conclusiones La metodologiacutea aplicada responde de forma adecuada al objetivo el meacutetodo del Nuacutemero de Curva del SCS es aplicable para cuencas menores a 250 km2 y con limitada informacioacuten como este caso de anaacutelisis dando origen a resultados aceptables de caudales punta Se obtuvo el caudal de disentildeo como variable hidroloacutegica para los distintos periodos de retorno generado con la aplicacioacuten del software HEC-HMS 41 Del anaacutelisis de sensibilidad se determinaron como paraacutemetros sensibles el nuacutemero de curva y lag time Los resultados establecen que del total de precipitacioacuten caiacuteda en la cuenca el 25 genera escorrentiacutea directa y el 75 se atribuye a abstracciones condicioacuten dada por la presencia de masas forestales correspondiente al 6017 de bosque nativo y vegetacioacuten arbustiva asiacute como por procesos de intercepcioacuten almacenaje de superficie evaporacioacuten evapotranspiracioacuten y sistemas de captaciones de agua

0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C

Fig 5 Hidrogramas simulados con un anaacutelisis de sensibilidad para los distintos periodos de retorno A) TR 25 antildeos B) TR 50 antildeos y C) TR 100 antildeos

REFERENCIAS

Aber J RP Neilson y otros cuatro autores Forest Processes and Global Environmental Change Predicting the Effects of Individual and Multiple Stressors doi 1016410006-3568(2001)051[0735FPAGEC]20CO2 BioScience 51 (9) 735ndash751 (2001)

Acosta R H Hampel y otros cuatro autores Protocolo de evaluacioacuten de la calidad bioloacutegica de los riacuteos de la regioacuten austral del Ecuador ETAPA EP SENAGUA - DHS Universidad de Cuenca 62 p (2014)

Aguiar Wagner de SC Sampaio JC Paisani y RR Reis dos Implications for peak flows of the marrecas river basin due to changes in the brazilian forest code Engenharia Agriacutecola httpsdxdoiorg1015901809-4430-engagricv38n2p277-2832018 38 (2) 277-283 (2018)

Aparicio F Fundamentos de la hidrologiacutea de superficie Meacutexico DF ME Editorial Limusa 304 p (2015)

Arabi M JR Frankenberger B A Engel y JG Arnold Representation of agricultural conservation practices with SWAT Hydrological Processes An International Journal doi 101002hyp689022(16) 3042-3055 (2008)

Balthazar V V Vanacker A Molina y EF Lambin Impacts of forest cover change on ecosystem services in high Andean mountains Ecological indicators doi 101016jecolind20140704348 63-75 (2015)

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20



Buytaert W R Ceacutelleri L Timbe Predicting climate change impacts on water resources in the tropical Andes Effects of GCM uncertainty Geophysical Research Letters 36 L07406 doi 1010292008GL037048 (2009)

Cajamarca R E Estudio del balance hiacutedrico superficial de las cuencas hidrograacuteficas sector Jadaacuten y Zhidmad en el aacuterea de interceptacioacuten con el Bosque y Vegetacioacuten Protectora Aguarongo (BVPA) BS tesis (2017)

Ceconi DE DG Allasia F Bernardi P Fensterseifer Analysis of vulnerability for environmental planning of a water supply basin Ambient Soc httpdxdoiorg1015901809-4422asoc0078r2vu18l1ao 21 e00782 (2018)

Celleri R P Willems W Buytaert J Feyen Spacendashtime rainfall variability in the Paute basin Ecuadorian Andes Hydrological Processes doi 101002hyp6575 21 3316-3327 (2007)

Celleri R J Feyen The Hydrology of Tropical Andean Ecosystems Importance Knowledge Status and Perspectives Mountain Research and Development doi 101659mrd00007 29(4) 350-355 (2009)

Cargua FE MV Rodriguez CG Recalde y LM Vinueza Cuantificacioacuten del Contenido de Carbono en una Plantacioacuten de Pino Insigne (Pinus radiata) y en Estrato de Paacuteramo de Ozogoche Bajo Parque Nacional Sangay Ecuador Inf Tecnol 25 (3) 83-92 ISSN 0718-0764 httpdxdoiorg104067S0718-07642014000300011 (2014)

Cho J S Mostaghimi y MS Kang Development and application of a modeling approach for surface water and groundwater interaction Agricultural water management doi101016jagwat200908018 97(1) 123-130 (2010)

Crespo P J J Feyen y otros seis autores Identifying controls of the rainfallndashrunoff response of small catchments in the tropical Andes (Ecuador) Journal of Hydrology doi 101016jjhydrol201107021 407(1-4) 164-174 (2011)

Dirnboumlck T SY Dullinger GA Grabherr regional impact assessment of climate and land‐use change on alpine

vegetation Journal of Biogeography doi101046j1365-2699200300839x 30 401-417 (2003)

Duque PJ R Cajamarca BC Wemple y M Delgado Estimation of the water balance for a small tropical Andean catchment La Granja Revista de Ciencias de la Vida doiorg1017163lgr n29201905 Vol 29(1) 56-69 (2019)

Estrella D Determinacioacuten de curvas de frecuencia y zonificacioacuten de intensidades en la cuenca media alta del riacuteo Paute Cuenca-Ecuador (2016)

Fonseca A C Botelho RA Boaventura y VJ Vilar Integrated hydrological and water quality model for river management a case study on Lena River Science of the Total Environment doi 101016jscitotenv201403111 485 474-489 (2014)

Guillot JD CA Robles y JD Callejas Adquisicioacuten de Sentildeales Ambientales para un Sistema de Alerta Temprana Inf Tecnol 28 (5) 45-54 ISSN 0718-0764 doiorg104067S0718-07642017000500007 (2017)

Gumindoga W H Makurira M Phiri y I Nhapi Estimating runoff from ungauged catchments for reservoir water balance in the Lower Middle Zambezi Basin Water SA httpsdxdoiorg104314wsav42i415 42(4) 641-649 (2016)

Jang S M Cho y otros seis autores Using SWMM as a tool for hydrologic impact assessment Desalination doi 101016jdesal200705005 212344ndash356 (2007)

Kulonen A RA Imboden y otros tres autores Enough space in a warmer world Microhabitat diversity and small‐scale

distribution of alpine plants on mountain summits Diversity and Distributions doi 101111ddi12673 24(2) 252-261 (2017)

Loor YS Estudio del balance hiacutedrico superficial de las cuencas hidrograacuteficas sector San Juan y San Bartolomeacute en el aacuterea de interceptacioacuten con el Bosque y Vegetacioacuten Protector Aguarongo BS tesis (2017)

Loacutepez XE DM Patintildeo Aplicacioacuten de modelos hidroloacutegicos de las microcuencas del Aacuterea de Bosque y Vegetacioacuten Protector Aguarongo con enfoque al cambio climaacutetico BS tesis (2017)

Minga N X Saacutenchez y otros tres autores Plan de Manejo del Bosque Protector Aguarongo y su aacuterea de influencia Cuenca 119 p (2002)

Mosquera GM PX Lazo y otros tres autores Runoff from tropical alpine grasslands increases with areal extent of wetlands CATENA doi 101016jcatena201410010 125 120-128 (2015)

OMM Guiacutea de Praacutecticas Climatoloacutegicas (Guiacutea N- 100) Ginebra SUI Organizacioacuten Meteoroloacutegica Mundial (OMM) 128 p (2011)

PDYOT Jadaacuten Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial Parroquia Jadaacuten Gualaceo 271 p Disponible en httpappsnigobecsni-linksniPORTAL_SNIdata_sigad_plussigadplusresolucion 0160037430001_DIAGNOSTICO_Jadan203020Oct_30-10-2015_11-40-03pdf (2015)

Quintero W CA Robles y AM Viloria Sistema de Informacioacuten para Deteccioacuten de Crecientes Suacutebitas en la Cuenca del Riacuteo Manzanares en Santa Marta Colombia Inf Tecnol 28(6) 95-102 ISSN 0718-0764 httpdxdoiorg104067S0718-07642017000600011 (2017)

Rodriacuteguez Y y N Marrero de Leoacuten Simulacioacuten hidroloacutegica en dos subcuencas de la cuenca del riacuteo Zaza de Cuba Ingenieriacutea Hidraacuteulica y Ambiental 36(2) 109-123 (2015)

Saacutenchez F HEC-HMS Manual Elemental Departamento de Geologiacutea Universidad de Salamanca Espantildea 1-3 (2015)



Santhi C N Kannan JG Arnold y MD Luzio Spatial calibration and temporal validation of flow for regional scale hydrologic modeling doi 101111j1752-1688200800207x J Am Water Resour Assoc 44(4) 829-846 (2008)

Sarriacutea F y JA Palazoacuten Modelizacioacuten de sistemas ambientales Geografiacutea Ecologiacutea e Hidrologiacutea (2008)

Sellers C E Corbelle S Bujaacuten y D Miranda Morfologiacutea Interpretativa de Alta Resolucioacuten con Datos Lidar en la cuenca del Riacuteo Paute ndash Ecuador IERSE 30 Instituto de Estudios de Reacutegimen Seccional Del Ecuador 131-180 (2015)

Urrutia R y M Vuille Climate change projections for the tropical Andes using a regional climate model Temperature and precipitation simulations for the end of the 21st century Journal of Geophysical Research doi 1010292008JD011021 114 D02108 (2009)

Vera C G Silvestri B Liebmann y P Gonzalez Climate change scenarios for seasonal precipitation in South America from IPCC-AR4 models Geophysical Research Letters doi 1010292006GL025759 33 L13707 (2006)



INTRODUCCIOacuteN La importancia del recurso hiacutedrico radica en la relacioacuten con los cambios climaacuteticos meteoroloacutegicos y los procesos de precipitacioacuten evaporacioacuten que se presentan a corto y largo plazo (Gutieacuterrez 2014) Los cambios globales que implican cambios simultaacuteneos y raacutepidos tanto en la temperatura de la superficie de la Tierra como en la cobertura del suelo estaacuten provocando cambios profundos en el balance global del agua el ciclo del carbono y los ecosistemas de la Tierra (Aber et al 2001) Los ecosistemas de alta montantildea son particularmente vulnerables a los impactos de estos cambios globales con cambios documentados en la distribucioacuten de las especies la composicioacuten de la comunidad y las tasas de crecimiento de la vegetacioacuten (Dirnboumlck et al 2003 Kulonen et al 2017 Quintero etal 2017) Sin duda estos cambios alteraraacuten el balance del agua de captacioacuten a traveacutes de la captacioacuten diferencial de agua y carbono por parte de las plantas a medida que cambian la distribucioacuten y la eficiencia del uso del agua (Acosta et al 2014 Cargua etal 2014)

Por otro lado los Andes Tropicales son una de las regiones hidroloacutegicamente maacutes diversas del mundo debido a la convergencia de los sistemas climaacuteticos del Paciacutefico ecuatoriano y amazoacutenico combinados con un terreno excesivamente escarpado y un alto nivel de biodiversidad vegetal (Celleri et al 2007 Padroacuten et al 2015) Las praderas alpinas tropicales de los Andes del norte comuacutenmente conocidas como paacuteramo proporcionan abundante agua de alta calidad para las poblaciones riacuteo abajo asiacute como una variedad de otros servicios ambientales (Mosquera et al 2015) Este ecosistema se encuentra en los Andes superiores de Venezuela Colombia Ecuador y el norte de Peruacute Es una fuente confiable y constante de agua de alta calidad y como tal el principal proveedor de agua para las tierras altas andinas y parte de las planicies costeras (Buytaert et al 2009 Balthazar et al 2015) Sin embargo el crecimiento de la poblacioacuten y la intensificacioacuten del uso de la tierra en los Andes tropicales han causado alteraciones en el ciclo natural del agua (Buytaert et al 2009 Mosquera et al 2015) Este cambio de uso de la tierra impacta la hidrologiacutea de la cuenca actividades como el pastoreo extensivo cultivos reforestacioacuten con especies exoacuteticas alteran las caracteriacutesticas del balance hiacutedrico en comparacioacuten a una cuenca no intervenida o poco intervenida (Crespo P et al 2011) De ahiacute que es fundamental realizar estudios de reacutegimen hiacutedrico morfologiacutea general e inventario hiacutedrico entendidos como las herramientas para determinar las caracteriacutesticas de las fuentes su extensioacuten y calidad del agua para su utilizacioacuten y control pero a su vez la disponibilidad en cantidad y calidad en determinado lugar y en un periacuteodo de tiempo para satisfacer las demandas identificables (consumo multifinalitario humano agriacutecola energeacutetico etc) (Sellers et al 2015 Celleri y Feyen 2009) Es asiacute que los modelos hidroloacutegicos son representaciones simplificadas de los sistemas hidroloacutegicos reales permiten estudiar el funcionamiento de las cuencas hidrograacuteficas y su respuesta a diversos factores y asiacute obtener una mejor comprensioacuten de los procesos hidroloacutegicos Estos permiten ademaacutes predecir la respuesta hidroloacutegica a varias praacutecticas de manejo de cuencas hidrograacuteficas y tener una mejor comprensioacuten de los impactos de estas praacutecticas (Arabi et al 2008 Cho et al 2010 Sing et al 2011 Fonseca etal 2014 Guillot etal 2017)

El modelado hidroloacutegico de eventos revela coacutemo una cuenca responde a un evento de lluvia individual (cantidad de escorrentiacutea superficial pico momento del pico detencioacuten) En la actualidad existen enfoques conceptuales y de modelado fiacutesico bien establecidos que se han empleado para simular procesos hidroloacutegicos en diferentes cuencas hidrograacuteficas como lo describen (Schuman et al 2000 Jang et al 2007 Santhi et al 2008) Por otro lado los meacutetodos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos estiman caudales generados en una cuenca o corriente caacutelculo de las velocidades y calados para un determinado tramo fluvial Los meacutetodos hidroloacutegicos pueden partir de los datos de caudales con anaacutelisis estadiacutestico de los valores maacuteximos o datos de precipitacioacuten mediante modelos hidrometeoroloacutegicos de transformacioacuten lluvia-escorrentiacutea basados en foacutermulas y meacutetodos como el racional (Garciacutea 2013) El centro de Ingenieriacutea Hidroloacutegica del Cuerpo de Ingenieros del Ejeacutercito de los EEUU disentildeoacute el programa de computacioacuten Sistema de Modelamiento Hidroloacutegico (HEC-HMS) este provee una variedad de opciones para simular procesos de precipitacioacuten - escurrimiento y tambieacuten traacutensito de caudales entre otros (Urrutia 2009 Prado 2015) El programa realiza la simulacioacuten del hidrograma de una cuenca facilitaacutendole datos fiacutesicos de la misma y con ello estima los hidrogramas de salida en una cuenca o varias subcuencas (caudales maacuteximos y tiempos al pico) partiendo de condiciones extremas de tormentas Tambieacuten calcula por los meacutetodos de caacutelculo de hietogramas de disentildeo las peacuterdidas por infiltracioacuten el flujo base y la conversioacuten en escorrentiacutea directa Las fases de trabajo que realiza el programa son las siguientes A) Separacioacuten de la lluvia neta (calcular queacute parte de la precipitacioacuten caiacuteda va a generar escorrentiacutea directa) B) Calcular la escorrentiacutea directa producida por esa precipitacioacuten neta C) Sumar a la escorrentiacutea directa la escorrentiacutea baacutesica si existiacutea previamente D) Calcular coacutemo evoluciona un hidrograma a medida que discurre a lo largo de un cauce o a traveacutes de un depoacutesito o embalse (traacutensito de hidrogramas) Al final






METODOOGIacuteA











0 15 3075Kilometers











shy

P2

P1

738000000000

738000000000

741500000000

741500000000

745000000000

745000000000

748500000000

748500000000

96

70

000

000

00

0

96

70

000

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

82

500

000

00

0

96

82

500

000

00

0

P2

P1


160000

0 15 3075

Kilometers






j=1

sum w(j)nj=1

(1)


S=254 (100

CN-1)

(2)





Qp= (208A

Tp

) (3)


Tp= (Ty

2+ Tf)

(4)


Tf = L

08(2540-2286 CN)

07

14104 CN07

I05

(5)


Qj+1= C1Ij+1+ C2Ij+ C3Qj (6)






5188 ˂ 1440 ITR= 89287(t^-09310) IdTR

251 25

2637 50

2748 100







Aacuterea km2 2092








Pendiente 1814

Tc hr 130









Cuenca Alta


Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4


Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243





Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20










































METODOOGIacuteA











0 15 3075Kilometers











shy

P2

P1

738000000000

738000000000

741500000000

741500000000

745000000000

745000000000

748500000000

748500000000

96

70

000

000

00

0

96

70

000

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

82

500

000

00

0

96

82

500

000

00

0

P2

P1


160000

0 15 3075

Kilometers






j=1

sum w(j)nj=1

(1)


S=254 (100

CN-1)

(2)





Qp= (208A

Tp

) (3)


Tp= (Ty

2+ Tf)

(4)


Tf = L

08(2540-2286 CN)

07

14104 CN07

I05

(5)


Qj+1= C1Ij+1+ C2Ij+ C3Qj (6)






5188 ˂ 1440 ITR= 89287(t^-09310) IdTR

251 25

2637 50

2748 100







Aacuterea km2 2092








Pendiente 1814

Tc hr 130









Cuenca Alta


Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4


Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243





Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20







































0 15 3075Kilometers











shy

P2

P1

738000000000

738000000000

741500000000

741500000000

745000000000

745000000000

748500000000

748500000000

96

70

000

000

00

0

96

70

000

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

72

500

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

75

000

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

77

500

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

80

000

000

00

0

96

82

500

000

00

0

96

82

500

000

00

0

P2

P1


160000

0 15 3075

Kilometers






j=1

sum w(j)nj=1

(1)


S=254 (100

CN-1)

(2)





Qp= (208A

Tp

) (3)


Tp= (Ty

2+ Tf)

(4)


Tf = L

08(2540-2286 CN)

07

14104 CN07

I05

(5)


Qj+1= C1Ij+1+ C2Ij+ C3Qj (6)






5188 ˂ 1440 ITR= 89287(t^-09310) IdTR

251 25

2637 50

2748 100







Aacuterea km2 2092








Pendiente 1814

Tc hr 130









Cuenca Alta


Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4


Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243





Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20










































j=1

sum w(j)nj=1

(1)


S=254 (100

CN-1)

(2)





Qp= (208A

Tp

) (3)


Tp= (Ty

2+ Tf)

(4)


Tf = L

08(2540-2286 CN)

07

14104 CN07

I05

(5)


Qj+1= C1Ij+1+ C2Ij+ C3Qj (6)






5188 ˂ 1440 ITR= 89287(t^-09310) IdTR

251 25

2637 50

2748 100







Aacuterea km2 2092








Pendiente 1814

Tc hr 130









Cuenca Alta


Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4


Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243





Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20








































Qp= (208A

Tp

) (3)


Tp= (Ty

2+ Tf)

(4)


Tf = L

08(2540-2286 CN)

07

14104 CN07

I05

(5)


Qj+1= C1Ij+1+ C2Ij+ C3Qj (6)






5188 ˂ 1440 ITR= 89287(t^-09310) IdTR

251 25

2637 50

2748 100







Aacuterea km2 2092








Pendiente 1814

Tc hr 130









Cuenca Alta


Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4


Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243





Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20









































Aacuterea km2 2092








Pendiente 1814

Tc hr 130









Cuenca Alta


Lag time 4236 (min)

CN 4149

Impermeabilidad 043

Tramo AB

Longitud (m) 810

Pendiente (mm) 0012

Manning 008

Forma Rectangular

Ancho (m) 4


Dique

Tramo BC

Longitud (m) 4770

Pendiente (mm) 008

Manning 005

Forma Rectangular

Ancho (m) 287


Cuenca Baja


Lag time 1279 (min)

CN 4502

Impermeabilidad 243





Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20









































Calculo del caudal






Cuenca alta





Cuenca baja






Volumen 137 145 156


20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Inte

nsid

ad

(m

mh

)

Tiempo (min)

TR 25 TR 50 TR 100








TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20












































TR (antildeos)



25 17 137 17 137 17 137 17 137 17 137

50 18 145 18 146 18 145 18 145 18 145

100 19 156 19 158 18 154 19 156 19 156


0

02

04

06

08

1

12

14

16

18

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

TR 25 TR 50 TR 100



A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20







































A

B

C


REFERENCIAS







0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18C

au

da

l m

3s

Tiempo (h)

tlag

tlag +20

tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ca

ud

al m

3s

Tiempo (h)

Tlag

Tlag +20

Tlag -20

0

05

1

15

2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Cau

da

l m

3s

Tiempo (h)

Talg

Tlag +20

Tlag -20
















































































Documents

Evaluación del Sistema de Modelamiento Hidrológico HEC ... · intensificación del uso de la tierra en los Andes tropicales han causado alteraciones en el ciclo natural del