1.1 el problema y su importancia - bvsde.paho.org · de caudales y que hiciera posible...
TRANSCRIPT
1
DISPONIBILIDAD HIDRICA ABANGARES
1. INTRODUCCIÓN
1.1 El Problema y su Importancia
El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90%
de la masa de los organismos vivos. El agua actúa como disolvente transportando,
combinando y descomponiendo químicamente las sustancias necesarias para la vida.
La evolución del hombre siempre ha mantenido una estrecha relación con la
disponibilidad de agua para su consumo. Cazadores y nómadas acampaban cerca de
las fuentes naturales de agua fresca, y las poblaciones estaban tan dispersas que la
contaminación del agua no constituía un serio problema. Los pueblos antiguos no
necesitaban obras de ingeniería para su aprovisionamiento de agua. Cuando se
desarrolló la vida en comunidad y las aldeas agrícolas se transformaron en centros
urbanos, el suministro de agua se convirtió en un problema para los habitantes de las
ciudades y para el riego de los campos circundantes. Es en este momento de la historia
cuando se determina que el agua no es solo necesaria para el consumo, sino también
para el aseo, mejorando la salud pública. Posteriormente los adelantos tecnológicos la
hicieron necesaria para la industria y en la actualidad ha sido muy difundido su uso
recreativo.
El uso del agua potable es fundamental para el desarrollo de toda comunidad, el
aprovisionamiento de agua para necesidades domésticas, industriales y de riego, así
como las instalaciones y plantas necesarias para tratar el agua y hacerla llegar al
consumidor, es un problema que debe ser resuelto por el Ingeniero, garantizando la
disponibilidad y el correcto aprovechamiento del recurso hídrico.
El abastecimiento de agua potable debe resolverse en términos de su cantidad,
de su distribución y de su calidad. La cantidad se establece según la población a
abastecer en un plazo definido, contemplando su crecimiento y su uso, ya sea este
doméstico, industrial, comercial, recreacional o para servicios públicos; la distribución
tanto espacial como temporal depende de las condiciones geográficas y climáticas de la
zona; y la calidad debe ser apta para un uso específico como el consumo, y depende
2
del medio en que se encuentra el recurso. El agua encontrada en estado natural nunca
está en estado puro, sino que presenta sustancias disueltas y en suspensión. Estas
sustancias pueden limitar, de modo igualmente natural, el tipo de usos del agua.
La calidad del agua depende de factores biológicos, físicos y químicos. Las
características físicas a controlar son: los sedimentos, la turbiedad, el color, el olor, el
sabor y la temperatura. Las características químicas son la alcalinidad o acidez, y el
contenido de sales, y el factor biológico más importante en la presencia de coliformes o
bacterias en el agua. Estas características pueden preverse según las condiciones
hidrogeológicas de los tipos de substratos por los que viaje o se almacene el agua, ya
que ésta se cargará de sales en función de la composición y la solubilidad de los
materiales de dicho substrato. Así, las aguas que discurren por zonas calizas (rocas
muy solubles) se cargarán fácilmente de carbonatos, entre otras sales. En el otro
extremo, los cursos de agua que discurren sobre substratos cristalinos, como los
granitos, se cargarán muy poco de sales, y aparecerá en cantidad apreciable la sílice.
Actualmente el abastecimiento de agua potable se ve amenazado por la
expansión demográfica que cambia el uso del suelo y varía los patrones de escorrentía
por erosión, contaminación y desprotección de las zonas de recarga de las cuencas, por
esta razón se hace necesario el estudio y planificación de los usos del recurso como un
conjunto, principalmente en zonas con déficit del mismo. Es necesario proteger la
cobertura boscosa de las cuencas, replantear el aprovechamiento del recurso hídrico en
los sistemas productivos de agricultura y ganadería, así como lograr un desarrollo
planificado de las zonas urbanas.
Esta problemática se presenta en todo el país, por ejemplo en el distrito de las
Juntas de Abangares durante la última década, los racionamientos en época seca, han
evidenciado vulnerabilidad en cuanto a la disponibilidad del recurso. Surge entonces la
necesidad de determinar la magnitud que puede alcanzar este problema en el futuro,
con el fin de buscar soluciones que puedan aplicarse para evitar el colapso del sistema
de abastecimiento existente.
3
1.2 Objetivos
Objetivo Principal
Determinar la disponibilidad del recurso hídrico en forma de escorrentía
superficial, en las cuencas de los ríos Aguas Claras y Gongolona, para el
abastecimiento de agua potable de la ciudad de Las Juntas, para un período
de 20 años.
Objetivos Secundarios
Conocer el desarrollo histórico-demográfico de la zona para calcular el
crecimiento poblacional en el cantón de Abangares, según datos
estadísticos.
Calcular el caudal de diseño del acueducto de la población de Las Juntas
para un período de diseño de 20 años.
Aplicar la Clasificación de Zonas de Vida de Holdrige al estudio hidrológico
de la cuenca, mediante relaciones con la escasa información
hidrometeorológica obtenida.
Hacer un balance hídrico para las cuencas de Aguas Claras y Gongolona
para obtener el resultado de escorrentía superficial y comparar con el caudal
de diseño del acueducto.
4
1.3 Alcances y Limitaciones
Alcances
Dentro de los alcances del trabajo se resume el que se considera de mayor
relevancia:
Se estimará la disponibilidad y demanda actual del recurso hídrico en el Distrito
de Las Juntas y se realizará una proyección de estos parámetros a 20 años,
considerando que:
El crecimiento poblacional y uso del suelo no sufrirán cambios drásticos por
motivo de un evento socioeconómico aislado en la zona.
Los registros de las precipitaciones obtenidas de los últimos 22 años no
diferirán con las supuestas para realizar las proyecciones señaladas.
La escorrentía obtenida en el análisis se considerará como una primera
aproximación, por falta de parámetros para aplicar un método de cálculo que devuelva
resultados más confiables.
Además, se realizarán recomendaciones para posibles mejoras en el sistema de
agua potable de la ciudad de Las Juntas.
Limitaciones
Por falta de información meteorológica no se puede utilizar un método más
preciso para aproximar el valor de la evapotranspiración en la cuenca, con el
fin de realizar el balance hídrico
No existen estaciones meteorológicas dentro de la cuenca que registren
características de temperatura, precipitación, brillo solar, humedad, velocidad
del viento, entre otros.
5
No se realizaron suficientes visitas al sitio que permitieran llevar un control
de caudales y que hiciera posible corroborarlos con los datos de escorrentía
registrados en la estación fluviográfica de Limonal Viejo.
No fue posible visitar la parte alta de la cuenca por lo que la información se
generó mediante fotografías aéreas, mapas de zonas de vida, mapas de uso
del suelo y hojas cartográficas.
No se tuvo acceso a los estudios que muestran las características de
infiltración y retención de humedad de los distintos subgrupos de suelos
presentes en la cuenca.
6
1.4 Metodología
1.4.1 Proyección de población y Caudal de diseño
Se investigó brevemente el proceso de poblamiento del cantón Abangares,
presentando algunas características históricas, sociales y económicas importantes. Se
analizó la información estadística del Censo Nacional 2000, así como los de los censos
de 1927, 1950, 1963, 1973 y 1984.
Se comparó con el poblamiento del cantón de Cañas y la ciudad de Liberia, por
ser aledañas al cantón y compartir rasgos sociales y económicos. Para proyectar el
crecimiento de la población de Las Juntas se utiliza el modelo de crecimiento natural
exponencial por su ajuste al registro. Los gráficos y este cálculo se realizo mediante un
ajuste exponencial en la hoja de cálculo EXCEL.
Una vez obtenida la población para el periodo de diseño de 20 años, se calcula
el caudal de diseño del acueducto, esto se hace conforme a la norma del Instituto
Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (ICAA).
1.4.2 Caracterización Física
La caracterización física incluye todas las características topográficas,
geológicas y geométricas de la cuenca, como forma, área, elevación media, pendiente,
tipo de suelo y otras que contribuirán a la interpretación de información climática y de
escorrentía (Ver anexo 1 con definiciones de cada uno de estos parámetros).
La determinación de los límites de la cuenca del Río Abangares hasta la
estación fluviográfica Limonal Viejo, se hizo primeramente en las hojas cartográficas
que suministra el Instituto Geográfico Nacional en escala 1:50 000. Las hojas utilizadas
fueron:
Tilarán 3247 III
Juntas 3246 IV
Abangares 3146 I
7
Sobre ellas se trazó el límite de cada una de las subcuencas Aguas Claras y
Gongolona siguiendo las reglas básicas para el trazado de las cuencas. Luego, se
digitalizaron los límites, el río, las curvas de nivel cada 100 m en el programa
ARCVIEW, un Sistema de Información Geográfica que le asigna bases de datos a
líneas, polígonos y puntos, con él se puede realizar un análisis espacial para obtener
valores de áreas, perímetro y longitudes necesarios.
Una vez obtenidos los valores de las áreas totales, perímetro total, área entre
cada par de curvas de nivel sucesivas, longitud del tramo de río más largo (cauce
principal), se procedió al cálculo de cada uno de los parámetros necesarios con base en
una serie de fórmulas que se detallan más adelante.
1.4.3 Caracterización Hidrometeorológica
Para obtener la caracterización climática se cuenta sólo con información de
precipitaciones mensuales y anuales medias de los registros pluviométricos de las
estaciones Cerro San José, Las Juntas, Miramar, San Luis de Cañas y Tilarán, que se
encuentran muy dispersas y alejadas, por lo que no es factible aplicar los métodos
tradicionales para el cálculo de la lámina precipitada, no se cuenta con el registro de
temperatura, humedad, vientos y horas de brillo solar.
Tabla #1 Estaciones Pluviométricas de las que se uso información.
El período de registro de las estaciones utilizadas es muy variable y en
ocasiones incompleto pero se considera representativo de la zona y suficiente para
determinar precipitaciones anuales promedio y las gráficas de períodos secos y
períodos húmedos.
Número Nombre Latitud Longitud Altitud (msnm)
076002 Tilarán 10°28’ 84°58’ 562
078001 Las Juntas 10°17’ 84°58’ 140
078006 Miramar 10°05’ 84°44’ 450
076005 San Luis, Cañas 10°25’ 85°05’ 95
076013 Cerro San José 10°22’ 84°57’ 1052
8
Debido a la escasa información hidrometeorológica, debe utilizarse información
de la Clasificación de Zonas de Vida desarrollada por el ecólogo Leslie Holdrige y
ampliada por el Centro Científico Tropical. A partir de esta se sintetizan los datos de
precipitación, comparando las zonas de vida presentes en la región de estudio con las
de las estaciones pluviométricas aledañas.
Ubicando estaciones ficticias en la cuenca y asociándoles la base de datos
correspondiente se interpolan superficies de precipitación en ARCVIEW, de estas se
calculó la precipitación total en la cuenca y en las subcuencas en estudio.
Para el cálculo de los años secos y húmedos el primer paso es el cálculo de la
distribución de caudales anuales para los 22 años de registro en la Estación Limonal
Viejo y se obtuvo un gráfico en el cual se detectan algunos picos, que en principio,
pueden indicar los años húmedos y los años secos de la serie. Se hizo un análisis más
detallado con estos años pico que consistió en la construcción de las curvas de
duración, lo cual permite comprobar si este pico en la distribución general de caudales
se debe a un comportamiento característico del año, o es el resultado de un evento
aislado.
La curva de duración promedio, se trazó con los datos de caudal promedio
mensual obtenidos a partir del registro.
Para determinar el año más parecido al promedio, se construyeron curvas de
duración para los 22 años, las cuales se compararon con la curva de duración
promedio. Adicionalmente se incluyó en los gráficos los valores promedio de escorrentía
del año específico y el promedio general que se incluyen en el análisis para la toma de
una decisión.
Para el cálculo de las curvas de duración con probabilidades de excedencia del
25, 50, 75%, se utilizó la teoría sobre estadística hidrológica del libro Hidrología
Aplicada de Ven Te Chow. En esta sección del texto, se dice que la mayoría de las
variables hidrológicas siguen una distribución normal. En el caso de los caudales, esto
no es del todo cierto, pues la distribución normal se aplica para valores que van de más
infinito a menos infinito y no existen valores negativos de caudal. Para minimizar el error
9
en que se podría incurrir en los cálculos por la aplicación de una distribución normal,
surge la idea de aplicar una distribución del tipo log-normal, que elimina este problema,
pues ésta se aplica únicamente para valores positivos.
En este caso en particular, debe calcularse el logaritmo de los valores de caudal
de todos los años para cada uno de los meses. Este cálculo se hizo utilizando una hoja
electrónica EXCEL. Como que se quiere calcular “x” (valores de caudal) para una
probabilidad dada, debe despejarse la fórmula, sin embargo la hoja electrónica de
Microsoft EXCEL ofrece una función llamada lognormal inversa, que a partir de valores
de probabilidad (F(x)), da valores x. Esto se aplica para cada mes y se obtienen los
valores de caudal con los que pueden construirse las curvas de duración.
Se calculó un caudal mínimo promedio mensual para los próximos 25 años a
partir de un período de recurrencia de 25 años, utilizando los datos de caudal que se
tienen para la cuenca. Dado que se trata de un evento extremo, fue conveniente utilizar
la distribución estadística Log - Pearson Tipo III, que también se obtuvo mediante
EXCEL. Para los 22 valores se calculó el logaritmo natural, el promedio y la desviación
estándar. Adicionalmente, para la utilización de las fórmulas se requiere del coeficiente
de asimetría (Cs) que se calculó en EXCEL, del período de recurrencia y del factor de
frecuencia (que se obtuvo de las tablas del libro Hidrología Aplicada en la página 405, a
partir de los dos parámetros anteriores.
Los datos obtenidos para la cuenca del río Abangares hasta Limonal Viejo son
sintetizados para las subcuencas Aguas Claras y Gongolona con el fin de determinar la
disponibilidad del recurso hídrico del acueducto en el período de diseño dado.
1.4.4 Balance Hídrico
Para verificar la distribución de precipitaciones definida por medio del programa
ARCVIEW se realizó un balance hídrico en la cuenca, hasta la estación de Limonal
Viejo, donde se contaba con datos de escorrentía para un período de 22 años de
registro. Se calculó la evapotranspiración por el método de Thornthwaite. Los resultados
de escorrentía de este balance deben ser correspondientes con los caudales promedio
del registro de la estación.
10
La evapotranspiración se calculó a partir del método de Thornthwaite debido a la
imposibilidad de aplicar el método de Penman, por falta de información de velocidad
promedio de viento y de promedio de horas diarias de brillo solar para la zona.
Siguiendo el procedimiento para el cálculo del balance hídrico propuesto por
Leopold Luna y Thomas Dunne en el libro Water in Environmental Planning se obtuvo
una distribución de escorrentía para el año promedio y el año más seco. El primero da
una idea general de la cantidad de agua que en promedio se cuenta cada año y el
segundo del mínimo disponible, los dos casos en un periodo de registro de 22 años por
lo que son importantes tomarlos en cuenta en un análisis futuro para el abastecimiento
de agua potable del distrito de Las Juntas de Abangares.
Luego de comprobar la validez de la distribución de precipitaciones por zonas de
vida para toda la cuenca, se generaron valores de escorrentía con misma metodología
para las cuencas del río Aguas Claras y Gongolona, para poder concluir respecto a la
disponibilidad del recurso hídrico en el sitio de toma y, en caso de existir un déficit de
agua para el caudal de demanda a 20 años, proponer soluciones para mejorar los
sistemas actuales de toma y conducción de agua.
Es importante mencionar que se parte del supuesto de que el valor de
temperatura no presenta variaciones espaciales significativas en toda la cuenca del río
Abangares, sin embargo sí existen variaciones temporales, mes a mes. Dado que solo
se dispone de un promedio anual de temperatura para la zona de Abangares, se
procedió a estimar dichas variaciones mensuales a partir de los valores promedios
mensuales de la estación de Liberia. Esto consistió en obtener el promedio anual de
Liberia y restar a este promedio los valores mensuales, de esta forma se obtiene la
variación mensual de temperatura, dichas variaciones se aplicaron al promedio anual de
Abangares, obteniéndose así los promedios mensuales aproximados para Abangares.
Al calcular el valor de evapotranspiración mediante Thornthwaite, se tomaron en
cuenta dichas variaciones temporales de temperatura. Es tos valores de
evapotranspiración, al igual que la temperatura, se consideran invariables en toda la
superficie de la cuenca. De esta manera, se puede realizar efectivamente el balance
hídrico para las subcuencas de los ríos Gongolona y Abangares y obtener, finalmente,
11
la disponibilidad de agua en estos puntos de interés.
Se utilizó el Mapa de Capacidad de uso de Suelo del Programa de Desarrollo
Urbano Sostenible (ProDus) para encontrar las clases de suelo en la cuenca y se
obtuvo información de los porcentajes de absorción del Estudio para aumentar el nivel
de detalle del Mapa de Suelos de Costa Rica, elaborado por Acon y Asociados S.A.
para el Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG), para cada tipo de suelo.
Otro breve análisis de las características de escorrentía y protección de la
cuenca se hace del Uso de Suelo, que se observó en campo, en mapas y en fotografías
aéreas de la zona.
1.4.5 Fórmulas Utilizadas
Caracterización Fisica:
Indice de pendiente (Ip):
Indice de compacidad (Ic):
Pendiente media del río (Ir):
Densidad de Drenaje (Dd):
Coeficiente de Torrencialidad (Ct):
r
nnip
L
aaSI ∑ −−
=)( 1
SP
Ic*28.0
=
r
mMr L
hHI
)( −=
S
LD T
d∑=
SordenprimerdecursosLongCt
.=
12
Rectángulo Equivalente:
Caracterización Climática:
Ponderación Media de Precipitación (Método de Superficies de Precipitación):
Distribución Lognormal:
2
22
)(
2
1)( σ
µ
πσ
−−
=y
ex
xF
Evapotranspiración por método de Thornthwaite:
a
calor
m
IT
E
=
*106.1
calorcalorcalor IIIa *10*75.6*10*71.7*0179.049.0 75 −− +−+=
−+=
212.1
1112.1 c
c
IAI
L
−−=
212.1
1112.1 c
c
IAI
l
∑=S
IAP ii
media*
∑
=
5.1
5m
calor
TI
13
Definiciones:
S: superficie de la cuenca
P: perímetro de la cuenca.
Lr: longitud del cauce más largo (principal)
Lt: longitud total de cauces de la cuenca.
H: altura media.
HM: altura máxima
hm: altura mínima
Ai: área con igual precipitación o temperatura.
Ii: valor de isoyeta respectiva.
Tm: temperatura media
La curva hipsométrica se obtuvo de graficar el porcentaje de área sobre cada
altura.
La altura media se obtuvo de manera gráfica a partir de la curva hipsométrica,
este valor corresponde a la altura cuando el porcentaje de área corresponde al 50% del
total.
El número de orden se obtuvo de contar el número máximo de afluentes del
cauce principal, para esto se considero lo siguiente:
- Si se unen dos ríos de igual orden, el resultante será una unidad mayor.
- Si se unen dos ríos de diferente orden, el orden resultante será el del mayor.
En la distribución probabilística Lognormal, F(x) da la probabilidad ser igual o
inferior a un valor x, σ es la desviación estándar de la población, que puede sustituirse
por la desviación s de la muestra; y µ es el promedio de la población, que puede
utilizarse como el promedio de la muestra. Para que esta ecuación sea aplicable, debe
sacarse logaritmo natural de todos los datos de la muestra.
14
2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL CANTÓN ABANGARES
2.1 Situación Geográfica
Las coordenadas geográficas medias del cantón sétimo de Guanacaste,
Abangares, están por 10'15'12" latitud norte y 84'59'51" longitud oeste. La anchura
máxima es de cincuenta y seis kilómetros, en dirección noreste a suroeste, desde la
confluencia del río San Gerardo y el Caño Negro hasta unos 1.200 metros al noroeste
de la desembocadura del estero Piedras, en el litoral del golfo de Nicoya.
2.2 Breve Reseña Histórica
En la época precolombina el territorio que actualmente corresponde al cantón
Abangares, estuvo habitado por indígenas del llamado grupo de los corobicíes, que en
los inicios de la Conquista, fue dominio del cacique Avancari. Gil González Dávila en
1522, llegó al asentamiento de este cacique, en donde hoy se encuentra Abangaritos.
En 1885 don Juan Vicente Acosta Cháves oriundo de San Ramón, tomó
posesión de la mina de oro que había descubierto el año anterior, la cual denominó Tres
Hermanos e inició sus operaciones en 1887. Dos años después fue adquirida por una
empresa inglesa. Al instalarse el primer campamento a raíz de la explotación minera
con mayor intensidad, los señores Cirilo Smith, Roberto Crespi y Juan Vicente
Calderón, en 1889 bautizaron el sitio donde se juntan el río Abangares con la quebrada
Piedras, con el nombre de Las Juntas, por la confluencia de estas aguas. La segunda
mina fue descubierta 1890, por don José Vargas Montero que la denominó La Ermita.
1889 y 1940 la actividad económica más importante en la zona fue la minera,
concentrándose el fuerte de la misma entre los años 1900 y 1930. Las condiciones de
trabajo impuestas en la explotación minera fueron muy duras, originando una alta
mortalidad, por enfermedades y situaciones de seguridad inadecuadas, que en 1912
provocaron la primera huelga obrera en el país.
En 1910 se estableció la primera escuela, que hoy se denomina Las Juntas. En
el gobierno de don Alfredo González Flores, el 4 de junio de 1915, en ley No. 13, se le
otorgó el título de villa a la población de Las Juntas, cabecera del cantón creado en esa
15
oportunidad. El 1 de enero de 1916 se llevó a cabo la primera sesión del Concejo
Municipal de Abangares. Posteriormente, el 6 de junio de 1921, en la administración de
don Julio Acosta García, se promulgó la ley No. 9 que le confirió a la villa, la categoría
de ciudad. El Colegio Técnico Profesional Agropecuario de Abangares inició sus
actividades docentes en 1961, durante la administración de don Mario Echandi Jiménez.
2.3 División Territorial
En ley No. 13 de 4 de junio de 1915, Abangares se erigió como cantón número
siete de la provincia Guanacaste, con cuatro distritos. De designó como cabecera la
población Las Juntas. Abangares procede del cantón Cañas, establecido este último en
decreto ejecutivo No. 9 del 12 de julio de 1878.
Figura #1: Mapa Político del Cantón de Abangares
Fuente: Atlas Municipal de Costa Rica, IFAM, 1987.
16
Tabla #2: Distribución de área y población por distrito, a finales de 2000.
Distrito Área (km2) Población Hombres Mujeres
Vivienda Ocupada
Densidad (h/km2)
1° Las Juntas 235,5 8636 4371 4265 2241 37
2° La Sierra 131,83 2255 1198 1057 574 17
3° San Juan 111,39 1315 696 619 343 12
4° Colorado 195,18 4104 2133 1971 980 21
TOTAL 673,9 16310 8398 7912 4138 24
Fuente: Municipalidad de Abangares, 2002
Las elevaciones en metros sobre el nivel medio del mar, del centro urbano de los
distritos del cantón son las siguientes: Ciudad Las Juntas 150, Villa Sierra 270, Villa
San Juan Grande 179, Villa Colorado 18.
2.4 Aspectos sociopolíticos
El sector social se encuentra organizado en 10 asociaciones de desarrollo
integral, 172 grupos comunales, 18 comités de salud, 3 comités de nutrición y 107 de
diversa índole, como educación, deportes cultura, acueductos, vivienda, religión,
juventud y existe un hogar para el adulto mayor.
En cuanto a instituciones del gobierno y autónomas, se encuentran establecidas
en el cantón el Gobierno Municipal, una clínica del Seguro Social, Centro Agrícola
Cantonal, agencias del Instituto Costarricense de Electricidad, Correos y Telégrafos de
Costa Rica, Banco Nacional de Costa Rica, oficinas del Ministerio de Agricultura y
Ganadería, Ministerio de Salud, Delegación de Policía, Cruz Roja, Colegio Técnico
Profesional, Colegio Académico de Colorado y Colegio Académico San Rafael, 36
escuelas públicas y 2 privadas.
17
2.5 Crecimiento Comercial y Económico
El desarrollo agropecuario e industrial del cantón puede ilustrarse en el siguiente
cuadro:
Tabla #3: Actividades económicas por zonas.
Zona Alta (La Sierra) Leche, Café, Hortalizas, Frijoles, Minería, Reservas forestales, Productos Lácteos.
Zona Media (Las Juntas) Frijoles, Ganado doble propósito, Maíz, Cítricos, Forestales.
Zona Baja (Costera) Pesca, Sal (Coonaprosal), Arroz, Camarones, Mangos, Caña, Sandía, Melón, Forestales, Cemento (CEMPA).
Fuente: Municipalidad de Abangares, 2002
El cantón de Abangares ha tenido un desarrollo comercial en diversas áreas de
la economía e industria. Los inicios del cantón están marcados por la actividad minera
que tuvo gran influencia en la consolidación del poblado de La Sierra y con el desarrollo
de esta actividad, el resto del cantón. La época dorada del cantón de Abangares
termina en la tercera década del siglo XX con la salida de las compañías mineras de
origen extranjero. Debido a esta situación, la economía cambia drásticamente en el
sentido de que el abangareño tuvo que dedicarse a otros modos de subsistencia.
En resumen, la falta de una actividad principal como la minería, provocó el
desarrollo de otros trabajos como la ganadería y las labores agrícolas como: arroz,
sorgo en la zona baja del cantón. En la parte media se empezó a desarrollar Las Juntas
(Distrito Central) comercialmente en la venta de servicios como: fondas, alojamiento
entre otros. La parte alta del cantón tuvo su desarrollo económico a causa de la llegada
de las familias ¨Cuaqueras¨ procedentes de los Estados Unidos que dedicaron su
tiempo a la explotación agrícola y protección de la región. En general, en el cantón de
Abangares puede dividirse en tres regiones las cuales cada una de ellas encierra
actividades económicas similares.
Actualmente la zona baja es una importante generadora de trabajo ya que
alberga grandes industrias y empresas como: CEMEX (Cementos del Pacífico S.A.),
COONAPROSAL R.L., FERRY TEMPISQUE S.A. además de la ganadería y agricultura
18
tradicional. Potencialmente esta zona tiene las perspectivas de convertirse como una de
las más importantes económicamente debido a la pronta apertura del Puente de La
Amistad que se construye sobre el Río Tempisque.
En la zona media, el desarrollo ha surgido durante la última década en lo que se
refiere a comercio del tipo: centro comercial, tiendas, centros de ventas varios y en gran
escala infraestructura para el turismo.
La parte alta del cantón tiene la característica de que se ha aprovechado la
protección al medio que se dio en el pasado para explotarla como atractivo turístico
(Reserva de Monteverde, Santa Elena etc). El clima que prevalece en esta zona ha
permitido el desarrollo de ganado de leche y el cultivo de productos agrícolas no
tradicionales. Compañías como: CoopeMonteverde y Coope-El Dos son ejemplos del
desarrollo en la economía de este lugar.
2.6 Población
Según la proyección de los datos de población de la Municipalidad de
Abangares, la población del cantón a finales de 2000 era de 16310 habitantes, como se
mostró en la tabla #2. Sin embargo utilizamos los datos del Censo Nacional 2000, así
como los de los censos de 1927, 1950, 1963, 1973 y 1984.
En la siguiente tabla y el siguiente gráfico se representa el crecimiento de la
población de los cantones de Abangares y Cañas, y de las ciudades de Las Juntas y
Liberia, entre 1950 y 2000 con el fin de observar el comportamiento demográfico de la
zona.
Tabla #4: Población para los cantones Abangares y Cañas y las ciudades Las Juntas y Liberia.
CANTON 1927 1950 1963 1973 1984 2000 Abangares ND 8344 10169 11633 12575 16276
Cañas ND 5929 9117 12779 17284 24076 CIUDAD 1927 1950 1963 1973 1984 2000
Las Juntas 1931 3431 4253 5486 6568 8612 Liberia ND 4597 10217 21781 22525 39242
Fuente: Instituto Nacional de Estadística y Censos.
19
Grafico #1: Crecimiento poblacional de la zona.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Año
Po
bla
ció
n
Abangares Cañas Las Juntas Liberia
Puede observarse como el crecimiento del cantón de Abangares es
relativamente paralelo al de su cabecera, Las Juntas. Ambos crecimientos son un poco
lentos aunque bastante estables, comparados con Cañas y con Liberia.
Las Juntas representa cerca del 50 % de la población del cantón de Abangares,
por esto se observa ese comportamiento, sin embargo esta tendencia podría cambiar
ligeramente al aumentar las posibilidades de desarrollo, por la próxima apertura del
puente sobre el Río Tempisque. Esto traería como consecuencia un mayor crecimiento
demográfico, por la atracción de centros de acopio de distintos productos, comercios en
la carretera y atracción de turistas a la zona.
Sin embargo el aumento en la inmigración a Las Juntas no se considera
importante, debido a que la apertura del puente sobre el Tempisque sólo atraería
inmigrantes a la parte baja del cantón y el atractivo turístico de la parte alta del cantón
atraería visitantes de la zona de Monteverde de forma temporal. Por estas razones,
20
como indicó el señor Edgar Arroyo, no se considera que la inmigración afecte el
crecimiento de la población en la zona media, específicamente Las Juntas, comunidad a
la que sirve el acueducto.
Para proyectar el crecimiento de la población se utiliza el modelo de crecimiento
natural exponencial, de la forma P(t)= P0 ekt, que da resultados ligeramente mayores al
crecimiento registrado, previendo una leve inmigración a la ciudad de Las Juntas, que
de otra manera no podría ser calculada con exactitud, ya que no existe registro de
éstas. Además las migraciones no son notorias según la estabilidad antes mostrada.
Este proceso tan estable podría estar relacionado con el relativo aislamiento de Las
Juntas que no colinda con la Carretera Interamericana y que no es ruta de paso hacia
otras ciudades.
21
3. SITUACIÓN ACTUAL DEL ACUEDUCTO DE LAS JUNTAS
El acueducto que distribuye el agua potable a un 98% del distrito de Las Juntas
fue construido en 1950, el cual toma el agua del Río Aguas Claras ubicado
aproximadamente 5km del centro de Las Juntas. En 1977 el acueducto fue
reconstruido totalmente con estructuras de más sólidas y nuevas instalaciones como la
represa de toma.
A continuación se muestra un breve inventario de los componentes más
importantes del sistema de distribución de agua potable en el Distrito de Las Juntas:
3.1 Toma
El caudal que es utilizado en el acueducto de la ciudad de Las Juntas es captado en
una toma localizada en el río Aguas Claras. Esta tiene una capacidad de 50 l/s
aproximadamente y es una toma lateral. (Ver figura adjunta). Para mantener el nivel de
agua en la toma se cuenta con una pequeña presa de concreto en el cauce del río.
Figura #2: Vista de la toma
22
3.2 Tuberías
El 80% de la tubería está hecha en asbesto-cemento con diámetros que varían
entre las 10, 8 y 6 pulgadas en un recorrido de 4Km hasta la planta potabilizadora.
3.3 Desarenadores
A 125 metros del sitio de toma se ubican dos desarenadores con capacidad de
procesar 20 l/s cada uno.
Figura #3: Vista de los desarenadores
3.4 Planta Potabilizadora
El acueducto posee una planta potabilizadora ubicada el cerro llamado
¨Botadero¨ a 1 ½ km de la ciudad de Las Juntas. Esta tiene capacidad de procesar
unos 50 l/s pero la demanda actual no sobrepasa los 30 l/s, por lo que su operación se
basa en este estimado. El proceso que se le da al agua en la planta se reduce al
suministro de gas cloro por medio de un sistema de control eléctrico y en caso no tener
23
disponibilidad de la energía eléctrica el proceso de aplicación de cloro granulado se
realiza manualmente. La planta cuenta también con una batería de tres filtros lentos que
ayudan en la eliminación de los sedimentos que arrastra el río y que por su tamaño
escapan al desarenador.
3.5 Almacenamiento y Distribución
El acueducto de Las Juntas cuenta con un tanque de almacenamiento con
capacidad de contener aproximadamente unos 500 m3, de los cuales 330 m3 son
aprovechables y el resto se considera volumen muerto. En la actualidad existen
problemas con el almacenamiento total del agua debido a las fugas en el tanque las que
llegan a magnitudes de 5 l/s. La distribución a la ciudad se efectúa por medio de
tuberías con diámetro de 4 pulgadas y abarca un 98% del distrito de Las Juntas.
3.6 Operación y Mantenimiento
Para mantener la operación constante del sistema, laboran en el acueducto 9
personas que se desempeñan en diferentes sectores. En la actualidad, cada usuario
cuenta con medidores que permiten controlar el consumo.
3.7 Tarifas
El cobro por el servicio de agua potable en el Distrito de Las Juntas se efectúa
mensualmente con morosidades de hasta 10 años. Además es importante mencionar
que las tarifas no se encuentran actualizadas y los montos cobrados no se ajustan a la
realidad.
Tabla #5: Tarifas Básicas actuales por servicio de Agua Potable en el distrito de Las Juntas (tarifa mínima para 15 litros).
Modalidad Tarifa Mensual
(Colones)
Ordinaria 2096
Comercio 3252
Residencial 583
24
4. CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO ABANGARES HASTA LA ESTACIÓN FLUVIGRÁFICA LIMONAL VIEJO
4.1 Descripción General
La cuenca forma parte del cantón de Abangares en la provincia de Guanacaste, se
encuentra en el límite entre las regiones Pacífico Central y Pacífico Norte del país. (ver
mapa de ubicación). El área en estudio comprende la parte alta de la cuenca hasta la
estación fluviográfica Limonal Viejo, a unos 200 m aguas arriba del puente sobre el Río
Abangares en la Carretera Interamericana.
El área comprendida por la cuenca del Río Abangares hasta Limonal Viejo es de
133 Km² aproximadamente y dentro de ella se encuentran las subcuencas de los ríos
Aguas Claras y Gongolona con áreas aproximadas de 10,4 Km² y 24,9 Km²,
respectivamente.
Respecto al relieve, predominan las pendientes suaves sobre todo en la parte baja
de la cuenca (entre 0 y 5%). La elevación máxima corresponde al Cerro San José con
1052 m.s.n.m. Por su parte, la elevación mínima se encuentra en la estación Limonal
Viejo como se muestra a continuación en los mapas de elevaciones y pendientes.
25
Mapa de Ubicación
26
Mapa elevaciones
27
Mapa pendientes
28
4.2 Geología del área en estudio
El cantón Abangares está constituido geológicamente por materiales de los
períodos Cretácico, Terciario y Cuaternario, siendo las rocas volcánicas del Terciario las
que predominan en la región.
El sector en estudio, la cuenca alta del Río Abangares, está formado por rocas
volcánicas del Mioceno correspondientes al Grupo Aguacate y a la Formación
Monteverde; el primero está compuesto principalmente por coladas de andesita y
basalto, aglomerados, brechas y tobas, el cual se sitúa al norte del cantón, así como en
lomas Nancital y en el sector al norte de los poblados Rancho Annia y Pozo Azul; la
Formación Monteverde está constituida por lavas y tobas andesíticas, tobas
riodacíticas, cubierta por suelos lateríticos, que se localiza al noreste de la región, a
partir del poblado Cebadilla. En las cuencas de Gongolona y Aguas Claras se
encuentran macizos rocosos de andesitas y basaltos, rocas bastante impermeables.
De los materiales del Período Cuaternario se localizan rocas de origen
sedimentario, de la época Holoceno, tales como Pantanos, y Depósitos Fluviales,
Coluviales y Costeros Recientes; ubicado el primero, en parte del litoral del golfo de
Nicoya; y los otros al suroeste del cantón, lo mismo que en el sector aledaño a los
poblados Limonal, Rancho Annia y Pozo Azul.
4.3 Geomorfología del área en estudio
El cantón Abangares presenta cuatro unidades geomórficas, denominadas
formas de Origen Volcánico, de Sedimentación Aluvial, de Denudación en Rocas
Sedimentarias Marinas y de Origen Estructural.
La Unidad de Origen Volcánico se divide en tres subunidades llamadas
Lomeríos de Fuerte Pendiente en Sierra Minera de Tilarán, Lomeríos Bajos Ondulados,
y Cerros Alrededor del Lago Arenal.
29
La subunidad Lomeríos de Fuerte Pendiente en Sierra Minera de Tilarán, se
encuentra al norte y al este del cantón, a partir de villa Sierra y de los poblados Angeles
y Concepción, así como en las lomas Nancital y Guaitilar, los cerros Botadero, Tumbos,
La Cruz, y sitio El Roble. Esta subunidad comprende la mayor parte del área en estudio
y se caracteriza por presentar un relieve fuerte en toda su extensión, lomas con laderas
de pendiente cercana a los 30º son frecuentes en toda la subunidad, los fondos de los
valles por lo general son angostos, apenas unos pocos metros más anchos que el
cauce, las cimas de las lomas y cerros también suelen ser angostos pero redondeadas,
las zonas más elevadas, presentan el mismo tipo de relieve, pero sus formas están más
redondeadas por la presencia de un mayor espesor de cenizas; esta subunidad está
constituida por rocas como lavas basálticas, y andesíticas, aglomerados, tobas e
ignimbritas en una desordenada alternancia, una cubierta de ceniza de espesor variable
se extiende en la mayor parte de ella, sobre todo en las tierras altas; la mayoría de las
rocas pertenecen al Grupo Aguacate, pero las más redondeadas probablemente
pertenezcan a la Formación Monteverde; su origen se debe a la actividad volcánica, con
alguna pequeña influencia de la actividad intrusiva como pequeños diques y es muy
probable que el inicio de la actividad haya sido fisural y ésta se fue tapando por los
propios materiales expelidos, lo que ocasionó la formación de aberturas aisladas, dando
origen a cráteres centrales.
La subunidad Lomeríos Bajos Ondulados, se ubica en el área próxima a la
carretera Interamericana, desde el poblado Barrio Jesús hasta hacienda Encanto,
limítrofe con la zona de Limonal Viejo (sitio donde se encuentra la estación fluviográfica
utilizada en el presente estudio), se compone de rocas andesíticas y presenta
influencia fluvial. La subunidad Cerros Alrededor del Lago Arenal, se localiza en las
proximidades de la confluencia del río San Gerardo y el caño Negro.
La Unidad de Sedimentación Aluvial se divide en seis subunidades, llamadas
Planicie Aluvial con Influencia Marina Cerca de la Costa, Marismas, Planicie Aluvial
Pequeña, Restos de Superficies Planas Originados por Corrientes de Lodo, Abanico
sobre Formación Bagaces, y Pantano Permanente o Temporal.
La subunidad Planicie Aluvial con Influencia Marina Cerca de la Costa,
comprende el área entre los poblados Villafuerte, Hacienda Limonal y el sector aledaño
30
a villa Colorado y San Buenaventura se caracteriza por presentar terrenos planos, de
escasa pendiente menor de 1º. Su origen se debe al aporte fluvial con algo de coluvio,
además, ha sido influenciada en sus primeras etapas de desarrollo por la acción marina.
En lo que respecta al área de estudio de la cuenca, es importante observar que
se presentan principalmente dos unidades, la de Origen Volcánico (subunidad
Lomeríos de Fuerte Pendiente en Sierra Minera de Tilarán), que cubre las subcuencas
de Gongolona y Aguas Claras y la de Sedimentación aluvial (subunidad Planicie
Aluvial Pequeña), que se encuentra desde Puente Tierra hasta Limonal Viejo. El límite
entre estas dos subunidades se encuentra entre los 200 y 300 m.s.n.m. Esto permite
diferenciar dos zonas con distintas características geomorfológicas y topográficas para
el estudio del río, según la descripción anterior.
En la unidad de origen volcánico se distinguen fuertes pendientes en las partes
mas altas, menores espesores de suelo, grandes bloques de roca en los cauces, que
incluso han formado cañones en la roca de hasta 30 metros de profundidad,
condiciones que se presentan simultáneamente en el Río Aguas Claras y la Quebrada
Gongolona, en esta unidad las rocas son bastante impermeables pero el agua se infiltra
por diaclasas y grietas. Aguas abajo de la confluencia de estos cauces aparecen
angostos valles sobre el río Abangares, el tamaño de los bloques es menor y se
presentan algunos remansos donde se puede apreciar algunos sedimentos
depositados. Ya en la unidad de sedimentación aluvial la velocidad del río disminuye y
es notoria la deposición de arenas limosas en la cercanía de Las Juntas.
4.4 Uso del suelo
En cuanto al uso del suelo, la mayor parte del área en estudio es utilizada para
actividades de agricultura y ganadería extensiva como se mostró en la tabla #3. Estas
actividades han generado una disminución significativa de la cobertura boscosa que
protegía la recarga hídrica del lugar y también ha producido un aumento en el transporte
de sedimentos, especialmente en la época lluviosa.
En la parte alta de la cuenca, la siembra y el pastoreo se realizan en laderas de
alta pendiente lo que facilita la acción erosiva del agua y el transporte de partículas de
31
suelo compuesto de arcillas limosas, que llegan hasta la toma del acueducto. Deben
proveerse soluciones como la reforestación en las áreas más críticas. Otro uso que ha
provocado, sedimentación y contaminación ha sido la minería, aunque desde hace más
de 60 años no se explota oficialmente, la contaminación por mercurio y otros metales
pesados, permanece durante muchos años en forma latente, especialmente en la
quebrada Gongolona, esto debe estudiarse con mayor profundidad y hacer los
respectivos análisis químicos.
En la fotografía aérea de la parte alta de la cuenca se observa la cobertura
boscosa en los tonos más oscuros, demarcando el cauce en las partes más profundas,
y las zonas más altas, cubiertas de pastos en tonos más claros.
Figura#4: Fotografía aérea de las subcuencas Aguas Claras y Gongolona.
32
Figura #5: Vista de la cuenca del Río Abangares, hacia la confluencia de los ríos Aguas Claras y Gongolona durante la época seca.
Figura #6: Vista de la cuenca del Río Abangares, aguas abajo del sitio Los Mazos durante la época seca.
33
Figura #7: Vista hacia el Río Aguas Claras durante la época lluviosa.
Figura #8: Vista de la parte alta de la subcuenca del Río Aguas Claras, durante la época húmeda.
34
4.5 Capacidad de uso del suelo
Basados en esta clasificación del Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG) la
cuenca del Río Abangares se encuentra ubicada en tres subgrupos de suelos, a saber:
Asociación Estrella, Asociación Miramar y Asociación La Palma – Gotera.
Asociación La Palma – Gotera (M005): Se clasifica como un mollisol, los cuales son
suelos de origen aluvial, planos, con una capa vegetal profunda, ricos en materia
orgánica y fértiles, drenaje bueno y muy permeables.
En particular, la asociación M005 corresponde a la llanura aluvial del río
Abangares, con relieve plano, pendiente de 0 a 1%, suelos profundos (más de 120 cm),
texturas medias a finas, terreno franco, franco arcilloso o arcilloso, de color pardo muy
oscuro (pardo a rojizo), drenaje bueno y moderada permeabilidad, sin pedregosidad,
con erosión laminar ligera, fertilidad media a alta.
Se toma como capacidad del suelo que pertenece a tipo II con limitaciones
principalmente de tipo textural y por veranos prologados (ver anexo 2). Su área es de
7.520 ha.
Asociación Miramar (A001): Se clasifica como un alfisol, los cuales son unidades
geomorfológicas muy estables, como terrazas antiguas y lomeríos formados por rocas
volcánicas ígneas como andesiticas y basaltos, en regímenes climáticos con una
estación seca bien marcada. Se encuentran localizadas mayormente en los Montes del
Aguacate (oeste del Valle Central), piedemonte occidental de la Cordillera de
Guanacaste y en algunos sectores de la Península de Nicoya.
Para la asociación A001 se tiene que su posición fisiografica es abanico
subcreciente en corrientes de lodo, con topografía ondulada y pendientes de 15%.
Suelos con profundidad de moderadas a profundas (80 hasta 120 cm), textura franco
arcillosa a arcillosa, color pardo oscuro a roja, el drenaje se caracteriza como bueno con
permeabilidad moderada. No se determina pedregosidad, su fertilidad es moderada.
Se toma como capacidad del suelo que pertenece a tipo III con limitaciones por
35
profundidad, textura y de relieve (ver anexo 2). Su área es de 46.520 ha.
Asociación Estrella (I096): Se clasifica como un inceptisol, que son los de más amplia
distribución en Costa Rica. Están formadas por suelos aluviales y coluviales con drenaje
desde bueno hasta pobre, por suelos recientes derivados de tobas y lahares, como
también suelos recientes derivados de formaciones geológicas sedimentarias y suelos
derivados de cenizas volcánicas.
La asociación I096 fisiográficamente corresponde a laderas vulcano -
denudativas en lavas, tobas andesitias. Su relieve es escarpado y su pendiente oscila
entre 30 y 60%. Los suelos se caracterizan por ser moderadamente profundos (60 a 75
cm), de textura media a moderadamente fina, de color pardo oscuro a rojo fuerte en el
subsuelo. Drenaje ligeramente excesivo y permeable, la pedregosidad se distribuye
entre el 3 y 15% del área. Se consideran suelos de fertilidad baja, con riesgo a erodarse
y con grado de erosión actual laminar moderado.
Se toma como capacidad del suelo que pertenece a tipo VII con limitaciones de
profundidad del suelo y pedregosidad, textura de relieve (ver anexo 2). Su área es de
87.760 ha.
36
Mapa Uso de Suelo
37
4.6 Zonas de Vida
La Clasificación de Zonas de Vida fue desarrollada por el ecólogo Leslie
Holdrige y posteriormente ampliada por el Centro Científico Tropical. El sistema
ecológico de Zonas de Vida de Holdridge tiene tres niveles, que en su conjunto permiten
caracterizar muy bien los ecosistemas de la Tierra. Parte de un primero, llamado Zona
de Vida, que se basa en tres parámetros anuales que también son muy importantes
para la hidrología: Precipitación, Humedad y Biotemperatura y los superpone a los
distintos niveles basales latitudinales o altitudinales. Continúa con un segundo nivel,
llamado Asociaciones, que no solo contempla la distribución de la precipitación en tres
categorías por cada Zona de Vida, sino que, además, incluye otros factores ecológicos
importantes como viento, neblina, suelo y agua. Así, por ejemplo, una unidad ecológica
de Holdridge clasificada hasta su segundo nivel puede ser el bosque húmedo Tropical,
con asociación atmosférica seca (por ejemplo, Abangares), o la misma Zona de Vida
con asociación atmosférica húmeda (Bribrí) o la misma Zona de Vida pero con
distribución de precipitación intermedia entre las dos anteriores (Los Chiles). El tercer
nivel del sistema lo conforma la etapa Sucesional de las comunidades naturales y el uso
actual de la tierra, que se refiere al grado de desarrollo de la cubierta vegetal.
Sin embargo nos interesaremos en la información de precipitación, de humedad,
que se relaciona con la evapotranspiración, y de biotemperatura que es el rango de
temperatura en el cual se da el crecimiento vegetativo de la plantas por eficiencia
fotosintética.
A continuación se describen, de manera general, los aspectos más
sobresalientes de las Zonas de Vida en la cuenca analizada. El término “período
efectivamente seco“ se refiere al período consecutivo en el cual las plantas tienen
dificultad para extraer agua del suelo (punto de tensión del agua).
Bosque húmedo Tropical (bh-T)
Esta es una de las Zonas de Vida que se presta para la confusión en el sistema
de clasificación ecológica de Holdridge. Esto debido a la idea que se tiene de lo que es
un bosque húmedo Tropical pues comúnmente y de manera errónea se le denomina así
a cualquier área cálida y con mucha precipitación. Aún mayor confusión se presenta
38
cuando, en Costa Rica, se habla del bosque húmedo Tropical del Pacífico Seco, pues
bioclimáticamente no toda esta región es seca, debido a que la mayoría de su territorio
se localiza en la Provincia de Humedad húmeda. Así, causa extrañeza el mencionar el
bosque húmedo Tropical de Esparza, de Abangares o de la mayor parte de la Península
de Nicoya. Lo que tiende a confundir es que estas zonas poseen un largo período seco
(más largo de lo común para la cantidad de precipitación anual de este bioclima) y, por
estar mayormente deforestadas, su condición actual tiende a parecerse un poco con el
bosque seco. En estos casos se trata, entonces, del bosque húmedo Tropical con
asociación atmosférica seca.
El bh-T tiene un rango de precipitación entre 1950 y 3000 mm anuales. La bio-
temperatura media anual oscila entre 24 y 25°C, mientras que la temperatura varía
entre 24 y 27°C como promedio anual. Sin embargo, la transición Premontano de
este bioclima (bh-T ∆), presenta temperaturas más frescas, oscilando entre 24 y 21.5°C
como promedio anual. El rango de biotemperatura es igual al indicado para la
temperatura. El período efectivamente seco es muy variable (0-5 meses). Esta Zona de
Vida presenta condiciones muy favorables para el establecimiento y desarrollo de
diferentes actividades del uso del suelo.
La vegetación natural de este bioclima está constituida por bosques
relativamente altos y relativamente densos, intermedios entre lo que sería un bosque
seco y un bosque muy húmedo Tropical. Su altura media es de 30 a 40 metros y posee
tres estratos. Las epífitas son abundantes pero no en exceso. La vegetación es
siempreverde, excepto en las zonas con largo período seco, en donde es
semicaducifolia, tal es el caso de Abangares. En la visita que se realizó a la cuenca se
nota como existe vegetación natural como la descrita, en las riberas y como las zonas
más altas se encuentran deforestadas.
Bosque húmedo Premontano (bh-P)
El rango de precipitación para esta Zona de Vida varía entre 1200 y 2200 mm,
como promedio anual y su biotemperatura media anual oscila entre 17 y 24°C; la
temperatura es igual a la biotemporatura. Para el caso de la transición basal Tropical
(bh-P Ø) el rango de precipitación es de 1500 a 1950 mm, con una biotemperatura
39
media que varía entre 24 y 24.5°C, mientras que la temperatura media es de 24 a
27.8°C. El bh-P presenta un período efectivamente seco de 3.5 a más de 5 meses. El
bosque húmedo Premontano es semidecíduo, con poca cantidad de epífitas, de dos
estratos, árboles con fustes cortos y macizos, poco denso y con una altura aproximada
de 25 metros.
Este es un bioclima muy atractivo para el asentamiento humano, para el
desarrollo de las actividades del uso de la tierra y probablemente es la Zona de Vida
más apreciada del país debido a su clima.
Bosque muy húmedo Premontano (bmh-P)
Posee un rango de precipitación bastante amplio: entre 2000 y 4000 mm como
promedio anual. Su rango de biotemperatura, el cual es similar al rango de temperatura,
varía entre 17 y 24°C. El período seco en esta Zona de Vida es muy variable,
dependiendo de la región en la cual esté ubicado. Puede variar de 0 hasta
aproximadamente 5 meses efectivamente secos.
La vegetación natural inalterada del bosque muy húmedo Premontano se
caracteriza por ser de mediana altura, aproximadamente entre 30 y 40 metros de altura;
densidad medía; de dos o tres estratos y es siempreverde, con algunas especies
decíduas durante la estación seca. Hay moderada o abundante cantidad de epífitas.
Esta es una condición favorable, pero no óptima, para el desarrollo de actividades del
uso del suelo, debido a la abundante, aunque no excesiva, cantidad de precipitación.
Los cultivos de tipo permanente y los pastos son las actividades que mejor se adaptan a
este bioclima.
Los registros de precipitación media anual de las estaciones pluviométricas
antes mencionadas, pueden relacionarse con la Zona de Vida en que se encuentran, lo
que nos puede dar indicio de la precipitación en la región que cubre el cantón de
Abangares, como se muestra en la siguiente tabla.
40
Tabla #6: Estaciones Pluviométricas de las que se uso información.
Nombre Altitud (msnm)
Precipitación media anual registrada
Zona de Vida
Rango de precipitación
Tilarán 562 1907.3 mm bh-T ∆ 1950-3000 mm
Las Juntas 140 2025.6 mm bh-T 1950-3000 mm
Miramar 450 2955.5 mm bh-T ∇ 1950-3000 mm
Cerro San José 1052 1990.5 mm bmh-P 2000-4000 mm
41
Mapa Zonas de vida y estaciones
42
5. RESULTADOS
5.1 Población
La aplicación de este modelo, se hizo mediante una regresión exponencial a los
datos de la tabla #4 y da como resultado una tasa de crecimiento k= 0.0204 es decir un
2.04% anual. Considerando un período de diseño para el acueducto, de 20 años, al
extrapolar el dato de población para el año 2022, se obtuvo que se alcanzaran los
14258 habitantes, que se redondea a 14300 habitantes en Las Juntas.
Grafico #2: Modelo de crecimiento natural de la ciudad de Las Juntas.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040
Año
Pob
laci
ón
43
5.2 Caudal de Diseño
Para el cálculo del caudal de diseño se utiliza el valor aproximado de la
población dentro de 20 años.
Por lo tanto se utilizará una población de diseño de 14300 personas para el año
2022, además se toma la dotación bruta como la que se da actualmente, de 250 litros
por persona por día (250 l/p/d).
El factor de consumo máximo es un factor por el que se debe incrementar el
caudal de diseño para suplir la demanda de la población en hora pico y se estima con
un valor de 1,25.
El caudal de diseño se calcula mediante la siguiente formula:
imoconsumodeFactorbrutaDotaciondiseñodePoblacion
Qdis max*86400
*=
25.1*86400
250*14300=disQ
Qdiseño = 51.7 L/seg
Tabla #7: Proyección de población y consumo de agua potable.
Año Población
(hab.) Consumo
(L/seg)
2007 10400 37.6
2012 11600 42.0
2017 12800 46.3 2022 14300 51.7
44
5.3 Caracterización física
Tabla #8: Características físi cas y morfológicas de la cuenca del Río Abangares (Hasta
Limonal Viejo) y de las subcuencas Aguas Claras y Gongolona.
Característica Abangares Aguas Claras
Gongolona
Área (km2) 133.03 10.39 24.86
Perímetro (km) 57.47 14.05 24.04
Elevación media (msnm) 406 613 750
Longitud total de cursos de agua (km) 142.1 7.43 27.71
Longitud de cursos de orden 1 (km) 85.25 4.95 15.56
Longitud del cauce principal (km) 21.51 5.14 11.33
Índice de pendiente, Ip 19.9 33 26
Índice de compacidad, Ic 1.40 1.22 1.35
Pendiente media del río, Ir (%) 4.66 11.68 16.09
Densidad de drenaje 1.07 0.743 1.108
Coeficiente de torrencialidad 0.64 0.495 0.622
Longitud menor del rectángulo equivalente (km) 23.1 2.118 9.356
Longitud mayor del rectángulo equivalente (km) 5.77 4.906 2.654
Grafico #3: Curva Hipsométrica de la Cuenca del río Abangares (Hasta Limonal Viejo).
y = -0,0017x3 + 0,3244x2 - 25,25x + 1070,2R2 = 0,9932
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% área
Ele
vaci
ón
(m
snm
)
45
Figura #9: Rectángulo Equivalente de la cuenca del Río Abangares hasta Limonal Viejo.
Grafico #4: Curva Hipsométrica de la subcuenca del Río Aguas Claras
y = -0,0008x 3 + 0,1141x2 - 9,3802x + 896,89R2 = 0,9921
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% área
Ele
vaci
ón
(m
snm
)
46
Grafico #5: Curva Hipsométrica de la subcuenca del Río Gongolona
y = -0,0008x3 + 0,0982x2 - 9,9885x + 1101,8R2 = 0,9953
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% área
Ele
vaci
ón
(m
snm
)
5.4 Mapas de Distribución de Precipitación
Los siguientes mapas presentan la precipitación promedio anual, promedio
mensual en la cuenca en estudio y también la precipitación promedio anual y promedio
mensual basados en los datos para el año más seco del registro (1972), que se
considera como crítico.
Se determinó que el año 1972 es el más seco del periodo de registro, mediante
el análisis de la curva de duración, que mostró una tendencia marcada bajo el promedio
de precipitación de la totalidad de la serie sin la existencia de fenómenos atípicos que
afectaran la zona.(Ver curva de duración en anexo 3).
Estos mapas permiten ver la distribución espacial de la precipitación sobre la
cuenca para cada mes, lo cual es vital para el cálculo del balance hídrico que se verá
posteriormente.
47
Mapa
48
Mapa
49
Mapa
50
Mapa
51
Mapa
52
Mapa
53
Mapa
54
Mapa
55
Mapa
56
Mapa
57
Mapa
58
Mapa
59
Mapa
60
Mapa
61
Mapa
62
Mapa
63
Mapa
64
Mapa
65
Mapa
66
Mapa
67
Mapa
68
Mapa
69
Mapa
70
Mapa
71
Mapa
72
Mapa
73
5.5 Precipitación a partir de mapas
Tabla #9: Precipitación Promedio a partir de mapas para la cuenca del Río Abangares hasta Limonal Viejo.
Período Promedio
(mm)
Mayo 230,9 Junio 305,1 Julio 245,7
Agosto 309,0 Setiembre 371,9 Octubre 399,7
Noviembre 179,3 Diciembre 61,7
Enero 28,9 Febrero 14,8 Marzo 15,0 Abril 47,2
Anual 2209,4 Grafico #6: Histograma de Precipitación Promedio para la cuenca del Río Abangares hasta
Limonal Viejo.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Mayo Junio Ju
lio
Agosto
Setiem
bre
Octubre
Noviem
bre
Diciembre En
ero
Febre
roMarz
oAb
ril
Pre
cip
itaci
ón
(m
m)
74
Tabla #10: Precipitación Promedio a partir de mapas para la subcuenca del Río Aguas Claras.
Período Promedio
(mm)
Mayo 208,1 Junio 256,7 Julio 239,1
Agosto 263,5 Setiembre 282,0 Octubre 327,0
Noviembre 177,2 Diciembre 96,5
Enero 50,5 Febrero 25,0 Marzo 15,5 Abril 36,1
Anual 1895
Grafico #7: Histograma de Precipitación Promedio para la subcuenca del Río Aguas Claras.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Mayo Junio Ju
lio
Agos
to
Setiem
bre
Octubre
Noviem
bre
Diciembre En
ero
Febre
roMarz
oAbri
l
Pre
cip
itac
ión
(m
m)
75
Tabla #11: Precipitación Promedio a partir de mapas para la subcuenca del Río Gongolona.
Período Promedio
(mm)
Mayo 218,0 Junio 268,8 Julio 235,5
Agosto 258,3 Setiembre 327,1 Octubre 350,5
Noviembre 161,9 Diciembre 73,6
Enero 38,7 Febrero 20,0 Marzo 13,0 Abril 27,4
Anual 1891
Grafico #8: Histograma de Precipitación Promedio para la subcuenca del Río Gongolona.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Mayo Junio Ju
lio
Agosto
Setiem
bre
Octubre
Noviem
bre
Diciembre En
ero
Febre
roMarz
oAbri
l
Pre
cip
itac
ión
(m
m)
76
5.6 Balance Hídrico Tabla #12 y 13
77
Tabla 14 y 15
78
Tabla #16 y 17
79
Tabla #18: Caudales para el año promedio de la cuenca del Río Abangares y las subcuencas Aguas Claras y Gongolona.
Año Promedio (l/seg) PERIODO
Abangares Aguas Claras Gongolona
Dotación conjunta Aguas Claras + Gongolona (l/s)
Enero 2884 176 439 615 Febrero 1852 113 282 395 Marzo 970 26 148 174 Abril 581 13 88 101 Mayo 326 8 50 58 Junio 2249 72 221 293 Julio 4061 247 606 853
Agosto 6529 394 932 1326 Setiembre 9804 543 1476 2019 Octubre 11783 675 1807 2482
Noviembre 8858 541 1348 1889 Diciembre 4972 303 757 1060
Total 54869 3112 8153 Nota: Los valores en rojo indican déficit.
Tabla #19: Caudales para el año seco de la cuenca del Río Abangares y las subcuencas Aguas Claras y Gongolona.
Año Seco (l/seg) PERIODO
Abangares Aguas Claras Gongolona
Dotación conjunta Aguas Claras + Gongolona (l/s)
Enero 1458 86 179 265 Febrero 807 47 99 146 Marzo 354 21 43 64 Abril 172 10 20 30 Mayo 83 6 8 14 Junio 2360 135 402 537 Julio 3954 278 686 964
Agosto 5649 273 603 876 Setiembre 6423 388 873 1261 Octubre 5804 258 589 847
Noviembre 6068 358 749 1107 Diciembre 2938 173 361 534
Total 36071 2031 4609 Nota: Los valores en rojo indican déficit.
80
Tabla #20: Comparación de caudales registrados y caudales calculados por balances hídricos para la cuenca del Río Abangares (Hasta Limonar Viejo).
Mes Caudal medido
en Limonal Viejo (m3/seg)
Caudal calculado Año Promedio
(m3/seg)
Enero 1,302 2,884
Febrero 0,772 1,852
Marzo 0,515 0,970
Abril 0,502 0,581
Mayo 1,325 0,326
Junio 3,844 2,249
Julio 3,370 4,061
Agosto 5,298 6,529
Setiembre 11,837 9,804
Octubre 16,542 11,783
Noviembre 8,680 8,858
Diciembre 2,923 4,972
Total 56,910 54,869 Gráfico #9: Curvas de duración para año promedio y año seco según caudales calculados
con balance hídrico para la cuenca del Río Abangares.
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Meses
Cau
dal
(m3/
s)
Promedio
Seco
81
Gráfico #10: Curvas de duración para año promedio y año seco según caudales calculados con balance hídrico para la subcuenca del Río Aguas Claras.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Meses
Cau
dal
(m3/
s)
Promedio
Seco
Gráfico #11: Curvas de duración para año promedio y año seco según caudales
calculados con balance hídrico para la subcuenca del Río Gongolona.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Meses
Cau
dal (
m3/
s)
Promedio
Seco
82
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1 Caracterización Física
Área (A):
El área total de la cuenca del río Abangares corresponde aproximadamente a
133.33 km2. Esto corresponde al 0.26% del área del territorio nacional, lo que indica se
está analizando una superficie amplia. El área de la cuenca del Aguas Claras
corresponde al 7.8% (10.4 km2 aproximadamente) del área total y la del Gongolona al
18.6% (24.9 km2 aproximadamente).
Perímetro (P):
Se determinó un perímetro aproximado de 57.5 km para la cuenca del río
Abangares, ésta representa la longitud del límite exterior de la cuenca y depende de la
superficie y la forma de la cuenca. El perímetro para las subcuencas Aguas Claras y
Gongolona es de 14.0 y 24.0 km respectivamente.
El área y el perímetro de las cuencas son importantes porque se relacionan con
el tiempo de concentración, es decir, con el tiempo que toma el agua desde los límites
más extremos de la cuenca hasta llegar a la salida de la misma. Para el caso de las
subcuencas este tiempo es corto en relación con el de la totalidad de la cuenca.
Curva Hipsométrica:
En el gráfico 3 se muestra la curva hipsométrica de la cuenca del río Abangares
demuestra que la elevación media de la cuenca es de 390m.s.n.m. De la curva se
puede observar que la parte alta de la cuenca es la que presenta mayores pendientes
ya que un 50% se encuentra con un rango de elevaciones que va desde
aproximadamente de los 1100m.s.n.m. hasta los 390m.s.n.m. esto nos da una
diferencia de 600 metros de altura.
Esto contrasta con la otra mitad de la cuenca, en la cual las elevaciones varían
de los 390 m.s.n.m. hasta los 90m.s.n.m. en la estación Limonal Viejo, esto nos da una
variación de 300 metros de altura, la cual es la mitad de la diferencia de alturas
encontradas en la parte alta de la cuenca.
A partir de los 600 m.s.n.m. se observan las mayores pendientes (mayores al
83
5%), esto significa que en ésta parte de la cuenca la red de drenaje tiene un
comportamiento de río de montaña.
No obstante, se nota que en la parte media de la cuenca las pendientes son
menos abruptas; estas se presentan en los rangos de 500 a 300m.s.n.m. es de esperar
que en ésta zona se presenta las menores velocidades y menor incidencia en la acción
erosiva de la red de drenaje.
Haciendo un análisis similar para las subcuencas, en el gráfico 4 (Curva
Hipsométrica de la cuenca del Río Aguas Claras) se puede ver que las pendientes son
muy pronunciadas en la mitad más elevada de la cuenca mientras que en el resto, las
pendientes tienden a presentar una menor inclinación. Esta situación que no se
presenta en Gongolona (gráfico 5) donde las pendientes no son tan fuertes, sino que se
presentan como moderadas a lo largo de toda su extensión,. La alturas de ambas
subcuencas son similares entre sí, y considerablemente superiores a las elevaciones de
la cuenca completa de Abangares.
Elevación Media:
De la Curva Hipsométrica de Abangares (gráfico 3), se obtiene una elevación
media de 406msnm para las cuenca, el 50% del área está por encima de esta
elevación. Las elevaciones medias de las cuencas de Aguas Claras y Gongolona son
de 613msnm y de 750msnm, según gráficos 4 y 5.
Índice de pendiente:
El índice de pendiente para la cuenca de Abangares es de 19.9, mientras que
para las subcuencas es de 33 para el caso de Aguas Claras y de 26 para en caso de
Gongolona.
Con respecto a la cuenca de Abangares se puede notar que este valor es
inferior a 20 y superior a 12 por lo que el río se puede calificar como de transición; de
aquí se deduce que la cuenca está muy influenciada por pendientes de montaña y
planicies, esto es normal si se considera que la cuenca tiene una topografía irregular
que se caracteriza por tener partes altas y partes bajas. Este índice también indica que
se presentan tramos de cauce curvos y rectos, conformados por gravas y por cantos
rodados y arenas.
En cuanto a Aguas Claras y Gongolona, este índice se presenta un valor mayor
que 20, por lo que se puede decir que están influenciadas por fuertes pendientes de
84
montaña, los tramos de cauce son casi rectos con pocas presencia de curvas y las
velocidades en los cursos de agua son altas, lo que favorece la erosión, dándose un
gran arrastre de materiales finos como arenas y limos.
Esto concuerda con las características topográficas de las cuencas pues estas
dos se encuentran en las partes altas de la extensión de la cuenca de Abangares,
donde las pendientes son pronunciadas.
Indice de Compacidad:
El índice es de 1.40 para la cuenca. Al observar la forma de la cuenca (ver mapa
de la cuenca), se nota que es romboidal y ninguna de sus dimensiones es
significativamente diferente respecto a las otras, además el valor de 1.40 obtenido
concuerda perfectamente con la forma de la cuenca, la cual no es alargada. Similar
criterio se puede aplicar para Gongolona con un índice de 1.35.
Con respecto a las subcuenca de Aguas Claras, con índice de compacidad de
1.22, dado que este valor no difiere significativamente de uno, se puede concluir que la
cuenca es relativamente circular, lo cual, adicionado a su corta extensión, indica puede
ser cubierta completamente por una tormenta y generar una creciente en corto tiempo.
Pendiente Media del Cauce Principal:
El valor obtenido corresponde a un 4,6% para la cuenca del río Abangares, lo
cual indica que por cada 100 m de cauce este sube 4.6 m y es de esperar que se
alcancen velocidades medias su recorrido. . El valor de este índice es mucho mayor
para las subcuencas, que son de 11.7% para Aguas Claras y de 16.1% para
Gongolona, porcentajes son característicos de los ríos de montaña., con velocidades
mucho mayores y mayor probabilidad de arrastre de sedimentos.
Densidad de Drenaje:
La densidad encontrada es de 1.07 km/km2, lo que indica una baja respuesta a
un evento de precipitaciones moderadas, ocasionando que se alcancen caudales
instantáneos menores. Es importante mencionar que este valor indica la erosionabilidad
de la cuenca y la falta de cobertura vegetativa que proteja el suelo.
El valor para Aguas Claras es de 0.743 y para Gongolona es de 1.108, por lo
que se puede decir que el terreno de la segunda es más fácilmente erosionable que el
de la primera. De aquí se puede decir que contribuye mucho más al arrastre de
85
sedimentos la cuenca de Gongolona que la de Aguas Claras.
Longitud Total del Cauce Principal y Número de Orden:
La longitud del cauce principal alcanza 21.51 km por lo que se concluye que si la
forma de la cuenca es romboidal el cauce principal recorre la cuenca sobre la base
mayor del rombo. Las longitudes de los cauces de Aguas Claras y Gongolona son de
5.14m y 11.33m respectivamente.
Con respecto al número de orden, es de tres para Abangares y Gongolona y dos
para Aguas Claras, por lo que se percibe que la ramificación de los ríos afluentes no es
densa y la mayor parte de ellos se desaguan directamente en el cauce principal.
6.2 Caracterización Hidrometeorológica
6.2.1 Datos hidrometeorológicos
La información de precipitaciones en las estaciones pluviométricas guarda una
buena relación, como se ve en las curvas de doble masa (Anexo 1) que presentaron
una relación lineal continua, lo que quiere decir que los registros son consistentes en el
tiempo y espacio.
Del registro de escorrentía se escogió el año de 1972 como el año seco, ya que
tenía el menor promedio y de las curvas de duración era la menor (Anexo 3), con una
curvatura suave que indica que no se presentó algún evento aislado, excepto la baja
precipitación.
6.2.2 Mapas y Gráficos de distribución de Precipitación
Para interpretar los mapas de precipitación es necesario reconocer el tipo de
precipitación que se da en la zona, y los vientos que se producen según la época del
año, siendo los vientos alisios los que predominan en la época seca que comprende los
meses de diciembre a abril, y en mayo el viento es relativamente calmo.
En la cuenca en estudio se dan dos formas de precipitación. En las partes
bajas de la cuenca se da la precipitación por convección, esta procede de una célula de
86
convección, que consiste en una corriente ascendente de aire cálido, que se enfría
adiabáticamente y puede alcanzar una temperatura menor al punto de rocío,
empezando entonces la condensación y la columna de aire ascendente aparece como
un cúmulo. Si esta columna de convección continúa desarrollándose, la nube podría
continuar creciendo hasta formar un cúmulonimbo. Este tipo de precipitación prevalece
durante el día.
En las partes altas de la cuenca se da la precipitación orográfica. Los vientos
dominantes y otras masas de aire en movimiento pueden verse forzadas a elevarse
sobre cordilleras. A medida que el aire se eleva por la ladera barlovento (contra viento),
se enfría según el gradiente adiabático, si el enfriamiento es suficiente se producirá
precipitación. Después de pasar por encima de la cumbre de la montaña, el aire
empezará a descender por la ladera sotavento. Entonces experimentará un
calentamiento causado por el mismo proceso adiabático y no teniendo fuente alguna de
la cual recoger humedad, se hará muy seco. En la ladera de sotavento de la cordillera
puede existir una faja de clima seco denominado sombra de lluvia.
En los mapas, la franja de precipitación máxima se haya en la parte media de la
cuenca en la estación lluviosa, esto debido a que la temperatura atmosférica promedio
baja, por lo cual el punto de rocío se alcanza a una menor altitud sobre la montaña. En
contraposición durante la estación seca la temperatura media aumenta por lo que el
punto de rocío se alcanza a una mayor altitud y la franja de precipitación se traslada a la
parte alta de la montaña.
Es importante tener claro que los valores de precipitación obtenidos por zonas
de vida son aproximados, sin embargo se cree que son bastante acertados por la
correspondencia con los valores de escorrentía calculados posteriormente. Además las
condiciones geográficas y topográficas circundantes a las estaciones pluviométricas son
similares a las de la cuenca.
La precipitación promedio anual para la cuenca del Río Abangares mostrada en
la tabla #9 y el gráfico #6 fue de 2209 mm y se observa que los meses más secos
comprenden de enero a abril, siendo los más secos febrero y marzo con apenas 15 mm.
La estación lluviosa, de mayo a noviembre alcanza su máximo en el mes de octubre con
87
399.7 mm y se registra una disminución en julio correspondiente a la canícula.
De los resultados para la cuenca del Rio Aguas Claras mostrados en la tabla
#10 y gráfico #7,se puede ver que el mes más lluvioso es octubre, y el más seco es
marzo. El promedio anual obtenido de los mapas en 1895 mm,
De los resultados para la cuenca del Río Gongolona mostrados en la tabla #11 y
gráfico #8, se puede ver que el mes más lluvioso es octubre, y el más seco es marzo. El
promedio anual es de 1891 mm.
El régimen de precipitación es muy similar en cuanto a cantidad y distribución
espacial entre las cuencas del Rio Abangares hasta Limonal Viejo y las subcuencas del
Río Aguas Claras y del Río Gongolona, sin embargo se observa una disminución en el
promedio anual para las dos últimas, ya que se encuentran en la parte alta de la cuenca
donde se da un efecto de sombra de lluvia por los vientos que soplan desde el noreste y
que han descargado su humedad previamente sobre la Sierra Minera de Tilarán.
6.3 Balance Hídrico
Al realizar el balance hídrico para la cuenca del río Abangares (tabla #12), se
puede notar que el valor de escorrentía anual obtenido, concuerda muy bien con el
registro de escorrentía total de la estación Limonal Viejo (tabla #20) . Sin embargo, la
distribución de escorrentía mensual, difiere un poco en algunos meses con los registros
existentes. El hecho de que la escorrentía total registrada e inferida no presenten
variaciones en su tendencia temporal, implica que la distribución de precipitaciones
realizada por zonas de vida es válida.
A partir de los resultados de escorrentía de un año promedio de precipitación,
obtenidos para la subcuenca del río Aguas Claras (tabla #14) donde se ubica la toma de
agua, se observa que el caudal será insuficiente para la demanda proyectada en el año
2022 en los meses de marzo, abril y mayo.
88
El déficit obliga a buscar nuevas alternativas, como utilizar el caudal de la
cuenca del río Gongolona (tabla #16) conjuntamente con el del río Aguas Claras, por
ejemplo en el mes de abril, la suma de los caudales es de 58 l/s, apenas suficiente para
cubrir los 51.7 l/s necesarios para suplir la demanda del recurso en el año 2022.
Además de analizar la situación para un año promedio, se considera importante
realizar un estudio de disponibilidad para el año más seco de los registros existentes
(balances hídricos para cuencas y subcuencas en tablas # 13, 15 y 17). Si bien es
cierto, no se puede afirmar que el mismo va a tener un periodo de retorno definido o que
incluso puede que no sea un evento extremo, es recomendable analizar la
disponibilidad del recurso para este caso.
La distribución de escorrentía mensual para el año más seco en la subcuenca
del río Aguas Claras muestra que la situación de abastecimiento se agrava en los
meses de febrero, marzo, abril y mayo. Si adicionalmente se utiliza el caudal escurrido
de la cuenca del río Gongolona como solución a este problema, la demanda proyectada
a 20 años, aún queda insatisfecha en los meses de abril y mayo.
Incluso, si se proyecta la demanda en un periodo más corto, por ejemplo, a 5
años (42.0 l/s), el caudal con el que se cuenta en algunos meses sigue siendo crítico.
En las tablas #18 y 19 se muestran los caudales disponibles y la demanda que se
requiere para año promedio y año seco respectivamente, indicándose los periodos
críticos.
Es importante recalcar que la distribución de escorrentía por mes obtenida
mediante el balance hídrico puede no ser la distribución real. Sin embargo, es
importante tener en cuenta estos meses críticos en el planeamiento de nuevas
soluciones para el abastecimiento de agua de la zona.
89
7. CONCLUSIONES
1. Debido a las características físicas de la cuenca del río Abangares se observa que
la red de drenaje de su parte alta evidencia un comportamiento de río de montaña,
ya que las mayores pendientes se encuentran en su parte alta con una diferencia de
elevación de 600 m entre el punto más alto y la elevación media.
2. Las caracteristicas físicas de las cuencas muestran que los ríos Aguas Claras y
Gongolona son muy erosionables, por lo que es pueden producir gran cantidad de
sedimentos, lo que se debe tomar en consideración si se estudia la posibilidad de
colocar una toma de agua complementaria.
3. La cuenca del río Aguas Claras es la más propensa a ser cubierta por una tormenta
por su forma y superficie, lo que indica que se pueden producir mayores caudales
en un tiempo menor.
4. A partir de las fotografías aéreas se evidencia la alta deforestación que existe en la
parte alta de la cuenca, este hecho provoca una alta generación de sedimentos, por
tanto, es de suma importancia incentivar programas de reforestación y protección de
esta zona.
5. El método de zonas de vida para calcular la precipitación, es una solución adecuada
cuando no se cuenta con información y no se cuenta con una red meteorológica en
la zona. Esta metodología establecida por Leslie Holdridge permite obtener
parámetros climáticos en una zona en que no exista una adecuada red
climatológica; parámetros tales como biotemperatura, humedad relativa,
precipitación, entre otros.
6. El método de Thornthwaite, utilizado en la realización del balance hídrico es
adecuado para el cálculo de la evapotranspiración, aunque no el más exacto
producto de la falta de información para la zona de la cuenca; en este caso, este
método, aunque no es el más preciso, se adecuo más que otros como el de Penman
en la estimación de este parámetro.
90
7. La demanda del recurso para el año 2022 será de 51.7 l/s aproximadamente, a partir
de las proyecciones de crecimiento de la población de la localidad.
8. La capacidad actual de la toma puede suplir la demanda durante los próximos 20
años, sin embargo, para el año promedio el río Aguas Claras presenta caudales
inferiores a los requeridos en los meses de marzo, abril y mayo. En el caso de
unirse los caudales de los ríos Aguas Claras y Gongolona, el problema de escasez
apenas se resuelve para estos meses.
9. Con respecto a la ocurrencia de un año seco, se tiene que el caudal proporcionado
por el río Aguas Claras no suplirá los caudales requeridos en los meses de marzo,
abril y mayo; y en el caso de unirse los caudales de los ríos aguas Claras y
Gongolona, el problema se mantendría en los meses de abril y mayo
10. Comparando el análisis del año más seco del registro (1972) y el año promedio, se
encuentra que el caudal base es el mismo y la infiltración es muy poca,
relacionando esto con la geología de la cuenca, podría indicar que no existen
mantos acuíferos subterráneos explotables en la zona.
11. Debido a la creciente demanda del recurso en la zona, se debe llevar a cabo la
construcción de nuevas obras del acueducto, ampliar y mejorar las existentes,
además de implementar un plan de mantenimiento del mismo, con el fin de hacer
más eficiente su funcionamiento en el futuro.
12. Las tarifas actuales y la forma de cobro del servicio de agua en la ciudad de
Abangares no son las más adecuadas y no generan los recursos necesarios para
poder realizar mejoras y ampliaciones en el acueducto, así como para darle un
mantenimiento adecuado al sistema.
13. La cultura actual de desarrollo de la zona no es la más adecuada, debido a las
actividades que se realizan en la misma, ya que aún en la actualidad existe minería
artesanal. Es importante realizar una supervisión de esta actividad, pues cualquier
explotación minera en la zona podría contaminar el agua con residuos de metales
pesados de alta peligrosidad.
91
8. RECOMENDACIONES
Aspectos Generales
1. Para poder mantener un control de las condiciones meteorológicas e hidrológicas de
la cuenca, así como para futuras mejoras en el sistema del acueducto de la ciudad
de Las Juntas es necesario colocar estaciones pluviométricas y termómetros a lo
largo de la cuenca, o al menos en la parte alta de esta. Estos instrumentos pueden
ser ubicados en centros educativos de la zona (escuelas de Gongolona, La Sierra,
entre otros). De igual manera, se recomienda ubicar un anemómetro en la ciudad
de Las Juntas. Por ultimo se debería colocar una estación fluviográfica en el área
cercana a la toma de agua para poder contar con un registro de caudales continuo.
2. La Municipalidad de la ciudad de Las Juntas debe tomar medidas respecto al
consumo del agua, ya sea controlando las fugas en las redes de conducción y
distribución, así como instalando medidores e implementando un sistema de multas
para aquellos usuarios que desperdicien el recurso.
3. Se debe realizar un reajuste de tarifas según el uso que se le dé al recurso
(domestico, comercial, riego, industrial, entre otros). Esta tarifa debe tomar en
cuenta los costos de operación y mantenimiento, así como las obras que deban
construirse en el caso de una futura ampliación del acueducto.
4. Es importante continuar con el proceso de recuperación de la cuenca del río
Abangares por medio de programas de reforestación. Además, es conveniente
promover que en los centros educativos de la zona y en centros comunitarios se
desarrollen programas de educación ambiental, con el fin de crear una conciencia
conservacionista de los recursos naturales y sobre todo de las fuentes de agua del
área. La protección de la fuente es el mejor método para asegurar la calidad del
agua de consumo humano y es preferible invertir en protección antes de invertir en
tratamiento. Se debe mantener un perímetro de seguridad en la zona de la toma y
protegerla de la caída de objetos que la contaminen.
92
5. Con el fin de controlar la producción de sedimentos en la cuenca se pueden
implementar algunas soluciones como trampas de sedimentos en las laderas mas
pronunciadas, al igual que el uso de terrazas en las zonas de mayor pendiente.
6. Se debe proteger la fuente de los desechos humanos y animales que pueden
contener una gran variedad de bacterias, virus y otros protozoarios patógenos o
parásitos, que expongan a la comunidad a enfermedades infecto-contagiosas,
especialmente a los niños que son más propensos a contraerlas. La desinfección del
agua es primordial para proteger la salud de los usuarios y no debe ser
comprometida por ninguna razón.
7. Es recomendable establecer un caudal ecológico mínimo que fluya en el cauce
después de la toma, este caudal debe definirse por el criterio profesional de
ecólogos.
Obras de ampliación del acueducto
Las siguientes recomendaciones corresponden a las mejoras en la
infraestructura del acueducto de la ciudad de Las Juntas, considerando el aumento de
la demanda del recurso en los próximos 20 años, sin embargo, éstas están sujetas a
las posibilidades económicas de la comunidad.
8. Es necesario realizar una ampliación de la toma de agua en el río Gongolona, ya
sea en la zona cercana a la toma actual (si no se encuentra contaminación), o bien
aguas arriba en el brazo izquierdo del Gongolona. Para ello se deben realizar
pruebas de calidad de agua en este río, con el fin de descartar la existencia de
metales pesados en el agua y los sedimentos que puedan existir a raíz de la
explotación minera que se realizo en la zona. Los resultados de estas pruebas
deben garantizar la calidad de esta agua para consumo humano en caso de una
futura ampliación de la toma en la sección cercana a la toma existente.
93
9. Se deberán construir presas de captación para garantizar el nivel de las aguas,
siempre que las condiciones así lo permitan. La toma se debe localizar en los
tramos rectos de los cursos de agua, y si tiene que situarse en una curva, se ubicará
en el lado cóncavo. ( Estudio hidráulico para ubicar correctamente la presa).
10. Una vez ampliada la toma de agua es importante colocar un desarenador extra con
una capacidad de 20 l/s (igual a los dos existentes) para el control de los sedimentos
especialmente en la estación húmeda. Además, se recomienda cambiar los 3 filtros
lentos existentes en la planta de tratamiento por filtros rápidos con el fin de controlar
los sedimentos más finos que producen turbidez en el agua que se distribuye. Se
debe recordar que un filtro rápido requiere un mantenimiento constante y con un
costo más elevado. Además, la instalación de los filtros rápidos implicaría una
remodelación de la planta potabilizadora existente. El costo máximo aproximado de
la nueva planta (incluyendo los filtros) para una capacidad de procesar 60 l/s es de
$230.000.00. (Cubillo, 1999).
94
9. RECURSOS DISPONIBLES Y FUENTES DE INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA
9.1 Recursos Disponibles
• Mapas de zonas de vida del centro científico tropical y del centro de investigación y
desarrollo sostenible (CIEDES).
• Mapas de uso del suelo proporcionados por ProDUS.
• Mapas de ríos y curvas de nivel proporcionados por CIEDES.
• Programa ArcView.
• Programas de Microsoft Office.
• Características del acueducto y datos de población proporcionados por la
Municipalidad de Las Juntas.
• Datos temperatura en las zonas de Liberia y Abangares proporcionados por el
Instituto Meteorológico Nacional.
• Datos de precipitación de las estaciones meteorológicas Tilarán (076002),
Las Juntas (078001), Miramar (078006), San Luis-Cañas (076005) y Cerro San
José (076013), proporcionados por el Instituto Meteorológico Nacional y el Instituto
Costarricense de Electricidad.
• Hojas cartográficas que suministra el Instituto Geográfico Nacional en escala
1:50000. Las hojas utilizadas fueron: Tilarán (3247 III), Las Juntas (3246 IV) y
Abangares (3146 I).
95
9.2 Fuentes de Información Bibliográfica
1. Chinchilla, E. “Atlas Cantonal de Costa Rica”. Instituto de Fomento y Asesoría
Municipal (IFAM). San José, Costa Rica. 1983.
2. Cubillo Díaz F. “Análisis de los costos de construcción de sistemas de tratamiento
de agua potable en función del caudal y de aguas residuales en función de la carga
orgánica”. Proyecto de graduación para optar por el grado de licenciado en
Ingeniería Civil. Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de
Ingeniería Civil, 1999.
3. Larry W. Mays, Yeou-Koung Tung. Boston Mass. “Hydrosystems engineering and
management.” Editorial McGraw-Hill, 1992.
4. Leslie R. Holdridge. “Ecología basada en zonas de vida”. Centro Científico Tropical.
San José, C.R., 1964.
5. Linsley, R; Franzini, J. “Ingeniería de los Recursos Hidráulicos”. Editorial
Continental. México. 1975.
6. Ray K. Linsley, Max A. Kohler, Joseph L. H. Paulus. “Hidrologia para ingenieros”.
Editorial McGraw-Hill Latinoamericana. Bogota, 1977.
7. Ray K. Linsley and Joseph B. Franzini. “Elements of hydraulic engineering”. Editorial
McGraw-Hill. New York, 1955.
8. Thomas Dunne, Luna B. Leopold, W.H. Freeman. “Water in environmental planning”.
New York, 1978.
9. Ven te Chow, David R. Maidment, Larry W. Mays. “Hidrología aplicada”. Editorial
McGraw-Hill. Santa Fe de Bogotá, 1994.
96
ÍNDICE 1. Introducción..................................................................................................................... 1
1.1 El Problema y su Importancia................................................................................ 1
1.2 Objetivos ................................................................................................................ 3
1.3 Alcances y Limitaciones......................................................................................... 4
1.4 Metodología............................................................................................................ 6
2. Características Generales del Cantón Abangares....................................................... 14
2.1 Situación Geográfica............................................................................................ 14
2.2 Breve Reseña Histórica ....................................................................................... 14
2.3 División Territorial ................................................................................................ 15
2.4 Aspectos sociopolíticos........................................................................................ 16
2.5 Crecimiento Comercial y Económico................................................................... 17
2.6 Población.............................................................................................................. 18
3. Situación Actual del Acueducto de Las Juntas ............................................................ 21
3.1 Toma .................................................................................................................... 21
3.2 Tuberías ............................................................................................................... 22
3.3 Desarenadores..................................................................................................... 22
3.4 Planta Potabilizadora ........................................................................................... 22
3.5 Almacenamiento y Distribución ........................................................................... 23
3.6 Operación y Mantenimiento ................................................................................. 23
3.7 Tarifas................................................................................................................... 23
4. Caracterización de la cuenca del Río Abangares hasta la Estación Fluvigráfica
Limonal Viejo..................................................................................................................... 24
4.1 Descripción General............................................................................................. 24
97
4.2 Geología del área en estudio............................................................................... 28
4.3 Geomorfología del área en estudio ..................................................................... 28
4.4 Uso del suelo........................................................................................................ 30
4.5 Capacidad de uso del suelo ................................................................................ 34
4.6 Zonas de Vida ...................................................................................................... 37
5.1 Población.............................................................................................................. 42
5.2 Caudal de Diseño................................................................................................. 43
5.3 Caracterización física........................................................................................... 44
5.4 Mapas de Distribución de Precipitación .............................................................. 46
5.5 Precipitación a partir de mapas ........................................................................... 73
6. Análisis de Resultados ................................................................................................ 82
6.1 Caracterización Física ......................................................................................... 82
6.2 Caracterización Hidrometeorológica ................................................................... 85
6.3 Balance Hídrico.................................................................................................... 87
7. Conclusiones................................................................................................................. 89
8. Recomendaciones ........................................................................................................ 91
9. Recursos disponibles y Fuentes de Información Bibliográfica .................................... 94
9.1 Recursos Disponibles .......................................................................................... 94
9.2 Fuentes de Información Bibliográfica .................................................................. 95
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla #1. Estaciones pluviométricas………………………………………………………….7
Tabla #2. Distribución de área y población por distrito a finales del 2000……………….16
Tabla #3. Actividades económicas por zona………………………………………………..17
98
Tabla #4. Población para los cantones de Abangares y Cañas y las ciudades de Las
Juntas y Liberia…………………………………………………………………………………18
Tabla #5. Tarifas actuales por el servicio de agua potable en el distrito de Las Juntas
(tarifa mínima por 15 litros)……………………………………………………………………23
Tabla #6. Estaciones pluviométricas utilizadas……………………………………………..40
Tabla #7. Proyección de población y consumo de agua potable…………………………43
Tabla #8. Características físicas y morfológicas de la cuenca del río Abangares (hasta
Limonal Viejo) y de las subcuencas del Aguas Claras y Gongolona…………………….44
Tabla #9. Precipitación promedio a partir de mapas para la cuenca del río Abangares
(hasta Limonal Viejo)…………………………………………………………………………..73
Tabla #10. Precipitación promedio a partir de mapas para la subcuenca del río Aguas
Claras……………………………………………………………………………………………74
Tabla #11. Precipitación promedio a partir de mapas para la subcuenca del río
Gongolona………………………………………………………………………………………75
Tabla #12. Balance hídrico promedio para la cuenca del río Abangares (hasta Limonal
Viejo)…………………………………………………………………………………………….76
Tabla #13. Balance hídrico para el año seco de la cuenca del río Abangares (hasta
Limonal Viejo)…………………………………………………………………………………..76
Tabla #14. Balance hídrico promedio para la cuenca del río Aguas Claras………….….77
Tabla #15. Balance hídrico para el año seco de la cuenca del río Aguas Claras…….…77
Tabla #16. Balance hídrico promedio para la cuenca del río Gongolona………………..78
Tabla #17. Balance hídrico para el año seco de la cuenca del río Gongolona………….78
Tabla #18. Caudales para el año promedio de la cuenca del río Abangares y las
subcuencas del Aguas Claras y Gogolona………………………………………………….79
Tabla #19. Caudales para el año seco de la cuenca del río Abangares y las subcuencas
del Aguas Claras y Gogolona…………………………………………………………………79
Tabla #20. Comparación de caudales registrados y caudales calculados por balances
hídricos para la cuenca del río Abangares (hasta Limonal Viejo)………………………..80
99
ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico #1. Crecimiento poblacional de la zona…………………………………………….19
Gráfico #2. Modelo de crecimiento natural de la ciudad de Las Juntas………………….42
Gráfico #3. Curva hipsométrica de la cuenca del río Abangares…………………………44
Gráfico #4. Curva hipsométrica de la subcuenca del río Aguas Claras………………….45
Gráfico #5. Curva hipsométrica de la subcuenca del río Gongolona…………………….46
Gráfico #6. Histograma de precipitación promedio para la cuenca del río Abangares…73
Gráfico #7. Histograma de precipitación promedio para la subcuenca del río Aguas
Claras……………………………………………………………………………………………74
Gráfico #8. Histograma de precipitación promedio para la subcuenca del río
Gongolona………………………………………………………………………………………75
Gráfico #9. Curvas de duración para año promedio y año seco según el caudal
calculado con el balance hídrico en la cuenca del río Abangares………………………..80
Gráfico #10. Curvas de duración para año promedio y año seco según el caudal
calculado con el balance hídrico en la subcuenca del río Aguas
Claras………………………………………………………………….………………………..81
Gráfico #11. Curvas de duración para año promedio y año seco según el caudal
calculado con el balance hídrico en la subcuenca del río
Gongolona………………………………………………………………….…………………..81
ÍNDICE DE FIGURAS Figura #1. Mapa político del cantón de Abangares…………………………………………15
Figura #2. Vista de la toma de agua………………………………………………………….21
Figura #3. Vista de los desarenadotes……………………………………………………….22
Figura #4. Fotografía aérea de las subcuencas de Aguas Claras y Gongolona………..31
Figura #5. Vista de la cuenca del río Abangares, hacia la confluencia de los ríos Aguas
Claras y Gongolona durante la época seca…………………………………………………32
100
Figura #6. Vista de la cuenca del río Abangares, aguas abajo del sitio Los Mazos,
durante la época seca…………………………………………………………………………32
Figura #7.Vista hacia el río Aguas Claras durante la época lluviosa…………………….33
Figura #8. Vista de la parte alta de la subcuenca del río Aguas Claras durante la época
húmeda………………………………………………………………………………………….33
Figura #9. Rectángulo equivalente de la cuenca del río Abangares……………………..45
ÍNDICE DE MAPAS
Mapa #1. Ubicación del área en estudio…………………………………………………….25
Mapa #2. Cuenca del río Abangares (hasta Limonal Viejo)……………………………….26
Mapa #3. Mapa de pendientes: Cuenca del río Abangares……………………………….27
Mapa #4. Capacidad de uso del suelo……………………………………………………….36
Mapa #5. Zonas de vida: cuenca del río Abangares (hasta Limonal Viejo)…………..…41
Mapa #6. Distribución de precipitación promedio anual……………………………………47
Mapa #7. Distribución de precipitación promedio mensual enero...................................48
Mapa #8. Distribución de precipitación promedio mensual febrero………………………49
Mapa #9. Distribución de precipitación promedio mensual marzo……………………….50
Mapa #10. Distribución de precipitación promedio mensual abril………………………..51
Mapa #11. Distribución de precipitación promedio mensual mayo………………………52
Mapa #12. Distribución de precipitación promedio mensual junio………………………..53
Mapa #13. Distribución de precipitación promedio mensual julio…………………………54
Mapa #14. Distribución de precipitación promedio mensual agosto……………………..55
Mapa #15. Distribución de precipitación promedio mensual setiembre…………………56
Mapa #16. Distribución de precipitación promedio mensual octubre……………………57
Mapa #17. Distribución de precipitación promedio mensual noviembre………………...58
101
Mapa #18. Distribución de precipitación promedio mensual diciembre…………………59
Mapa #19. Distribución de precipitación anual mínima……………………………………60
Mapa #20. Distribución de precipitación mensual mínima enero…………………………61
Mapa #21. Distribución de precipitación mensual mínima febrero……………………….62
Mapa #22. Distribución de precipitación mensual mínima marzo………………………...63
Mapa #23. Distribución de precipitación mensual mínima abril…………………………..64
Mapa #24. Distribución de precipitación mensual mínima mayo…………………………65
Mapa #25. Distribución de precipitación mensual mínima junio………………………….66
Mapa #26. Distribución de precipitación mensual mínima julio…………………………..67
Mapa #27. Distribución de precipitación mensual mínima agosto……………………….68
Mapa #28. Distribución de precipitación mensual mínima setiembre……………………69
Mapa #29. Distribución de precipitación mensual mínima octubre………………………70
Mapa #30. Distribución de precipitación mensual mínima noviembre……………………71
Mapa #31. Distribución de precipitación mensual mínima diciembre…………………….72
ANEXOS
Anexo 1: Registros de precipitación.
Anexo 2: Capacidad de uso de las tierras en Costa Rica.
Anexo 3: Análisis de registros de caudales en la estación de Limonal Viejo
102
Anexo 3
Análisis de registros de caudales en la
estación de Limonal Viejo