CARRERA DE INGENIERA CIVIL RIEGO Y DRENAJE PROYECTO PROPSITO MLTIPLE CHONE

CAPT. MIGUEL GMEZ CAPT. JOSE AROCASR. MARCO BENAVIDES SR. DIEGO CEVALLOS SR. JHONY HIDALGO SR. JUAN ERAZOTITULO:PROYECTO PROPSITO MLTIPLE CHONE

Jos Aroca1, Marco Benavides1, Diego Cevallos1, Miguel Gmez1, Johnny Hidalgo1, Juan Erazo11. Resumen:El proyecto propsito mltiple Chone se encuentra ubicado en la cuenca del Ro Grande, ubicada al este de la ciudad de Chone, Provincia de Manab. Rio Grande nace en las montaas del Arroyo y recorre aproximadamente 30 kilmetros hasta unirse al ro Mosquito en el sector de las Dos Bocas cerca de San Andrs (km. 8 va a Quito) para seguir su curso hacia la ciudad de Chone donde se une al Ro Garrapata. Ro Grande recibe las aguas de los ros Snchez, Caitas y Platanales, as como de los esteros Betillal, Camarones, El Espejo, La Balsa, Coaque, El Aguacate, Achiote Chico y Achiote Grande.

Los procesos que permiten cumplir con los objetivos de este avance fueron los estudios relacionados con la ubicacin de la cuenca, clima, geologa, principales cultivos lo cuales fueron obtenidos con datos oficiales de las tres Estaciones meteorolgicas ms cercanas que son Chone M162, Portoviejo M005, Jama M167 de la base de datos del Instituto

HYPERLINK https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CB4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.serviciometeorologico.gob.ec%2F&ei=S6liVaGNONHksAT_xoGAAQ&usg=AFQjCNEFcySDo9Jf4Gv4Xd0eCI4vvpVbTQ&sig2=Dt8UeMZYY2j4_S_DQZJI6Q&bvm=bv.93990622,d.cWc Nacional de Meteorologa e Hidrologa. Los parmetros morfomtricos establecidos, permitieron determinar las caractersticas propias de la cuenca hidrogrfica Chone, de igual manera, se pudo establecer caractersticas propias sobre la calidad de las aguas en el sector, clima, sistema de riego, cultivos, planimetra de zona de riego y canal, prdidas de agua, caudales medios, mnimos y mximos.Palabras Clave:Propsito mltiple, Estaciones meteorolgicas, parmetros, riego, agua2. Introduccin:Chone, ubicada en la provincia de Manab, tiene una gran viabilidad en la cantidad de pluviosidad que recibe anualmente. (Relacin entre la composicin qumica inorgnica del agua, la precipitacin y la evaporacin en la cuenca de Ro Grande, Chone, Ecuador, David Carrera, et al, 2015). Debido a la variacin de precipitacin que hay en esta cuenca por los cambios de pocas climticas ha hecho que el estado ecuatoriano invierta en la construccin de un proyecto multipropsito, para mantener un sistema de riego para abastecer una demanda aceptable para el rea agrcola de Chone.

El comportamiento hidrolgico de los ros est en convergencia con el rgimen pluviomtrico de la zona, ya que en pocas de grandes precipitaciones los ros aumentan su caudal y producen daos a los sectores que se encuentran asentados cerca de sus orillas, es as que comunidades como: Convento, El Bejuco, Los Naranjos y la ciudad de Chone son las ms afectadas por las inundaciones producidas por estos ros provocando prdidas econmicas. (Proyecto Sistema de alerta Temprana de control de inundaciones en la Cuenca del Rio Chone del Ecuador, 2008).

Los estudios de hidrologa, tienen por finalidad proporcionar los parmetros hidrolgicos para el diseo de la presa. Para esto se establece la necesaria revisin de los hidrogramas de crecida obtenidos en estudios realizados.

3. Objetivos:3.1 Objetivo General:

Entregar informacin actualizada sobre la Cuenca del Ro Grande, relacionada al riego y drenaje, para establecer un documento tcnico preliminar, que permita una aproximacin para evaluar las caractersticas de la Cuenca y definir acciones y alternativas referentes al rea de Riego y Drenaje de la Cuenca del Ro Chone.3.2 Objetivos Especficos:Disponer de un estudio e informacin actualizados sobre la situacin general de los recursos hdricos en la cuenca del Ro Grande, que permitan definir el aprovechamiento en riego y drenaje.

Identificar zonas de inters que requieran atencin especial y estudios prioritarios, en base a consideraciones tcnicas, sociales, ambientales y econmicas en el sistema de riego y drenaje.

4. Materiales y Mtodos:4.1 Mapa de ubicacin de la cuenca con los sistemas hidrogrficos principales georreferenciadoLa cuenca del Ro Chone est comprendida entre las coordenadas 14'15.04"S, 027'20.14"S; 8027'14.23"W, 7952'11.79''W, y cubre un rea de aproximadamente 2.267 km (ver Figura 1). Limita al norte con las cuencas del Ro Briseo y Ro Jama al sur con las cuencas del Ro Portoviejo y Ro Guayas, al este con el ocano pacfico, la cuenca del Estero Pajonal y al oeste con la cuenca del Ro Guayas.

Los ros que forman el gran sistema hidrogrfico de Chone corren de norte a sur hasta confundirse en el lecho de esa gran arteria fluvial ecuatoriana que constituye el Ro Guayas y que desemboca frente a la isla Pun. El Ro Guayas resulta de la confluencia de los ros Daule y Babahoyo. Al Ro Babahoyo afluyen los ros Vinces, Pueblo Viejo, Ventanas-Catarama y Yaguachi, formando la red fluvial ms densa de la costa y la ms til para la navegacin.

La localizacin general de la Cuenca del ro Grande se presenta como una cuenca que aporta a la cuenca Hidrogrfica del Ro Chone que comprende una extensin aproximadamente de 1.230 km2 y es una de las riquezas econmicas potenciales con que cuenta el pas para la provincia de Manab. (Senagua, 2013).

Figura 1. Representacin de la cuenca del ro GrandeFuente: (Secretaria Nacional del agua, 2013)La topografa de la cuenca vara desde el nivel del mar hasta los 700 msnm (Figura 2). Las pendientes que predominan estn en el rango de 10 y 40% en las zonas medias. En general la topografa de la cuenca en la zona media favorece en temporadas invernales a la formacin de reas de inundacin; mientras que en las zonas altas los fuertes procesos erosivos se manifiestan en la alta ocurrencia de movimientos en masa.

Para nuestro anlisis hemos considerado la morfologa hidrolgica del ro Grande sobre la distribucin sobre la cuenca del ro segn se muestra en la figura de anlisis. (Senagua, 2013)

Figura 2. Representacin de la cuenca del ro Chone.

Fuente: (Secretaria Nacional del agua, 2013)

4.2 Clima

La presencia de la corriente clida del Nio, tiene una marcada influencia en las precipitaciones de la zona, presentndose dos perodos diferenciados por la intensidad de las lluvias, un perodo que va de diciembre a abril con fuertes precipitaciones que alcanzan su mxima intensidad en el mes de marzo y un perodo seco de junio a diciembre con ausencia de precipitaciones en los que se presentan ligeras lloviznas de poca duracin.

El rea de estudio se encuentra en la zona de convergencia intertropical, en la formacin Bioclimtica Subdesrtica Tropical, la temperatura media anual es de 25.5 grados centgrados. De enero a mayo, corresponde con la poca lluviosa, la temperatura aumenta ligeramente y, entre junio y diciembre, correspondiente con los meses secos, esta disminuye ligeramente. El promedio anual de la precipitacin es de 1234.42 milmetros. Los meses de lluvia van de enero a mayo en que la precipitacin totaliza 1010.30 milmetros (82% de la precipitacin anual). Los meses secos se registran de junio a diciembre en que la precipitacin total es de slo 224.12mm (18% de la precipitacin anual). 4.3 Geologa

En la cuenca afloran rocas sedimentarias que datan desde la presencia de la corriente clida del Nio, tiene una marcada influencia en las precipitaciones de la zona, presentndose dos perodos diferenciados por la intensidad de las lluvias, un perodo que va de diciembre a mayo con fuertes precipitaciones que alcanzan su mxima intensidad en el mes de marzo y un perodo seco de junio a diciembre con ausencia de precipitaciones en los que se presentan ligeras lloviznas de poca duracin.

El clima de Manab est influenciado por la orografa de la zona, determinndose de occidente a oriente tres tipos de clima; las temperaturas medias no experimentan mayor cambio, mantenindose ms o menos constante.

4.4 Principales Cultivos

La produccin agrcola se divide en cultivos de ciclos cortos (maz, yuca, arroz, papaya meln, sanda, pimiento, tomate, pepino) y cultivos perennes (cacao, frutas ctricas, pltano), todos en un orden de rea sembrada e importancia comercial.

Chone es un Cantn que rene condiciones netamente agropecuarias por lo que la mayora de los habitantes se dedican a la labor del cultivo de ctricos. Los meses de mayor produccin son junio, julio, agosto y septiembre, presenciando una gran cantidad de productos ctricos (mandarina, naranja, toronja, maracuy).

4.5 Sistemas de riego implementados El Sistema de Riego Carrizal Chone II fue construido por CRM-Senagua con la finalidad de entregar el servicio de riego a 6018 hectreas en los cantones Bolvar, Junn, Tosagua y Chone.

Las obras construidas son las siguientes: tronco comn de 15 kilmetros de tubera con dimetros de 1300 a 2000 mm; alimentador de Bachillero-Tosagua, con capacidad de almacenamiento de 37.000 m3, con lnea de conduccin de 12.5 km; alimentador de Los Amarillos-Bolvar, con capacidad de 37.000 m3, y lnea de conduccin de 4.5 km; alimentador de Canuto-Chone, con capacidad de 40.000 m3, y lnea de conduccin de 1.5 km; alimentador Mijarra, con lnea de conduccin de 1 km (Senagua, 2012).

El sistema de riego cuenta con una red secundaria compuesta por diferentes ramales, con una longitud de 120 km, cuya tubera tiene dimetros de 63 a 1000 mm; con 450 tomas de agua-riego ubicadas en las tierras de cultivo.

4.6 Metodologa del trabajo

Se utilizaron frmulas, las cuales se encuentran debidamente citadas, para el clculo de precipitaciones promedio anual y mensual, as como tambin grficos orientados a datos provistos por el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGA E HIDROLOGA. Con la ayuda de la FAO y frmulas establecidas en la ctedra de Riego y Drenaje, se pudo generar criterios sobre la evaporacin y uso consuntivo de la Cuenca de Rio Grande, mediante el Nomograma de Wilson, adems, se aplicaron conceptos establecidos a travs del Mtodo de Blaney Criddle, para obtener la Evapotranspiracin mediante cuadros y tablas ilustrativas. Aparicio (1992).Se accedi a la pgina oficial del Sistema de Informacin Nacional de Agricultura, Ganadera, Acuacultura y Pesca el cual es un organismo dependiente del MAGAP en donde se encontraba cargado el Reporte de Resultados del Censo Provincial, documento que sirvi de apoyo para la determinacin de los cultivos predominantes del sitio y otros requerimientos necesarios para el desarrollo del presente artculo.Finalmente, se emplearon mtodos como el Aritmtico, Polgono de Thiessen e Isoyetas para determinar la precipitacin media anual y posteriormente caudales. Monsalve (1995).1. Resultados y Discusin:

5.1 Tabla de resumen de los parmetros morfomtricos de la cuenca de estudio El anlisis hidrolgico es fundamental para el planeamiento, diseo y operacin de los sistemas hidrulicos. Estos sistemas varan en su dimensionamiento desde una cuneta, alcantarilla, drenaje, hasta obras de proteccin contra inundaciones por desbordamientos de ros.

Las Comunidades que se asientan cerca de los ros Garrapata, Mosquito y Grande tienen una influencia directa en caso de desbordamientos de los ros producto de lluvias intensas y ms an la ciudad de Chone.

Los ros Garrapata, Mosquito y Grande ayudados por la accin del hombre (deforestacin y erosin de la cuenca) son los causantes directos de las inundaciones, segn se pudo observar en el campo y encuestas realizadas a la gente del lugar e instituciones pblicas (Cuerpo de Bomberos, Defensa Civil y otros), ya que en pocas de lluvias intensas sus caudales se desbordan, inundando a importantes sectores ubicados en sus mrgenes. (INHAMI, 2008)

5.1.1 rea de la cuencaEl rea de la cuenca est definida por el espacio delimitado por la curva del permetro (P). Esta lnea se traza normalmente mediante fotointerpretacin de fotografas areas en las que se aprecia el relieve (y por lo tanto las divisorias de aguas) o sobre un mapa topogrfico en funcin de las curvas de nivel representadas. Probablemente sea el factor ms importante en la relacin escorrenta-caractersticas morfolgicas (Villacs & Andrade, 1985).5.1.2. Longitud del cauce principal (L), permetro (P) y ancho (W)

La longitud L de la cuenca viene definida por la longitud de su cauce principal, siendo la distancia equivalente que recorre el ro entre el punto de desage aguas abajo y el punto situado a mayor distancia topogrfica aguas arriba.

Al igual que la superficie, este parmetro influye enormemente en la generacin de escorrenta y por ello es determinante para el clculo de la mayora de los ndices morfomtricos (Villacs & Andrade, 1985).En cuanto al permetro de la cuenca, P, informa sobre la forma de la cuenca; para una misma superficie, los permetros de mayor valor se corresponden con cuencas alargadas mientras que los de menor lo hacen con cuencas redondeadas (Barry & Chorley, 1985).

rea de la Cuenca (km2)161.985

Permetro de la Cuenca (km)56.54

Longitud del cauce principal (km)17.24

Longitud de la cuenca (km)21.80

Tabla 2. Datos preliminares de la cuencaNombre del ParmetroSmboloValorObservacin

Factor de FormaKf0,545Moderadamente Achatada orientada a menos crecidas

Coeficiente de CompacidadKc1,252De oval redonda a oval oblonga, mediana concentracin de agua.

Densidad de Drenaje0,148Bajo

Pendiente Media de la Cuenca0,08ArcGIS

Pendiente media del Cauce Principal0,0174INHAMI

Tiempo de Concentracin4,37

Tabla 3. Resumen de Parmetros Morfomtricos de la Cuenca Rio Grande - ChoneSegn el Proyecto Sistema de Alerta Temprana de Control de Inundaciones en la Cuenca del ro Chone del Ecuador - INHAMI, 2008, se establece los siguientes parmetros morfomtricos de estudio.

Tabla 4. Caractersticas fsicas morfomtricas de las cuencas detalladasCota (m)

rea de la Cuenca (%)

800 - 6803,6

680 - 5606,1

560 - 44015,6

440 - 32016,9

320 - 20018,1

200 - 8026,8

80 - 1012,8

Total (%)100

Tabla 5. Tabla de relacin Cota vs. rea de la Cuenca realizado en ArcGIS.

Figura 10. % de Area de la Cuenca Rio GrandeFigura 3. Histograma de Porcentaje de rea de la Cuenca

Distribuida de acuerdo a las Cotas.5.1.3 Curva Hipsomtrica

La curva hipsomtrica, es una curva que indica el porcentaje de rea de la cuenca o bien la superficie de la cuenca en km2 que existe por encima de una cota determinada.La curva hipsomtrica representa el rea drenada variando con la altura de la superficie de la cuenca. Se construye llevando al eje de las abscisas los valores de la superficie drenada proyectada en km2 o en porcentaje, obtenida hasta un determinado nivel, el cual se lleva al eje de las ordenadas, generalmente en metros. Normalmente se puede decir que los dos extremos de la curva tienen variaciones abruptas.

La funcin hipsomtrica es una forma conveniente y objetiva de describir la relacin entre la propiedad altimtrica de la cuenca en un plano y su elevacin. Es posible convertir la curva hipsomtrica en funcin a dimensional usando en lugar de valores totales en los ejes, valores relativos: dividiendo la altura y el rea por sus respectivos valores mximos.

El grfico a dimensional es muy til en hidrologa para el estudio de similitud entre dos cuencas, cuando ellas presentan variaciones de la precipitacin y de la evaporacin con la altura. Las curvas hipsomtricas tambin han sido asociadas con las edades de los ros de las respectivas cuencas.Cota (m)

rea (%)

800,00

3,6

680,00

9,7

560,00

25,3

440,00

42,2

320,00

60,4

200,00

87,1

80,00

100,0

Tabla 6. reas para la curva hipsomtrica.

Figura 4. Curva Hipsomtrica

Figura 5. Curva Hipsomtrica de comparacinLa grafica de la Curva Hipsomtrica determinada indica, que es una curva tipo B, por lo tanto en base a las caractersticas del ciclo de erosin en la figura 2 es una cuenca en Equilibrio (Fase de Madurez).

5.1.4 Clculo tiempo de concentracin:

Es el tiempo requerido por una gota para recorrer desde el punto hidrulicamente ms lejano hasta la salida de la cuenca. Transcurrido el tiempo de concentracin se considera que toda la cuenca contribuye a la salida. Como existe una relacin inversa entre la duracin de una tormenta y su intensidad (a mayor duracin disminuye la intensidad), entonces se asume que la duracin crtica es igual al tiempo de concentracin tc. El tiempo de concentracin real depende de muchos factores, entre otros de la geometra en planta de la cuenca (una cuenca alargada tendr un mayor tiempo de concentracin), de su pendiente pues una mayor pendiente produce flujos ms rpidos y en menor tiempo de concentracin, el rea, las caractersticas del suelo, cobertura vegetal, etc. Las frmulas ms comunes solo incluyen la pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el rea.

Tabla 7. Tiempo de Concentracin de la Cuenca Chone.5.2 Clculo de la evaporacin mensual por el nomograma de Wilson

Tabla 8. Evaporacin Mensual Estacin Chone por Nomograma de Wilson.

Tabla 9. Evaporacin Mensual Estacin Chone por Nomograma de Wilson.

5.3 Calculo de la evapotranspiracin por el mtodo Thorntwaite y de Blaney-Criddle

Tabla 10. Evapotranspiracin por el mtodo de Thornwhite.

5.4 Climatograma Estacin M-162 (Portoviejo) y M005 (Chone)

Figura 6. Climatograma Estacin M162.

Figura 7. Climatograma Estacin M005.

5.5 Estadstica de los principales cultivos con justificacin bibliogrfica

Tabla 11. Nmero de UPAs y superficie por categoras de uso del suelo, segn cantn

Fuente: (III Censo Nacional Agropecuario. MAGAP 2014)

Tabla 12. Nmero de UPAs y superficie en hectreas por principales cultivos solos (monocultivos)Fuente: (III Censo Nacional Agropecuario. MAGAP 2014)

Tabla 12.1. Nmero de UPAs y superficie en hectreas por principales cultivos solos (monocultivos)

Fuente: (III Censo Nacional Agropecuario. MAGAP 2014)

Tabla 13. Nmero de UPAs y superficie en hectreas por principales cultivos asociadosFuente: (III Censo Nacional Agropecuario. MAGAP 2014)

Tabla 13.1. Nmero de UPAs y superficie en hectreas por principales cultivos asociadosFuente: (III Censo Nacional Agropecuario. MAGAP 2014)6. Conclusiones y Recomendaciones: El estudio de Meteorologa e Hidrologa presenta el anlisis de parmetros y variables de inters para la caracterizacin meteorolgica de la zona del proyecto, cara la definicin de hidrogramas de crecientes, caudales mximos, volmenes de crecientes, calidad de agua para el diseo definitivo.

La informacin recopilada corresponde a, en la mayora de los casos a datos o registros medios o mensuales para caracterizar climatolgicamente la zona de estudio.

El periodo lluvioso se inicia en el mes de enero y culmina en el mes de junio, siendo el mes de febrero el ms lluvioso y el mes de agosto el ms seco el comportamiento pluviomtrico es unimodal con una precipitacin media anual que sobrepasa los 1250mm. Se conoce que son 10 la suma de longitudes de los cursos que integran el rio Lucas, de las cuales se ha obtenido los datos de longitud y se ha obtenido la densidad de drenaje de la misma cuenca. La presencia del proyecto Carrizal Chone constituye para los cantones Bolvar y Tosagua de la provincia de Manab un paso importante para el desarrollo socioeconmico de los pobladores del sector rural. Para la determinacin de las extracciones mensuales de acuerdo a la evapotranspiracin calculada por Thorntwaite es mayor a la calculada o por el mtodo de Blaney-Criddle debido a que la evapotranspiracin determinada por Thorntwaite es ms general, en cambio de Blaney-Criddle considera el cultivo y es ms conservador. De acuerdo a la informacin recolectada, la zona de riego ser abastecida de agua para riego por una tubera por lo que no existe perdida en el canal que se considera para la determinacin de las extracciones de agua, pero para fines didcticos se consider el canal de drenaje como el canal de riego y se realiz los clculos respectivos. Los datos estadsticos de los cultivos que se producen en el zona de aplicacin del proyecto fueron de suma importancia para el clculo de parmetros primordiales para el riego. Los resultados que nos deja este estudio en cierta forma dependen no solo del investigador sino tambin de la responsabilidad de las personas que registran los datos en sus respectivas estaciones.

Se recomienda practicar el uso del programa AUTOCAD ya que esta es una herramienta muy eficaz en el desarrollo de proyectos que requieran clculos sobre planos o cartas topogrficas.

Tener al alcance una herramienta como lo es el arcgis facilitara tambin en gran cantidad el trabajo del investigador.

7. Bibliografa: Almeida Romn, M. (2010) Tesis Instructivos de procesamiento de Informacin Hidrometeorolgica. Ecuador. Escuela Politcnica Nacional.

Aparicio, J. (1992). Fundamentos de Hidrologa de Superficie. Mxico, D.F. Grupo Noriega Editores.

FAO Investment Centre. 1997. Viet Nam rural infrastructures sector project, Phase I. Volume 1,

Fuentes, (2004) Principios y Fundamentos de la Hidrologa Superficial.

German Monsalve Senz, Hidrologa en la Ingeniera, Grupo editorial 87, 1995, Pgs 350

Horton, R. (1945) Erosional development of streams and their drainage basins: hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of American Bulletin.

Jochen Heuveldop, Jorhe Pardo Taises, Salvador Quiros Conejo, Leonardo Espinoza Prieto, Agroclimatologia Tropical 1980,Ed UED. ,Impreso 1998, Paginas371 Linsley, R.; Kohler, M.; Paulus, J. 1988. Hidrologa para ingenieros. 2 ed. Mxico. Editorial McGraw-Hill Interamericana S.A. 386 p. Leutn, J., (1985) Riego y drenaje. Primera edicin. Costa Rica, Universidad estatal a distancia. Medina, G., (2014) Medicin de los factores incrementales que genera el riego tecnificado de las comunidades el Beldaco, San Jacinto, Lodana - adentro y camino nuevo, pertenecientes a la provincia de Manab, Ecuador, Universidad Central del Ecuador. Oate, F (2000) Apuntes de Hidrologa. Ecuador. UTPL, Escuela de Ingeniera Civil

Sandoval, J., (2003) Principios de Riego y Drenaje. Editorial Universitaria, Chile.

Strahler, A. N. (1964), Handbook of Applied Hydrology. New York-USA. Mc Graw-Hill

Viessman, W. & G. L. Lewis (1995), Introduction to Hydrology. Harper Collins, 4 ed. Carvajal, J., Rodrguez, F. (2010). Sistematizacin de prcticas para el aprovechamiento de Recursos Naturales en la cuenca del Chone. Asistencia a los pases andinos en la reduccin de riesgos y desastres en el sector agropecuario, p.64. AME-Secretara Tcnica de Planificacin y Desarrollo, 2008.

SENAGUA. Pgina Oficial de la Secretaria Nacional del agua, 2013. SINAGAP. III Censo Nacional Agropecuario, 2014. Universidad de las Fuerzas Armadas, Departamento de Ciencias de la Tierra y la Construccin, Sangolqu - Ecuador (jlaroca@espe.com, mgbenavides@espe.edu.ec, dfcevallos@espe.edu.ec, megomez1@espe.edu.ec, jhidalgo1@espe.edu.ec, jderazo3@espe.edu )