ZO IFICACIÓ DE LA DISPO IBILIDAD DEL RECURSO HÍDRICO DE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COSTA RICA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL MAR
ESCUELA DE CIENCIAS GEOGRÁFICAS
ZOIFICACIÓ DE LA DISPOIBILIDAD DEL
RECURSO HÍDRICO DE LA MICROCUECA DEL RÍO
CIRUELAS.
Proyecto de graduación presentado a la Escuela de Ciencia Geográficas para optar por el grado de
Licenciada en Ciencias Geográficas con énfasis en Ordenamiento del Territorial
Presentado por:
Pamela María Rodríguez Bolaños
Campus Omar Dengo
Heredia, Costa Rica
Setiembre, 2009
i
TRIBUAL EXAMIADOR DEL PROYECTO DE GRADUACIÓ
................................................
M.Sc. Eladio Cháves Salas
En representación del Decano de la Facultad
de Ciencias de la Tierra y el Mar
................................................
Dr. Carlos Morera Beita
En representación del Director de la
Escuela Ciencias Geografías
................................................
Lic. Ligia Hernando Echeverría
Tutora del proyecto de graduación
...............................................
......................................................
M.Sc. Lilliam Quirós Arias
Lic. Amalia Ruíz Hernández
Lectora del proyecto de graduación
Lectora de proyecto de graduación
Presentó el día 16 del mes de setiembre del 2009.
ii
Dedicatoria
A Dios, a mi familia y quienes han luchado junto a mi en cada paso de mi vida.
iii
Agradecimientos
A Dios y a mi familia, que me han dado la fuerza para luchar en cada momento de mi
vida, y aquellas personas que han estado junto a mí dándome su amor y ayuda.
A la profesora Ligia Hernando quien confió en mi en cada momento del proyecto, y
trabajó a mi lado constantemente instruyéndome y enseñándome valiosas lecciones.
A la profesora Lilliam Quirós, quien siempre mostró sus ganas de ayudar y aliento para
concluir con este proceso.
A la profesora Amalia Ruíz, quien con su ayuda logré concluir este trabajo, y a quien
considero excelente persona.
Aquellas instituciones que me brindaron la información para llevar a cabo esta
investigación, tales como el Instituto Meteorológico Nacional, el Instituto Costarricense
de Electricidad, y el SENARA.
A todos mis profesores, a quienes los llevo en el corazón, ya que indudablemente me
ayudaron a ser la profesional que soy y de los cuales recibí su cariño y conocimiento.
Y a la Escuela de Ciencias Geográficas de la UNA, quien me brindó el equipo de
laboratorio necesario para el análisis de esta investigación.
iv
Resumen
El presente proyecto trata acerca de la elaboración de una zonificación de la
disponibilidad y distribución del recurso hídrico en la microcuenca del río Ciruelas,
ubicada en la subcuenca del río Virilla y esta, a su vez, en la cuenca del río Grande de
Tárcoles.
La disponibilidad de esre hídrico se considera parte de la oferta hídrica, la cual se
obtiene a partir de la elaboración de los balances hídricos por unidad geomorfológica,
zona climática y uso de la tierra. Esta metodología es una adaptación del balance hídrico
propuesto por Thornthwaite y Mather en 1941, la cual considera diversas variables,
entre las cuales se pueden mencionar: la temperatura de las estaciones que poseen
influencia sobre la microcuenca, así como la precipitación del caudal diarios de la
estación pluviométrica Las Vueltas; el uso de la tierra y el análisis físico del suelo, para
obtener en su totalidad, el balance de cada sector en la microcuenca, definido este
último de acuerdo con la integración de estas variables.
Los datos obtenidos de dicho balance conllevan a la zonificación de la disponibilidad
del recurso hídrico en un espacio y tiempo determinados. A partir
de
esta
caracterización los entes encargados del manejo del recurso hídrico podrían
implementar medidas que contribuyan a la protección y al uso racional de dicho recurso,
en los diferentes periodos meteorológicos propios del área de estudio.
v
Tabla de contenidos
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA............................................. 1
1.1 Tema .................................................................................................................... 1
1.2 Antecedentes del problema.................................................................................. 1
1.3 Planteamiento del problema ................................................................................ 3
1.4 Objetivos de la investigación............................................................................... 4
1.4.1. Objetivo general ............................................................................................ 4
1.4.2. Objetivos específicos..................................................................................... 4
1.5 Justificación de la investigación .......................................................................... 5
1.6 Marco conceptual de la investigación ................................................................. 6
1.6.1 El recurso hídrico en nuestra sociedad ........................................................... 6
1.6.2 Cuenca hidrográfica y ordenamiento territorial.............................................. 7
1.6.3 Oferta hídrica, distribución y disponibilidad del recurso hídrico................... 9
1.6.4 Balance hídrico como herramienta de la determinación del recurso hídrico 10
1.6.4.1 Variables del balance hídrico .................................................................. 10
1.7. Aspectos metodológicos ................................................................................... 12
1.7.1 Tipo de investigación ................................................................................... 12
1.7.2. Delimitación espacial y temporal del área de estudio ................................. 13
1.7.3 Fuentes de información ................................................................................ 16
1.7.4 Unidad de análisis......................................................................................... 17
1.7.5 Procedimiento metodológico........................................................................ 17
1.7.5.1 Procedimiento para obtener el balance hídrico........................................ 17
1.7.5.2. Precipitación y escorrentía superficial.................................................... 19
1.7.5.3 Capacidad de campo (CC) y punto de marchitez permanente (PMP)..... 26
1.7.5.3.1 Método de succión.............................................................................. 26
1.7.5.3.2 Método de presión .............................................................................. 27
vi
1.7.5.4 Conductividad hidráulica......................................................................... 30
1.8 Operacionalización de las variables .................................................................. 34
CAPÍTULO II: RESULTADOS Y ANÁLISIS ......................................................... 36
2.1 Geomorfología de la microcuenca del río Ciruelas ........................................... 36
2.2. Geología de la microcuenca del río Ciruelas.................................................... 47
2.3. Clima de la microcuenca del río Ciruelas......................................................... 49
2.3.1. Precipitación ................................................................................................ 49
2.3.2. Escorrentía ................................................................................................... 53
2.3.3. Zonas climáticas .......................................................................................... 56
2.4. Uso de la tierra de la microcuenca del río Ciruelas .......................................... 59
2.5. Condiciones hídricas de la microcuenca del río Ciruelas................................. 62
2.5.1. Zonas climáticas …………………………………………………………..62
2.6 Zonificación de la disponibilidad del recurso hídrico de la microcuenca del río
Ciruelas....................................................................................................................... 96
2.7. Balance hídrico total...................................................................................... 101
CAPÍTULO III: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................ 103
3.1 Conclusiones.................................................................................................... 103
3.2 Recomendaciones ............................................................................................ 106
Bibliografía............................................................................................................... 107
vii
Índice de Cuadros
Cuadro 1.
Estaciones interrelacionadas con la microcuenca del río Ciruelas..........21
Cuadro 2.
Grupos climáticos según índice hídrico ..................................................24
Cuadro 3.
Subgrupos climáticos según índice hídrico..............................................24
Cuadro 4.
Límites de Zonas Climáticas....................................................................25
Cuadro 5.
Clasificación de valores de K para la Ecuación Universal de Pérdida de
Suelo................................................................................................................................33
Cuadro 6.
Análisis físico del perfil estratiFigura 1, Typic Dystrandept. Ubicado en
la unidad geomorfológica zona volcánica ......................................................................39
Cuadro 7.
Análisis físico del perfil estratiFigura 2, Typic Dystrandept. Ubicado en
la unidad geomorfológica zona volcánica ......................................................................41
Cuadro 8.
Análisis físico del perfil estratiFigura 3, Ustic Humitropept .Ubicado en
la unidad geomorfológica zona sedimentaria..................................................................43
Cuadro 9.
Análisis físico del perfil estratiFigura 4, Typic Pellestert. Ubicado en la
unidad geomorfológica zona sedimentaria......................................................................45
Cuadro 10.
Área de influencia de las estaciones según el método de los polígonos de
Thiessen ........................................................................................................................_49
Cuadro 11.
Precipitación mensual de las estaciones meteorológica ..........................50
Cuadro 12.
Precipitación mensual y anual según método de los polígonos de
Thiessen...........................................................................................................................50
Cuadro 13.
Precipitación Media Mensual, según método de los polígonos de
Thiessen...........................................................................................................................53
Cuadro 14.
Porcentaje de escorrentía, según método de Polígonos de Thiessen y
Separación de Hidrográmas.............................................................................................54
Cuadro 15.
Uso de la tierra de la microcuenca del río Ciruelas, según área y
porcentaje.........................................................................................................................59
Cuadro 16.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática I y uso de la tierra pasto.........................................................66
Cuadro 17.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra bosque ................................................67
Cuadro 18.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra café......................................................68
viii
Cuadro 19.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra caña ....................................................69
Cuadro 20.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra pasto....................................................70
Cuadro 21.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra helechos...............................................71
Cuadro 22.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra bosque................................................75
Cuadro 23.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra café.....................................................76
Cuadro 24.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra helechos ............................................77
Cuadro 25.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra pasto...................................................78
Cuadro 26.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática II y uso de la tierra bosque ....................................................79
Cuadro 27.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática II y uso de la tierra café.........................................................80
Cuadro 28.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática II y uso de la tierra helechos..................................................81
Cuadro 29.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática II y uso de la tierra pasto........................................................82
Cuadro 30.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática III y uso de la tierra bosque....................................................84
Cuadro 31.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática III y uso de la tierra café........................................................85
Cuadro 32.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática III y uso de la tierra pasto ......................................................86
Cuadro 33.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática IV y uso de la tierra bosque ..................................................88
Cuadro 34.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática IV y uso de la tierra pasto......................................................89
Cuadro 35.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática V y uso de la tierra bosque ....................................................90
ix
Cuadro 36.
Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona
volcánica, zona climática V y uso de la tierra pasto........................................................91
Cuadro 37.
Valores totales del Balance hídrico de la microcuenca del río Ciruelas..92
Cuadro 38.
Ganancia hídrica según unidad geomorfológica de la microcuenca del río
Ciruelas............................................................................................................................97
Índice de Mapas
Mapa 1
Área de estudio Microcuenca del río Ciruelas.........................................15
Mapa 2
Distribución de lluvias en la Microcuenca del río Ciruelas Periodo 1998-
2003.................................................................................................................................22
Mapa 3
Geomorfología local Microcuenca del río Ciruelas................................ 37
Mapa 4
Mapa de Unidades Geomorfológicas y localización de los perfiles de
muestreo en la Microcuenca del río Ciruelas..................................................................46
Mapa 5
Geología local de la Microcuenca del río Ciruelas..................................48
Mapa 6
Mapa de precipitación anual (mm) Microcuenca del río Ciruelas Periodo
1998-2003........................................................................................................................52
Mapa 7
Zonas climáticas Microcuenca del río Ciruelas…………………….......58
Mapa 8
Uso actual de la tierra 2005 en la Microcuenca del río Ciruelas.............61
Mapa 9
Mapa de recarga hídrica anual (m3) Microcuenca del río Ciruelas.
Periodo 1998-2003..........................................................................................................95
Mapa 10
Disponibilidad hídrica anual en la Microcuenca del río Ciruelas (mm).
Periodo 1998-2003..........................................................................................................98
Mapa 11
Disponibilidad hídrica temporal en la Microcuenca del río Ciruelas....100
Mapa 12
Zonificación de la disponibilidad espacio temporal del recurso hídrico en
la Microcuenca del río Ciruelas. Periodo 1998-2003....................................................102
x
Índice de Figuras
Figura 1.
Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Perfil estratiFigura 1, Zona
Volcánica. .......................................................................................................................38
Figura 2.
Microcuenca del río Ciruelas, 2007. Perfil estratiFigura 2, Zona
Volcánica.........................................................................................................................40
Figura 3.
Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Perfil estratiFigura 3, Zona
Sedimentaria. ..................................................................................................................42
Figura 4.
Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Perfil estratiFigura 4, Zona
Sedimentaria ...................................................................................................................44
Figura 5.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Precipitación mensual según método
de los polígonos de Thiessen. .........................................................................................51
Figura 6.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Uso de la tierra de la microcuenca
del río Ciruelas según área (km2)....................................................................................61
Figura 7.
Microcuenca del río ciruelas, 2008. Recarga acuífera total según uso de
la tierra.............................................................................................................................93
Figura 8.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Comparación de la recarga acuífera
(km3)...............................................................................................................................94
1
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Tema
Disponibilidad y distribución del recurso hídrico en la microcuenca del río Ciruelas.
1.2 Antecedentes del problema
“El consumo mundial de agua se ha triplicado desde 1950 debido al crecimiento de la
población y por los mayores requerimientos de la acelerada expansión industrial y agrícola,
producto del proceso de globalización económica” Fulvio (2001, p.2).
Debido a esto actualmente existe una importante preocupación acerca de diferentes temas
relacionados con el recurso hídrico. Esta importancia se ha recalcado entre otros por distintos
entes que gestionan el recurso a nivel mundial, esta gestión insta a las autoridades mundiales a
realizar constantes estudios de la situación actual del recurso hídrico en diferentes partes del
mundo, entre ellos la ONU en su informe sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el
mundo, ONU (nd, p.4) recalca
“la preocupación que se tiene acerca por la actual crisis mundial del agua, crisis en la
cual se ve involucrada la gestión del recurso hídrico, esencialmente causada por la
utilización de métodos inadecuados. Por otra parte, como consecuencia de esta crisis
las poblaciones se ven envueltas en la afectación de su salud por la calidad de las
aguas, ya que esta es utilizada para las actividades económicas cotidianas así como
para su consumo”.
Esta problemática se ha percibido también en el territorio nacional, ya que implantaron nuevos
retos en la sociedad costarricense que implican el establecimiento de mercados globalizados y
altos niveles de competencia. Lo que produce en un aumento por la adquisición de los recursos
naturales que, en su deficiencia, requieren alta eficacia en la planificación y aprovechamiento
de los mismos.
2
Para lograr esta eficacia es importante considerar que “el agua se presenta en forma irregular
en el tiempo y en el espacio, lo cual complica los procesos de gestión de los sistemas hídricos,
como cuencas hidrográficas” (CEPAL, 1998). Pero es difícil por no tener un debido control
sobre el agua, ya que los entes que están encargados del recurso en el territorio nacional son
distintos y los mismos no tienen un eje de acción en común. Entre otros, Reyes (1986) citado
por Calvo (1987, p.49) menciona que “en el país hay varias instituciones del estado
relacionadas con el manejo del recurso; entre ellas sobresalen la Dirección General Forestal
(DGF), AyA, el SENARA y el ICE. Aunque todas estas instituciones por ley deben proteger y
manejar las cuencas hidrográficas y es muy poco lo que se hace al respecto”.
Calvo (1987, p.49) afirma que:
“la legislación de aguas en Costa Rica es dispersa y existe gran cantidad de
disposiciones legales y reglamentaciones que tienden a regular el recurso”, también
menciona que “la última ley que se dictó en materia fue en 1942 y que en su momento
respondía a las necesidades de la época, no sin más el aumento poblacional, la
demanda del recurso y la adquisición de bienes a aumentado desproporcionalmente
con respecto al tiempo de respuesta de la naturaleza y la ley vigente no está en la
capacidad para ajustarse al acelerado movimiento poblacional”.
La metodología del balance hídrico, propuesta por Thornthwaite, ha sido utilizada en diversos
estudios en Costa Rica, por ejemplo, en el Proyecto de Balances Hídricos de la Región Central
de Costa Rica de la Universidad Nacional, también se menciona el estudio “Efecto de la época
de la siembra sobre el rendimiento del frijol (Phaseolus vulgaris L.) en Turrialba, Costa Rica”
(García J. Pinchiat A. 1974), entre otros.
3
1.3 Planteamiento del problema
Según Chacón (2002), citado por Segura et al (2004, p.18).
“El país no cuenta aún con un balance hídrico nacional actualizado ni adecuado. El
principal problema para llevarlo a la práctica es la falta de capacidad humana y
financiera, debido a que no existe un presupuesto de agua que asigne recursos para tal
actividad. La mayoría de los conflictos se generan por la competencia en el acceso del
recurso y por el desconocimiento de la disponibilidad real de este, situación que se
agrava más en el caso de las aguas subterráneas”
No se cuenta con un balance hídrico en el área de estudio, sea este a nivel de microcuenca, ni a
nivel de subcuenca o de cuenca. Esto evita cualquier tipo de control y conocimiento sobre la
producción hídrica, tanto espacial como temporal. No se posee la localización de aquellas
áreas con potencial hídrico, las cuales podrían ser utilizadas para distintas necesidades del ser
humano y, a su vez, las áreas que por sus condiciones física-climáticas son zonas críticas, las
cuales pueden llevar al deterioro del entorno ambiental, así como del mismo recurso, poniendo
en riesgo las actividades humanas-económicas que dependen de ellas.
En consecuencia, surge la interrogante de determinar cuál es la distribución y cantidad de
recurso hídrico que se genera en la microcuenca del río Ciruelas en los diferentes periodos del
año, de acuerdo con la determinación de la distribución mensual de la ganancia hídrica y como
respuesta al comportamiento de los elementos geomorfológicos, climáticos y de uso de la
tierra.
4
1.4 Objetivos de la investigación
1.4.1. Objetivo general
o Determinar la oferta hídrica a partir de la distribución espacio-temporal de la
disponibilidad actual del recurso hídrico de la microcuenca del río Ciruelas.
1.4.2. Objetivos específicos
o Establecer la distribución espacio temporal del recurso hídrico considerando las
condiciones edáficas, de uso de la tierra, de clima y así determinar las áreas
potencialmente productivas de agua.
o Determinar la disponibilidad del recurso hídrico de acuerdo con los mapas de
ganancia, precipitación, evapotranspiración y escorrentía, para determinar la capacidad
de producción de la microcuenca.
o Elaborar una zonificación de la disponibilidad del recurso según las variables definidas
en la distribución y la disponibilidad del recurso hídrico.
5
1.5 Justificación de la investigación
Costa Rica es considerada como uno de los países que cuenta con una riqueza hídrica
importante, tal y como muestra la FAO (2005), su estudio refleja que, Costa Rica se posiciona
en el puesto 32, dentro de una comparación de 193 países, este puesto refleja la cantidad de
recurso hídrico per capita; por otra parte la precipitación es uno de los factores que colabora
con esta disposición de agua para la población.
Dentro de este contexto, el recurso se encuentra envuelto en una situación de vulnerabilidad a
causa de su irracional utilización, como consecuencia de la dinámica de los diferentes modelos
de desarrollo que se presentan en el territorio nacional. Asimismo, se considera que “los
problemas del recurso hídrico se han agravado en gran medida, debido a que se le ha
considerado como un recurso gratuito e inagotable en cuanto a calidad y cantidad”. Astorga
(1996) citado por Ureña (2004, p.14).
Una de las principales razones para realizar esta investigación es conocer el estado actual en
que se encuentra el recurso hídrico en la microcuenca del río Ciruelas, ya que con el tiempo
este ha disminuido en cantidad y calidad, según afirma Segura et al, (2004, p.70).
“Debido a la alta tasa de deforestación, los cambios en el uso de la tierra que a su vez
han alterado su capacidad de infiltración, los procesos erosivos y la sobreexplotación
del recurso. Así también, este conocimiento permite la toma de decisiones en la misma
unidad territorial previendo el recurso hídrico de acuerdo con las necesidades
ambientales de la microcuenca como para consumo humano y la utilización en las
actividades del ser humano, de acuerdo con él. El balance hídrico sin discusión es un
instrumento esencial para la gestión integrada del recurso hídrico”.
Es importante mencionar que esta investigación es parte del Proyecto de Balances Hídricos de
la Región Central de Costa Rica, llevado a cabo por la Escuela de Ciencias Geográficas de la
Universidad Nacional, la cual establece la importancia del recurso hídrico a nivel nacional.
Los resultados de esta investigación servirán tanto para otras investigaciones acerca de la
6
problemática del recurso, así como en su planificación, la cual dictará lineamientos que
regularán su uso y darán paso a un óptimo aprovechamiento.
1.6 Marco conceptual de la investigación
El agua, considerada como un tema de importancia mundial, ha recorrido cada continente,
país, región y área local en estudios relacionados con este, reflejado en la gran cantidad de
autores que hacen referencia a distintos estudios. Como por ejemplo, contaminación, utilidad,
distribución, disponibilidad, protección, manejo, legislación, demanda y oferta y
problemáticas en diferentes entornos espaciales, entre otros. Esta diversidad de enfoques
servirá como apoyo y de análisis para enlazar y entender el contexto de esta investigación.
Además, es importante definir bajo qué marco teórico se desarrolla esta investigación y así
establecer los conceptos base que dirigirán el entendimiento común de este documento.
1.6.1 El recurso hídrico en la sociedad actual
“El agua es el recurso más abundante, ya que cubre aproximadamente el 71% de la
superficie terrestre. Sin embargo, cerca del 97% del agua se encuentra en los océanos
y por tanto contiene demasiada sal para ser utilizada por el hombre. El 3% restante es
agua dulce y de ese resto solo el 0.003% está disponible para su uso humano, ya que
el resto se encuentra en el subsuelo a demasiada profundidad, en los casquetes
polares, en la atmósfera, o ya ha sido contaminada” (Reynolds, 1995, p.251).
El tema del recurso hídrico ha sido, en todas sus dimensiones, uno de los tópicos más
estudiados por los científicos y entes interesados en el manejo del mismo, los cuales coinciden
en que es un recurso indispensable para el desarrollo de la vida de cualquier organismo y de
sus actividades.
Actualmente, se encuentra información sobre la calidad, cantidad, gestión y manejo,
problemática del recurso hídrico, entre otros. También, a escala mundial, se han realizado
7
gran cantidad de foros en diversos países acerca de este recurso. De lo anterior se deduce que
aunque es un tema muy conocido, no por ello se ha dejado de prestarle atención debido a su
importancia y al papel que juega, tanto en la vida del ser humano y en los ecosistemas.
1.6.2 Cuenca hidrográfica y ordenamiento territorial
Dentro del contexto de esta investigación se debe tener claro qué es una cuenca hidrográfica.
Entre otros autores, Ramakrishna (1997), la define como el área natural en la que el agua
proveniente de la precipitación forma un curso principal; la cuenca también es considerada por
el mismo autor como una unidad fisiográfica conformada por el conjunto de sistemas de
cursos de agua definidos por el relieve y está delimitada por las divisorias de aguas.
Además de considerarse una unidad territorial, también la cuenca se conceptualiza como un
sistema, ya que está conformado por componentes biofísicos (agua, suelo), biológicos (flora y
fauna) y antropogénicos (socioeconómicos, culturales, institucionales), los cuales están todos
interrelacionados y en equilibrio entre sí, de tal manera que al afectarse uno de ellos, se
produce un desbalance que pone en peligro todo el sistema. Ramakrishna (1997). Por ello, el
manejo de cuencas como una de las herramientas del ordenamiento territorial, se debe
implementar con el propósito de garantizar y desarrollar acciones directas e indirectas para
asegurar la sostenibilidad de los recursos naturales y la calidad del ambiente, de manera que se
puedan mantener o recuperar las condiciones naturales para el bienestar común (Jiménez 2001,
p.10).
Por otra parte, se conceptualiza la microcuenca como fuente o tributaria de una subcuenca y
esta a la vez, de la cuenca (Ballestero, 2002). De la misma forma, se entiende como toda
aquella área que desarrolla su drenaje directamente al curso principal de una subcuenca, varias
microcuencas pueden conformar una subcuenca (Jiménez 2001, p.3).
Las características hídricas de la microcuenca del río Ciruelas, han sido foco para que distintos
investigadores se interesen en ella, por esto se identifican distintos estudios relacionados con
esta unidad territorial. Al buscar temas que ayuden a describirla, se encontraron estudios sobre
los problemas de la microcuenca, en su investigación Rodríguez y Villalobos (1996) se
8
enfocan en un estudio geográfico de la contaminación del río Ciruelas determinando sus
características físicas geográficas, su dinámica de usos y se puntualiza sobre la contaminación
fluvial.
Por su parte, Ureña (2004), realizó un estudio sobre los efectos del aumento poblacional y del
cambio del uso del suelo sobre los recursos hídricos en la microcuenca del río Ciruelas. La
autora hace énfasis sobre la dinámica socioeconómica de los cantones que conforman la
microcuenca y de la importancia del ordenamiento territorial sobre esta.
Al considerar la situación actual del área de estudio y de acuerdo con estudios realizados en
ella, se ha estimado la idea de aplicar un manejo de cuenca integrado al ordenamiento
territorial. No se cuenta con planes reguladores en los municipios que cubren esta
microcuenca, a excepción del cantón de Alajuela. Al respecto, Ureña (2004, p.v) agrega que
los planes reguladores municipales son herramientas urgentes y necesarias para realizar
gestiones eficientes con respecto a los recursos hídricos.
Con respecto al ordenamiento territorial, Monge y Cuadrado (2004, p.12.) plantean lo
siguiente:
“Es un proceso que tendría su aporte en la implementación de una serie de medidas
plasmadas en diferentes instrumentos, los cuales buscan regular las actividades del ser
humano dentro de ciertos límites geográficos con el fin de que realicen las mismas en
forma armónica. De esta manera, esa armonía hace alusión no sólo a las relaciones
entre las distintas actividades humanas que se dan dentro de un determinado contexto,
sino que también tiene que darse entre estas y las dinámicas propias del entorno
natural de los ecosistemas”.
El ordenamiento territorial puede ser utilizado en la planificación del recurso hídrico. Aguilar
y Jiménez (2002, p.24) consideran que
“Es un medio disponible para la protección del agua, de la misma manera el
ordenamiento territorial se conceptualiza como un proceso de ordenamiento de las
actividades del hombre dentro de su territorio, cabe destacar el uso de la tierra, los
recursos naturales, las actividades productivas, construcción y conservación.
El
9
ordenamiento se expresa en una serie de mapas, planes, políticas y reglamentos, que
aunados conforman una estrategia para promover y regular el uso del territorio,
asignando a cada porción de tierra aquellos usos que sean socioeconómicamente
rentables y ecológicamente sostenibles”.
Asimismo, este proceso ha tenido un impresionante impulso en el manejo y aprovechamiento
de los recursos. Actualmente se tienen diferentes casos de ordenamiento de cuencas en el
territorio nacional, dentro de los cuales se pueden mencionar el plan de manejo del Embalse
Arenal así como asociaciones y comités de las cuencas Tempisque y Grande de Tárcoles
respectivamente, que indican la posibilidad de un ordenamiento, entre otros.
Otra característica del ordenamiento es la implementación de la zonificación del recurso
hídrico en función de la oferta. Es conveniente entender por zonificación la división de una
circunscripción territorial en zonas de uso para efecto de su desarrollo racional según la Ley de
planificación Urbana (Alfaro, 1991). En esta investigación se entenderá la zonificación del
recurso hídrico como la disponibilidad y distribución del recurso en un espacio geográfico
determinado, instrumento que permite dictar propuestas acerca de las medidas de uso y
protección.
1.6.3 Oferta hídrica, distribución y disponibilidad del recurso hídrico
“La oferta hídrica consiste en la cantidad de agua que es o puede ser aprovechada en
las distintas actividades económicas y humanas. La oferta está determinada por la
dinámica del ciclo hidrológico, pero debe considerarse que existen agentes externos
que modifican dicha oferta, entre los cuales se pueden mencionar, la deforestación, el
mal manejo de la producción agrícola principalmente, la expansión y crecimiento de
los asentamientos urbanos, la falta de planificación y manejo integrado de cuencas”.
(CRRH, 2003, en Segura et al 2004, p.4).
La disponibilidad del recurso se puede definir como la oferta aprovechable y de acuerdo con
Fulvio (2001, p.3), la oferta aprovechable del agua total, tanto subterránea como superficial, es
aquella porción de agua que se utiliza para un fin específico, económicamente eficiente, que
10
estará disponible a largo plazo y cuyo desvío del circuito natural es desde el punto de vista
ecológico aceptable.
Por su parte, la distribución del recurso hídrico es definida como la ubicación espacial del
mismo. Pallas (1986) en su estudio menciona que uno de los criterios de la ubicación de los
suministros de agua será la disponibilidad de agua; por ello, en esta investigación, donde haya
disponibilidad del recurso, se localizará espacialmente y a su vez, se entenderá como la
distribución del recurso hídrico.
1.6.4 Balance hídrico como herramienta de la determinación del recurso hídrico
El balance hídrico es una herramienta para determinar la oferta hídrica. Este instrumento lo
define Herrera (1988, p.vii), como la diferencia entre los aportes (precipitaciones) y pérdidas
de agua (evaporación y transpiración). El balance se obtiene a través de un procedimiento
matemático por medio del cual se relacionan los valores medios mensuales de precipitación y
evapotranspiración potencial con la capacidad de retención de humedad del suelo en un punto
determinado.
Según Dunne y Leopold (1978) citado por Hernando (1988), el balance hídrico fue utilizado
por Thornthwaite en 1944. A partir de esta fecha, el balance hídrico empieza un uso extensivo
a nivel mundial, por caracterizarse como una de las herramientas para conocer la oferta hídrica
de los ríos, sin olvidar que en Costa Rica, ya se han realizado tesis en diferentes años, como
por ejemplo Balance hídrico de la cuenca del río Poás (Hernando, 1988), Balance hídrico de la
subcuenca del río Quebradas (Romero, 1989). Otros estudios como: An evaluation of
Thornthwaite's water balance technique in predicting stream runoff in Costa Rica. (Calvo,
1986).
1.6.4.1 Variables del balance hídrico
La primera de ellas es la geomorfología del área de estudio, en donde se describe y explica el
relieve de la microcuenca. Este relieve está conformado por unidades geomorfológicas,
entendidas como la “subdivisión relativa o temporal, aunque perfectamente definible y
11
diferenciable, de uno o varios elementos biológicos de formas presentes en un área y que aún
no han sido catalogados como una unidad formal” (Gallo, 1983, p.19).
La segunda variable es el uso de la tierra, la cual se relaciona con la necesidad del recurso
hídrico que posee el cultivo o la actividad económica. El uso de la tierra es definida según la
ley de planificación urbana (Ley nº 4240) como “la utilización de un terreno, de la estructura
física asentada o incorporada a él, o de ambos casos, en cuanto a clase, forma o intensidad de
su aprovechamiento” (Alfaro, 1999, p.7).
De la misma forma y de acuerdo con Vargas (1993, p.37), es importante recalcar que el uso de
la tierra,
“Es una forma de configuración del espacio geográfico, como producto de la
interrelación de la sociedad y el ambiente, bajo ciertas condiciones políticas,
económicas y sociales. El uso de la tierra se puede estudiar de dos maneras, una de
ellas es el uso actual de la tierra y la capacidad de uso. El uso actual es cuando la
tierra es explotada o empleada por una sociedad, mientras que la capacidad de uso, es
el uso más intensivo que una unidad de tierra puede soportar sin deterioro de la
capacidad productiva, cuando el uso actual no corresponde al definido en la
capacidad de uso, se origina una problemática ambiental, siendo sus principales
consecuencias la erosión y pérdida de fertilidad de los suelos, deforestación,
degradación de pastizales y subutilización de tierras avícolas de buena calidad.”
De acuerdo con la definición de este autor se puede agregar que los efectos de una utilización
no adecuada a la capacidad pueden causar problemas en la cantidad y calidad del recurso
hídrico, ya que como lo reitera Vargas (1993) el mal uso de uno afecta al otro.
La tercera variable que se utilizará para establecer la oferta hídrica son las zonas climáticas,
las cuales se definen como “aquellas zonas determinadas por la cantidad en precipitación,
evapotranspiración y temperatura; el fin de determinar estas zonas es explicar las diferencias
climáticas así como las condiciones en los periodos seco y lluvioso, que favorece o
desfavorece la disponibilidad de la producción hídrica”. Hernando (1988, p.85).
12
Con los resultados de estas tres variables del balance hídrico, se obtiene, en datos absolutos, la
producción tanto temporal como espacial del recurso hídrico, siendo uno de los principales
componentes para llevar a cabo un manejo racional, responsable, integrado y sostenido de los
recursos de la microcuenca.
1.7. Aspectos metodológicos
Para llevar a cabo esta investigación fue necesario seguir sucesivamente una serie de
metodologías que responden a los objetivos específicos y que estos a su vez ayudan a construir
el camino hacia los resultados deseados de la investigación.
Es importante mencionar que la metodología general utilizada para la determinación de la
oferta hídrica de la microcuenca del río Ciruelas, fue la propuesta por Thorthwaite y Mather en
1941 (Hernando, 1988 p.5), A su vez para constituir las variables utilizadas en dicha
metodología fue necesario recurrir al método de succión y presión para determinar el análisis
físico del suelo, al método de Hargreaves para conocer la evapotranspiración potencial de las
estaciones, así como al método de los polígonos de Thiessen para establecer la precipitación
mensual total de la cuenca y el área de influencia de las estaciones, entre otros.
1.7.1 Tipo de investigación
De acuerdo con las características y fines de esta investigación, se clasifica como no
experimental descriptiva (según Dankhe, en Barrantes 2002). No experimental ya que utiliza
metodología comprobada y descriptiva debido a que su objetivo central es la descripción de
fenómenos. Es decir, utiliza la metodología de Thorthwaite y Mather para determinar los
valores del balance hídrico, metodología que ya se ha utilizado en años anteriores.
La investigación sitúa en un primer nivel de conocimiento científico y usa la observación,
estudios correlacionales y los aspectos que interviene en la dinámica.
Es decir, esta
investigación mide con la mayor precisión el comportamiento del recurso hídrico dado
mediante el balance hídrico, alcanzando valores de fuente primaria como el de obtención de
13
muestras de suelo propias de la microcuenca en estudio, para generar nuevos datos y
asimismo, utilizar información de fuentes secundarias para obtener los resultados propios del
balance, así como el de las variables que interactúan en el mismo.
1.7.2. Delimitación espacial y temporal del área de estudio
La unidad territorial se escogió a partir del seguimiento y realización del proyecto “Balances
Hídricos de la Región Central de Costa Rica”, en el cual se elaboran los balances de las
microcuencas de los ríos: Poás, Ciruelas, Segundo, Bermúdez, Tibás y Pará. La microcuenca
del río Ciruelas se encuentra ubicada dentro de la subcuenca del río Virilla y esta, a su vez,
dentro de la cuenca del río Grande de Tárcoles (mapa 1).
Según Segura et al (2004, p.19), la cuenca del río Grande de Tárcoles es una de las cinco
cuencas más importantes del país, ya que posee la mayor superficie geográfica, mayor
volumen de población humana y en la que se desarrollan actividades de importancia a nivel
urbano, agrícola e industrial. Por otra parte, estas cinco cuencas son las más afectadas por la
contaminación causada por una mayor alteración en el uso de la tierra, lo que estimulan los
procesos erosivos y de sedimentación por descargas no tratadas y descargas agroindustriales,
con tratamiento muy deficiente.
Asimismo, la microcuenca del río Ciruelas está ubicada en la Vertiente Pacífica. Según
Ballestero et al, (2002), citado por Segura et al (2004, p.2-3)
“las cuencas que pertenecen a esta vertiente se caracterizan por poseer una marcada
disminución del caudal de los ríos durante la época seca, comparado con la Vertiente
Atlántica; así también estos llegan a la costa de forma abrupta; estas características
dificultan la captación del recurso para el uso humano, con altos niveles de pérdida
por escurrimiento superficial, las zonas bajas de las cuencas son susceptibles a
inundación en periodos de alta precipitación que ocurre en las partes más altas de la
cuenca” .
14
Por su parte, la microcuenca del río Ciruelas se encuentra ubicada en las coordenadas métricas
524.732E, 235.252N y 502.343E, 211.907N, proyección Lambert Norte. Asimismo, cuenta
con un área de 87.673 km2 y de acuerdo con los límites político-administrativos se encuentra
localizada en las provincias de Alajuela y Heredia, respectivamente, en los cantones de
Alajuela, Barva y Santa Bárbara.
15
16
Así, en esta unidad geográfica las actividades predominantes son el cultivo de café y caña,
principalmente; además actividades relativas a la ganadería de leche, entre otros.
Su población total ha tenido un incremento de 75237 hab. a 110606 hab. a lo largo de los años
1989 y 2003, respectivamente (Ureña, 2004, p.55); a su vez afirma que la zona se ha
degradado por las actividades de ganadería y agricultura. También Marozzi (2004) citado por
Ureña, (2004, p.10) menciona que la tendencia del uso de la microcuenca se encamina hacia la
actividad urbana, en donde algunos sembradíos de café ya han sido desplazados, lo cual es
preocupante ya que podría aumentar el grado de contaminación generado por el crecimiento
urbano. En la actualidad, el aumento de la producción avícola, las plantaciones ornamentales,
los sembradíos de tomate, chile y las construcciones de énfasis turístico han generado
competencia por el uso del agua.
Con el fin de llevar a cabo el balance hídrico en esta microcuenca se contemplaron valores los
cuales se encuentran actualizados desde 1991 hasta al año 2003, ya que este fue el periodo en
el que todas las estaciones meteorológicas utilizadas para determinar la precipitación mensual
coincidían en los mismos años, asimismo, es importante mencionar que se buscaron los años
más recientes para mantener una investigación actual. Con respecto a los datos de caudal, el
periodo utilizado para estimar el porcentaje mensual fue el del año 1981 a 1998, ya que para la
estación pluviométrica Las Vueltas fueron los únicos datos disponibles en el momento de su
solicitud.
1.7.3 Fuentes de información
La aplicación del balance hídrico requiere datos que provienen tanto de fuentes primarias
como secundarias. Para la obtención de las fuentes primarias, fue necesario realizar giras de
campo en las cuales se obtuvieron muestras de suelo en los diferentes horizontes de los cuatro
perfiles seleccionados a partir de las unidades geomorfológicas de la microcuenca y de
acuerdo con estos datos se definió la capacidad de campo y el punto de marchitez, así como la
conductividad hidráulica, según el modelo de Thornthwaite y Mather, 1944 (obtenido en
Hernando 1988).
17
Como parte de los datos secundarios, para determinar la escorrentía mensual, se requirió la
información de los registros de caudal del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE). Por
otra parte, se obtuvieron los datos de precipitación media mensual de las estaciones
meteorológicas que se encuentran dentro y, además las aledañas a la microcuenca. Esta
información provino del Instituto Metereológico Nacional (IMN).
1.7.4 Unidad de análisis.
La unidad de análisis en esta investigación, es en la unidad territorial microcuenca. Es
importante mencionar que se establece la clasificación de microcuenca, no por el orden de los
ríos que constituyen esta unidad, sino por la ubicación con respecto a la cuenca del río Grande
de Tárcoles y esta a su vez, sobre la subcuenca del río Virilla.
1.7.5 Procedimiento metodológico.
1.7.5.1 Procedimiento para obtener el balance hídrico.
El balance hídrico relaciona los valores climáticos (como la precipitación y la
evapotranspiración potencial), condiciones edáficas (entre ellas se menciona la capacidad de
carga y el punto de marchitez) y uso de la tierra (como profundidad de las raíces). De estas
variables se obtuvieron los cuadros, así como el balance total de la microcuenca del río
Ciruelas, que se presentarán más adelante.
Las instrucciones a seguir para el balance hídrico son los siguientes (metodología obtenida de
Hernando, 1988):
Como primer paso es necesario obtener los valores de precipitación media mensual (P),
obtenidos los valores de precipitación es necesario corregirlos, se elimina la cantidad que se
pierde de escorrentía (Es), así mismo se obtiene como resultado la precipitación corregida
18
(Pc).
Posteriormente, se estima la evapotranspiración mensual (ETP) con el método de
Hargreaves. La evapotranspiración es entendida como:
“gran parte del agua que precipita sobre la superficie, vuelve a la atmósfera en forma
de vapor a través de la acción combinada de la evaporación, la transpiración y la
sublimación, las cuales son, en esencia, tres variantes de un único proceso debido a la
acción de la energía solar, que es la que mantiene al ciclo hidrológico en marcha”
(Davis, Wiest , 1971, p.47).
Dada la precipitación media mensual y la evapotranspiración, se determina la diferencia
mensual entre precipitación y evapotranspiración potencial (Pc-ETP). Si los valores que dan
como resultado son positivos la precipitación excede la evapotranspiración potencial y si los
valores son negativos, la precipitación no satisface las necesidades meteorológicas.
La pérdida potencial acumulada (PPA) de agua, por mes, se obtiene sumando los valores
negativos de Pc – ETP a la diferencia mensual.
Es necesario contar con los valores de la humedad del suelo disponible (HSD) por mes, la que
es determinada por la capacidad de carga, punto de marchitez permanente, profundidad de las
raíces, si los valores de Pc – ETP son positivos, si por el contrario, estos son negativos se
estima por la pérdida potencial acumulada.
La fórmula que se debe aplicar para determinar la HSD es la siguiente:
HSD: LAD * (e – (PPA*A))
Donde:
HSD: Humedad del suelo disponible (mm)
LAD: Lámina de agua disponible = ((cc - PMP)* Pro) / 10 mm
Cc: Capacidad de campo (%)
Pro: Profundidad de las raíces (cm)
PPA: Pérdida potencial acumulada (mm)
19
Posteriormente, se calcula el Cambio de la Humedad del Suelo Disponible (ΔHSD). Se
obtiene de la diferencia de la HSD de un mes a otro. Si los valores que se obtienen como
resultado son positivos, existe una recarga del recurso hídrico y si los datos son negativos
corresponde a la cantidad de agua cedida a las plantas.
Subsiguientemente, se calcula la evapotranspiración actual (ETA) que se obtiene como el
resultado de Pc – ETP, si los valores son positivos la ETA = ETP. Si los valores son
negativos la ETA = Pc + ΔHSD.
Luego se calcula el Déficit de la humedad del suelo (D), obtenido como el resultado de la
diferencia de la ETP – ETA.
Después, la ganancia de humedad (G), entendida como el agua que percola hacia las capas
inferiores de la siguiente manera:
G: HSD del mes anterior + PC – ETP del mes que interesa y restando a ese producto
la HSD del mismo interés.
Por último, se calcula la Recarga Mensual dada por: G de c/mes * el área del cultivo
analizado.
1.7.5.2. Precipitación y escorrentía superficial
La precipitación dentro del ciclo hidrológico según Davis, Wiest. 1971, p.46) está sujeta a los
“Cambios de presión y temperatura del aire, aunado a los desplazamientos de las
masas atmosféricas. Esto ocasiona la saturación del vapor del agua en torno a
diminutos núcleos de material sólido presentes en la atmósfera. Cuando esto sucede se
manifiesta en la formación de pequeñas gotas, con un diámetro inferior a 0.04mm.
Estas gotitas se mantienen en el aire debido a que la velocidad de caída
correspondiente a su peso es prácticamente despreciable. Las nubes pueden ser
consideradas como auténticas suspensiones coloidales de estas pequeñas partículas de
agua condensada. La estabilidad de esta suspensión coloidal esta función de los
20
diferentes factores, entre los que cabe destacar el tamaño de las partículas
suspendidas, la temperatura del aire, los movimientos en el interior de la nube y el tipo
y naturaleza de los núcleos de condensación”.
La microcuenca no presenta un comportamiento homogéneo ni en tiempo ni en espacio con
respecto a la precipitación, según los datos obtenidos, ya que existen fenómenos y variables
que afectan dicha conducta. Para determinar esta conducta, se utilizó el método de los
Polígonos Thiessen, el cual estima el área de influencia que posee cada una de las estaciones
meteorológicas que se encuentran tanto dentro como fuera de la microcuenca, asimismo
asigna los valores de acuerdo con la precipitación que percibe la estación meteorológica,
mediante la triangulación entre las estaciones.
De las estaciones de donde se obtuvo la información (ICE, IMN), sólo 14 de ellas poseen
datos recientes, o al menos de los últimos 15 años. Se pueden mencionar las siguientes
(cuadro 1.)
21
Cuadro 1.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Estaciones interrelacionadas con la
microcuenca del río Ciruelas
Estaciones
Número de
Coordenadas
estación
métricas
Los Cartagos
84060 518 286E / 236 647N
Alajuela
84010 515 844E / 223 814N
Garita Embalse
84034 497 953E / 214 827N
Santo Domingo del Roble
84043 518 050 E/ 227 735N
Telégrafo Itiquís
84092 514 691E / 225 616N
La Argentina
84003 498 243E / 223 778N
La Luisa
84059 499 784E / 235 104N
Volcán Poás
84063 510 738E / 240 636N
Salitrillos
84116 525 379E / 203 777N
San Luis de Santo Domingo
84122 532 674E / 222 216N
Fraijanes
84030 516 454E / 229 440N
Santa Bárbara
84171 518 039E / 224 067N
Juan Santa María Aeropuerto
84021 514 460E / 220 367N
Fabio Baudrit
84023
507 098E/ 222 224N
Fuente:
Información adquirida de acuerdo con la recolección obtenida de las
instituciones del ICE y el IMN, 2006.
De catorce estaciones meteorológicas que se utilizaron solamente siete de ellas tienen
influencia sobre la microcuenca, de las cuales se mencionan la estación Los Cartagos, Santo
Domingo del Roble, Itiquís, Alajuela, Santa Bárbara, Aeropuerto Juan Santamaría y Garita
Embalse. La representación espacial de estas estaciones así como el área de influencia de cada
una de ellas, se pueden observar en el mapa 2.
Estas estaciones carecen de datos en algunos de los meses, por ello se procedió a completar la
información de acuerdo con el Método de la Razón, el cual utiliza datos de estaciones
aledañas, los cuales deben de estar completos en el periodo de interés.
22
23
Con los datos, se procedió a determinar la precipitación mensual de la microcuenca de la
siguiente manera:
Penero: ((A(10))+(B(15))+(C(30))+(D)+(E))/Atotal
Donde:
P: precipitación de cada mes
A,B,C,D o E: Área de influencia de cada una de las estaciones multiplicada por la
precipitación promedio para cada mes.
Atotal: Área total de la microcuenca
De la misma manera, se aplica la fórmula para los meses restantes y así obtener la
precipitación mensual. La sumatoria de cada uno de los meses nos permite obtener la
precipitación anual de la microcuenca del río Ciruelas.
Por otro lado, las zonas climáticas, las cuales se construyen a partir del índice hídrico,
expresado por Thornthwaite (Herrera, 1985, en Hernando 1988, p.81) de la siguiente manera:
((Precipitación media anual / Evapotranpiración potencial anual)-1) * 100
Los elementos que considera esta fórmula son los que determinan la recarga de aguas
subterráneas. A partir de los resultados obtenidos del índice hídrico, se utilizó el siguiente
cuadro, donde se clasifican los grupos climáticos (Cuadro 2 y 3)
24
Cuadro 2.
Grupos climáticos según índice hídrico
Índice hídrico
Grupo
(%)
600-300
H
300-100
G
100-80
F
80-60
E
60-40
D
40-20
C
20-0
B
-33.3-0
A
Fuente:
Hernando, 1988
Esta tabla contiene valores muy generales, por lo que se utilizó la siguiente tabla donde se
contempla subgrupos climáticos derivados del cuadro 2.
Cuadro 3.
Subgrupos climáticos según índice hídrico
Denominación
Índice
Simbología
hídrico (%)
Excesivamente húmedo (pluvial).
600-500
H3
Excesivamente húmedo (pluvial).
500-400
H2
Excesivamente húmedo (pluvial).
400-300
H1
Muy Húmedo
300-220
G6
Muy Húmedo
220-180
G5
Muy Húmedo
180-160
G4
Muy Húmedo
160-140
G3
Muy Húmedo
140-120
G2
Muy Húmedo
120-100
G1
Húmedo
100-80
F
Húmedo
80-60
E
Húmedo
60-40
D
Húmedo
40-20
C
Subhúmedo húmedo
20-0
B
Subhúmedo seco
-33.3-0
A
Fuente:
Hernando, 1988.
Posteriormente, se confirmó la relación entre el índice hídrico y la altitud de las estaciones que
dio paso a la zonificación climática utilizadas para llevar a cabo el proceso del balance hídrico.
Dicha relación considera:
25
Im: -59,3452+0,114894*A
Donde:
Im: Índice hídrico
Coeficiente de correlación: 0.89
A: Altitud
Con los resultados, se establecieron los límites de cada zona climática de acuerdo con las
curvas de nivel propias de los índices hídricos, mostrados en el siguiente cuadro:
Cuadro 4.
Límites de Zonas Climáticas
Altitud (msnm) Índice hídrico (%)
1000
50
1500
100
2000
200
2500
250
3000
300
Fuente:
Hernando, 1988.
La escorrentía superficial, por su parte, suele referirse según S. Davis y R. Wiest, (1971, p.54)
“al volumen del conjunto de la precipitación que cae sobre una cuenca, menos la retención
superficial y menos la infiltración (es decir el agua que llega a atravesar la superficie del
suelo). La escorrentía está en función de la intensidad de la precipitación; la permeabilidad
de la superficie del suelo, la duración de la precipitación, del tipo de vegetación, de la
extensión de la cuenca hidrográfica, de la profundidad del nivel freático y de la pendiente de
la superficie del suelo”.
Para determinar los valores mensuales de la escorrentía fue necesario obtener los valores
diarios de caudal de la estación Las Vueltas. Se escogió esta estación pluviométrica ya que es
la única que se encuentra posicionada en la salida del cauce principal y es la que capta la
mayor cantidad de agua de todos los afluentes de la microcuenca de río Ciruelas.
26
Obtenidos los datos diarios, se procedió a hacer una sumatoria diaria el primero del mes de
enero de todos los años en que se tenía registros, luego del mes de febrero y así sucesivamente
hasta tener la sumatoria por mes de todos los años. Posteriormente, se aplicó la metodología
de separación de hidrogramas, para obtener el agua que excede del flujo base y así alcanzar el
porcentaje de escorrentía (esta metodología es propuesta por Benítez, 1972, en Hernando,
1988, p.18).
Para obtener los valores del porcentaje mensual de escorrentía, es necesario relacionar los
valores en kilómetros cúbicos tanto de la precipitación como de la escorrentía y aplicar una
simple regla de tres.
1.7.5.3 Capacidad de campo (CC) y punto de marchitez permanente (PMP)
La capacidad de campo y el punto de marchitez permanente es dada como resultado de los
análisis de laboratorio, ya que fue necesaria la extracción de muestras de cuatro perfiles según
las unidades geomorfológicas Zona Sedimentarias y Zona Volcánicas. Se estimó para cada
horizonte del respectivo perfil, el porcentaje de agua tanto para las variables de la capacidad
de campo como para el punto de marchitez permanente. En la obtención de dichos datos se
utilizó el método de Succión y Presión, el cual es el siguiente:
1.7.5.3.1 Método de succión
(Briggs. L. J. y McCall. A. G. (1904), citado por Richards, (1940)).
1. Tomar muestras no alteradas de los diferentes horizontes de un perfil.
2. Modelar las muestras en el laboratorio; nivelar ambos lados del cilindro con
una cuchilla y quitar las partes sobresalientes.
3. Cerrar la parte baja con un papel de filtro.
4. Poner las muestras sobre un recipiente profundo, saturarlas de abajo hacia
arriba con alturas de aproximadamente 1cm de agua, luego hasta casi la
superficie de lo cilindros.
5. Esperar a que las muestras adquieran pesos constantes.
27
6. Determinar los pesos de las muestras.
1.7.5.3.2 Método de presión
(Propuesta de Vahrson, inédito,b, en Hernando, 1988):
1. Saturar con agua la membrana de las ollas.
2. Colocar las muestras sobre la membrana.
3. Instalar la membrana en la olla, conectando las mangueras de la salida de agua.
Poner 2-3mm de agua sobre la membrana.
4. Cerrar la olla herméticamente.
5. Regular el aire hasta la presión requerida (la primera presión es de pf 2.5 y la
segunda presión es de pF 4.2).
6. Esperar a que no salga agua de las ollas (cerciorarse de que la gota en la salida
de agua).
7. Bajar la presión, abrir la olla.
8. Pesar la muestra.
9. Poner las muestras nuevamente en la olla y seguir con la presión mayor (pF
4.2)
Después de haber sometido las muestras a las distintas presiones, se prosigue a
1. Secar las muestras a 105oC hasta que estas alcancen un peso constante.
2. Determinar el peso seco de la muestra con el filtro, liga y cilindro.
3. Determinar el peso de cilindro vacío.
4. Determinar el volumen del cilindro.
Para las presiones hasta pF 4.2, se utiliza una membrana de hasta 15 bares, se saturan las
muestras nuevamente y se prosigue con los pasos de la metodología expuesta anteriormente.
Con la extracción de los perfiles de los cuatro horizontes, se determinaron las propiedades
físicas de las unidades geomorfológicas de la microcuenca y, a su vez, se obtienen los datos de
28
capacidad de campo (CC) y punto de marchitez (PMP) que son indispensables para desarrollar
los cuadros propios del balance.
Por su parte, para la capacidad de campo, es decir, las muestras sometidas hasta un pF de 3.0,
fue necesario determinar el contenido volumétrico de agua, el cual se obtuvo de la siguiente
fórmula (metodología propuesta por Vahrson, inédito, b, citado en Hernando 1988, p.11):
Cx : Px – Ps – afx
Vc
Donde:
Cx: Porcentaje del peso por unidad de volumen del contenido de agua de una muestra
del suelo a una succión x. (%)
Px: Peso de la muestra con filtro y cilindro después de obtenido el equilibrio a una
succión x. (g)
Ps: Peso de la muestra seca, cilindro y filtro. (g)
afx: Peso del contenido de agua en el filtro. (g)
Vc: Volumen del cilindro (90cm3).
Para muestras que se sometieron hasta un pf de 4.2, es decir. para alcanzar el punto de
marchitez permanente, fue necesario aplicar la siguiente fórmula, con el fin de obtener el
contenido volumétrico de agua (metodología propuesta por Vahrson, inédito, b, citado en
Hernando 1988, p.17):
Pv: Pg * DA
Donde
Pv: Porcentaje volumétrico. (%)
Pg: Porcentaje gravimétrico. (%)
DA: Densidad aparente (g/cm3)
De esta manera, obtenidos los porcentajes de CC y PMP se determinó la lámina de agua
disponible (LAD), tanto para la zona volcánica como para la sedimentaria en los distintos usos
de la tierra (Hernando 1988, p.17):
29
:LAD: (CC – PMP) * Pro
Donde:
LAD: Lámina de agua disponible. (cm)
CC: Capacidad de campo. (%)
PMP: Punto de marchitez permanente. (%)
Pro: Profundidad de las raíces. (cm)
Es importante mencionar que estas fórmulas anteriormente expuestas, proceden de la
aplicación de otras fórmulas, por ello se mostrarán las que fueron necesarias para obtener
dichas variables.
El porcentaje gravimétrico, entre otros, se obtiene mediante la siguiente fórmula (metodología
propuesta por Vahrson, inédito, b, citado en Hernando 1988, p.16):
Pg: Ph – Ps * 100
Ps – Pcr
Donde:
Pg: Porcentaje gravimétrico. (%)
Ps: Peso de la muestra seca. (g)
Ph: Peso de la muestra húmeda. (g)
Pcr: Peso del crisol. (g)
La densidad aparente se determinó mediante la siguiente fórmula (metodología propuesta por
Vahrson, inédito, b, citado en Hernando 1988, p.15):
DA: Ps – Pc – Pf
Vc
Donde:
DA: Densidad aparente. (g/cm3)
Ps: Peso de la muestra seca. (g)
Pc: Peso del cilindro. (g)
30
Pf: Peso del filtro seco. (g)
Vc: Volumen del cilindro. (cm3)
Por otra parte, fue necesario determinar la porosidad, propuesta por Núñez (1981) citado por
Hernando, (1988 p.15):
F: 1 – (DA/DP) * 100
Donde:
F: Porosidad
DA: Densidad aparente. (g/cm3)
DP: Densidad de las partículas o densidad real, considerada constante y es la siguiente:
2.65g/cm3.
1.7.5.4 Conductividad hidráulica
La conductividad hidráulica se define como “La habilidad de un suelo de permitir el flujo de
agua en condiciones de suelo saturado, donde la presión hídrica es mayor que la presión
atmosférica. La ley que describe este flujo de agua saturada, a través de medios porosos como
el suelo, es la de Darcy” Núñez (1981, p.17).
Esta fórmula se expresa de la siguiente manera:
Q = K * (H / L)* A
Donde:
Q = volumen del flujo. (cm³/s)
K = Conductividad Hidráulica. (cm³/s)
H = Diferencia de la carga hidráulica. (cm)
L = Largo de la columna de suelo. (cm)
A = Área de la sección transversal del flujo. (cm)
31
El método utilizado para determinar la conductividad hidráulica corresponde al de carga
hidráulica ya que el mismo tiene la ventaja de reducir el tiempo necesario para las mediciones
(de acuerdo con el método de Varhson inédito, citado en Hernando, 1989, p.27).
Las muestras fueron tomadas mediante cilindros de cobre cuyas medidas son 4.4cm de altura y
90cm³ de volumen, a una profundidad aproximada a la mitad de cada horizonte.
En el laboratorio se procede a nivelar los lados del cilindro mediante la eliminación del exceso
de suelo, una vez que se iguala al volumen, se cubre la parte inferior del cilindro con un filtro
y se sujeta con una liga. Se coloca en una palangana con fondo plano sobre un cedazo plástico,
saturándose poco a poco de abajo hacia arriba, hasta que el agua casi alcanza la altura de los
cilindros. El propósito del procedimiento mencionado es el de sacar las burbujas de aire que
puedan estar en las muestras. Se dejan así por dos días.
Luego se cubre un cilindro por vez con una tapa especial del mismo diámetro de los cilindros,
esta tapa posee una entrada para agua y una salida para el aire (que se regula con una válvula)
y se ajusta al cilindro con un material de hule que evita la fuga de agua. Esta tapa está
conectada a la entrada de agua por medio de una manguera transparente unida a otra manguera
que sirve de manómetro de 50cm de longitud y 9.5cm de diámetro.
Se determina el nivel inicial de la palangana, una vez que se ha hecho salir el aire de la
muestra, haciendo pasar agua por ella y cerrando la salida del aire.
Después, se llena la manguera de agua, determinando la altura inicial (H1) y con un
cronómetro se mide el tiempo que tarda en llegar a la altura final (H2). Esto debe hacerse al
menos cuatro veces. Cuando se cambia la muestra se determina de nuevo el nivel de la
palangana.
Para determinar la conductividad hidráulica de cada muestra se utilizaron los resultados de las
evaluaciones en alturas de 30 a 20 cm y de 15 a 10 cm Los resultados se promediaron
(medidos en la misma altura H1 – H2) (que corresponde a la altura de carga inicial y final en
centímetros), es decir, diferencia entre H1 y H2.
32
Posteriormente, los resultados fueron promediados (medidas en las mismas alturas) de la
siguiente manera:
Promedio de Δt = Δt1 + Δt2+ Δt3+ Δt4
4
La conductividad hidráulica total (Kt) (muestra y sistema de medición) se calculó por medio
de la fórmula:
Kt = a * L * ln (H1/H2) (cm/s)
A * Δt
Donde:
a = Área de la sección transversal interna del tubo de vidrio. (cm²)
L = Largo del cilindro. (4.44 cm²)
A = Área de la sección transversal del cilindro. (cm²)
Δt = Promedio de las diferencias de tiempo. ( segundos)
ln = logaritmo natural
H1, H2 = Alturas de carga inicial y final. (cm)
La fórmula de la conductividad hidráulica de la muestra (K) es:
K = Kt * Ks
(cm /s) (Vahrson, 1989)
Ks - Kt
Donde:
Kt = conductividad hidráulica total (muestra y sistema). (cm/s)
Ks = conductividad del sistema. (0.022544 cm/s)
Los resultados que se obtuvieron se clasificaron según lo utilizado en la ecuación universal de
pérdida de suelo (USDE) tomando en cuenta los valores que se presentan en el cuadro 5, el
cual corresponde al valor K y a las clasificaciones respectivas para cada conductividad.
33
Cuadro 5.
Clasificación de valores de K para la
Ecuación Universal de Pérdida de Suelo
Valores de K
Clasificación
< 1.16 * 10 cm/s Muy lento
-1.16 * 10 cm/s
Lento
-4.6 * 10 cm/s
Lento a moderado
-1.16 * 10 cm/s
Moderado
-3.47 * 10 cm/s
Moderado a rápido
-3.47 * 10 cm/s
Rápido
Fuente:
Vahrson. (1989)
34
1.8 Operacionalización de las variables
Objetivo
Establecer la
distribución espacio
temporal del recurso
hídrico considerando
las condiciones
edáficas, de uso de la
tierra y de clima. Así,
determinar las áreas
potencialmente
productivas de agua.
Determinar la
disponibilidad del
recurso hídrico de
acuerdo con los
mapas de ganancia,
precipitación,
evapotranspiración y
escorrentía. Para
determinar la
capacidad de
producción de la
microcuenca.
Variables
Definición
conceptual
Distribución
espacio
temporal del
recurso hídrico.
Disposición del
recurso agua,
según el periodo
lluvioso o seco y
ubicación, en
dependencia de
la potencialidad
y características
de las unidades
geomorfológicas,
zonas climáticas
y uso del suelo.
Disponibilidad
del recurso
hídrico.
El volumen total
de agua
precipitada y
que en un futuro
más o menos
próximo estará
disponible en un
punto
determinado de
la cuenca, para
ser utilizado.
Definición
operacional
Cantidad de meses
en los cuales esta
presente el recurso
y su ubicación.
Ubicación espacial
de la cantidad total
aprovechable del
agua según los
cálculos del
balance hídrico.
Indicadores
Instrumentos y
técnicas de
recopilación de
información
Fuentes de
recopilación de
información
El indicador de esta
variable es la precipitación
mensual y su índice está
dado por milímetros o
Km3. Por otra parte el uso
de la tierra, la cual estará
mostrada según la
clasificación de uso, entre
ellos: bosque, pasto
helechos, caña y café.
Además las unidades
geomorfológicas como
indicador, posee su índice
de acuerdo con la
clasificación de zona
volcánica y zona
sedimentaria
Áreas de influencia
según polígonos de
Thiessen, índice
hídrico, análisis
físico del suelo,
Trabajo de campo
y de laboratorio,
IMN, ICE
Aplicación y
cálculo del balance
hídrico
Trabajo de
gabinete, de
laboratorio, IMN,
ICE
Representado por aquellas
áreas que poseen cierto
periodo en meses de
recarga hídrica de acuerdo
con su cantidad en
milímetros. Los periodos y
áreas quedarán definidos
según el uso del suelo,
unidad geomorfológica y
zona climática.
35
Objetivo
Elaborar una
zonificación de la
disponibilidad del
recurso de acuerdo
con las variables
definidas en la
distribución y la
disponibilidad del
recurso hídrico
Variables
Zonificación de
la
disponibilidad
del recurso
hídrico.
Definición
conceptual
División de una
circunscripción
territorial en
zonas de
disponibilidad.
Definición
operacional
Clasificación de
las zonas donde
hay tanto cantidad
de recurso como
cantidad de meses
en que se dispone
de recurso a lo
largo de la
microcuenca
Indicadores
Instrumentos y
técnicas de
recopilación de
información
Fuentes de
recopilación de
información
El mapa de zonificación del
recurso está delimitado por
la cantidad de milímetros y
por el periodo de ganancia
del recurso.
Combinación de
los factores y
resultados
obtenidos a través
de la disponibilidad
y distribución del
recurso hídrico
Trabajo de
gabinete
36
CAPÍTULO II: RESULTADOS Y ANÁLISIS
En este capítulo se muestran los resultados producto de la aplicación de las diferentes
metodologías expuestas en el capítulo anterior.
2.1 Geomorfología de la microcuenca del río Ciruelas
La microcuenca del río Ciruelas se encuentra dentro de dos grandes unidades
geomorfológicas, identificadas como zona volcánica y zona sedimentaria, (mapa 3).
A partir de la extracción de muestras de suelo en estas dos unidades, se presenta que en la
unidad geomorfológica zona volcánica sus porcentajes de arena son mayores a los de
arcilla y limo, es decir, esta composición permite que la conductividad del agua sea más
rápida; donde el agua puede infiltrar hacia capas inferiores más fácilmente, debido a que la
densidad es menor a 1 y su porosidad es alta comparada con los valores de la unidad
geomorfológica zona sedimentaria.
Por otro lado, los porcentajes de arcilla son los que predominan en la unidad zona
sedimentaria. Lo cual permite que la densidad sea mayor, así como una porosidad menor,
por ello la conductividad hidráulica para esta unidad geomorfológica es de moderado a
lento, limitando su infiltración, tanto en tiempo como en cantidad, lo que da paso a la
escorrentía superficial.
37
38
Dentro de los cuatro perfiles estudiados, los dos primeros corresponden a la unidad
geomorfológica zona volcánica y, por consiguiente, los últimos a la unidad geomorfológica
zona sedimentaria. Según lo mencionado, se determina que:
El perfil estratigráfico 1 corresponde a la unidad geomorfológica zona volcánica, se
encuentra localizado camino hacia el Volcán Barva con una altitud de 2500msnm, en las
coordenadas métricas 515066N y 222290E Lambert Norte. Su ubicación corresponde a un
potrero el cual además del pasto presenta árboles dispersos. Se determinaron cinco
horizontes dentro del perfil los que se pueden observar en la Figura 1.
Figura 1. Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Perfil estratigráfico 1, Zona Volcánica.
Esta figura muestra la identificación de cinco horizontes.
El primer horizonte de este perfil, posee mayor contenido de humedad, debido a que es el
que recepta la precipitación, además, es el horizonte donde se encuentra acumulada la
materia orgánica, lo cual, a su vez, acumula gran cantidad de humedad ya que no permite
39
que la radiación solar evapore las capas inferiores; por otra parte, los horizontes dos, tres y
cuatro disminuyen en porcentaje de humedad conforme aumenta la profundidad de los
mismos. Sin embargo, el quinto horizonte aumenta de nuevo en humedad semejando al
primer horizonte anteriormente mencionado. Este comportamiento se debe a que los
horizontes más profundos quedan protegidos de la absorción de las plantas (capilaridad).
Además, este quinto horizonte almacena algún periodo de lluvias aisladas (cuadro 6).
Cuadro 6.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Análisis físico del perfil estratigráfico 1, Typic
Dystrandept. Ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica.
Horizonte
Descripción
Ap
A
AB
B1
B2
Profundidad
cm
0-42
42-75 75-140
140-165
165-205
Arena (%)
74.71
91.84 84.44
83.24
81.84
Análisis Mecánico
Arcilla (%)
5.29
4.76
4.16
4.76
4.76
Limo (%)
20
3.4
11.4
12
13.4
Humedad
62.79
40.08 35.93
25.55
55.72
Gravimetrica
Retención
0.3b 48.40
29.11 32.42
29.82
32.42
(%)
Humedad (%)
Retención 15 b 44.52
27.43 31.08
21.21
30.13
(%)
Agua Disponible 3.88
1.68
1.34
8.62
2.30
(%)
Densidad
0.71
0.68
0.87
0.83
0.54
Aparente (g/cc)
Densidad
de
2.65
2.65
2.65
2.65
2.65
partículas (g/cc)
Porosidad
73.90
74.99 69.48
66.37
81.34
Fuente:
Trabajo de laboratorio.
El perfil estratigráfico 2, se ubica en la unidad geomorfoloógica zona volcánica,
específicamente en Calle Lajas, en el Roble de Barva, (Figura 2.), El uso de suelo
corresponde a potrero con árboles dispersos. En este perfil se determinaron tres horizontes.
40
Figura 2. Microcuenca del río Ciruelas, 2007. Perfil estratigráfico 2, Zona Volcánica.
En el perfil 2 se muestran la identificación de tres horizontes
En este perfil se observa una ganancia gradual de humedad en los dos primeros horizontes.
En este caso, la humedad aumenta con la profundidad, lo que indica el movimiento del
agua y la disminución del efecto de las raíces (Cuadro 7).
41
Cuadro 7.
Microcuenca del río Ciruelas. Análisis físico del perfil estratigráfico 2, Typic Dystrandept.
Ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica.
Horizonte
Descripción
Ap
A1
A2
Profundidad
0-54
54-240 240-300
Arena
(%)
48.04
48.64
34
Análisis Mecánico
Arcilla (%)
17.36
19.36
49.33
Limo
(%)
34.60
32
16.67
Humedad
39.14
48.31
38.29
Gravimétrica
Humedad (%)
Retención 0.3 b (%)
Retención 15 b (%)
Agua Útil (%)
Densidad
Aparente (g/cc)
Densidad
de
partículas (g/cc)
Porosidad
Fuente:
36.79
26.59
10.20
0.68
42.67
32.02
10.64
0.66
52.94
40.07
12.87
1.05
2.65
2.65
2.65
74.36
74.99
60.50
Trabajo de laboratorio.
Por su parte, el perfil estratigráfico 3 está localizado en el corte de pendiente colindante
con un lote baldío (Figura 3), dentro de un centro urbano y corresponde a un área cubierta
por pasto con árboles dispersos. Para este perfil se determinaron cuatro horizontes con su
respectivo análisis.
42
Figura 3. Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Perfil estratigráfico 3, Zona Sedimentaria.
Se puede observar la determinación de cuatro horizontes.
En este perfil los horizontes se encuentran húmedos, lo que podría responder a una
precipitación reciente. En este perfil se pueden determinar dos posibles periodos de
precipitación de acuerdo con los la poca variabilidad de humedad en los cuatro perfiles
(cuadro 8).
43
Cuadro 8.
Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Análisis físico del perfil estratigráfico 3, Ustic
Humitropept .Ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria.
Horizonte
Ap
A1
A2
B
Profundidad (cm
0-30
30-83 83-1.47
1.47-1.95
Arena (%)
80.04
65.84 59.63
69.84
Análisis Mecánico Arcilla (%)
6.76
16.76 19.54
16.76
Limo
(%)
13.2
17.4
20.83
13.4
Humedad
39.76
35.27 38.37
39.08
Gravimetrica
Retención 0.3 b 43.73
37.91 46.44
45.87
Humedad (%)
(%)
Retención 15 b (%) 38.46
35.78 45.38
42.19
Agua Útil (%)
5.27
2.13
1.06
3.68
Densidad
0.97
1.01
1.18
1.08
Aparente (g/cc)
Densidad
de
2.65
2.65
2.65
2.65
partículas (g/cc)
Porosidad
63.50
61.71 55.37
59.27
Fuente:
Trabajo de laboratorio.
El perfil estratigráfico 4 se encuentra emplazado en el borde de la carretera, a los
760msnm. Se localiza en un corte de pendiente frente a la Hacienda los Reyes, el uso del
suelo corresponde a pastos con árboles dispersos. En este perfil se hallaron raíces gruesas
(figura 4).
44
Figura 4. Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Perfil estratigráfico 4, Zona Sedimentaria.
Esta figura muestra los tres horizontes encontrados
En el perfil estratigráfico 4, el horizonte superior muestra mayor humedad que el horizonte
intermedio y el inferior, ya que el primero se encuentra directamente influenciado por la
succión de humedad por parte de las raíces (cuadro 9).
45
Cuadro 9.
Microcuenca del río Ciruelas, 2006. Análisis físico del perfil
estratigráfico 4, Typic Pellestert. Ubicado en la unidad geomorfológica
zona sedimentaria.
Horizonte
Ap A
B
Profundidad (cm
0-23
23-98 98-100
Arena (%)
58.44
29.73 45.84
Análisis Mecánico Arcilla (%)
20.76
57.93
22.76
Limo (%)
20.8
12.33
31.4
Humedad
28.26
48.80
46.45
Humedad (%)
Gravimétrica
Retención
0.3b 37.28
51.73
51.88
(%)
Retención 15 b (%) 24.29
50.09
50.07
Agua Útil (%)
12.99
1.65
1.81
Densidad Aparente
0.86
1.03
1.08
(g/cc)
Densidad
de
2.65
2.65
2.65
partículas (g/cc)
Porosidad
65.57
61.27
59.32
Fuente:
Trabajo de laboratorio
La ubicación de estos perfiles se muestra en el mapa 4.
46
47
2.2. Geología de la microcuenca del río Ciruelas
Según el mapa geológico de Bergöen, la microcuenca del río Ciruelas se ubica dentro de
varias formaciones importantes (mapa 5). Una de ellas es la formación Barva, propia del
cuaternario (Qv1), donde los materiales corresponden a lavas, tobas y piroclastos, según
Protti, (1986) citado por Vahrson, et al (1992, p.61-63)
“De manera más detallada en el área está presente el miembro Porrosatí que
sobreyace al Bambinos de la formación Barva. La unidad Bambinos se localiza en
las partes altas de la cuenca, específicamente a altitudes superiores a los
2100msnm. Asimismo, se puede observar en el valle del río Ciruelas, tanto al NW
como al SE del río (a ambos lados del río)”.
Además Vahrson, afirma que:
“La unidad Bambinos está formada por varias coladas de lava andesítica, cuya textura es
porfirítica bien desarrollada con gran cantidad de fenocristales feldespáticos”.
Por otro lado
”La unidad Porrosatí está conformada por un depósito de piroclastos gruesos no
consolidados ligeramente meteorizados interestratificados con delgadas capas de
cenizas pumíticas que se encuentran emplazados discordantemente sobre coladas
de lava de los Bambinos”.
Del cuaternario, también se encuentra una formación de depósitos de avalancha ardiente
(Qv3) y Auvión (Qal).
Por otra parte se localiza la formación La Cruz (Tm-lc), en esta predominan los basaltos,
andesitas y tobas; la formación Pena Negra donde se encuentran arenisca y lutitas negras y,
por último, la formación Turrúcares (Tm-t).
48
49
2.3. Clima de la microcuenca del río Ciruelas
2.3.1. Precipitación
Respecto a las estaciones meteorológicas con influencia en esta microcuenca (Cuadro 10),
La estación Los Cartagos es la que representa el área de mayor influencia dentro de la
microcuenca del río Ciruelas, ya que tiene una cobertura de 19.32 km2; la estación
Aeropuerto Juan Santamaría es la segunda en cobertura, esta comprende un área 18.618
km2. La Garita Embalse abarca un área de 17,517 km2, por otra parte Santo Domingo del
Roble abarca 14,584 km2, Santa Bárbara 8,693 km2, Alajuela 6,844 km2 y, por último, la
estación meteorológica Itiquís es la que posee la menor área de influencia, siendo esta de
2,097 km2. Estas estaciones van a ayudar a definir la cantidad de precipitación presentada
en diferentes zonas de la microcuenca, definidas por uso de la tierra, geomorfología y
características climáticas.
Cuadro 10.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Área de influencia
de las estaciones según el método de los polígonos de Thiessen
Estación
Área (km)
Área (km2)
Embalse La Garita
17 517 098.36
17.517
Los Cartagos
19 319 650.88
19.320
Santo Domingo del Roble
14 583 614.89
14.584
Itiquís
2 096 743.37
2.097
Alajuela
6 844 050.63
6.844
Santa Bárbara
8 693 362.54
8.693
Aeropuerto Juan Santamaría
18 618 407.62
18.618
Fuente:
Sistematización de la información, obtenida a partir de la
elaboración de los Polígonos de Thiessen,.
De acuerdo con la información del cuadro anterior, el área que representa cada una de las
estaciones posee una zona de influencia dentro de la microcuenca las cuales presentan
precipitaciones diferentes debido a factores de altitud, entre otros. Esta precipitación
promedio mensual se observa en la cuadro 11.
50
Cuadro 11.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Precipitación mensual de las estaciones
meteorológicas.
Promedios de precipitación mensual
Santo
Aeropuerto
Los
Domingo
Santa
Juan
Mes/Estación Garita Cartagos del Roble
Itiquís Alajuela Bárbara
Santamaría
Enero
9.11 225.44
46.58
49.61
17.27
18.60
15.34
Febrero
18.68 117.51
26.78
32.56
10.23
24.63
18.19
Marzo
41.88 100.74
50.56
34.81
29.73
38.38
24.56
Abril
78.53 148.67
153.17
112.09
75.73
109.11
89.36
Mayo
284.09 383.67
422.93
430.60 274.90
320.03
272.25
Junio
270.64 446.35
424.25
381.49 224.60
298.53
246.76
Julio
208.93 300.20
263.81
311.25 155.81
218.34
166.00
Agosto
248.17 319.84
364.11
339.79 184.73
272.93
222.41
Septiembre
325.17 491.72
543.42
555.29 333.84
499.67
336.82
Octubre
328.38 499.24
577.83
491.18 313.06
417.62
321.05
Noviembre
146.73 424.65
269.53
309.13 152.71
242.30
167.98
Diciembre
52.21 355.76
76.43
106.85
48.70
64.44
37.83
Fuente:
Sistematización de la información, obtenida a partir de los datos de precipitación de las
Estaciones meteorológicas (IMN, ICE).
A partir de esta información, como resultado de la metodología de los polígonos de
Thiessen, se determino la precipitación anual y mensual de toda la microcuenca. Los datos
obtenidos se representan en el Cuadro 12.
Cuadro 12.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Precipitación mensual y anual,
según método de los polígonos de Thiessen
Thiessen Mensual (mm)
Enero
66,46 Julio
228,29
Febrero
41,99 Agosto
277,47
Marzo
51,15 Septiembre
424,13
Abril
112,32 Octubre
417,52
Mayo
332,97 Noviembre
246,74
Junio
331,66 Diciembre
122,32
Thiessen Anual (mm) 2653,03
Fuente:
Sistematización de la información, obtenida a partir de la elaboración
de los Polígonos de Thiessen, 2007.
51
En la figura 5, se visualiza el comportamiento de la precipitación a lo largo del año, así
como la cantidad precipitada en cada mes.
Precipitación (mm)
500
400
300
200
100
0
Ene
Feb
Mar
Abr May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Mes
Figura 5. Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Precipitación mensual según método de
los polígonos de Thiessen
Fuente:
Sistematización de la información obtenida a partir de la elaboración de los Polígonos
.
de Thiessen, 2007.
En la Microcuenca del río Ciruelas, los meses de mayor precipitación son septiembre y
octubre, los cuales representan valores de más de 400mm de lluvia, de la misma manera en
la microcuenca se registran precipitaciones de más de 300mm a inicios de la estación
lluviosa, específicamente en los meses de mayo y junio, ya que es el inicio de la estación
lluviosa. Por otra parte, de enero a marzo no precipita más de 100mm al mes, ya que estos
meses se caracterizan por formar parte de la estación seca. Respecto al resto del año, la
precipitación se mantiene entre 100mm y menos de 300mm de lluvia.
Obtenida la precipitación mensual en los diferentes sectores, se determina la precipitación
anual, cuyo comportamiento, a lo largo de la microcuenca del río Ciruelas, se presenta en
el mapa 6.
52
53
2.3.2. Escorrentía
A partir de la precipitación mensual que se obtuvo según los polígonos de Thiessen fue
necesario obtener los mismos valores en la unidad kilómetros cúbicos (cuadro 13).
Cuadro 13.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Precipitación
Media Mensual, según método de los polígonos
de Thiessen.
Precipitación
Precipitación
Mes
mensual (mm)
mensual (Km3)
Enero
66,46
0,0058
Febrero
41,99
0,0037
Marzo
51,15
0,0045
Abril
112,32
0,0098
Mayo
332,97
0,0292
Junio
331,66
0,0291
Julio
228,29
0,0200
Agosto
277,47
0,0243
Septiembre
424,13
0,0372
Octubre
417,52
0,0366
Noviembre
246,74
0,0216
Diciembre
122,32
0,0107
Fuente:
Sistematización de la información, obtenida
a partir de los datos de precipitación de las
estaciones meteorológicas (IMN, ICE),
1998-2003.
De esta manera, se relacionó la precipitación con la cantidad de escorrentía para calcular el
porcentaje mensual de esta variable. Estos datos se muestran en el siguiente cuadro:
54
Cuadro 14.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Porcentaje de escorrentía, según
método de Polígonos de Thiessen y Separación de Hidrogramas.
Precipitación
Escorrentía
Mes
mensual
Escorrentía %
(Km3)
(Km3)
Enero
0,005827
0,001088
18,67
Febrero
0,003682
0,001131
30,72
Marzo
0,004485
0,000973
21,70
Abril
0,009847
0,000785
7,97
Mayo
0,029192
0,003862
13,23
Junio
0,029078
0,005603
19,27
Julio
0,020015
0,006801
33,98
Agosto
0,024327
0,003940
16,20
Septiembre
0,037185
0,002648
7,12
Octubre
0,036605
0,008501
23,22
Noviembre
0,021632
0,004355
20,13
Diciembre
0,010724
0,001859
17,34
Fuente:
Sistematización de la información, obtenida a partir de la
elaboración de los Polígonos de Thiessen y la separación de
hidrográmas.
La escorrentía superficial en el mes de enero fue de 18.67%, a pesar de que la precipitación
fue relativamente baja siendo esta de 0,005827km3, la cantidad de agua que sobrepasa el
flujo base es elevado, considerándose de 0,001088km3.
Durante febrero, la precipitación disminuye a 0,003682km3, no así la escorrentía, ya que
esta asciende a 0,001131km3, por ello el porcentaje alcanza a 30.72% de escorrentía para
este mes.
Marzo, por su parte, aumentó su precipitación a 0.004485km3 y, a su vez, disminuye en el
caudal de escorrentía en 0.000973km3; debido a esto el porcentaje de escorrentía para el
mes de marzo es de 21.70%.
La precipitación en abril aumentó, esta alcanza 0.009847km3. Este mes, en particular, se
caracteriza por poseer una de las escorrentías más bajas, siendo esta de 0.000785km3, por
ello el porcentaje para este mes es de tan solo 7.97%.
55
En el mes de mayo precipitó 0.029192km3, esta cantidad es considerable y se produce
porque es el mes que da inicio al periodo de la estación lluviosa y aunque la escorrentía es
mayor en cantidad que la de los meses anteriores, corresponde tan solo a un 13.23% .
En junio se mantiene una precipitación similar al mes anterior, de 0.029078km3; pero la
cantidad de agua que supera el flujo base aumenta y esta llega a 0.005603km3 y por ello el
porcentaje alcanza valores de 19.27%.
En el mes de julio, precipitó 0.020015km3, de esta, una cantidad considerable en
porcentaje, sobrepasó el flujo base del río Ciruelas, siendo este de 33.98%, es decir
0.006801km3.
Por otra parte, agosto fue considerado como parte de los meses con importante cantidad de
precipitación, la que asciende a 0.024327km3, pero no en escorrentía, ya que solamente
hay 0.003940km3.Esta cantidad representa el 16.2%
Septiembre fue un mes que se caracteriza por presentar la precipitación más elevada, así
como la escorrentía relativa más baja, los valores que representan estas características son
0.037185km3 y 0.002648km3, respectivamente. El último alude a un 7.12%.
En octubre disminuyó, aunque no significativamente, la precipitación, esta fue de
0.036605km3; a su vez; la escorrentía aumenta respecto al mes anterior, lo que representó
0.008501km3, por ello el valor relativo es de 23.22%.
En el mes de noviembre la precipitación va disminuyendo a 0.021632km3, así como la
escorrentía, el valor absoluto fue de 0.004355km3; pero a su vez, representó relativamente
un 20.13%.
Por último en diciembre la precipitación se reduce a 0.010724km3, esta disminución se
debe a la entrada del periodo de la estación seca y parte de ello se refleja en la escorrentía
que llega a representar 0.001859km3, es decir, un 17.34%.
56
2.3.3. Zonas climáticas
A partir de los límites que se establecieron en el capítulo anterior, se constituyeron cinco
zonas climáticas, las cuales se conocen como zona climática I, II, III, IV y V. esta
clasificación debe su nomenclatura al porcentaje del índice hídrico que se encuentra en
cada una de ellas, por lo tanto cuanto menor sea el número de la nomenclatura, menor será
el porcentaje. Con estas zonas se tendrá un conocimiento anticipado del comportamiento
en toda la microcuenca. (mapa 7).
La zona climática I es la zona que posee mayor cobertura en área, la cual comprende
40.112 km2. Posee un índice hídrico de hasta el 50% con una altitud máxima de
1000msnm; de acuerdo con estas características su precipitación media anual varía de
2012.52mm a 2069.25mm. Considerando temperaturas que oscilan de 20º a 25º; en esta
área la evapotranspiración potencial media anual varía de 1613.68mm a 1716.60mm.
La zona climática II tiene una cobertura de 25.437 km2, la cual la define un índice hídrico
de 100%, determinado por las altitudes de 1000msnm a 1500msnm. Por las condiciones
que expresa esta zona, su precipitación media anual va de 2354.78mm a 2966.21mm y su
evapotranspiración potencial media anual oscila entre 1536.38mm y 1573.33mm debido a
que su temperatura varía de 20º a 22.2º.
La zona climática III se caracteriza por poseer un área de 9.372 km2 y presenta una
precipitación media anual de 3516.58mm, además de una evapotranspiración potencial
media anual de 1401.56mm debido a que su temperatura varía de 16º a 20º. Estas
características son propias de una zona ubicada entre los 1500msnm y 2000msnm, con un
índice hídrico de 150%.
La zona climática IV comprende un área de 8.456 km2. Esta zona recibe 3813.77mm de
precipitación media anual y, a la vez, pierde 1309.50mm de evapotranspiración potencial
media anual, debido a que esta zona se encuentra entre los 2000msnm y los 2500msnm, a
su vez se caracteriza por presentar una temperatura de 16º y un índice hídrico de 250%.
La zona climática V se distingue por ser la zona que poseer menor cobertura en área,
aproximadamente 4.296 km2, además por estar localizada en las mayores altitudes de la
57
cuenca exactamente de los 2500msnm a más; esta zona tiene el aporte de 3813.77mm de
precipitación media anual y una evapotranspiración potencial media anual de 1309.50mm.
debido a su altitud posee el mayor índice hídrico, siendo este del 300% así como una baja
temperatura de 16º.
58
59
2.4. Uso de la tierra de la microcuenca del río Ciruelas
A lo largo de la microcuenca se desarrollan distintas actividades humanas, como por
ejemplo, agricultura, industria, comercio, entre otros, las cuales necesitan un espacio
definido. Para tener una mejor visión de este espacio en cuanto la distribución y cuantía, es
necesario apreciar el mapa de uso de la tierra (mapa 8). Este mapa muestra que el uso
bosque es uno de los usos que se encuentra en mayor presencia en la parte alta de la
microcuenca, en las que predominan altitudes de los 2500 msnm y en alrededores de los
ríos.
El café, por su parte, es uno de los cultivos que predomina en la microcuenca del río
Ciruelas, ya que este abarca un área de 24.96km2, respecto a la totalidad de la cuenca,
dicho cultivo representa un 28.47%.
La caña posee 11.27km2, por su parte los helechos son el cultivo que posee menor
cobertura en territorio, ya que esta actividad abarca menos de 1km2, específicamente
0.56km2.
Los pastos al igual que el café, son los cultivos que predominan en la zona; los pastos
cubren 21.64km2. (cuadro 15).
Cuadro 15.
Microcuenca del río Ciruelas, 2008.
Uso de la tierra de la microcuenca del río
Ciruelas, según área y porcentaje.
Uso de la
Área
Porcentaje
Tierra
(km2)
Bosque
12,96
14,78
Café
24,96
28,47
Caña
11,27
12,86
Helecho
0,57
0,65
Pasto
21,65
24,69
Preparación
0,27
0,30
Urbano
16,01
18,26
Fuente:
Información obtenida a través
de las imágenes del Proyecto
Carta 2005.
60
En la figura 6 se representa la diferencia entre el área total de uso y el uso como tal de la
tierra de la microcuenca del río Ciruelas.
25.00
Área (km2)
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
ue
sq
Bo
fé
Ca
ña
Ca
le
He
o
ch
sto
Pa
ara
ep
r
P
ció
n
no
ba
Ur
Uso de la tierra
Figura 6. Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Uso de la tierra de la microcuenca del río
Ciruelas, según área (km2)
Fuente:
Sistematización de la información, obtenida de las imágenes del Proyecto Carta 2005.
En la siguiente figura muestra la distribución del uso de la tierra en la microcuenca del río
Ciruelas.
61
62
2.5. Condiciones hídricas de la microcuenca del río Ciruelas
Como parte de los objetivos de esta investigación, está determinar dónde y en qué cantidad
se encuentra el recurso hídrico de la microcuenca del río Ciruelas. Mediante sus
respectivos cuadros, se presentan los balances hídricos mensuales de los diferentes sectores
delimitados, de acuerdo con el uso de la tierra, unidad geomorfológica y zona climática.
Por otra parte, existen otros elementos importantes que ayudan a definir la oferta, entre
ellos se encuentra la profundidad de las raíces de cada uso de la tierra; así también el
porcentaje de agua disponible que el suelo tiene la capacidad de almacenar según cada uso;
además la lámina de agua disponible es la cantidad de agua en milímetros que retiene cada
uso en las distintas unidades geomorfológicas.
Cada balance analiza el comportamiento del recurso hídrico, por lo tanto considera las
variables de la precipitación, la escorrentía, evapotranspiración potencial y actual,
humedad del suelo disponible, ganancia, déficit y recarga de las aguas subterráneas de cada
sector y por cada mes del año.
Los totales de cada cuadro permitieron obtener el balance total de la microcuenca del río
Ciruelas así también nos permitió obtener una visualización de cada sector con respecto a
la producción de agua y determinar cuales son los principales factores de su varianza con
respecto a los otros sectores, lo cual podremos observar a continuación:
2.5.1 Zona Climática
El primer sector está caracterizado por ser parte de la primera zona climática. Esta
considera la cantidad de precipitación que recibe el sector, debido a que posee el menor
índice hídrico con respecto a las demás zonas a lo largo de la microcuenca del río Ciruelas.
Su porcentaje es de un 50%, también se clasifica como una zona húmeda según el cuadro
3, (Subgrupos Climáticos pág 32.) considerado como categoría D.
63
Dentro de esta zona se encuentra la unidad geomorfológica zona volcánica, en este
segundo sector, el índice hídrico se mantiene; pero la precipitación anual va a ser mayor
que la del sector anterior, aunque la diferencia no es considerable (Cuadro 16).
El comportamiento de la precipitación, así como de la escorrentía, evapotranspiración
potencial son similares al sector anterior, es decir al de la zona sedimentaria, los primeros
meses del año, el pasto recibe poca precipitación, no obstante presenta cantidades
importantes en mayo, setiembre y octubre y a pesar de que es en julio y octubre cuando se
pierde el recurso por escorrentía son los primeros meses en donde no hay ganancia del
recurso, también el pasto no llega a obtener la lámina de agua para abastecerse, ya que la
evapotranspiración es lo necesariamente alta para superar la precipitación restante en este
cultivo. Por su parte, el déficit del recurso en el pasto es más alto en los tres primeros
meses del año, comportamiento natural considerando lo explicado anteriormente.
En esta zona climática I también se encuentra la unidad geomorfológica zona sedimentaria,
la cual provee las condiciones propias del suelo y permite que los usos obtengan un 4.2%
en agua disponible ya que la composición física del suelo no favorece una abundante
retención del recurso, lo que da paso a la infiltración y, por consiguiente, a la alimentación
de las capas inferiores (Cuadros 17-21).
De acuerdo con este porcentaje de agua disponible, los usos inmersos en este sector
tendrán la capacidad de retener cierta cantidad de recurso proporcional a la longitud de sus
raíces. Por ejemplo, la lámina de agua disponible del bosque es de 83.02mm, el café cuenta
con 16.6mm, la caña con 15.56mm, el pasto posee 6.23mm y los helechos cuentan con
4.98mm.
El primer uso definido como bosque, debido a la longitud de sus raíces, tiene la capacidad
de retener 83.02mm de recurso hídrico; pero esta dependerá de que la precipitación sea la
suficiente para superar la evapotranspiración potencial. Por ejemplo, en enero la
producción hídrica es nula ya que es el mes cuando la precipitación es de tan solo
15.08mm, no obstante, esta se incrementa conforme transcurre el año. En mayo y
setiembre el bosque llega a percibir cantidades importantes en precipitación; en mayo
porque es el inicio del periodo lluvioso, sin embargo en setiembre se produce el pico
64
máximo, el cual alcanza hasta 373mm, como parte del comportamiento natural de este
periodo, tanto a lo largo de la microcuenca, como a nivel nacional.
Parte de la precipitación total que capta la cuenca cada mes, posee diferentes caminos que
se dirigen a la salida de la misma. La escorrentía superficial es uno de ellos. Por ejemplo
para el uso de bosque, los meses de julio y octubre son lo meses en que se pierde
cantidades importantes, este comportamiento se da a lo largo de un periodo de años, ya que
en los primeros meses del año, la precipitación es poca y a su vez es utilizada para
satisfacer las necesidades de las plantas y que de acuerdo con la ETP, se limita la humedad
del suelo en estos meses mencionados.
Por ello en estos primeros meses del año se va acumulando humedad y permite el
incremento hasta julio, pero no es hasta octubre en donde la cantidad de escorrentía se
pierde en su mayor cantidad ya que toda la microcuenca recibe una importante captación
de precipitación en los meses de setiembre y octubre, permitiendo que una excesiva
saturación de los suelos exceda con mayor rapidez el libre flujo del recurso hídrico.
La cantidad restante obtenida por parte del bosque es evapotranspirada en diferentes
cantidades, dependiendo del periodo del año en que se encuentre, por ejemplo, en marzo se
presenta una de las temperaturas más elevadas, por ello, así como la escorrentía elimina del
sistema una cantidad importante del recurso, el bosque va recibiendo menor
evapotranspiración en los meses siguientes, ya que disminuye la duración y temperatura
conforme aumenta la cantidad y duración de la precipitación.
Por las condiciones propias de esta zona climática, la pérdida potencial acumulada
presenta valores altos en el mes de abril, ya que en estos primeros meses se evapora todo el
recurso disponible y no hay el suficiente excedente para satisfacer las necesidades de este
uso. Por ello, el bosque solamente puede retener menos de 8.14mm. pero cuando el mismo
logra captar cantidades importantes de precipitación, tiene la capacidad de retener hasta
83.02mm. Esto se logra en los meses de mayo y diciembre, se exceptúa el mes de julio por
su poco aporte en precipitación.
Esta condición proveerá que en el bosque no se genere una ganancia considerable, ya que
el total del déficit anual es casi igual al de la ganancia. Como es de esperarse, en el bosque
65
se llega a generar hasta 210mm de ganancia, una cantidad importante a pesar de las
condiciones climáticas.
Por su parte, se genera la menor cantidad de ganancia, pero no en recarga acuífera,
comparado con los usos que se encuentran en este sector, ya que el consumo de agua para
satisfacer las necesidades es proporcional a la longitud de las raíces y estas son de hasta
200cm. Sin embargo genera 0.001858km3, ya que posee una extensión de 3.6km2, la cual
es relativamente poca.
66
Cuadro 16
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática I y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
9.11
1.70
7.41
134.72
-127.31
-209.24
0.00
0.00
7.41
127.32
0.00
Área Volcánica
I
Pasto
1,392 Km2
Feb
18.68
5.74
12.94
136.00
-123.06
-332.30
0.00
0.00
12.94
123.06
0.00
Mar
41.88
9.09
32.79
167.49
-134.70
-467.00
0.00
0.00
32.79
134.70
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
78.53
6.26
72.26
162.99
-90.72
-557.72
0.00
0.00
72.26
90.72
0.00
May
284.09
37.58
246.51
156.68
89.83
0.00
9.60
9.60
156.68
0.00
80.23
0.000112
Jun
270.64
52.15
218.49
142.04
76.45
0.00
9.60
0.00
142.04
0.00
76.45
0.000106
Jul
208.93
70.99
137.93
146.35
-8.41
-8.41
9.60
0.00
137.93
8.41
0.00
Ago
248.17
40.20
207.97
150.89
57.08
0.00
9.60
0.00
150.89
0.00
57.08
0.000079
Sep
325.17
23.15
302.01
146.28
155.74
0.00
9.60
0.00
146.28
0.00
155.74
0.000217
15 cm
6.4%
9,66mm
Oct
328.38
76.27
252.12
131.24
120.87
0.00
9.60
0.00
131.24
0.00
120.87
0.000168
Nov
146.73
29.54
117.19
116.83
0.36
0.00
9.60
0.00
116.83
0.00
0.36
0.000001
Dic
52.21
9.05
43.16
125.08
-81.92
-81.92
0.00
-9.60
52.76
72.32
0.00
Total
2012.52
361.72
1650.79
1716.60
1160.06
556.54
490.73
0.000683
67
Cuadro 17
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra bosque
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
15.08
2.82
12.26
125.99
-113.72
-189.01
8.14
-24.78
37.04
88.94
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Zona Sedimentaria
I
Bosque
3,5910 Km2
Feb
17.93
5.51
12.42
127.26
-114.83
-303.84
1.98
-6.16
18.58
108.67
0.00
Mar
33.63
7.30
26.34
157.14
-130.80
-434.65
0.39
-1.59
27.93
129.21
0.00
Abr
88.18
7.03
81.15
153.47
-72.32
-506.96
0.16
-0.23
81.38
72.09
0.00
May
287.82
38.08
249.74
147.77
101.98
0.00
83.02
82.86
147.77
0.00
19.12
0.000069
Jun
260.13
50.13
210.01
134.16
75.85
0.00
83.02
0.00
134.16
0.00
75.85
0.000272
Jul
187.27
63.63
123.64
138.41
-14.78
-14.78
69.23
-13.79
137.43
0.99
0.00
Ago
232.06
37.59
194.47
141.83
52.64
0.00
83.02
13.79
141.83
0.00
38.85
0.000140
Sep
373.88
26.62
347.25
136.90
210.36
0.00
83.02
0.00
136.90
0.00
210.36
0.000755
200 cm.
4.2%
83,02mm
Oct
345.03
80.13
264.90
123.65
141.24
0.00
83.02
0.00
123.65
0.00
141.24
0.000507
Nov
177.43
35.72
141.72
109.82
31.89
0.00
83.02
0.00
109.82
0.00
31.89
0.000115
Dic
50.80
8.81
41.99
117.28
-75.29
-75.29
32.92
-50.10
92.09
25.19
0.00
Total
2069.25
363.36
1705.89
1613.68
1188.59
425.09
517.30
0.001858
68
Cuadro 18
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra café
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
15.08
2.82
12.26
125.99
-113.72
-189.01
0.00
-0.16
12.42
113.56
0.00
Zona Sedimentaria
I
Café
3,6260 Km2
Feb
17.93
5.51
12.42
127.26
-114.83
-303.84
0.00
0.00
12.42
114.83
0.00
Mar
33.63
7.30
26.34
157.14
-130.80
-434.65
0.00
0.00
26.34
130.80
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
88.18
7.03
81.15
153.47
-72.32
-506.96
0.00
0.00
81.15
72.32
0.00
May
287.82
38.08
249.74
147.77
101.98
0.00
16.60
16.60
147.77
0.00
85.38
0.000310
Jun
260.13
50.13
210.01
134.16
75.85
0.00
16.60
0.00
134.16
0.00
75.85
0.000275
Jul
187.27
63.63
123.64
138.41
-14.78
-14.78
6.69
-9.91
133.55
4.87
0.00
Ago
232.06
37.59
194.47
141.83
52.64
0.00
16.60
9.91
141.83
0.00
42.73
0.000155
Sep
373.88
26.62
347.25
136.90
210.36
0.00
16.60
0.00
136.90
0.00
210.36
0.000763
40 cm.
4.2%
16,6mm
Oct
345.03
80.13
264.90
123.65
141.24
0.00
16.60
0.00
123.65
0.00
141.24
0.000512
Nov
177.43
35.72
141.72
109.82
31.89
0.00
16.60
0.00
109.82
0.00
31.89
0.000116
Dic
50.80
8.81
41.99
117.28
-75.29
-75.29
0.16
-16.44
58.43
58.85
0.00
Total
2069.25
363.36
1705.89
1613.68
1118.45
495.23
587.44
0.002130
69
Cuadro 19
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra caña
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
15.08
2.82
12.26
125.99
-113.72
-189.01
0.00
-0.11
12.37
113.61
0.00
Zona Sedimentaria
I
Caña
11,2710 Km2
Feb
17.93
5.51
12.42
127.26
-114.83
-303.84
0.00
0.00
12.42
114.83
0.00
Mar
33.63
7.30
26.34
157.14
-130.80
-434.65
0.00
0.00
26.34
130.80
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
88.18
7.03
81.15
153.47
-72.32
-506.96
0.00
0.00
81.15
72.32
0.00
May
287.82
38.08
249.74
147.77
101.98
0.00
15.56
15.56
147.77
0.00
86.42
0.000974
Jun
260.13
50.13
210.01
134.16
75.85
0.00
15.56
0.00
134.16
0.00
75.85
0.000855
Jul
187.27
63.63
123.64
138.41
-14.78
-14.78
5.90
-9.66
133.30
5.12
0.00
Ago
232.06
37.59
194.47
141.83
52.64
0.00
15.56
9.66
141.83
0.00
42.98
0.000484
Sep
373.88
26.62
347.25
136.90
210.36
0.00
15.56
0.00
136.90
0.00
210.36
0.002371
37,5 cm.
4.2%
15,56mm
Oct
345.03
80.13
264.90
123.65
141.24
0.00
15.56
0.00
123.65
0.00
141.24
0.001592
Nov
177.43
35.72
141.72
109.82
31.89
0.00
15.56
0.00
109.82
0.00
31.89
0.000359
Dic
50.80
8.81
41.99
117.28
-75.29
-75.29
0.11
-15.45
57.44
59.84
0.00
Total
2069.25
363.36
1705.89
1613.68
1117.16
496.52
588.73
0.006636
70
Cuadro 20
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
15.08
2.82
12.26
125.99
-113.72
-189.01
0.00
0.00
12.26
113.72
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Zona Sedimentaria
I
Pasto
6,1310 Km2
Feb
17.93
5.51
12.42
127.26
-114.83
-303.84
0.00
0.00
12.42
114.83
0.00
Mar
33.63
7.30
26.34
157.14
-130.80
-434.65
0.00
0.00
26.34
130.80
0.00
Abr
88.18
7.03
81.15
153.47
-72.32
-506.96
0.00
0.00
81.15
72.32
0.00
May
287.82
38.08
249.74
147.77
101.98
0.00
6.23
6.23
147.77
0.00
95.75
0.000587
Jun
260.13
50.13
210.01
134.16
75.85
0.00
6.23
0.00
134.16
0.00
75.85
0.000465
Jul
187.27
63.63
123.64
138.41
-14.78
-14.78
0.55
-5.68
129.32
9.10
0.00
Ago
232.06
37.59
194.47
141.83
52.64
0.00
6.23
5.68
141.83
0.00
46.96
0.000288
Sep
373.88
26.62
347.25
136.90
210.36
0.00
6.23
0.00
136.90
0.00
210.36
0.001290
15 cm.
4.2%
6,23mm
Oct
345.03
80.13
264.90
123.65
141.24
0.00
6.23
0.00
123.65
0.00
141.24
0.000866
Nov
177.43
35.72
141.72
109.82
31.89
0.00
6.23
0.00
109.82
0.00
31.89
0.000196
Dic
50.80
8.81
41.99
117.28
-75.29
-75.29
0.00
-6.23
48.22
69.06
0.00
Total
2069.25
363.36
1705.89
1613.68
1103.85
509.83
602.04
0.003691
71
Cuadro 21
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática I y uso de la tierra helechos
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
15.08
2.82
12.26
125.99
-113.72
-189.01
0.00
0.00
12.26
113.72
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Zona Sedimentaria
I
Helechos
0,4380 Km2
Feb
17.93
5.51
12.42
127.26
-114.83
-303.84
0.00
0.00
12.42
114.83
0.00
Mar
33.63
7.30
26.34
157.14
-130.80
-434.65
0.00
0.00
26.34
130.80
0.00
Abr
88.18
7.03
81.15
153.47
-72.32
-506.96
0.00
0.00
81.15
72.32
0.00
May
287.82
38.08
249.74
147.77
101.98
0.00
4.98
4.98
147.77
0.00
97.00
0.000042
Jun
260.13
50.13
210.01
134.16
75.85
0.00
4.98
0.00
134.16
0.00
75.85
0.000033
Jul
187.27
63.63
123.64
138.41
-14.78
-14.78
0.24
-4.74
128.38
10.04
0.00
Ago
232.06
37.59
194.47
141.83
52.64
0.00
4.98
4.74
141.83
0.00
47.90
0.000021
Sep
373.88
26.62
347.25
136.90
210.36
0.00
4.98
0.00
136.90
0.00
210.36
0.000092
12 cm.
4.2%
4,98mm
Oct
345.03
80.13
264.90
123.65
141.24
0.00
4.98
0.00
123.65
0.00
141.24
0.000062
Nov
177.43
35.72
141.72
109.82
31.89
0.00
4.98
0.00
109.82
0.00
31.89
0.000014
Dic
50.80
8.81
41.99
117.28
-75.29
-75.29
0.00
-4.98
46.97
70.31
0.00
Total
2069.25
363.36
1705.89
1613.68
1101.66
512.02
604.23
0.000265
72
Los siguientes balances corresponden a los sectores ubicados dentro de la zona climática
II, la cual se caracteriza por poseer un índice hídrico del 100% y se subcategoriza como
G1, es decir, una zona muy húmeda, (cuadro 3 Subgrupos climáticos según índice hídrico,
pág. 32).
En esta zona también se ubican las dos unidades geomorfológicas presentes en la zona
climática I. Por su parte, la zona sedimentaria cuenta con los usos bosque, café helechos y
pasto (Cuadros 22-25). En este sector presenta un incremento aunque no considerable, en
la cantidad de precipitación recibida por estos usos. Por ejemplo, el bosque recibe un
aporte importante en el mes de setiembre de 431.41mm., en mayo y octubre, también
obtiene 324mm. y 385mm. respectivamente. Este comportamiento se debe al patrón natural
del periodo lluvioso presente a lo largo de la microcuenca.
Por su parte, la escorrentía elimina cierta cantidad de recurso ganado en el bosque y es en
julio y octubre cuando se nota los picos más altos (72.33mm 89.58mm). Esta última
cantidad es el resultado de las cantidades medidas en la estación pluviométrica Las
Vueltas, debido a que la escorrentía aumenta en los meses en los que se percibe mayor
cantidad de agua captada. Este comportamiento no es proporcional, depende de la
humedad del suelo; si esta es constante, saturada con cantidades importantes de
precipitación, la salida del recurso será más rápida, por el contrario si presenta un pico de
precipitación que ha recibido poca humedad en meses anteriores, la humedad es retenida
por lo poros que se encuentran vacíos y, por ello, su tardanza en la salida del sistema.
La evapotranspiración potencial es una variable importante, ya que sus valores más
elevados se producen donde menor precipitación se presenta, por ello el bosque, así como
los usos mencionados anteriormente, pierden la cantidad de recurso ganada, ya que las
temperaturas dan paso a la evapotranspiración de la misma; sin embargo, en este sector a
partir del mes de mayo hasta el mes de noviembre se obtiene la ganancia anual y al
respecto se percibe un incremento de 747mm. Además se observa una disminución del
déficit en 379mm. Diferente de los otros usos de este sector, el bosque es el único que
mantiene una humedad del suelo permanente a lo largo del año, debido
a que la
profundidad de las raíces permite mantener esta humedad por más tiempo, a diferencia de
los usos en los que las raíces son menores a 40cm por lo que el cultivo no permite retener
el recurso como lo haría una zona de uso bosque.
73
En relación con lo anterior, el café no presenta humedad del suelo en los primeros meses
del año, desde mayo a diciembre, por lo consiguiente, se presentará ganancia en los
mismos meses, el incremento de esta ganancia es notable, ya que asciende a 812.68mm y
su déficit es de 444.50mm. Considerando los valores del bosque, este cultivo posee más
meses con humedad del suelo. No obstante el café obtiene más ganancia debido a que no
necesita las mismas cantidades de agua para satisfacer sus necesidades, por ello el residuo
es mayor que el de uso bosque. Por lo tanto, el café representa en este sector, el uso que
mayor aporte da a la recarga acuífera (0.007049km3).
El cultivo que mayor ganancia genera es el de los helechos, ya que es el uso que posee la
profundidad de sus raíces más pequeñas; sin embargo, por la
poca extensión de su
cobertura, los helechos representan uno de los menores aportes en recarga acuífera
(0.000061km3).
Por otra parte, en la zona volcánica los usos del bosque, café, pastos y helechos, aunque
pertenecen a la misma zona climática que el sector anterior, presenta un incremento en la
precipitación, pero al igual que los usos anteriores, estos tienen tres aportes importantes a
lo largo del año. Mayo, setiembre y octubre presentan aportes de hasta 391.19mm,
532.79mm. y 495.54mm (Cuadros 26-29). Así como aumenta la precipitación, aumenta la
escorrentía, ya que estos usos pierden el recurso hídrico hasta en 115mm. (correspondiente
al mes de octubre). La cantidad restante se ve influenciada por la evapotranspiración
potencial, la cual debido al comportamiento de las zonas anteriores, en el mes de marzo se
presenta los datos más elevados; no obstante a causa del incremento de la precipitación
para este sector, se observa que la pérdida potencial acumulada va disminuyendo en los
primeros cuatro meses del año y en diciembre, en los cuales la evapotranspiración
potencial elimina del sistema la cantidad de recurso obtenida por la precipitación corregida
o restante (precipitación - escorrentía).
En el bosque, por la capacidad que este tiene de retener la cantidad obtenida del recurso, el
suelo permanece húmedo a lo largo del año. Sin embargo, en los meses en los que se tiene
perdida potencial, esta coincide con el déficit del recurso, Este último disminuye de
manera significativa y por ello se considera el menor déficit en la zona climática II de la
microcuenca del río Ciruelas.
74
Además, la ganancia del uso bosque es la menor, respecto a los usos de la unidad
geomorfológica zona volcánica.
Por otra parte, el cultivo de café exceptuando los meses de febrero a abril, mantiene la
humedad del suelo, la cual llega a su tope a 25.76mm en los meses de mayo a noviembre.
El déficit es mayor respecto al bosque, y a su vez aumenta en ganancia a 1262.19mm. Se
incrementa la ganancia del recurso debido a su extensión (11km2). Dentro de esta unidad
geomorfológica, es el uso que mayor aporte da a la recarga acuífera, siendo esta de
0.013km3.
Los helechos mantienen muy poca humedad en el suelo, pero superan la ganancia del café,
porque la profundidad de sus raíces es menor. También, se deduce que la cantidad
requerida para abastecer sus necesidades es menor. La cobertura que representan los
helechos es poca, por ello tan solo aportan 0.000069km3 a la recarga acuífera.
Los pastos mantienen humedad durante los meses de mayo a diciembre, pero la ganancia
de recurso hídrico no se da si no a partir de mayo y hasta noviembre. Esta asciende a.
1 278.29mm.
75
Cuadro 22
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra bosque
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
25.21
4.71
20.50
122.53
-102.03
-162.93
11.21
-28.07
48.57
73.96
0.00
Zona Sedimentaria
II
Bosque
0,1590 Km2
Feb
21.40
6.57
14.83
123.79
-108.96
-271.90
2.94
-8.27
23.10
100.69
0.00
Mar
31.87
6.92
24.95
153.04
-128.08
-399.98
0.61
-2.33
27.28
125.75
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
96.57
7.70
88.87
149.70
-60.82
-460.80
0.28
-0.33
89.20
60.49
0.00
May
324.45
42.92
281.52
144.23
137.29
0.00
83.02
82.74
144.23
0.00
54.55
0.000009
Jun
287.85
55.47
232.38
131.03
101.34
0.00
83.02
0.00
131.03
0.00
101.34
0.000016
Jul
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72.33
140.53
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5.26
0.00
83.02
0.00
135.27
0.00
5.26
0.000001
Ago
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41.30
213.67
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75.42
0.00
83.02
0.00
138.24
0.00
75.42
0.000012
Sep
431.41
30.72
400.69
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267.07
0.00
83.02
0.00
133.61
0.00
267.07
0.000042
200 cm.
4.2%
83,02mm
Oct
385.73
89.58
296.14
120.65
175.50
0.00
83.02
0.00
120.65
0.00
175.50
0.000028
Nov
218.03
43.89
174.14
107.05
67.10
0.00
83.02
0.00
107.05
0.00
67.10
0.000011
Dic
64.46
11.17
53.28
114.19
-60.91
-60.91
39.28
-43.74
97.02
17.17
0.00
Total
2354.78
413.28
1941.50
1573.33
1195.26
378.06
746.24
0.000119
76
Cuadro 23
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra café
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
25.21
4.71
20.50
122.53
-102.03
-162.93
0.00
-0.39
20.89
101.64
0.00
Zona Sedimentaria
II
Café
8,6770 Km2
Feb
21.40
6.57
14.83
123.79
-108.96
-271.90
0.00
0.00
14.83
108.96
0.00
Mar
31.87
6.92
24.95
153.04
-128.08
-399.98
0.00
0.00
24.95
128.08
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
96.57
7.70
88.87
149.70
-60.82
-460.80
0.00
0.00
88.87
60.82
0.00
May
324.45
42.92
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137.29
0.00
16.60
16.60
144.23
0.00
120.69
0.001047
Jun
287.85
55.47
232.38
131.03
101.34
0.00
16.60
0.00
131.03
0.00
101.34
0.000879
Jul
212.85
72.33
140.53
135.27
5.26
0.00
16.60
0.00
135.27
0.00
5.26
0.000046
Ago
254.96
41.30
213.67
138.24
75.42
0.00
16.60
0.00
138.24
0.00
75.42
0.000654
Sep
431.41
30.72
400.69
133.61
267.07
0.00
16.60
0.00
133.61
0.00
267.07
0.002317
40 cm.
4.2%
16,6mm
Oct
385.73
89.58
296.14
120.65
175.50
0.00
16.60
0.00
120.65
0.00
175.50
0.001523
Nov
218.03
43.89
174.14
107.05
67.10
0.00
16.60
0.00
107.05
0.00
67.10
0.000582
Dic
64.46
11.17
53.28
114.19
-60.91
-60.91
0.39
-16.21
69.49
44.70
0.00
Total
2354.78
413.28
1941.50
1573.33
1129.12
444.20
812.38
0.007049
77
Cuadro 24
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra helechos
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
25.21
4.71
20.50
122.53
-102.03
-162.93
0.00
-14.83
35.33
87.20
0.00
Zona Sedimentaria
II
Helecho
0,074 Km2
Feb
21.40
6.57
14.83
123.79
-108.96
-271.90
0.00
0.00
14.83
108.96
0.00
Mar
31.87
6.92
24.95
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-128.08
-399.98
0.00
0.00
24.95
128.08
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
96.57
7.70
88.87
149.70
-60.82
-460.80
0.00
0.00
88.87
60.82
0.00
May
324.45
42.92
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144.23
137.29
0.00
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4.58
144.23
0.00
132.31
0.000010
Jun
287.85
55.47
232.38
131.03
101.34
0.00
4.98
0.00
131.03
0.00
101.34
0.000007
Jul
212.85
72.33
140.53
135.27
5.26
0.00
4.98
0.00
135.27
0.00
5.26
0.000000
Ago
254.96
41.30
213.67
138.24
75.42
0.00
4.98
0.00
138.24
0.00
75.42
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Sep
431.41
30.72
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267.07
0.00
4.98
0.00
133.61
0.00
267.07
0.000020
12 cm.
4.2%
4,98mm
Oct
385.73
89.58
296.14
120.65
175.50
0.00
4.98
0.00
120.65
0.00
175.50
0.000013
Nov
218.03
43.89
174.14
107.05
67.10
0.00
4.98
0.00
107.05
0.00
67.10
0.000005
Dic
64.46
11.17
53.28
114.19
-60.91
-60.91
0.00
-4.98
57.86
56.33
0.00
Total
2354.78
413.28
1941.50
1573.33
1131.93
441.39
824.00
0.000061
78
Cuadro 25
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona sedimentaria, zona climática II y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
25.21
4.71
20.50
122.53
-102.03
-162.93
0.00
0.00
20.50
102.03
0.00
Zona Sedimentaria
II
Pasto
0,1510 Km2
Feb
21.40
6.57
14.83
123.79
-108.96
-271.90
0.00
0.00
14.83
108.96
0.00
Mar
31.87
6.92
24.95
153.04
-128.08
-399.98
0.00
0.00
24.95
128.08
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
96.57
7.70
88.87
149.70
-60.82
-460.80
0.00
0.00
88.87
60.82
0.00
May
324.45
42.92
281.52
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137.29
0.00
6.23
6.23
144.23
0.00
131.06
0.000020
Jun
287.85
55.47
232.38
131.03
101.34
0.00
6.23
0.00
131.03
0.00
101.34
0.000015
Jul
212.85
72.33
140.53
135.27
5.26
0.00
6.23
0.00
135.27
0.00
5.26
0.000001
Ago
254.96
41.30
213.67
138.24
75.42
0.00
6.23
0.00
138.24
0.00
75.42
0.000011
Sep
431.41
30.72
400.69
133.61
267.07
0.00
6.23
0.00
133.61
0.00
267.07
0.000040
15 cm.
4.2%
6,23mm
Oct
385.73
89.58
296.14
120.65
175.50
0.00
6.23
0.00
120.65
0.00
175.50
0.000026
Nov
218.03
43.89
174.14
107.05
67.10
0.00
6.23
0.00
107.05
0.00
67.10
0.000010
Dic
64.46
11.17
53.28
114.19
-60.91
-60.91
0.00
-6.23
59.00
55.19
0.00
Total
2354.78
413.28
1941.50
1573.33
1118.24
455.08
822.75
0.000124
79
Cuadro 26
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática II y uso de la tierra bosque
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
38.26
7.14
31.12
119.28
-88.16
-131.18
45.58
-46.04
77.16
42.12
0.00
Zona Volcánica
II
Bosque
0,298 Km2
Feb
27.99
8.60
19.39
120.53
-101.14
-232.32
20.46
-25.12
44.51
76.02
0.00
Mar
41.25
8.95
32.30
149.17
-116.87
-349.19
8.11
-12.35
44.65
104.52
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
124.79
9.95
114.84
146.13
-31.29
-380.48
6.33
-1.78
116.62
29.51
0.00
May
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339.43
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198.54
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122.47
140.90
0.00
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0.000023
Jun
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128.80
0.00
128.08
0.00
169.08
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Jul
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0.00
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0.00
132.29
0.00
42.32
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Ago
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0.00
128.80
0.00
134.87
0.00
138.00
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Sep
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128.80
0.00
131.61
0.00
363.24
0.000108
200 cm
6.4%
128,8mm
Oct
495.54
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380.45
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262.64
0.00
128.80
0.00
117.81
0.00
262.64
0.000078
Nov
273.65
55.09
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104.43
114.13
0.00
128.80
0.00
104.43
0.00
114.13
0.000034
Dic
82.57
14.31
68.26
111.28
-43.02
-43.02
91.61
-37.19
105.45
5.83
0.00
Total
2966.21
522.36
2443.85
1536.38
1278.38
258.00
1165.48
0.000347
80
Cuadro 27
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática II y uso de la tierra café
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
38.26
7.14
31.12
119.28
-88.16
-131.18
0.14
-4.55
35.67
83.61
0.00
Zona Volcánica
II
Café
11,076 Km2
Feb
27.99
8.60
19.39
120.53
-101.14
-232.32
0.00
-0.14
19.53
101.00
0.00
Mar
41.25
8.95
32.30
149.17
-116.87
-349.19
0.00
0.00
32.29
116.88
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
124.79
9.95
114.84
146.13
-31.29
-380.48
0.00
0.00
114.84
31.29
0.00
May
391.19
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25.76
25.76
140.90
0.00
172.78
0.001914
Jun
368.09
70.93
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169.08
0.00
25.76
0.00
128.08
0.00
169.08
0.001873
Jul
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0.00
25.76
0.00
132.29
0.00
42.32
0.000469
Ago
325.61
52.74
272.87
134.87
138.00
0.00
25.76
0.00
134.87
0.00
138.00
0.001529
Sep
532.79
37.94
494.85
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363.24
0.00
25.76
0.00
131.61
0.00
363.24
0.004023
40 cm
6.4%
25,76mm
Oct
495.54
115.09
380.45
117.81
262.64
0.00
25.76
0.00
117.81
0.00
262.64
0.002909
Nov
273.65
55.09
218.57
104.43
114.13
0.00
25.76
0.00
104.43
0.00
114.13
0.001264
Dic
82.57
14.31
68.26
111.28
-43.02
-43.02
4.69
-21.07
89.33
21.95
0.00
Total
2966.21
522.36
2443.85
1536.38
1181.66
354.72
1262.19
0.013980
81
Cuadro 28
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática II y uso de la tierra helechos
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
38.26
7.14
31.12
119.28
-88.16
-131.18
0.00
0.03
31.15
88.13
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Zona Volcánica
II
Helechos
0,054 Km2
Feb
27.99
8.60
19.39
120.53
-101.14
-232.32
0.00
0.00
19.39
101.14
0.00
Mar
41.25
8.95
32.30
149.17
-116.87
-349.19
0.00
0.00
32.30
116.87
0.00
Abr
124.79
9.95
114.84
146.13
-31.29
-380.48
0.00
0.00
114.84
31.29
0.00
May
391.19
51.75
339.43
140.90
198.54
0.00
7.72
7.72
140.90
0.00
190.82
0.000010
Jun
368.09
70.93
297.16
128.08
169.08
0.00
7.72
0.00
128.08
0.00
169.08
0.000009
Jul
264.47
89.87
174.60
132.29
42.32
0.00
7.72
0.00
132.29
0.00
42.32
0.000002
Ago
325.61
52.74
272.87
134.87
138.00
0.00
7.72
0.00
134.87
0.00
138.00
0.000007
Sep
532.79
37.94
494.85
131.61
363.24
0.00
7.72
0.00
131.61
0.00
363.24
0.000020
12 cm.
6.4%
7,73mm
Oct
495.54
115.09
380.45
117.81
262.64
0.00
7.72
0.00
117.81
0.00
262.64
0.000014
Nov
273.65
55.09
218.57
104.43
114.13
0.00
7.72
0.00
104.43
0.00
114.13
0.000006
Dic
82.57
14.31
68.26
111.28
-43.02
-43.02
0.03
-7.69
75.95
35.33
0.00
Total
2966.21
522.36
2443.85
1536.38
1163.62
372.76
1280.23
0.000069
82
Cuadro 29
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática II y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
38.26
7.14
31.12
119.28
-88.16
-131.18
0.00
-0.10
31.22
88.06
0.00
Zona Volcánica
II
Pasto
2,387 Km2
Feb
27.99
8.60
19.39
120.53
-101.14
-232.32
0.00
0.00
19.39
101.14
0.00
Mar
41.25
8.95
32.30
149.17
-116.87
-349.19
0.00
0.00
32.30
116.87
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
124.79
9.95
114.84
146.13
-31.29
-380.48
0.00
0.00
114.84
31.29
0.00
May
391.19
51.75
339.43
140.90
198.54
0.00
9.66
9.66
140.90
0.00
188.88
0.000640
Jun
368.09
70.93
297.16
128.08
169.08
0.00
9.66
0.00
128.08
0.00
169.08
0.000573
Jul
264.47
89.87
174.60
132.29
42.32
0.00
9.66
0.00
132.29
0.00
42.32
0.000143
Ago
325.61
52.74
272.87
134.87
138.00
0.00
9.66
0.00
134.87
0.00
138.00
0.000467
Sep
532.79
37.94
494.85
131.61
363.24
0.00
9.66
0.00
131.61
0.00
363.24
0.001230
15 cm
6.4%
9,66mm
Oct
495.54
115.09
380.45
117.81
262.64
0.00
9.66
0.00
117.81
0.00
262.64
0.000890
Nov
273.65
55.09
218.57
104.43
114.13
0.00
9.66
0.00
104.43
0.00
114.13
0.000387
Dic
82.57
14.31
68.26
111.28
-43.02
-43.02
0.10
-9.56
77.82
33.46
0.00
Total
2966.21
522.36
2443.85
1536.38
1165.56
370.82
1278.29
0.004330
83
La zona climática III representa aportes importantes en precipitación por ello se considera
que posee un índice hídrico de 200%, clasificado como muy húmedo (G5). Asimismo se
observa sólo la presencia de la unidad geomorfológica zona volcánica, la cual está
compuesta por los usos de bosque, café y pasto (Cuadros 31-32). Estos usos reciben
alrededor de 3 516mm. anuales, además mayo, setiembre y octubre son los meses en los
que estos usos reciben un aporte importante del recurso hídrico debido a la precipitación
(octubre el mayor aportador con 538.53mm).
Además la escorrentía presenta un comportamiento proporcional a la cantidad de lluvia
precipitada, es decir, cuanto mayor sea la precipitación, mayor será la escorrentía. Por la
cantidad de lluvia del mes de octubre, en este mismo mes, los usos mencionados
anteriormente, pierden la mayor cantidad de escorrentía siendo esta de 125.07mm
Por otra parte, en marzo la ETP presenta sus valores máximos, es decir cuando se registran
las mayores temperaturas del año; por ello, en los meses aledaños, por ejemplo, en el mes
de febrero (uno de los meses propios del periodo seco), el agua percibida es
evapotranspirada en su totalidad. En este sector se puede observar que la cantidad de meses
con escasez de agua es menor, ya que la altura a la que se encuentra este sector permite que
la cantidad de lluvia sea en mayor abundancia y en duración. Por ello al igual que la ETP,
febrero y marzo son los meses en los que se acumula le pérdida del recurso; pero a pesar de
esta pérdida, la humedad que contiene el suelo permite mantener los cultivos siempre con
cantidades de recurso, el HSD se presenta a lo largo del año.
Al analizar los balances hídricos, el déficit disminuye y la ganancia aumenta en cantidad.
Por ejemplo el bosque llega a obtener 1 531mm anuales, cantidad importante en la
producción hídrica. Por su cobertura en km2, este uso aporta a la recarga acuífera
0.003km3; por su parte, el café, a pesar de mantener la humedad del suelo a lo largo del
año aumenta el déficit a 109mm; sin embargo, también es mayor la ganancia (1 590mm.).
Los pastos, el cultivo que mayor aporte en ganancia da, también es el que genera más
recarga a los mantos acuíferos debido a su mayor extensión en este sector (0.008km3).
Los sectores ubicados dentro de esta zona se muestran a continuación.
84
Cuadro 30
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática III y uso de la tierra bosque
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
136.01
25.39
110.62
107.82
2.80
0.00
128.80
0.00
107.82
0.00
2.80
0.000006
Zona Volcánica
III
Bosque
2,286 Km2
Feb
72.15
22.16
49.98
109.03
-59.04
-59.04
80.70
-48.10
98.08
10.94
0.00
Mar
75.65
16.42
59.23
135.47
-76.24
-135.28
44.12
-36.58
95.81
39.66
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
150.92
12.03
138.89
133.43
5.45
0.00
49.58
5.45
133.43
0.00
0.00
May
403.30
53.35
349.94
129.05
220.90
0.00
128.80
79.22
129.05
0.00
141.67
0.000324
Jun
435.30
83.88
351.42
117.58
233.84
0.00
128.80
0.00
117.58
0.00
233.84
0.000535
Jul
282.00
95.82
186.18
121.65
64.53
0.00
128.80
0.00
121.65
0.00
64.53
0.000148
Ago
341.97
55.39
286.58
122.93
163.65
0.00
128.80
0.00
122.93
0.00
163.65
0.000374
Sep
517.57
36.86
480.71
120.61
360.10
0.00
128.80
0.00
120.61
0.00
360.10
0.000823
200 cm
6.4%
128,8mm
Oct
538.53
125.07
413.46
107.78
305.68
0.00
128.80
0.00
107.78
0.00
305.68
0.000699
Nov
347.09
69.87
277.22
95.20
182.02
0.00
128.80
0.00
95.20
0.00
182.02
0.000416
Dic
216.09
37.46
178.63
101.01
77.62
0.00
128.80
0.00
101.01
0.00
77.62
0.000177
Total
3516.58
633.71
2882.87
1401.56
1350.96
50.60
1531.91
0.003502
85
Cuadro 31
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática III y uso de la tierra café
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
136.01
25.39
110.62
107.82
2.80
0.00
25.76
0.00
107.82
0.00
2.80
0.000004
Zona Volcánica
III
Café
1,582 Km2
Feb
72.15
22.16
49.98
109.03
-59.04
-59.04
2.49
-23.27
73.25
35.77
0.00
Mar
75.65
16.42
59.23
135.47
-76.24
-135.28
0.12
-2.37
61.60
73.87
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
150.92
12.03
138.89
133.43
5.45
0.00
5.58
5.45
133.43
0.00
0.00
May
403.30
53.35
349.94
129.05
220.90
0.00
25.76
20.18
129.05
0.00
200.71
0.000318
Jun
435.30
83.88
351.42
117.58
233.84
0.00
25.76
0.00
117.58
0.00
233.84
0.000370
Jul
282.00
95.82
186.18
121.65
64.53
0.00
25.76
0.00
121.65
0.00
64.53
0.000102
Ago
341.97
55.39
286.58
122.93
163.65
0.00
25.76
0.00
122.93
0.00
163.65
0.000259
Sep
517.57
36.86
480.71
120.61
360.10
0.00
25.76
0.00
120.61
0.00
360.10
0.000570
40 cm
6.4%
25,76mm
Oct
538.53
125.07
413.46
107.78
305.68
0.00
25.76
0.00
107.78
0.00
305.68
0.000484
Nov
347.09
69.87
277.22
95.20
182.02
0.00
25.76
0.00
95.20
0.00
182.02
0.000288
Dic
216.09
37.46
178.63
101.01
77.62
0.00
25.76
0.00
101.01
0.00
77.62
0.000123
Total
3516.58
633.71
2882.87
1401.56
1291.92
109.64
1590.95
0.002517
86
Cuadro 32
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática III y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
136.01
25.39
110.62
107.82
2.80
0.00
9.66
0.00
107.82
0.00
2.80
0.000015
Zona Volcánica
III
Pasto
5,4550 Km2
Feb
72.15
22.16
49.98
109.03
-59.04
-59.04
0.02
-9.64
59.62
49.40
0.00
Mar
75.65
16.42
59.23
135.47
-76.24
-135.28
0.00
-0.02
59.25
76.22
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
150.92
12.03
138.89
133.43
5.45
0.00
5.45
5.45
133.43
0.00
0.00
May
403.30
53.35
349.94
129.05
220.90
0.00
9.66
4.21
129.05
0.00
216.69
0.001182
Jun
435.30
83.88
351.42
117.58
233.84
0.00
9.66
0.00
117.58
0.00
233.84
0.001276
Jul
282.00
95.82
186.18
121.65
64.53
0.00
9.66
0.00
121.65
0.00
64.53
0.000352
Ago
341.97
55.39
286.58
122.93
163.65
0.00
9.66
0.00
122.93
0.00
163.65
0.000893
Sep
517.57
36.86
480.71
120.61
360.10
0.00
9.66
0.00
120.61
0.00
360.10
0.001964
15 cm.
6.4%
9,66mm
Oct
538.53
125.07
413.46
107.78
305.68
0.00
9.66
0.00
107.78
0.00
305.68
0.001667
Nov
347.09
69.87
277.22
95.20
182.02
0.00
9.66
0.00
95.20
0.00
182.02
0.000993
Dic
216.09
37.46
178.63
101.01
77.62
0.00
9.66
0.00
101.01
0.00
77.62
0.000423
Total
3516.58
633.71
2882.87
1401.56
1275.94
125.62
1606.93
0.008766
87
En las zonas climáticas IV y V se presenta la unidad geomorfológica zona volcánica,
compuesta a su vez por dos usos de la tierra; bosque y pastos (Cuadros 33-36). Estos usos
están bajo la influencia de un índice hídrico del 250% y 300% categorizados como muy
húmedo (G6) y excesivamente húmedo (pluvial, H1). En estas dos zonas, la precipitación
asciende a 3813mm, debido a la influencia de una única estación meteorológica (Los
Cartagos), de la cual se recibe un aporte importante del recurso hídrico dentro de la
microcuenca del río Ciruelas. El bosque y el pasto, tanto en la zona climática IV como en
la V, reciben cantidades importantes a partir de mayo y hasta diciembre, en las que se
constituyen en las más elevadas de la microcuenca; de la misma manera la escorrentía
aumenta mensualmente, ya que las cantidades precipitadas son altas y, por consiguiente, se
registra la escorrentía más alta del año, esta es de 700.59mm anuales.
Al igual que en los sectores anteriores, marzo presenta los valores de temperatura más
altos, por ello la evapotranspiración es mayor en este mes. Por su parte la pérdida potencial
acumulada se mantiene en los meses de febrero y marzo, siendo estos meses cuando se
presenta el déficit. En las dos zonas, el bosque posee una ganancia de 1 817mm., pero para
cada una de ellas aporta diferentes cantidades a la recarga acuífera, es así que en la zona IV
se registra 0.005km3 y la zona V 0.006km3, Además el pasto genera una ganancia de
1 861mm. Aunque es el pasto ubicado en la zona IV el que aporta más a la recarga acuífera
(0.01km3), ya que en la zona V, solamente existe un aporte de 0.0009km3
Los usos que representan estas zonas son los siguientes:
88
Cuadro 33
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática IV y uso de la tierra bosque
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
225.44
42.09
183.35
100.01
83.34
0.00
128.80
0.00
100.01
0.00
83.34
0.000237
Zona Volcánica
IV
Bosque
2,844 Km2
Feb
117.51
36.10
81.41
101.18
-19.77
-19.77
110.13
-18.67
100.08
1.10
0.00
Mar
100.74
21.86
78.88
126.12
-47.25
-67.01
75.76
-34.37
113.25
12.88
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
148.67
11.85
136.82
124.75
12.07
0.00
87.83
12.07
124.75
0.00
0.00
May
383.67
50.76
332.92
120.95
211.97
0.00
128.80
40.97
120.95
0.00
171.00
0.000486
Jun
446.35
86.01
360.33
110.40
249.93
0.00
128.80
0.00
110.40
0.00
249.93
0.000711
Jul
300.20
102.01
198.19
114.37
83.82
0.00
128.80
0.00
114.37
0.00
83.82
0.000238
Ago
319.84
51.80
268.03
114.79
153.25
0.00
128.80
0.00
114.79
0.00
153.25
0.000436
Sep
491.72
35.01
456.70
113.10
343.60
0.00
128.80
0.00
113.10
0.00
343.60
0.000977
200 cm.
6.4%
128,8mm
Oct
499.24
115.95
383.29
100.93
282.36
0.00
128.80
0.00
100.93
0.00
282.36
0.000803
Nov
424.65
85.48
339.16
88.90
250.26
0.00
128.80
0.00
88.90
0.00
250.26
0.000712
Dic
355.76
61.67
294.09
94.00
200.08
0.00
128.80
0.00
94.00
0.00
200.08
0.000569
Total
3813.77
700.59
3113.17
1309.50
1295.53
13.97
1817.65
0.005169
89
Cuadro 34
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática IV y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
225.44
42.09
183.35
100.01
83.34
0.00
9.66
0.00
100.01
0.00
83.34
0.000468
Zona Volcánica
IV
Pasto
5,613 Km2
Feb
117.51
36.10
81.41
101.18
-19.77
-19.77
1.20
-8.46
89.87
11.31
0.00
Mar
100.74
21.86
78.88
126.12
-47.25
-67.01
0.01
-1.19
80.07
46.06
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
148.67
11.85
136.82
124.75
12.07
0.00
9.66
0.00
124.75
0.00
2.41
0.00
May
383.67
50.76
332.92
120.95
211.97
0.00
9.66
9.66
120.95
0.00
211.97
0.001190
Jun
446.35
86.01
360.33
110.40
249.93
0.00
9.66
0.00
110.40
0.00
249.93
0.001403
Jul
300.20
102.01
198.19
114.37
83.82
0.00
9.66
0.00
114.37
0.00
83.82
0.000470
Ago
319.84
51.80
268.03
114.79
153.25
0.00
9.66
0.00
114.79
0.00
153.25
0.000860
Sep
491.72
35.01
456.70
113.10
343.60
0.00
9.66
0.00
113.10
0.00
343.60
0.001929
15 cm
6.4%
9,66mm
Oct
499.24
115.95
383.29
100.93
282.36
0.00
9.66
0.00
100.93
0.00
282.36
0.001585
Nov
424.65
85.48
339.16
88.90
250.26
0.00
9.66
0.00
88.90
0.00
250.26
0.001405
Dic
355.76
61.67
294.09
94.00
200.08
0.00
9.66
0.00
94.00
0.00
200.08
0.001123
Total
3813.77
700.59
3113.17
1309.50
1252.14
57.36
1861.03
0.010446
90
Cuadro 35
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática V y uso de la tierra bosque
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
Pc-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
225.44
42.09
183.35
100.01
83.34
0.00
128.80
0.00
100.01
0.00
83.34
0.000315
Zona Volcánica
V
Bosque
3,779 Km2
Feb
117.51
36.10
81.41
101.18
-19.77
-19.77
110.13
-18.67
100.08
1.10
0.00
Mar
100.74
21.86
78.88
126.12
-47.25
-67.01
75.76
-34.37
113.25
12.88
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
148.67
11.85
136.82
124.75
12.07
0.00
87.83
12.07
124.75
0.00
0.00
May
383.67
50.76
332.92
120.95
211.97
0.00
128.80
40.97
120.95
0.00
171.00
0.000646
Jun
446.35
86.01
360.33
110.40
249.93
0.00
128.80
0.00
110.40
0.00
249.93
0.000944
Jul
300.20
102.01
198.19
114.37
83.82
0.00
128.80
0.00
114.37
0.00
83.82
0.000317
Ago
319.84
51.80
268.03
114.79
153.25
0.00
128.80
0.00
114.79
0.00
153.25
0.000579
Sep
491.72
35.01
456.70
113.10
343.60
0.00
128.80
0.00
113.10
0.00
343.60
0.001298
200 cm.
6.4%
128,8mm
Oct
499.24
115.95
383.29
100.93
282.36
0.00
128.80
0.00
100.93
0.00
282.36
0.001067
Nov
424.65
85.48
339.16
88.90
250.26
0.00
128.80
0.00
88.90
0.00
250.26
0.000946
Dic
355.76
61.67
294.09
94.00
200.08
0.00
128.80
0.00
94.00
0.00
200.08
0.000756
Total
3813.77
700.59
3113.17
1309.50
1295.53
13.97
1817.64
0.006869
91
Cuadro 36
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Balance hídrico del sector ubicado en la unidad geomorfológica zona volcánica, zona climática V y uso de la tierra pasto
Unidad geomorfológica
Zona climática
Uso del suelo
Área
P
Es
Pc
ETP
P-ETP
PPA
HSD
^HSD
ETA
D
G
R
Ene
225.44
42.09
183.35
100.01
83.34
0.00
9.66
0.00
100.01
0.00
83.34
0.000043
Zona Volcánica
V
Pasto
0,516 Km2
Feb
117.51
36.10
81.41
101.18
-19.77
-19.77
1.20
-8.46
89.87
11.31
0.00
Mar
100.74
21.86
78.88
126.12
-47.25
-67.01
0.01
-1.19
80.07
46.06
0.00
Profundidad de raíces
Agua disponible
LAD
Abr
148.67
11.85
136.82
124.75
12.07
0.00
9.66
9.65
124.75
0.00
2.41
0.000001
May
383.67
50.76
332.92
120.95
211.97
0.00
9.66
0.00
120.95
0.00
211.97
0.000109
Jun
446.35
86.01
360.33
110.40
249.93
0.00
9.66
0.00
110.40
0.00
249.93
0.000129
Jul
300.20
102.01
198.19
114.37
83.82
0.00
9.66
0.00
114.37
0.00
83.82
0.000043
Ago
319.84
51.80
268.03
114.79
153.25
0.00
9.66
0.00
114.79
0.00
153.25
0.000079
Sep
491.72
35.01
456.70
113.10
343.60
0.00
9.66
0.00
113.10
0.00
343.60
0.000177
15 cm.
6.4%
9,66mm
Oct
499.24
115.95
383.29
100.93
282.36
0.00
9.66
0.00
100.93
0.00
282.36
0.000146
Nov
424.65
85.48
339.16
88.90
250.26
0.00
9.66
0.00
88.90
0.00
250.26
0.000129
Dic
355.76
61.67
294.09
94.00
200.08
0.00
9.66
0.00
94.00
0.00
200.08
0.000103
Total
3813.77
700.59
3113.17
1309.50
1252.14
57.36
1861.03
0.000960
Los resultados totales de cada uno de los balances (Cuadro 37), se aunaron con el fin de obtener una visión complementaria y total del
comportamiento del recurso hídrico de la microcuenca del río Ciruelas.
92
Unidad
Geomorfológica
Zona Volcánica
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Sediment.
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Zona Volcánica
Cuadro 37
Microcuenca del río Ciruelas, 2008, Valores totales del Balance hídrico de la microcuenca del río Ciruelas
Zona
Climática
Uso
P
Es
Pc
ETP
ETA
D
G
I
Pasto
2 012,52
361,72
1 650,79
1 716,60
1 160,06
556,54
490,73
I
Bosque
2 069,25
363,36
1 705,89
1 613,68
1 187,17
426,51
518,72
I
Café
2 069,25
363,36
1 705,89
1 613,68
1 118,08
495,60
587,81
I
Caña
2 069,25
363,36
1 705,89
1 613,68
1 116,83
496,85
589,06
I
Pasto
2 069,25
363,36
1 705,89
1 613,68
1 103,63
510,05
602,26
I
Helechos
2 069,25
363,36
1 705,89
1 613,68
1 101,52
512,16
604,37
II
Bosque
2 354,78
413,28
1 941,50
1 573,33
1 193,87
379,45
747,63
II
Café
2 354,78
413,28
1 941,50
1 573,33
1 128,82
444,50
812,68
II
Helechos
2 354,78
413,28 1 941,50 1 573,33 1 117,42
455,90
824,08
II
Pasto
2 354,78
413,28
1 941,50
1 573,33
1 118,62
454,70
822,88
II
Bosque
2 966,21
522,36
2 443,85
1 536,38
1 278,38
258,00
1 165,48
II
Café
2 966,21
522,36
2 443,85
1 536,38
1 181,66
354,72
1 262,19
II
Helechos
2 966,21
522,36 2 443,85 1 536,38 1 163,62
372,76
1 280,23
II
Pasto
2 966,21
522,36
2 443,85
1 536,38
1 165,56
370,82
1 278,29
III
Bosque
3 516,58
633,71
2 882,87
1 401,56
1 350,96
50,60 1 531,91
III
Café
3 516,58
633,71
2 882,87
1 401,56
1 291,92
109,64
1 590,95
III
Pasto
3 516,58
633,71 2 882,87 1 401,56 1 275,94
125,62
1 606,93
IV
Bosque
3 813,77
700,59
3 113,17
1 309,50
1 295,53
13,97
1 817,65
IV
Pasto
3 813,77
700,59
3 113,17
1 309,50
1 335,48
58,55 1 861,03
V
Bosque
3 813,77
700,59
3 113,17
1 309,50
1 295,53
13,97
1 817,64
V
Pasto
3 813,77
700,59
3 113,17
1 309,50
1 252,14
57,36
1 861,03
R(Km3)
0,000683
0,001863
0,002131
0,006639
0,003692
0,000265
0,000119
0,007052
0,000061
0,000124
0,000347
0,013980
0,000069
0,004330
0,003502
0,002517
0,008766
0,005169
0,010446
0,006869
0,000960
93
El comportamiento del agua subterránea a lo largo de la microcuenca, se ve influenciada
por las características hídricas explícitas en cada uno de los usos de la tierra, los cuales
juegan un papel importante en la producción del recurso (figura 7). Dentro de los sectores
que proveen mayor recarga acuífera se encuentran en un primer lugar el pasto, seguido por
el cultivo del café, en un tercer lugar el bosque, posteriormente la caña y los helechos, este
último se caracterizan por ser el cultivo que menor aporte da la recarga acuífera.
Recarga (km3)
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
Bosque
Café
Caña
Helechos
Pastos
Uso de la Tierra
Figura 7 Microcuenca del río ciruelas, 2008. Recarga acuífera total, según uso de la tierra
Fuente:
Elaborado apartir del cuadro 37
Debido a su extensión, la recarga se ve relacionada con el uso de la tierra, ya que como se
pudo observar en el cuadro 17 (apartado 8.4), el café destaca por ser el cultivo que
predomina en extensión así como el pasto. Estos se encuentran en un intervalo de 20 a
25km2. A pesar de que en el uso urbano y en preparación son parte de las actividades
económicas y humanas de la microcuenca, estas no se consideran en el análisis de
producción del recurso. Por otra parte, el cultivo de la caña y el bosque se mantienen entre
10 y 13 km2. Por último, los helechos son el uso de menor extensión, estos representan
menos de un km2.
Si se compara el comportamiento del uso de la tierra sobre la recarga de la microcuenca del
río Ciruelas (figura 8), suponiendo que posee usos con extensiones homogéneas, (el área
establecida es de 3.6km2), con una respuesta sobre la recarga acuífera, bajo las mismas
condiciones climáticas, es decir, igual cantidad de precipitación, escorrentía y
evapotranspiración potencial; se observaría que el bosque aporta la menor cantidad de agua
94
a los acuíferos, ya que este uso necesita más cantidad del recurso hídrico que los demás
expuestos en el gráfico. El café, por su parte aporta una cantidad considerable con respeto
al bosque, ya que la profundidad de las raíces es menor. El café, la caña y los helechos
Recaga (km3)
mantienen valores similares ya que sus raíces, según lo establecido, miden casi lo mismo.
0.0022
0.00215
0.0021
0.00205
0.002
0.00195
0.0019
0.00185
0.0018
0.00175
0.0017
0.00165
Bosque
Café
Caña
Helchos
Pastos
Uso de la Tierra
Figura 8 Microcuenca del río Ciruelas, 2008. Comparación de la recarga
acuífera (km3)
Fuente:
Sistematización de la información
Además la recarga acuífera se distribuye espacialmente de acuerdo con la altitud, por lo
tanto los sectores que perciben mayor precipitación, también obtendrán mayor captación
acuífera (mapa 9).
95
96
2.6 Zonificación de la disponibilidad del recurso hídrico de la microcuenca del río
Ciruelas.
Con base en la elaboración de los balances hídricos, se obtiene un importante resultado, el
cual obedece al compromiso con los objetivos planteados en esta investigación.
La disponibilidad del recurso hídrico refleja la cantidad de agua que sobrepasa las
necesidades, tanto del uso del suelo en que se produce como del comportamiento natural
que se presenta a lo largo de la microcuenca, con respecto a lo que se pierde por
escorrentía, así como por la evapotranspiración.
Como parte de esta dinámica se obtiene una representación espacial de la cantidad de agua
que se gana en esta microcuenca, datos que van desde los 490mm hasta los 1862mm (mapa
10).
Como se muestra en este mapa (mapa 9), los sectores que se encuentran en altitudes de
500msnm hasta los 1000msnm poseen una ganancia de 0 a 800mm, debido a que la
precipitación es baja y la ETP elimina gran cantidad de esta, a causa de las altas
temperaturas. Por otra parte, los sectores ubicados entre los 1000 y los 1100msnm poseen
una ganancia que va de los 800mm a los 1200mm, ganancia que se incrementa con la
altitud. Aquellos que se encuentra en altitudes de los 1100 hasta los 2000msnm poseen una
ganancia de hasta 1600mm. En consecuencia los sectores que son realmente favorecidos en
la producción hídrica son los que se encuentran de los 1500 hasta los 2820msnm, ya que
estos adquieren hasta 2000mm. de recurso hídrico
Por otra parte, analizando la cantidad que se gana en cada unidad geomorfológica, el
cuadro 40 muestra que, en la zona volcánica, para cada uso de la tierra hay más ganancia
del recurso que en la zona sedimentaria. Por ejemplo, en el caso del pasto, uso que aporta
más ganancia para la microcuenca, esta es de 7098.01mm.; en cambio para la zona
sedimentaria la ganancia es de 1425.14mm.; aunque este uso posea distintas extensiones
(áreas), en las dos unidades geomorfológicas, la proporción de acuerdo con área indica que
en la zona volcánica hay mayor ganancia del recurso. De la misma manera, sucede con los
demás usos que se muestran en el cuadro 38.
97
Este comportamiento se debe a que en la zona volcánica los suelos no permiten retener el
agua captada en los horizontes superficiales, sino más bien la conduce rápidamente a las
capas inferiores. Por otro lado los suelos que se encuentran en la zona sedimentaria
mantienen esta humedad en los primeros horizontes, la retienen por más tiempo y es
conducida a una velocidad considerada lenta; lo que permite a las plantas captar más
recurso del que podrían terminar en los suelos volcánicos.
Uso
Bosque
Café
Caña
Helecho
Pasto
Cuadro 38
Microcuenca del río Ciruelas, 2008 Comparación de ganancia anual
según unidades geomorfológicas.
Ganancia
Ganancia
Area
(mm)
(mm)
Área Porcentaje Ganancia
Zona
Zona
(km2)
Total de área total (mm)
sedimentaria
volcánica
12.96
14.78 7 599.03
6 332.68 9.207
1 266.35
24.96
28.47 4 253.63
2 853.14 12.658
1 400.49
11.27
12.86
589.06
0
0
589.06
0.57
0.65 2 708.68
1 280.23 0.054
1 428.45
21.65
24.69 8 523.15
7 098.01 15.363
1 425.14
Fuente:
Área
(km2)
3.75
12.303
11.271
0.512
6.282
Elaboración propia, a partir del Balance hídrico.
El siguiente mapa muestra la distribución de la ganancia a lo largo de la microcuenca del
río Ciruelas.
98
99
La distribución mensual del recurso hídrico, está caracterizada por aquellos meses en los
que este se produce y se obtiene la disponibilidad del mismo. Esta distribución aumenta en
meses según sea mayor la altitud
Los sectores que se encuentran en altitudes menores de los 1000msnm llegan a poseer una
disponibilidad del recurso hídrico seis meses del año: de mayo a junio y de agosto a
noviembre (mapa 11).
Los sectores que se encuentran en altitudes de 1 000 a 1 500msnm tienen la capacidad de
obtener la disponibilidad siete meses, los cuales abarcan desde el mes de mayo hasta
noviembre.
De los 1 500msnm a los 2 820msnm, aumentan los meses en los que los sectores de la
microcuenca obtienen ganancia del recurso, tal como se muestra en el mapa se consideran
nueve meses de disponibilidad.
Un sector que se considera de gran importancia es el que se encuentra entre los 2000 y los
2500msnm, el cual solamente contempla el uso de pasto y, en el mismo, la disponibilidad
se presenta en diez meses del año, los cuales van de abril a enero.
Obtenida la ubicación espacial de las zonas donde se puede encontrar y en que cantidad el
recurso hídrico, se estableció la zonificación de la microcuenca del río Ciruelas. Dicha
zonificación establece límites de la distribución y disponibilidad del recurso.
Con respecto a los datos, se puede afirmar que conforme la microcuenca asciende en
altitud esta, a su vez, asciende en meses y cantidad de disponibilidad del recurso hídrico. El
sector ubicado hasta los 1 000msnm abarca seis meses en donde se registra de 0 a 800mm
de ganancia.
La zona, ubicada entre los 1 000 a los 1 100msnm posee la misma cantidad del recurso que
en el sector anterior, pero llega a tener esa disponibilidad de hasta siete meses del año.
100
101
En las mismas altitudes se encuentran los sectores en donde la disponibilidad aumenta de
800 a 1 200mm con un periodo de siete meses, es decir, de mayo a noviembre. Sectores
que se encuentran entre los 1 100 y los 1 500msnm llegan a obtener de 1 200 a 1 600mm
de disponibilidad en un periodo de siete meses, al igual que los sectores anteriores.
Con una altitud de los 1 500 a los 2 000msnm se encontran los sectores en los que la
disponibilidad del recurso abarca en un periodo de hasta nueve meses, es decir de mayo a
noviembre, con una cantidad de 1200 a 1600mm.
A partir de los 1 500msnm se ubica sectores cuya disponibilidad alcanza de 1 600 a
2 000mm a lo largo de un periodo de nueve meses. Y por último los sectores que se
encuentran entre las altitudes de 2 000 y 2 500msnm, poseen durante diez meses del año
una disponibilidad de hasta 2 000mm.
Esta zonificación define los lugares óptimos de producción y la época del año y, a la vez
permite identificar zonas de escasa producción, en donde es necesario medidas de control y
uso.
2.7. Balance hídrico total
Obtenidos los valores de los balances hídricos específicos por sector, anteriormente
caracterizados, estos se utilizaron para obtener el balance total de la microcuenca del río
Ciruelas establecido mediante la siguiente fórmula:
P = Es + ETA + R
0.19838 = 0.03485 + 0.08507 + 0.078462
0.19838 = 0.19838
El balance destaca el equilibrio entre la cantidad de agua que entra al sistema microcuenca,
este es igual a la cantidad del recurso que sale del mismo. El mapa 12 muestra la
zonificación de la disponibilidad del recurso hídrico en la microcuenca del río Ciruelas.
102
103
CAPÍTULO III: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3.1 Conclusiones
o La producción hídrica depende de la manifestación atmosférica, es decir, de la
cantidad precipitada y de la altitud en que se encuentra. Las variables de uso de la
tierra y geomorfología condicionan la distribución y disponibilidad del recurso
debido a sus características físicas y la capacidad de retención del suelo.
o Las características que presenta la microcuenca del río Ciruelas respecto al relieve
y posición geográfica, específicamente la Vertiente Pacífica, así como la condición
climática que se presenta en este sector, la oferta hídrica en la cuenca alta es
abundante; debido a que la altitud es un factor que determina la cantidad de
precipitación, de modo que conforme aumenta en altitud, aumenta la precipitación,
como respuesta a la gradiente de presión y a la disminución de las temperaturas.
o Además, en la parte media y baja de la cuenca, disminuye la precipitación debido a
la gradiente de presión. Asimismo el volumen del recurso hídrico adquirido a lo
largo del año es sometido a temperaturas mayores, lo que genera una mayor
evapotranspiración del agua, así también como la absorción de las plantas para
satisfacer sus necesidades. Es por ello que para estas zonas la ganancia no es tan
significativa como lo es para la parte alta de la cuenca y por consiguiente, no hay
tanta oferta hídrica.
o De acuerdo con las épocas de máximas y mínimas precipitaciones, se establecen
periodos en los que se demarcan la cantidad de oferta hídrica que se obtiene para
cada uso de la tierra. Estos periodos están relacionados con la ganancia, tal es el
caso de la cuenca baja, en donde se presenta tan solo cuatro meses con ganancia
hídrica y a su paso se obtiene recarga de aguas subterráneas. Por otro lado, en la
parte media de la cuenca, posee siete meses de ganancia del recurso agua. Por
último, la cuenca alta es la que cuenta con más meses en los que se obtiene dicha
ganancia, siendo estos nueve. Estos periodos de oferta hídrica inician en el mes de
mayo. A lo largo de la microcuenca e independientemente de la precipitación,
mayo es el mes cuando se produce acumulación del recurso, ya que precipita la
104
cantidad necesaria para satisfacer las necesidades de las plantas así como para
llegar a capas profundas y ser parte del manto acuífero.
o Se observa que en la microcuenca del río Ciruelas los meses en los que se destaca
la mayor precipitación y ganancia del recurso son septiembre y octubre,
comportamiento típico de la Vertiente del Pacífico. Además, en mayo también se
registran cantidades importantes de precipitación, ya que es el inicio de la estación
lluviosa. Por otra parte, de enero a marzo no precipita más de 100mm al mes, ya
que estos meses se caracterizan por formar parte de la estación seca; respecto al
resto del año se mantiene entre 100mm y 300mm de lluvia mensual.
o De acuerdo con la metodología empleada, la longitud de las raíces determina la
cantidad de agua disponible para una planta. En el caso del bosque, este posee una
longitud promedio de 200cm, longitud que prevalece dentro de los usos
considerados para este estudio (caña, café, pasto, helecho y bosque), este uso, es el
que requiere de un porcentaje mayor de agua disponible, respecto a los demás. Por
otra parte, la longitud de las raíces determina la lámina de agua disponible, esta
lámina es la cantidad de agua que el suelo puede retener, es decir la capacidad
máxima de retención. El bosque, por su parte, es el uso que tiene la mayor
capacidad de humedad del suelo.
o El bosque, dentro de los usos de la tierra, es el sector en donde se obtiene un déficit
bajo, pero también la ganancia, ya que este necesita una cantidad importante de
agua respecto a los demás usos. En otro orden los helechos producen un déficit alto,
pero también se obtiene una ganancia considerable del recurso, debido a que sus
raíces necesitan poca cantidad de agua, respecto al bosque.
o De acuerdo con las características físicas del suelo, los suelos volcánicos no
retienen agua suficiente, ya que poseen un porcentaje mayoritario de arena, esto
permite que el agua sea destinada a capas inferiores; además los suelos
sedimentarios por su predominancia en los porcentajes de arcilla, tiene la capacidad
de retener más agua y además puede ser utilizado por las plantas. Dado este
comportamiento, se comprueba que la conductividad hidráulica en la unidad
volcánica es más acelerada que en la unidad sedimentaria, asimismo, la porosidad
105
ayuda a corroborar estos datos, ya que el suelo volcánico es más poroso y, por
consiguiente, no es tan denso como lo es el sedimentario.
o La ganancia que se obtiene en la microcuenca del río Ciruelas, según unidad
geomorfológica muestra que en la zona volcánica para cada uso de la tierra hay más
ganancia del recurso que en la zona sedimentaria. Debido a que en la zona
volcánica los suelos no permiten retener el agua captada en los horizontes
superficiales, sino más bien la conduce rápidamente a las capas inferiores. Por otro
lado, los suelos que se encuentran en la zona sedimentaria mantienen esta humedad
en los primeros horizontes, la retienen por más tiempo y conducen a una velocidad
considerada lenta; permitiendo que las plantas absorban más recurso del que
puedan tomar en los suelos de la zona volcánica.
o La recarga acuífera está relacionada con la extensión que cubre el uso de la tierra,
por ello el pasto y el café, son los usos que brindan mayor aporte a los mantos
acuíferos. Con respecto a los usos que se encuentran en el estudio, el bosque es el
uso que en condiciones climáticas homogéneas a los demás usos de la tierra,
inclusive en área, es el uso que da el menor aporte del recurso, ya que es el que
mayor necesidad hídrica requiere por su longitud de raíces.
o La zonificación de la disponibilidad del recurso hídrico, permite identificar aquellas
áreas de la cuenca en donde el recurso puede ser abundante o en su defecto, carente
en distintos periodos del año. Finalmente, como elemento primordial para el
desarrollo integral de plantas, animales, suelos, desarrollo humano, entre otros, es
importante conocer los factores que lo afectan y un instrumento con el cual se
puede identificar este comportamiento es mediante la aplicación del balance
hídrico, estudio que a su vez puede ser tomado como fuente principal de
información crear planes de amortiguamiento, protección y aprovechamiento
racional. elementos que llegan a ser parte del manejo integral de cuencas y que
constituya una herramienta de planificación y ordenamiento territorial.
106
3.2 Recomendaciones
o Que las instituciones responsables de velar por la planificación, manejo, control y
uso adecuado de los recursos hídricos, consideren la realización y actualización de
los balances hídricos de las microcuencas que conforman el territorio, con el fin de
tener datos reales de la producción y disposición del agua, generada en estas
unidades territoriales. Posterior a la obtención de estos datos, es importante
monitorear cuánta de esta agua es utilizada y en qué actividades humanas, con el
fin de jerarquizar, planificar e implementar medidas de protección, ahorro y uso
adecuado y racional del recurso.
o Para llegar a obtener estos estudios mencionados anteriormente, es necesario que
todas las estaciones meteorológicas y pluviométricas estén en constante
mantenimiento y monitoreo, para que las lecturas de los fenómenos atmosféricos
sean contabilizadas y que estas sean parte de un registro actual, para que los
balances arrojen datos propios del periodo.
o Instar a las instituciones a enlazar convenios con las universidades comprometidas
es la protección del ambiente y especialmente del recurso hídrico, para lograr un
intercambio de conocimientos, metodologías, tecnologías y trabajo mutuo, sin dejar
de lado estudios especializados que lleguen a proponer nuevas alternativas y
soluciones ante el imparable crecimiento demográfico y expansión desmedida.
o Junto con este tipo de estudios, la planificación integrada de cuencas debe
considerarse como una necesidad, tanto para la protección y el cuidado del recurso
hídrico como de los recursos naturales en general.
107
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