Modelación oferta demanda de agua en cuencas desarrolladas cuenca alta del Guayllabamba y cuencas de abastecimiento de agua para la ciudad de Quito, con ayuda de la herramienta WEAP

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(1)ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL. MODELACIÓN OFERTA-DEMANDA DE AGUA EN CUENCAS DESARROLLADAS - CUENCA ALTA DEL RÍO GUAYLLABAMBA Y CUENCAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LA CIUDAD DE QUITO, CON LA AYUDA DE LA HERRAMIENTA WEAP. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL. DAVID ESTEBAN PROAÑO JARAMILLO ([email protected]). DIRECTOR: DR. JEAN-CHRISTOPHE POUGET ([email protected]). CO-DIRECTOR: DR. MARCO A. CASTRO ([email protected]) Quito, octubre de 2010.

(2) II. DECLARATORIA Yo, David Esteban Proaño Jaramillo, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La. Escuela. Politécnica. Nacional,. puede. hacer. uso. de. los. derechos. correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.. _______________________ DAVID ESTEBAN PROAÑO JARAMILLO.

(3) III. CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por David Esteban Proaño Jaramillo, bajo mi supervisión.. _______________________________ DR. JEAN-CHRISTOPHE POUGET DIRECTOR DEL PROYECTO.

(4) IV. AGRADECIMIENTOS Agradezco de manera especial a todos mis profesores quienes con paciencia y tesón han depositado en mí todas las armas para defenderme en cualquier ámbito laboral. De igual manera a la Escuela Politécnica Nacional, que desde el día que empecé mi formación profesional, se convierto en un hogar, un aula y un lugar de diversión, donde dejo miles de recuerdos, porque aquí fui feliz. Quiero dar un especial agradecimiento al IRD, a mis tres mentores, Roger, Patrick y Jean. Gracias porque en todo este tiempo me brindaron no solo consejos y conocimientos, sino también amistad, confianza y respeto. A mis amigos, quienes siempre han estado conmigo para prestarme su hombro cuando el día ha sido largo y pesado o su sonrisa para compartirla en los días felices. (sin orden alguno sino como me acorde: Flaco, Gordo, Tavo, Chapa, José, Maury, Goeva, Jessy, Vero, Juanito, Lui, Mijin, Edisson, Tego, Robin, Sandrita, Cris, Juanita, Marcos, Enano, Angy, Diego) A mi familia: mi papi y mi mami gracias, por dejarlo todo por nosotros, a mis hermanos Andrea y Pipe, quienes todos los días están ahí aunque yo este de mal humor, a mi hermano Javier a quien admiro y admirare cada día de mi vida. A mis enanos Sebastián y Tomás quienes son el amor más grande de mi vida. Y a mi QK, mis abuelitos, mis tías y primos quienes siempre han estado presentes en cada etapa de mi vida y a mi cuñada Mony quien ha llegado a ser como una hermana y amiga. Y uno muy especial a la mujer que en un paso fugaz, devolvió la sonrisa y la alegría a mi vida. Mi Maële..

(5) V. DEDICATORIAS Quiero dedicar esta tesis a María Jaramillo y a Fausto Proaño, mis amados padres, quienes nunca perdieron la fe y día a día han dejado de lado sus propias vidas por vivir para nosotros sus hijos. Gracias por darme el cariño, el respeto y la compresión..

(6) VI. CONTENIDO Pág. Contenido...............................................................................................................VI Lista de gráficos……………………….………………………………………………….X Lista de cuadros………………………………………………………………..………XIII Lista de tablas………..………………………………………………………………...XIV Lista de mapas……………….…………………………………….…………………...XV Simbología y siglas…………………………………………………………………….XVI Resumen……………………………………………………………………….………XVII Summary.…………………………………………………………………………..….XVIII Presentación………………………….………………………………...………………XIX CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 1 1.1 ANTECEDENTES ................................................................................................. 1 1.2 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 2 1.3 ALCANCE .............................................................................................................. 4 1.4 OBJETIVOS ........................................................................................................... 5 1.4.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 5 1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................... 5 CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO .................................................................... 6 2.1 DESCRIPCION GEOGRÁFICA DE LA ZONA DE ESTUDIO .......................... 6 2.2 CARACTERISTICAS GENERALES .................................................................... 9 2.3 COBERTURA VEGETAL ................................................................................... 14 2.4 CLIMA .................................................................................................................. 21 2.5 SUBCUENCAS .................................................................................................... 27 2.5.1 SUBCUENCA SAN PEDRO MACHACHI (H159)..................................... 27 2.5.2 SUBCUENCA PITA ALTO (H158) ............................................................. 28 2.5.3 SUBCUENCA LA CHIMBA EN OLMEDO (H152)................................... 29 2.5.4 SUBCUENCA INTAG (H150) ..................................................................... 30 2.5.5 SUBCUENCA GUAYLLABAMBA ANTES DEL PUENTE CHACAPATA (H149) ………………………………………………………………………………31 2.5.6 SUBCUENCA GUAYLLABAMBA DESPUÉS DEL PISQUE (H148) ..... 32 2.5.7 SUBCUENCA GUAYLLABAMBA DESPUÉS DEL ALAMBÍ (H146) ... 33 2.5.8 SUBCUENCA GUAYLLABAMBA DESPUÉS DEL CUBI (H145) .......... 34 2.5.9 SUBCUENCA GUACHALA (H144) ........................................................... 35 2.5.10 SUBCUENCA GRANOBLES (H143) ......................................................... 36 2.5.11 SUBCUENCA ALAMBÍ EN CHURUPAMBA (H136) .............................. 37 2.6 ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS .................................................... 37 2.7 INFORMACIÓN EXISTENTE É INVENTARIOS DE DATOS HIDROMETEOROLÓGICOS ........................................................................................ 39 2.7.1 INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ................................................................ 40.

(7) VII. INFORMACIÓN HIDROMETEOROLÓGICA ........................................... 41 2.7.2 2.7.2.1 Caudales ................................................................................................. 41 2.7.2.2. Temperatura ........................................................................................... 42. 2.7.2.3. Humedad Relativa .................................................................................. 43. 2.7.2.4. Velocidad del Viento .............................................................................. 44. 2.7.2.5. Nubosidad............................................................................................... 45. 2.7.2.6. Heliofanía ............................................................................................... 46. 2.7.2.7. Evaporación ............................................................................................ 46. 2.7.2.8. Precipitación ........................................................................................... 47. CAPÍTULO 3 MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL ............................................................................. 50 3.1 MODELOS HIDROLÓGICOS ............................................................................ 50 3.1.1 MODELOS ESPACIALMENTE DISTRIBUIDOS Y SEMIDISTRIBUIDOS EN HIDROLOGÍA ......................................................................... 52 3.2 LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN LA HIDROLOGÍA …………………………………………………………………………………...53 3.3 PERCEPCIÓN REMOTA EN LA HIDROLOGÍA ............................................. 55 3.4 LA GEOMORFOLOGÍA EN LA HIDROLOGÍA............................................... 58 3.5 LIMITACIÓN EN LA ESTIMACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO .................. 58 3.6 MODELO WEAP (WATER EVALUATION AND PLANNING SYSTEM) .... 60 3.6.1 DESCRIPCIÓN Y APLICACIONES DE WEAP ........................................ 60 3.6.2 MÉTODOS DE SIMULACIÓN ................................................................... 62 3.6.2.1 Método Solo de Demanda de Irrigación (Irrigation Demands Only Method) 62 3.6.2.2. Método de Escurrimiento – Lluvia (Rainfall Runoff Method) .............. 63. 3.6.2.1 Método de Humedad del Suelo o Método de los dos baldes (The Soil Moisture Method) .................................................................................................... 63 3.6.3 PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DE UN MODELO WEAP ........... 67 3.7 BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN ..................................................................... 68 3.8 CÁLCULO DE ALGORITMOS .......................................................................... 71 3.8.1 MÉTODO DE LOS DOS RESERVORIOS .................................................. 72 3.8.2 CAUDAL DE ESCURRIMIENTO DE LA IRRIGACIÓN ......................... 74 CAPÍTULO 4 METODOLOGÍA Y DESARROLLO DEL MODELO ..................................................... 75 4.1 DESARROLLO DEL MODELO ......................................................................... 75 4.2 ASPECTOS METODOLÓGICOS DEL MODELO ............................................ 75 4.2.1 ANÁLISIS DE LA OFERTA DE AGUA ..................................................... 75 4.2.1.1 Información Climatológica .................................................................... 76 4.2.1.1.1 Precipitación, Temperatura, Humedad, Viento y Nubosidad ............ 76 4.2.1.1.2 Latitud ................................................................................................ 76 4.2.1.2. Condiciones Hidrológicas de la Cuenca................................................. 77. 4.2.1.2.1 Ríos .................................................................................................... 77.

(8) VIII. 4.2.1.2.2 Infraestructura Física de Control y Aprovechamiento de Recursos Hídricos ………………………………………………………………………77 4.2.2 ANÁLISIS DE LA DEMANDA DE AGUA ................................................ 77 4.2.2.1 Definición de Usos de Suelo .................................................................. 77 4.2.2.2. Demanda Urbana .................................................................................... 78. 4.3 ASPECTOS DE LA CONSTRUCCIÓN DEL MODELO ................................... 78 4.3.1 PROCESAMIENTO DE DATOS PREVIO A LA CONSTRUCCIÓN DEL MODELO .................................................................................................................... 78 4.3.1.1 Delimitación de Subcuencas y Microcuencas (Catchments) en SIG ..... 78 4.3.1.2. Subdivisión de las Microcuencas (catchments) por Altura .................... 87. 4.3.1.3. Caracterización de Cobertura Vegetal en SIG ....................................... 87. 4.3.1.4. Caracterización de Ríos .......................................................................... 88. 4.3.1.5. Climatología ........................................................................................... 89. 4.3.1.5.1 Precipitación ...................................................................................... 90 4.3.1.6. Demandas Urbanas ................................................................................. 90. 4.3.2 INCORPORACIÓN DE INFORMACIÓN EN EL MODELO .................... 92 4.3.2.1 Generación de Esquema Base en WEAP ............................................... 92 4.3.2.2. Supuestos Claves (Key Assumptions) ................................................. 109. 4.3.2.2.1 Parámetros de uso de suelo en los Supuestos Clave (Key Assumptions)...................................................................................................... 110 4.3.2.3 Crear Estructura de Datos en el Interior de las Microcuencas (Catchments).......................................................................................................... 111 CAPÍTULO 5 CALIBRACIÓN, VALIDACIÓN Y RESULTADOS ...................................................... 117 5.1 CALIBRACIÓN ................................................................................................. 117 5.1.1 ASPECTOS METODOLÓGICOS DE LA CALIBRACIÓN ..................... 117 5.1.2 ASPECTOS PRÁCTICOS DE LA CALIBRACIÓN DEL MODELO ...... 118 5.1.2.1 Uso de los Supuestos Clave ................................................................. 118 5.1.2.2. Uso de Scripts....................................................................................... 119. 5.1.2.3. Evaluación del Modelo......................................................................... 120. 5.2 CALIBRACIÓN DEL MODELO WEAP PARA LA SUBCUENCA SAN PEDRO, DOS REPRESENTACIONES DE RIEGO .................................................... 124 5.2.1 CALIBRACIÓN EN SAN PEDRO (PERÍODO 1963 – 1973), REPRESENTACIÓN DE RIEGO POR EL MÉTODO DE LOS DOS BALDES ... 125 5.2.1.1 Corrida # 1 del Modelo ........................................................................ 126 5.2.1.2. Corrida # 2 del Modelo ........................................................................ 128. 5.2.1.3. Corrida # 3 del Modelo ........................................................................ 131. 5.2.2 VALIDACIÓN (PERÍODO 1975 – 2007) .................................................. 133 5.2.3 CALIBRACIÓN EN SAN PEDRO (PERÍODO 1963 – 1973), REPRESENTACIÓN DE RIEGO POR EL MÉTODO DE SOLO DEMANDA DE IRRIGACIÓN ............................................................................................................ 136.

(9) IX. 5.2.3.1. Corrida # 1 del Modelo ........................................................................ 137. CAPÍTULO 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 142 6.2 CONCLUSIONES .............................................................................................. 142 6.3 RECOMENDACIONES ..................................................................................... 143 CAPÍTULO 7 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 145 ANEXOS ........................................................................................................................... 147 Anexo Nº 1 Cuadro de información meteorológica disponible ................................ 148 Anexo Nº 2 Gráfico de estaciones meteorológicas .................................................. 152 Anexo Nº 3 Gráfico de estaciones hidrológicas ........................................................ 156 Anexo Nº 4 Calibración de parámetros hidrológicos (digital) .................................. 158.

(10) X. LISTA DE GRÁFICOS Tabla. Pág.. GRÁFICO 2.1 UBICACIÓN DE LA CUENCA DENTRO DEL PAÍS .......................... 7 GRÁFICO 2.2 UBICACIÓN DE LA CUENCA DENTRO DE LAS PROVINCIAS ..... 8 GRÁFICO 2.3 REPRESENTACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA ......................................... 13 GRÁFICO 2.4 MAPA DE USOS DE SUELO, MAG-PRONAREG, 1982...................... 15 GRÁFICO 2.5 MAPA DE USOS DE SUELO, SENPLADES, 2000 ............................... 17 GRÁFICO 2.6 MAPA DE USOS DEL SUELO, TNC 2007 ............................................ 19 GRÁFICO 2.7 ESQUEMA DEL MOVIMIENTO DE LOS VIENTOS EN LA ZONA DEL GUAYLLABAMBA .................................................................................................. 23 GRÁFICO 2.8 MAPA FÍSICO DE LA CUENCA DEL GUAYLLABAMBA, SEÑALANDO ALGUNAS ESTACIONES DE REFERENCIA ....................................... 24 GRÁFICO 2.9 PORCENTAJES DE LLUVIA MENSUAL EN MM EN ZONAS QUE SE ENCUENTRAN EN EL CENTRO DE LA CUENCA ................................................. 25 GRÁFICO 2.10 PORCENTAJES DE LLUVIA MENSUAL EN LA ESTACIÓN CUYUJA ............................................................................................................................. 25 GRÁFICO 2.11 PORCENTAJES DE LLUVIA MENSUAL EN LA ESTACIÓN CAJAS PEDREGAL ........................................................................................................................ 26 GRÁFICO 2.12 PORCENTAJES DE LLUVIA MENSUAL EN LAS ESTACIONES MESA MIRAVALLE Y NANEGALITO ........................................................................... 26 GRÁFICO 2.13 SUBCUENCA H159 ............................................................................... 27 GRÁFICO 2.14 SUBCUENCA H158 ............................................................................... 28 GRÁFICO 2.15 SUBCUENCA H152 ............................................................................... 29 GRÁFICO 2.16 SUBCUENCA H150 ............................................................................... 30 GRÁFICO 2.17 SUBCUENCA H149 ............................................................................... 31 GRÁFICO 2.18 SUBCUENCA H148 ............................................................................... 32 GRÁFICO 2.19 SUBCUENCA H146 ............................................................................... 33 GRÁFICO 2.20 SUBCUENCA H145 ............................................................................... 34 GRÁFICO 2.21 SUBCUENCA H144 ............................................................................... 35 GRÁFICO 2.22 SUBCUENCA H143 ............................................................................... 36 GRÁFICO 2.23 SUBCUENCA H136 ............................................................................... 37 GRÁFICO 2.25 UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES DENTRO Y FUERA DE LA CUENCA ........................................................................................................................... 388 GRÁFICO 3.1 INTERFAZ GRÁFICA DE WEAP......................................................... 611 GRÁFICO 3.2 DIAGRAMA CONCEPTUAL Y ECUACIONES DEL MODELO DE LOS DOS BALDES .......................................................................................................... 655 GRÁFICO 4.1 EJEMPLOS DE PUNTOS DE INTERES PARA LA SUBDIVISIÓN DE SUBCUENCAS ................................................................................................................. 800 GRÁFICO 4.2 DIVISIÓN DE SUBCUENCAS .............................................................. 822 GRÁFICO 4.3 MICROCUENCAS (CATCHMENTS)................................................... 866 GRÁFICO 4.4 RÍOS DEL ORDEN 3 AL ORDEN 7 DENTRO DE LA CUENCA ........ 89 GRÁFICO 4.5 CENSOS POBLACIONALES PARA EL CANTÓN MEJÍA DESDE 1950 HASTA 2001 ..................................................................................................................... 911 GRÁFICO 4.6 REPRESENTACIÓN DE LOS RÍOS Y LAS ESTACIONES HIDROLOGICAS EN WEAP........................................................................................... 933.

(11) XI. GRÁFICO 4.7 REPRESENTACIÓN DE LOS MICROCUENCAS (CATCHMENTS) Y SITIOS DE DEMANDA (DEMAND SITE DENTRO) DE WEAP (PITA & SAN PEDRO) ............................................................................................................................. 944 GRÁFICO 4.8 CRECIMIENTO POBLACIONAL DEL CHAUPI DESDE 1962 HASTA 2007 ................................................................................................................................... 955 GRÁFICO 4.9 CRECIMIENTO POBLACIONAL DE MACHACHI DESDE 1962 HASTA 2007 ..................................................................................................................... 966 GRÁFICO 4.10 MICROCUENCAS (CATCHMENTS), BOCATOMAS Y ACEQUIAS ........................................................................................................................................... 988 GRÁFICO 4.11 TABLAS DE EXCEL ............................................................................. 99 GRÁFICO 4.12 TABLAS DE EXCEL ............................................................................. 99 GRÁFICO 4.13 MICROCUENCAS (CATCHMENTS) Y PERÍMETROS DE RIEGO ......................................................................................................................................... 1000 GRÁFICO 4.14 DIVISIÓN DE PERÍMETROS DE RIEGO ....................................... 1011 GRÁFICO 4.15 TABLA DE EXCEL CON DIVISIÓN DE PERIMETROS DE RIEGO ........................................................................................................................................... 103 GRÁFICO 4.16 TABLA DE EXCEL SOBRE LAS PERIMETROS SERVIDOS ........ 103 GRÁFICO 4.17 INVENTARIO LOCIE ....................................................................... 1044 GRÁFICO 4.18 ESQUEMA DE LA INFRAESTRUCTURA COMPLEJA DEL SISTEMA DE RIEGO 11 ............................................................................................... 1055 GRÁFICO 4.19 TABLA EXCEL CON CAUDALES POR CADA PERÍMETRO (DE CADA BOCATOMA) ....................................................................................................... 105 GRÁFICO 4.20 TABLA EXCEL CON CAUDALES ACUMULADOS POR CADA PERÍMETRO .................................................................................................................... 106 GRÁFICO 4.21 REPRESENTACIÓN DE LA ESPACIALIZACIÓN DE RIEGO EN WEAP PARA EL LITERAL (A) ...................................................................................... 108 GRÁFICO 4.22 REPRESENTACIÓN DE LA ESPACIALIZACIÓN DE RIEGO EN WEAP PARA EL LITERAL (B) .................................................................................. 10909 GRÁFICO 4.23 SUPUESTOS CLAVES EN WEAP ................................................... 1111 GRÁFICO 4.24 ESTRUCTURACIÓN DE DATOS PARA LOS MICROCUENCAS (CATCHMENTS) DE RIEGO DEL LITERAL (A) EN WEAP .................................... 1122 GRÁFICO 4.25 ESTRUCTURACIÓN DE DATOS EN WEAP.................................. 1133 GRÁFICO 4.26 CREACIÓN DE VARIABLE EN WEAP .......................................... 1155 GRÁFICO 4.27 LECTURA DE DATOS DESDE VARIABLES EN WEAP .............. 1166 GRÁFICO 5.1 USO DE LOS KEY ASSUMPTION DURANTE LA CALIBRACIÓN DEL MODELO ............................................................................................................. 11919 GRÁFICO 5.2 USO DE LAS GRÁFICAS FAVORITAS PARA ESTIMAR ESTADÍSTICAS EN EXCEL ......................................................................................... 1233 GRÁFICO 5.3 EXPORTACIÓN DE RESULTADOS DE WEAP A EXCEL ............. 1244 GRÁFICO 5.4 VALORES SIMULADOS VS. VALORES HISTÓRICOS DE WEAP (1963 – 1973), CORRIDA #1 ......................................................................................... 1277 GRÁFICO 5.5 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1963 – 1973), CORRIDA #1 ......................................................................................... 1277 GRÁFICO 5.6 VALORES SIMULADOS VS. VALORES HISTÓRICOS DE WEAP (1963 – 1973), CORRIDA #2 ....................................................................................... 12929 GRÁFICO 5.7 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1963 – 1973), CORRIDA #2 ......................................................................................... 1300 GRÁFICO 5.8 VALORES SIMULADOS VS. VALORES HISTÓRICOS DE WEAP (1963 – 1973), CORRIDA #3 ......................................................................................... 1311.

(12) XII. GRÁFICO 5.9 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1963 – 1973), CORRIDA #3 ......................................................................................... 1322 GRÁFICO 5.10 VALORES SIMULADOS VS. VALORES HISTÓRICOS DE WEAP (1962 – 2007), VALIDACIÓN ....................................................................................... 1333 GRÁFICO 5.11 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1975 – 1989), VALIDACIÓN ....................................................................................... 1344 GRÁFICO 5.12 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1990 – 2006), VALIDACIÓN ....................................................................................... 1344 GRÁFICO 5.13 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1963 – 2006), VALIDACIÓN ....................................................................................... 1355 GRÁFICO 5.14 VALORES SIMULADOS VS. VALORES HISTÓRICOS DE WEAP (1962 – 2007), CORRIDA #1 ....................................................................................... 13838 GRÁFICO 5.15 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1963 – 1973), CORRIDA #1 ....................................................................................... 13939 GRÁFICO 5.16 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1975 – 1989), CORRIDA #1 ....................................................................................... 13939 GRÁFICO 5.17 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1990 – 2006), CORRIDA #1 ......................................................................................... 1400 GRÁFICO 5.18 PROMEDIOS INTERANUALES, SIMULADOS Y OBSERVADOS (1963 – 2006), CORRIDA #1 ......................................................................................... 1400.

(13) XIII. LISTA DE CUADROS Tabla. Pág.. CUADRO 3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS IMÁGENES DE SATÉLITES ...................................................................................................................... 566 CUADRO 3.2 PARÁMETROS DE USO DEL SUELO ................................................. 644 CUADRO 3.3 PARÁMETROS DEL CLIMA ................................................................ 666 CUADRO 3.4 PARÁMETROS DE IRRIGACIÓN ........................................................ 666 CUADRO 3.5 DATOS REQUERIDOS PARA CONSTRUIR UN MODELO EN WEAP ............................................................................................................................................. 69.

(14) XIV. LISTA DE TABLAS Tabla. Pág.. TABLA 2.1 TABLA DEL USO DE SUELO, MAG-PRONAREG ................................... 16 TABLA 2.2 TABLA DEL USO DE SUELO, SENPLADES ............................................. 18 TABLA 2.3 TABLA DEL USO DE SUELO, TNC ........................................................... 20 TABLA 2.4 SUBCUENCA H159 ....................................................................................... 28 TABLA 2.5 SUBCUENCA H158 ..................................................................................... 288 TABLA 2.6 SUBCUENCA H152 ....................................................................................... 29 TABLA 2.7 SUBCUENCA H150 ..................................................................................... 300 TABLA 2.8 SUBCUENCA H149 ..................................................................................... 311 TABLA 2.9 SUBCUENCA H148 ..................................................................................... 322 TABLA 2.10 SUBCUENCA H146 .................................................................................. 333 TABLA 2.11 SUBCUENCA H145 .................................................................................. 344 TABLA 2.12 SUBCUENCA H144 .................................................................................. 355 TABLA 2.13 SUBCUENCA H143 .................................................................................. 366 TABLA 2.14 SUBCUENCA H136 .................................................................................. 377 TABLA 2.15 CAUDALES ............................................................................................... 411 TABLA 2.16 TEMPERATURA ....................................................................................... 422 TABLA 2.17 HUMEDAD ................................................................................................ 433 TABLA 2.18 VIENTO ...................................................................................................... 444 TABLA 2.19 NUBOSIDAD ............................................................................................. 455 TABLA 2.20 HELIOFANÍA ............................................................................................ 466 TABLA 2.21 EVAPORACIÓN ........................................................................................ 477 TABLA 2.22 PRECIPITACIÓN....................................................................................... 488 TABLA 4.1 NOMBRES ASIGNADOS A LAS SUBCUENCAS ................................... 831 TABLA 4.2 CODIGOS ASIGNADOS A LAS SUBCUENCAS ....................................... 83 TABLA 4.3 BANDAS DE NIVEL ................................................................................... 855 TABLA 4.4 CLASIFICACIÓN SEGÚN ALTURAS....................................................... 877 TABLA 4.5 USOS DE SUELO UTILIZADOS EN EL MODELO ................................. 888 TABLA 4.6 CENSOS POBLACIONALES PARA EL CANTON MEJIA...................... 911 TABLA 4.7 CAUDALES DE LAS AGRUPACIONES DE LAS BOCATOMAS PARA RIEGO ............................................................................................................................. 1077 TABLA 4.8 ESTRUCTURACIÓN DE DATOS EN WEAP ......................................... 1144 TABLA 5.1 PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Y RESULTADOS DE ÍNDICES/MÉTRICAS, CORRIDA #1 ......................................................................... 12828 TABLA 5.2 PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Y RESULTADOS DE ÍNDICES/MÉTRICAS, CORRIDA #2 ............................................................................. 128 TABLA 5.3 PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Y RESULTADOS DE ÍNDICES/MÉTRICAS, CORRIDA #3 ........................................................................... 1282 TABLA 5.4 PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Y RESULTADOS DE ÍNDICES/MÉTRICAS, VALIDACIÓN ........................................................................... 135 TABLA 5.5 PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Y RESULTADOS DE ÍNDICES/MÉTRICAS, CORRIDA #1 ......................................................................... 12841.

(15) XV. LISTA DE MAPAS Tabla. Pág.. MAPA 2.1 UBICACIÓN DE LA CUENCA, SUS AFLUENTES PRINCIPALES Y POBLADOS ........................................................................................................................ 12.

(16) XVI. SIMBOLOGÍA Y SIGLAS cm3. Centímetros cúbicos. o. Grados. C. km. 2. centígrados. Kilómetros. o. Celsius Cuadrados. m. Metros. m3. Metros cúbicos. mm. Milímetross a. msnm. Metros sobre el nivel del mar. N. Norte. %. Porcentaje. Seg. Segundos. Hab. Habitantes. EMAAP-Q. Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable Quito. EPN. Escuela Politécnica Nacional. IRD. Instituto de Investigación para el Desarrollo, por sus siglas en francés. INAMHI. Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología, por sus siglas en ingles. WEAP. Water Evaluation and Planning System. SEI. Stockholm Environment Institute. SENPLADES. La Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo.

(17) XVII. RESUMEN La presente tesis trata sobre la modelación entre la oferta y la demanda hídrica de la cuenca alta del río Guayllabamba y en las cuencas que abastecen de agua para la cuidad de Quito, con la ayuda de la herramienta WEAP, a una escala de tiempo mensual. El modelo a utilizar, WEAP, es un modelo semidistribuido. Se consideró y representó, la variabilidad tempo-espacial de la respuesta hidrológica y del clima de la cuenca, tomando en cuenta las condiciones naturales y antrópicas de la misma. Para este efecto, se debió delimitar las cuencas ya existentes, en subcuencas, basándose en puntos de interés hidrológicos. Una vez delimitadas las subcuencas, se procedió a dividirlas con las bandas de nivel en microcuencas (catchments), dentro de las cuales el modelo representará procesos específicos como precipitación, evapotranspiración, escorrentía, e irrigación de zonas agrícolas. Para lograr este último punto, se espacializó la distribución de las captaciones de agua para riego, en función de las subcuencas propuestas y también en base a las microcuencas, para después lograr esquematizar estos procesos dentro del modelo. Posteriormente se procedió a representar dos formas de riego, para elaborar comparaciones entre ambos métodos de cálculo propuestos por WEAP. Y de esta forma poder escoger el que más se acople a la cuenca en estudio. Para terminar, se realizó la simulación con el modelo y la calibración de los parámetros hidrológicos del mismo, en el período comprendido entre los años 1963 – 1973, en la cuenca de San Pedro. Una vez calibrado, se procedió a la validación y posteriormente al cálculo de las estadísticas, para poder determinar la proximidad que el modelo tiene con los datos históricos versus los datos simulados; esta validación se la realizó para el período comprendido entre 1975 – 2007, para la misma cuenca de San Pedro..

(18) XVIII. SUMMARY This thesis is about modeling between supply and demand for water in the basin Guayllabamba High River and the basins that supply water to the city of Quito, with assistance from the WEAP, with a monthly time scale. The model to use, WEAP, is a semi-distributed model. In the present study was considered and represent, the tempo-spatial variability of climate and hydrological response of the basin, taking into account natural and human conditions thereof. To achieve this task, must delimit the existing basin in sub-basin based on hydrological attractions. Once the sub-basins bounded proceeded to define the catchments, which are represented by an area smaller than the sub-basin within which. the. model. represents. specific. processes. such. as. precipitation,. evapotranspiration, runoff, and irrigation of agricultural areas. To achieve this last point is spatialized the distribution of water withdrawals for irrigation, according to the proposed sub-base and in the catchments, and then to outline these processes within the model. I proceeded to represent two forms of irrigation in WEAP to make comparisons between the two methods of calculation proposed by the model. In this way to choose the one most fitting to the basin under study. Subsequently perform the simulation with the model, and consistent with calibration of the hydrological parameters for the period between 1963 - 1973, in San Pedro Basin. Once calibrated and proceeded to the validation and then to calculate statistics or indices / metrics to determine the proximity that the model has the historical data versus simulated data, this validation is performed for the period 1975 - 2007, for the watershed of San Pedro..

(19) XIX. PRESENTACIÓN A nivel mundial y particularmente en el Ecuador, en la zona andina, es creciente el problema de la competencia, disponibilidad y uso del recurso hídrico. Debido a la gran densidad poblacional y el crecimiento tanto económico como social de la que ha sufrido la cuenca alta del río Guayllabamba, desde el año 1990 se han aumentado los trasvases desde otras cuencas, para el abastecimiento de agua especialmente de la ciudad de Quito, en particular de las vertientes amazónicas, que representan en 2009, más de 50% de los aportes. Por lo cual es algo fundamental el contar con estudios, los cuales nos planteen escenarios, tanto pasados, como presentes del manejo del agua, ya que de esto depende el desarrollo de la ciudad y así se podrá avanzar hacia la gestión integrada de los recursos hídricos dentro de la cuenca. Por tanto se pone a consideración el siguiente trabajo, en el cual se llevó a cabo la modelización de toda la cuenca alta del río Guayllabamba, tomando en cuenta los parámetros hidrológicos, meteorológicos y antrópicos, para poder representar todos los efectos que dentro de la cuenca ocurren..

(20) CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN. 1.1 ANTECEDENTES El Instituto de Investigaciones para el Desarrollo, IRD (sus siglas en francés), es una organización original y única en el campo de la investigación europea para el desarrollo, que tiene como objetivo llevar a cabo estudios para el desarrollo social, económico y cultural de los países del Sur. El IRD se encuentra en toda la zona intertropical. Sus científicos participan en las cuestiones mundiales actuales, entre los que podemos mencionar: cambio climático, las enfermedades emergentes, la biodiversidad, el acceso al agua, la migración, la pobreza, el hambre en el mundo y ayudan con la capacitación para fortalecer las comunidades científicas de los países del Sur. En el Ecuador el IRD, en conjunto con el FONAG (Fondo para la Protección del Agua), trabajan en el proyecto AguAndes. Este es un proyecto enfocado a promover la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos en los Andes, específicamente en la cuenca alta del río Guayllabamba. La Gestión Integrada de los Recursos Hídricos (GIRH), es un proceso que busca desarrollar el manejo y gestión del agua, la tierra y los recursos relacionados, en una forma coordinada. Este es un instrumento flexible para poder afrontar los desafíos relacionados con el agua, en el cual se busca mejorar el aporte de este recurso en el camino del desarrollo sostenible (Global Water Partnership, 2008). Las dificultades con las que muchos países se están enfrentando relacionadas con el líquido vital, están tornándose intratables por abordajes uni-sectoriales convencionales.. Algunos. de. los. ejemplos. son. las. extremas. sequías,.

(21) 2. inundaciones, aprovechamiento excesivo de aguas subterráneas, enfermedades de origen hídrico, degradación de la tierra, así como de ecosistemas, pobreza crónica en las zonas rurales y escalamiento de conflictos sociales por el agua. La solución para tales problemas puede estar fuera del alcance de las agencias encargadas de resolverlos y usualmente, requieren la cooperación de múltiples sectores. En este caso, un abordaje de la GIRH torna la identificación e implementación de soluciones efectivas mucho más fácil. Para que el recurso hídrico pueda ser utilizado y gestionado de una manera equitativa, se debe considerar todas las diversas necesidades. La GIRH procura garantizar que este líquido sea utilizado, para avanzar en las metas de desarrollo social y económico dentro de cada país, de manera que no se comprometa la sustentabilidad de los ecosistemas vitales o amenace, la posibilidad de generaciones futuras, de satisfacer sus necesidades de agua (Global Water Partnership, 2008).. 1.2 JUSTIFICACIÓN La cuenca alta del río Guayllabamba se encuentra en estudio debido a que es una de las áreas más densamente pobladas de los Andes y afronta el mayor problema a nivel nacional de competencia por usos del agua. Debido al gran desarrollo económico y social que ha sufrido la cuenca, la oferta del recurso hídrico fue superada por la demanda en la década pasada, lo que obligo a que se recurra a trasvases de agua desde otras cuencas, especialmente de las vertientes del sector oriental en la provincia del Napo. La Empresa Municipal de Agua Potable y Alcantarillado (EMAAP-Q) para lograr satisfacer las necesidades de agua potable del Distrito Urbano de Quito (DUQ), así como de ciertas parroquias rurales, ha debido impulsar la construcción de sistemas de abastecimiento de agua potable a través de trasvases desde las cuencas altas orientales (sistemas Papallacta – Bellavista y La Mica – Quito – Sur), también desde las cuencas altas occidentales (sistemas Atacazo – Lloa – El.

(22) 3. Placer, entre otros), las cuales forman el sistema Pita – Puengasí, que constituyen la red principal de suministro de agua del DMQ (SIRH-CG, 2009). Para lograr tener un mejor manejo de los recursos dentro de la cuenca y optimizar estos trasvases provenientes de las vertientes occidentales (provincia de Pichincha) y de las cuencas orientales (en la provincia del Napo), así como de futuros proyectos y ampliaciones de los mismos, es imperativo el mejorar la gestión de la oferta y la demanda dentro de la cuenca, ya que el futuro desarrollo de esta zona dependerá en gran medida del conocimiento que se tenga de ambos factores, tanto de la demanda, su análisis y correcta caracterización espacial, como de la oferta, información hidrometeorológica confiable que nos permita conocer la variabilidad espacial y temporal de las disponibilidades hídricas y de esta forma avanzar hacia la gestión integrada de los recursos hídricos. Por lo que es necesario usar herramientas matemáticas que nos ayuden en la planificación de balances entre oferta y demanda, así como a definir el comportamiento físico e hidrológico de la cuenca en estudio bajo las condiciones hidrológicas y climáticas actuales. Este modelo será desarrollado con la ayuda de la herramienta WEAP (water evaluation and planning system, sus siglas en inglés). WEAP es un programa computacional para la planificación integrada de recursos hídricos cuyo objetivo es asistir más que sustituir al planificador. Proporciona un marco comprensivo, flexible y de fácil uso para la programación y análisis de políticas. WEAP apunta a incorporar parámetros tales como: asignación de recursos entre los usos agrícolas, municipales y ambientales, los cuales deben tener una completa integración entre oferta y demanda, así como consideraciones ecológicas. El principio básico con el que funciona WEAP es el balance de masa, pudiendo ser utilizado tanto para sistemas municipales y agrícolas, a una cuenca o un conjunto de varias cuencas transfronterizas..

(23) 4. El programa opera en varias capacidades: ·. Base de datos de balance de agua: proporciona un sistema para mantener información de oferta y demanda de agua.. ·. Herramienta de generación de escenarios: simula la demanda, oferta, escorrentía, caudal, almacenaje, generación, tratamiento y descarga de contaminantes y calidad del agua en los ríos.. ·. Herramienta de análisis de políticas: evalúa una gama completa de las opciones del desarrollo y manejo del agua, y toma en cuenta los múltiples y opuestos usos de los recursos hídricos.. WEAP es desarrollado por el SEI (Stockholm Environment Institute, sus siglas en inglés), con su sede en Boston y el instituto Tellus (Yates, et al, 2005).. 1.3 ALCANCE El modelo será desarrollado en la cuenca alta del río Guayllabamba, las cuencas de las vertientes orientales y las cuencas de las vertientes occidentales. Pero será presentado solamente en la cuenca del río San Pedro, debido a su gran disponibilidad de datos, tanto hidrometeorológicos, como porque se cuenta con una variación tempo-espacial de la cobertura vegetal, para el periodo de calibración y validación. Para la etapa de calibración y validación, se ha seleccionado el periodo comprendido entre los años 1963 al 2007. Está por demás indicar que el éxito del modelo radica en la disponibilidad de información, es decir la cantidad y calidad de datos dentro de la cuenca en estudio..

(24) 5. 1.4 OBJETIVOS 1.4.1 OBJETIVO GENERAL El presente estudio tienen como objetivo general el analizar la relación entre la oferta y la demanda con la ayuda de la herramienta WEAP, considerando la variabilidad tempo-espacial de la respuesta hidrológica y del clima en la cuenca alta del río Guayllabamba y las cuencas de abastecimiento de agua para Quito. 1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS Como objetivos específicos: a) Caracterizar y delimitar, la cuenca alta de río Guayllabamba y las cuencas de abastecimiento de agua para la ciudad de Quito, en subcuencas. b) Espacializar la distribución de las captaciones de agua para riego, en función de las subcuencas propuestas. c) Construir un modelo hidrológico el cual represente la oferta y la demanda de agua dentro de la zona de estudio, con ayuda de la herramienta WEAP. d) Calibrar y validar los modelos lluvia-caudal, en relación con la cobertura vegetal en la cuenca del San Pedro..

(25) 6. CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO. 2.1 DESCRIPCION GEOGRÁFICA DE LA ZONA DE ESTUDIO La cuenca alta del río Guayllabamba, es una típica cuenca de alta montaña, situada en el sector central del Ecuador, donde el porcentaje del altiplano no es reducido, debido a su gran extensión y que se encuentra ubicada en 3 diferentes provincias del país. Dentro de la cuenca en estudio hay que notar las dos grandes divisiones: la cuenca alta del río Guayllabamba que se encuentra en la serranía ecuatoriana y las cuencas de abastecimiento para agua potable de la ciudad de Quito, que se encentran situadas en el oriente ecuatoriano (Ver Gráfico 2.1). Las Cuencas se encuentran ubicadas entre 78o47’14’’O, 77o57’53’’O y entre 0o35’15’’N, 0o48’08’’S;. tiene una superficie de 7898 Km2 que se encuentran. repartida dentro de las provincias de: Pichincha, Napo e Imbabura..

(26) 7. GRÁFICO 2.1 UBICACIÓN DE LA CUENCA EN ESTUDIO EN EL PAÍS. En la provincia de Pichincha, la cuenca se encuentra ubicada en el sector Oriental, contando con una superficie de 5358 Km2. Dentro de esta parte de la cuenca predomina la cordillera de los Andes en mayor medida y algunas planicies, que corresponden a los valles aledaños a la ciudad de Quito (Ver Gráfico 2.2). En la provincia del Napo, la cuenca se encuentra ubicada en el sector Occidental, contando con una superficie de 1372 Km2. Desde este sector de la cuenca, se realizan los trasvases hacia la ciudad de Quito y es donde se emplazará el proyecto “Ríos Orientales”, el cual tiene como finalidad el satisfacer la demanda de agua potable para el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ) hasta el año 2055 (Ver Gráfico 2.2)..

(27) 8. En la provincia de Imbabura, la cuenca se encuentra ubicada en el sector SurOccidental, contando con una superficie de 1113 Km2. Este sector se caracteriza por tener una topografía muy fluctuante y accidentada (Ver Gráfico 2.2). El área restante, que son 55 Km2, se encuentra ubicada dentro de la provincia de Cotopaxi, en donde se encuentra el nevado Iliniza (Ver Gráfico 2.2). GRÁFICO 2.2 UBICACIÓN DE LA CUENCA DENTRO DE LAS PROVINCIAS.

(28) 9. 2.2 CARACTERISTICAS GENERALES Las vertientes dentro de la cuenca, son muy irregulares, con pendientes que pueden oscilar entre moderadas hasta altas. Sus afluentes tienen su origen en la parte sur de la cuenca, con el nacimiento del río Pita del lado oriental y del río San Pedro del lado occidental, los cuales reciben sus principales aportes hídricos del deshielo de los glaciares Cotopaxi e Iliniza, respectivamente. Tanto el río Pita como el río San Pedro van avanzando hacia el norte alimentándose de ríos de orden inferior, hasta su confluencia en el sector de San Rafael, donde al unirse forman el río San Pedro. En el sector central de la cuenca tenemos como único aporte significativo (de la parte occidental) la confluencia del río Machángara, el cual cruza gran parte del sector centro y sur de la ciudad de Quito. Del sector centro-oriental de la cuenca se cuenta con varias afluencias, pero la más significativa es la del río Chiche, debido a que luego de la misma, el río San Pedro toma el nombre de río Guayllabamba, el mismo que da el nombre a la Cuenca. Avanzando hacia el Norte en la parte oriental se encuentran el río Guambi, el río Uraví, el río Coyago y el río Pisque, este último es de gran importancia debido a que de él, se deriva el agua para el canal del pisque (canal para uso en el sector riego). Este canal fue construido hace 62 años en el gobierno del Dr. José Velasco Ibarra, y que aún hoy es la fuente principal de agua para riego para más de 7 parroquias rurales del Norte de Quito. En el sector Norte de la cuenca en la parte occidental se cuenta con algunos ríos de gran importancia por su caudal, entre los que se encuentran en menor medida el río San Antonio y en mayor medida el río Alambí y el río Intag, este último proveniente de la provincia de Imbabura. Cabe notar que la cuenca en estudio es de gran importancia debido a que es una cuenca mixta, la cual se encuentra conformada en mayor medida por zonas no habitadas, y en menor medida, por zonas habitadas. entre las cuales se.

(29) 10. encuentran el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), el cual está localizado a 2600 msnm. Las propiedades físicas e hidrológicas de la ciudad, han favorecido la presencia de fuentes de agua natural, tanto superficial como subterránea. La mayoría de dichas fuentes hídricas provienen de las montañas que están ubicadas alrededor, como son: Pichincha, Atacazo, Cotopaxi, Lloa, entre las más importantes (Ver Mapa 2.1). Quito se encuentra situada sobre un acuífero importante previsto como fuente de agua alternativa, aunque hoy por hoy éste sufre un proceso de deterioro por la contaminación (Estacio, 2003). La red de agua potable abastece únicamente al DMQ, de su funcionamiento es responsable el Municipio del Distrito Metropolitano de Quito (MDMQ) como Gobierno Local a través de la Empresa Metropolitana de Agua Potable y Alcantarillado de Quito (EMAAP-Q). “Desde el año 1991 hasta el presente año, el bombeo de los pozos se redujo significativamente a raíz de la implantación del “Proyecto Papallacta”, el cual constituye un gran proyecto, puesto que ha permitido mejorar el abastecimiento en zonas de crecimiento urbano, especialmente en la ciudad de Quito y los valles periféricos de la ciudad. Su puesta en marcha redujo el bombeo subterráneo y ocasionó un ascenso continuo de los niveles de agua, según demuestran las mediciones de algunos pozos” (Estacio, 2003). Según el Plan Maestro de Agua Potable “la cobertura del servicio en Quito es del orden del 90%, con una continuidad aceptable en todos los sectores abastecidos”, también señala “(...) el abastecimiento de las parroquias es deficiente desde la producción hasta la distribución final”, esto se debe en gran parte por dos razones: 1.- La primera hace referencia al gran crecimiento urbano de las zonas del valle, donde se estima que existen actualmente más de 300.000 habitantes, cantidad de.

(30) 11. gran proyección si es comparada con el número de habitantes de hace 20 años que correspondía apenas a 70.000 habitantes. 2.- La captación y distribución del agua se realiza de forma muy puntual a pequeñas zonas, así como a barrios de estas parroquias. Existiendo varias zonas las cuales carecen de servicio, en especial en las zonas de Tumbaco-Cumbayá, Guayllabamba y barrios al sur de Quito. Para disminuir en alguna forma estas desventajas en la cobertura del servicio, la EMAAP concluyó algunas obras como: • Mejoramiento y optimización del Sistema Papallacta - Norte y construcción del Sistema La Mica - Quito Sur. • Tuberías de gran capacidad que transportan agua potable desde la Planta Bellavista hacia las zonas de Cumbayá y Tumbaco. • Mejoramiento de la distribución a partir de nuevas redes relacionadas con plantas suburbanas. Estas obras mejorarán la cobertura del servicio especialmente en la ciudad de Quito y las parroquias suburbanas. Pero el aumento en la demanda de agua y el crecimiento urbano en el sector de los valles continua en rápido ascenso, por lo que la existencia de nuevos proyectos y acciones son siempre necesarias (Estacio, 2003)..

(31) 12. MAPA 2.1 UBICACIÓN DE LA CUENCA, SUS AFLUENTES PRINCIPALES Y POBLADOS. FUENTE: http://www.aguandes.org ELABORACION: Dr. Jean Pouget, 2008.. La cuenca presenta una topográfica muy fluctuante teniendo su cota más alta, a los 5880 m.s.n.m. el nevado del Antisana en el sector del Pita, hasta su cota más baja, a los 640 m.s.n.m. en la parte noroccidente de la cuenca en el sector de Alambí. (Ver Gráfico 2.3).

(32) 13. GRÁFICO 2.3 REPRESENTACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA.

(33) 14. 2.3 COBERTURA VEGETAL Se cuenta con tres estudios realizados dentro de la cuenca, sobre usos de suelo o cobertura vegetal. Cada uno de ellos fue elaborado en base al análisis de imágenes satelitales y en intervalos de tiempo diferentes, lo cual servirá para representar la evolución de la cobertura vegetal dentro de la cuenca. En el año 1982, el MAG-PRONAREG presentó un análisis de usos de suelo para cada provincia del país, con una escala 1:50.000. Este análisis fue elaborado con base en imágenes satelitales. (Ver Gráfico 2.4 y Tabla 2.1) En el año 2000, la SENPLADES realizo un análisis de usos de suelos en toda la serranía ecuatoriana en cooperación con SIG-AGRO, con una escala 1:50.000. Este análisis fue elaborado con base en imágenes satelitales LANDSAT5 y LANDSAT7. (Ver Gráfico 2.5 y Tabla 2.2) En enero del 2007, TNC presentó un análisis de ecosistemas y uso de suelo de la cuenca alta del río Guayllabamba, con escala 1:50.000 para el período comprendido entre el año 1999 y el 2007, este último contó con un control de campo (De Bievre B., et al, 2008). Este análisis fue elaborado con base en imágenes satelitales LANDSAT5 Y TERRA-ASTER de 15 y 30 metros de resolución. (Ver Gráfico 2.6 y Tabla 2.3) El estudio presentado por el TNC, corresponde al sector de la hoya de Quito. Debido a que el análisis no cubre toda la cuenca actual de estudio, teniendo datos faltantes en el sector del Intag (todo el sector de la provincia de Imbabura), al igual que del sector del río Alambí (es decir algunas partes Nor-Occidentales de la provincia de Pichincha), así como partes de las cuencas del Oriente (cuencas de abastecimiento de agua para la ciudad de Quito), se optó por recurrir a los estudios realizados por la SENPLADES para poder rellenar esta información faltante..

(34) 15. GRÁFICO 2.4 MAPA DE USOS DE SUELO, MAG-PRONAREG, 1982. FUENTE: MAG-PRONAREG.

(35) 16. TABLA 2.1 TABLA DEL USO DE SUELO, MAG-PRONAREG Borde de la Cuenca. Usos de Suelo MAG-PRONAREG. 70% Bosque intervenido con 30% Vegetacion arbustiva 70% Bosque natural con 30% Pastos cultivados. 100% Afroramientos rocosos. 70% Cultivos de caña con 30% Cultivos de maiz. 100% Area urbana. 70% Cultivos de ciclo corto con 30% Bosque plantado. 100% Bosque natural. 70% Cultivos de ciclo corto con 30% Cultivos bajo invernaderos. 100% Bosque plantado. 70% Cultivos de ciclo corto con 30% Cultivos de palma africana. 100% Cultivos bajo invernaderoadero. 70% Cultivos de ciclo corto con 30% Pastos cultivados. 100% Cultivos de ciclo corto. 70% Cultivos de ciclo corto con 30% Pastos natural. 100% Cultivos de frutales. 70% Cultivos de ciclo corto con 30% Vegetacion arbustiva. 100% Cultivos de maiz. 70% Cultivos de frutales con 30% Cultivos de ciclo corto. 100% Paramo. 70% Cultivos de frutales con 30% Cultivos de maiz. 100% Pastos cultivados. 70% Cultivos de maiz con 30% Bosque plantado. 100% Pastos naturales. 70% Cultivos de maiz con 30% Cultivos bajo invernaderoa. 100% Vegetacion arbustiva. 70% Cultivos de maiz con 30% Cultivos de caña. 50% Bosque intervenido con 50% Arboricultura tropical. 70% Cultivos de maiz con 30% Cultivos de ciclo corto. 50% Bosque intervenido con 50% Pastos cultivados. 70% Cultivos de maiz con 30% Vegetacion arbustiva. 50% Bosque intervenido con 50% Pastos natural. 70% Cultivos de papa con 30% Pastos cultivados. 50% Bosque natural con 50% Pastos cultivados. 70% Paramo con 30% Afroramientos rocosos. 50% Bosque natural con 50% Pastos natural. 70% Paramo con 30% Pastos naturales. 50% Bosque natural con 50% arboricultura tropical. 70% Paramo con 30% Vegetacion arbustiva. 50% Bosque plantado con 50% Cultivos de ciclo corto. 70% Pastos cultivados con 30% Bosque intervenido. 50% Bosque plantado con 50% Cultivos de maiz. 70% Pastos cultivados con 30% Bosque natural. 50% Bosque plantado con 50% Pastos cultivados. 70% Pastos cultivados con 30% Cultivos bajo invernadero. 50% Cultivos de ciclo corto con 50% Cultivos bajo. 70% Pastos cultivados con 30% Cultivos de ciclo corto. 50% Cultivos de ciclo corto con 50% Paramo. 70% Pastos cultivados con 30% Cultivos de maiz. 50% Cultivos de ciclo corto con 50% Pastos cultivados. 70% Pastos cultivados con 30% Paramo. 50% Cultivos de ciclo corto con 50% Vegetacion arbustiva. 70% Pastos cultivados con 30% Vegetacion arbustiva. 50% Cultivos de maiz con 50% Cultivos bajo invernaderoa. 70% Pastos naturales con 30% Cultivos de frutales. 50% Cultivos de maiz con 50% Pastos cultivados. 70% Pastos naturales con 30% Pastos cultivados. 50% Cultivos de maiz con 50% Vegetacion arbustiva. 70% Pastos naturales con 30% Vegetacion arbustiva. 50% Paramo con 50% Vegetacion arbustiva. 70% Vegetacion arbustiva con 30% Cultivos de ciclo corto. 50% Pastos cultivados con 50% Pastos naturales. 70% Vegetacion arbustiva con 30% Paramo. 50% Pastos cultivados con 50% Vegetacion arbustiva. Area erosionada. 50% Pastos cultivados con 50% Vegetacion de paramo. Cuerpos de agua. 50% Pastos naturales con 50% Cultivo de papas. Cultivos de ciclo corto en areas con proceso de erosion. 50% Pastos naturales con 50% Paramo. Cultivos de ciclo corto en areas con procoso de erosion. 50% Pastos naturales con 50% Vegetacion arbustiva. Cultivos de maiz en areas con proceso de erosion. 50% Vegetacion arbustiva con 50% Pastos cultivados. Nieve y hielo. 70% Afroramientos rocosos con 30% Vegetacion arbustiva. Pasto cultivado en areas con proceso de erosion. 70% Bosque intervenido con 30% Pastos cultivados. Pasto natural en areas con procososeso de erosion. FUENTE: MAG-PRONAREG, 1982.

(36) 17. GRÁFICO 2.5 MAPA DE USOS DE SUELO, SENPLADES, 2000. FUENTE: SENPLADES.

(37) 18. TABLA 2.2 TABLA DEL USO DE SUELO, SENPLADES Borde de la Cuenca. 50% Maiz+0.5Arboricultura. 70% Cereales+0.3Frutales. 70% Pasto Cultivado+0.3Area Erosionada. 100% Afloramientos rocoso. 50% Maiz+0.5Frutales. 70% Cereales+0.3Papa. 70% Pasto Cultivado+0.3Area en proceso de erosion. 100% Agua Natural. 50% Maiz+0.5Papa. 70% Cereales+0.3Pasto Cultivado. 70% Pasto Cultivado+0.3Bosque Intervenido. 100% Arborocultura. 50% Maiz+0.5Pasto Cultivado. 70% Cereales+0.3Pasto Natural. 70% Pasto Cultivado+0.3Bosque plantado. 100% Areas Urbanas. 50% Maiz+0.5Pasto Natural. 70% Cereales+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Pasto Cultivado+0.3Caña. 100% Bosque natural. 50% Maiz+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Cultivos bajo invernadero +0.3Area en proceso de erosion. 70% Pasto Cultivado+0.3Cebada. 100% Bosque plantado. 50% Papa+0.5Pasto Cultivado. 70% Cultivos bajo invernadero +0.3Cultivo de ciclo corto. 70% Pasto Cultivado+0.3Cereales. 100% Caña. 50% Paramo+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Cultivos bajo invernadero +0.3Frutales. 70% Pasto Cultivado+0.3Cultivo bajo invenadero. 100% Cebada. 50% Pasto Cultivado+0.5Paramo. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Arboricultura. 70% Pasto Cultivado+0.3Cultivos de ciclo corto. 100% Cereales. 50% Pasto Cultivado+0.5Pasto Natural. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Area Erosionada. 70% Pasto Cultivado+0.3Frutales. 100% Cultivos bajo invernadero. 50% Pasto Cultivado+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Area en proceso de erosion. 70% Pasto Cultivado+0.3Maiz. 100% Cultivos de ciclo corto. 50% Pasto Natural+0.5Paramo. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Bosque plantado. 70% Pasto Cultivado+0.3Papa. 100% Frutales. 50% Pasto Natural+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Caña. 70% Pasto Cultivado+0.3Paramo. 100% Hortalizas. 50% de Bosque Intervenido+0.5Arboricultura. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Cultivos bajo invernadero. 70% Pasto Cultivado+0.3Pasto Natural. 100% Humedal. 50% de Bosque Intervenido+0.5Bosque plantado. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Frutales. 70% Pasto Cultivado+0.3Vegetacion Arbustiva. 100% Maiz. 50% de Bosque Intervenido+0.5Caña. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Maiz. 70% Pasto Natural+0.3Afloramiento rocoso. 100% Nieve y hielo. 50% de Bosque Intervenido+0.5Cereales. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Papa. 70% Pasto Natural+0.3Arboricultura. 100% Papa. 50% de Bosque Intervenido+0.5Cultivos de ciclo corto. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Paramo. 70% Pasto Natural+0.3Area Erosionada. 100% Paramo. 50% de Bosque Intervenido+0.5Paramo. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Pasto Cultivado. 70% Pasto Natural+0.3Area en proceso de erosion. 100% Pasto Cultivado. 50% de Bosque Intervenido+0.5Pasto Cultivado. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Pasto Natural. 70% Pasto Natural+0.3Bosque plantado. 100% Pasto Natural. 50% de Bosque Intervenido+0.5Pasto Natural. 70% Cultivos de ciclo corto +0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Pasto Natural+0.3Caña. 100% Vegetación arbustiva. 50% de Bosque Intervenido+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Frutales+0.3Area en proceso de erosion. 70% Pasto Natural+0.3Cereales. 50% Arborocultura+0.5Pasto Cultivado. 70% Afloramientos rocoso+0.3Pasto Natural. 70% Frutales+0.3Cultivo bajo invenadero. 70% Pasto Natural+0.3Cultivo bajo invenadero. 50% Arborocultura+0.5Pasto Natural. 70% Arborocultura+0.3Area en proceso de erosion. 70% Frutales+0.3Cultivos de ciclo corto. 70% Pasto Natural+0.3Cultivo de ciclo corto. 50% Arborocultura+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Arborocultura+0.3Bosque Intervenido. 70% Frutales+0.3Maiz. 70% Pasto Natural+0.3Frutales. 50% Bosque plantado+0.5Cebada. 70% Arborocultura+0.3Caña. 70% Frutales+0.3Pasto Cultivado. 70% Pasto Natural+0.3Maiz. 50% Bosque plantado+0.5Cereales. 70% Arborocultura+0.3Cultivo de ciclo corto. 70% Frutales+0.3Pasto Natural. 70% Pasto Natural+0.3Pasto Cultivado. 50% Bosque plantado+0.5Cultivos de ciclo corto. 70% Arborocultura+0.3Maiz. 70% Frutales+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Pasto Natural+0.3Vegetacion Arbustiva. 50% Bosque plantado+0.5Maiz. 70% Arborocultura+0.3Pasto Cultivado. 70% Hortalizas+0.3Cultivo de ciclo corto. 70% Vegetación arbustiva+0.3Afloramiento rocoso. 50% Bosque plantado+0.5Paramo. 70% Arborocultura+0.3Pasto Natural. 70% Maiz+0.3Arboricultura. 70% Vegetación arbustiva+0.3Arboricultura. 50% Bosque plantado+0.5Pasto Cultivado. 70% Arborocultura+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Maiz+0.3Area Erosionada. 70% Vegetación arbustiva+0.3Area Erosionada. 50% Bosque plantado+0.5Pasto Natural. 70% Bosque plantado+0.3Cereales. 70% Maiz+0.3Area en proceso de erosion. 70% Vegetación arbustiva+0.3Area en proceso de erosion. 50% Bosque plantado+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Bosque plantado+0.3Cultivos de ciclo corto. 70% Maiz+0.3Bosque Intervenido. 70% Vegetación arbustiva+0.3Bosque Intervenido. 50% Caña+0.5Arboricultura. 70% Bosque plantado+0.3Frutales. 70% Maiz+0.3Bosque plantado. 70% Vegetación arbustiva+0.3Bosque plantado. 50% Caña+0.5Pasto Cultivado. 70% Bosque plantado+0.3Maiz. 70% Maiz+0.3Cebada. 70% Vegetación arbustiva+0.3Caña. 50% Caña+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Bosque plantado+0.3Pasto Cultivado. 70% Maiz+0.3Cereales. 70% Vegetación arbustiva+0.3Cebada. 50% Cebada+0.5Maiz. 70% Bosque plantado+0.3Pasto Natural. 70% Maiz+0.3Cultivo bajo invenadero. 70% Vegetación arbustiva+0.3Cereales. 50% Cebada+0.5Pasto Cultivado. 70% Bosque plantado+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Maiz+0.3Cultivo de ciclo corto. 70% Vegetación arbustiva+0.3Cultivo bajo invernadero. 50% Cebada+0.5Pasto Natural. 70% Caña+0.3Arboricultura. 70% Maiz+0.3Frutales. 70% Vegetación arbustiva+0.3Cultivo de ciclo corto. 50% Cereales+0.5Cultivo bajo invenadero. 70% Caña+0.3Area Erosionada. 70% Maiz+0.3Papa. 70% Vegetación arbustiva+0.3Frutales. 50% Cereales+0.5Maiz. 70% Caña+0.3Area en proceso de erosion. 70% Maiz+0.3Pasto Cultivado. 70% Vegetación arbustiva+0.3Maiz. 50% Cereales+0.5Pasto Cultivado. 70% Caña+0.3Bosque Intervenido. 70% Maiz+0.3Pasto Natural. 70% Vegetación arbustiva+0.3Paramo. 50% Cereales+0.5Pasto Natural. 70% Caña+0.3Cultivo de ciclo corto. 70% Maiz+0.3Tomate de arbol. 70% Vegetación arbustiva+0.3Pasto Cultivado. 50% Cereales+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Caña+0.3Frutales. 70% Maiz+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Vegetación arbustiva+0.3Pasto Natural. 50% Cultivos bajo invernadero +0.5Maiz. 70% Caña+0.3Pasto Cultivado. 70% Papa+0.3Cultivos de ciclo corto. 70% de Bosque Intervenido+0.3Arboricultura. 50% Cultivos bajo invernadero +0.5Papa. 70% Caña+0.3Pasto Natural. 70% Papa+0.3Maiz. 70% de Bosque Intervenido+0.3Bosque plantado. 50% Cultivos bajo invernadero +0.5Pasto Natural. 70% Caña+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Papa+0.3Pasto Natural. 70% de Bosque Intervenido+0.3Caña. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Arboricultura. 70% Cebada+0.3Area Erosionada. 70% Paramo+0.3Afloramiento rocoso. 70% de Bosque Intervenido+0.3Cereales. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Cebada. 70% Cebada+0.3Area en proceso de erosion. 70% Paramo+0.3Area Erosionada. 70% de Bosque Intervenido+0.3Cultivos de ciclo corto. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Cultivos bajo invernadero. 70% Cebada+0.3Bosque plantado. 70% Paramo+0.3Area en proceso de erosion. 70% de Bosque Intervenido+0.3Maiz. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Frutales. 70% Cebada+0.3Cultivos bajo invernadero. 70% Paramo+0.3Bosque Intervenido. 70% de Bosque Intervenido+0.3Paramo. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Maiz. 70% Cebada+0.3Cultivos de ciclo corto. 70% Paramo+0.3Bosque plantado. 70% de Bosque Intervenido+0.3Pasto Cultivado. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Papa. 70% Cebada+0.3Papa. 70% Paramo+0.3Cebada. 70% de Bosque Intervenido+0.3Pasto Natural. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Paramo. 70% Cebada+0.3Pasto Cultivado. 70% Paramo+0.3Cereales. 70% de Bosque Intervenido+0.3Vegetacion Arbustiva. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Pasto Cultivado. 70% Cebada+0.3Vegetacion Arbustiva. 70% Paramo+0.3Cultivo de ciclo corto. 70% de Bosque Intervenido+0.3Área en proceso de erosión. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Pasto Natural. 70% Cereales+0.3Area Erosionada. 70% Paramo+0.3Pasto Cultivado. Area erosionada. 50% Cultivos de ciclo corto +0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Cereales+0.3Area en proceso de erosion. 70% Paramo+0.3Pasto Natural. 50% Frutales+0.5Pasto Cultivado. 70% Cereales+0.3Bosque plantado. 70% Paramo+0.3Vegetacion Arbustiva. 50% Frutales+0.5Vegetacion Arbustiva. 70% Cereales+0.3Cultivo bajo invenadero. 70% Pasto Cultivado+0.3Arboricultura. FUENTE: SENPLADES, 2000..

(38) 19. GRÁFICO 2.6 MAPA DE USOS DEL SUELO, TNC 2007. Zona carente de Datos. Zona carente de Datos. Zona carente de Datos Zona carente de Datos. FUENTE: De Bievre B., et al, 2008..