ESTIMACiÓN DE LA PRECIPITACiÓN MEDIA, EVALUACiÓN DE LA RED

PLUVIOMÉTRICA Y CUANTIFICACiÓN DEL BALANCE HíDRICO EN LA

CUENCA DEL Río QUITO EN EL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ, COLOMBIA

MEAN PRECIPITATION ESTIMATION, RAIN GAUGE NETWORK

EVALUATION AND QUANTIFICATION OF THE HYDROLOGIC BALANCE

IN THE RIVER QUITO BASIN IN CHOCO, STATE OF COLOMBIA

SAMIR CÓRDOBA Posgrado de Meteorología, Departamento de Geociencias,

Universidad Nacional de Colombia

JORGE A. ZEA Departamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia.

Grupo de Meteorología, Posgrado de Meteorología, Universidad Nacional de Colombia

W. MURILLO

Grupo de Energía Solar y Meteorología

Programa de Matemáticas y Física, Facultad de Educación,

Universidad Tecnológica del Chocó

Córdoba, S., J. A. Zea & W. Murillo. 2006: Estimación de la precipitación media, evaluación de la red pluviométrica y cuantificación del balance hídrico en la cuenca del río Quito en el departamento del Chocó, Colombia. Meteorol. Colomb. 10: 100-110.ISSN 0124-6984. Bogotá, D. C. - Colombia.

RESUMEN En este trabajo se presenta el cálculo de la precipitación media en la cuenca del río Quito, departamento de Chocó, Colombia, a través de diversas técnicas, entre las cuales se cuentan la sugerida por Thiessen y la basada en el análisis de isoyetas, a fin de seleccionar un método que permita cuantificar los volúmenes de lluvia en la zona en forma apropiada para la estimación del recurso hídrico dispo­ nible en la cuenca. Asimismo, se presenta una estimación del error con el cual se mide la precipitación media en la zona de estudio mediante la aplicación de la metodología propuesta por Gandin (1970) y Kagan (WMO, 1966); se logró, al mismo tiempo, una evalua­ ción relativa a la representatividad de cada una de las estaciones que conforman la red pluviométrica en el área. El estudio concluye con un cálculo del balance hídrico para la cuenca río Quito realizado con base en el procedimiento piloto sugerido en la publicación de la Unesco sobre el estudio del balance hídrico para América del Sur, en el cual puede apreciarse la gran contribución de las lluvias a la conformación de una escorrentía de gran magnitud en la región. Palabras clave: precipitación de cuenca, metodología de Kagan y Gandin, ciclo hidrológico.

ABSTRACT In this work the calculation of the average precipitation in the Quito River basin, state of Choco, Colombia, is presented through di­ verse techniques, among which are those suggested by Thiessen and those based on the isohyets analysis, in order to select the one appropriate to quantification of rainwater available to the basin. Also included is an estimation of the error with which the average precipitation in the zone studied is fraught when mea su red, by means of the methodology proposed by Gandin (1970) and Kagan (WMO, 1966), which at the same time allows to evaluate the representativeness of each one of the stations that make up the rain gauge network in the area. The study concludes with a calculation of the hydrologic balance for the Quito River basin based on the pilot procedure suggested in the Unesco publication on the study of the South America hydrologic balance, from which the great contribution of rainfall to a greatly enhanced run-off may be appreciated. Key words: basin precipitation, Gandin and Kagan methodologies, hydrologic cycle.

1. INTRODUCCiÓN

1.1 Antecedentes históricos

La creciente necesidad de un conocimiento de la hidro­

El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Am­

logía Colombiana en áreas como el planeamiento territo­

bientales de Colombia (IDEAM) (1998), con el propósito

rial, la evaluación del potencial de aprovechamiento hi­

de entregarle al país información precisa y actualizada

dráulico, la planeación agrícola, entre otras, ha motivado

sobre la distribución regional y local de la disponibilidad

el estudio de la distribución espacial sobre Colombia del

de agua y las condiciones de sostenibilidad del recurso

comportamiento a largo plazo de las variables hidroló­

hídrico, realiza el Estudio Nacional del Agua en el cual

gicas de mayor importancia (precipitación, evaporación,

se aborda de manera particular el balance hídrico y las

evapotranspiración, escorrentía). Hoy en día, el departa­

relaciones demanda-oferta en Colombia. En este trabajo

mento del Chocó, ubicado en la región Pacífica de Colom­

se cuantifica el balance hídrico nacional para las cuencas

bia, representa una de las fuentes hídricas más importan­

hidrográficas que cubren las áreas municipales de todo

tes del mundo, gracias a la gran cantidad de lluvias que se

el país. Para el departamento del Chocó (región Pacífica)

generan en la zona. La precipitación en el departamento

se obtienen valores de escorrentía media anual de: 3.700

del Chocó puede alcanzar fácilmente 8.000 a 12.000 mi­

mm en la cuenca del río Atrato; 4.500 mm en la cuenca del

límetros al año, lo cual la sitúa como una de las regiones

río San Juan y 4.000 mm en el río Baudó. Cabe mencionar

más lluviosas del globo. Como consecuencia de las altas

que no se calculan valores de escorrentía para la cuenca

precipitaciones el departamento del Chocó presenta una

del río Quito ya que el estudio se realiza en una escala

gran cantidad de ríos {potencial hídrico}; la mayoría se

espacial de mayor dimensión, incluyéndose entonces

caracterizan por sus tramos relativamente cortos y alto caudal (Ramírez y Bustos, 1977).

como parte de la cuenca del río Atrato. Sin embargo, para la zona donde se encuentra ubicada la cuenca del río Quito, se presentan a nivel espacial (Mapa de escorren­

Debido al potencial hídrico presente en este departa­

tía anual en Colombia) valores de escorrentía media anual

mento se hacen necesarios estudios que permitan el de­

entre 4.000 y 7.500 mm.

sarrollo y aprovechamiento de e"Stas fuentes naturales. En la región son casi inexistentes los trabajos o investi­

Para el año de 1992, la Dirección de Meteorología e Hi­

gaciones sobre el cálculo de la precipitación media, los

drología de Paraguay (DMHP), a través del Programa

balances hídricos y la evaluación o diseño de redes me­

Hidrológico Internacional (PHI), presenta el estudio Ba­

teorológicas o pluviométricas. En vista de lo anterior, re­

lance Hídrico Superficial del Paraguay, fundamentado

sulta conveniente la elaboración del presente estudio, el

en la metodología propuesta por Unesco-Rostlac para la

cual genera conocimiento sobre este tipo de temas en la

elaboración del balance hídrico de América del Sur, en el cual se utiliza la fórmula de TURC en el cálculo de la eva­

región y sirve de apoyo como instrumento metodológico para próximas investigaciones.

•

potranspiración, empleando como parámetros la precipi­ tación anual y la temperatura media anual.

11

102

METEOROLOGíA COLOMBIANA N" 10 - MARZO 200611

De otro lado, Pabón y Saavedra (2002), presentan una propuesta para el rediseño de la red meteorológica en Colombia, buscando obtener la representatividad de los procesos meteorológicos de mesoescala y la diversi­ dad climática del país, además de suplir la necesidad de observaciones y mediciones meteorológicas para otras áreas (hidrología, ecología, agronomía, edafología, etc). En el año 2004, Gabriels, Ovalles et ál., con la ayuda de ins­ tituciones como PHI, Unesco y Cazalac, (Centro del Agua para Zonas Áridas y Semiáridas de América Latina y el Caribe), diseñan la Guía metodológica para la elaboración del mapa de zonas áridas, semiáridas y subhúmedas secas de América Latina y el Caribe, en la que presentan algunas

opciones para el cálculo de la evapotranspiración de re­ ferencia (ETO), cuando no se dispone de la información para realizarlo con el protocolo de FAO/Penman-Montei­ th. También se exhiben algunos métodos para el cálculo o estimación de precipitaciones medias en un área de­ terminada, incluyendo ejemplos y análisis críticos de los mismos. Vale decir que los trabajos expuestos fueron de

FIGURA 1. Departamento del Chocó. Río Quito

gran ayuda para llevar a cabo el desarrollo del presente

(rectángulo). Mapa digital IGAC.

estudio; sin embargo, siguen siendo muy generales, lo cual incentivó la necesidad de profundizar aún más en el tema.

2.2 Delimitación de la cuenca Ante la falta de información cartográfica debidamente

2. METODOLOGíA

estructurada para la zona, se optó por trabajar con car­ tografía a escala 1:500.000. Esta información comprende

Para el desarrollo del presente estudio se plantearon va­

las curvas de nivel, las zonas y subzonas hidrográficas y

rias etapas en un proceso que partió de la delimitación de

la división política-administrativa del área de estudio. Adi­

la cuenca escogida (río Quito), con la ayuda de cartogra­

cionalmente se utilizó cartografía digital obtenida de la

fía 1:500.000 y la consecución de los datos climatológicos

página web http://webigacl.igac.gov.co/mapas.htm del

existentes en la zona de estudio.

Instituto Geográfico Agustín Codazzi (lGAC). Con la infor­ mación anterior se hizo la demarcación de la cuenca, te­

2.1. Unidad de análisis

niendo en consideración las líneas divisorias de aguas, las curvas de nivel, los afluentes y ramificaciones del río Qui­

La unidad de análisis corresponde a la cuenca del río Qui­

to, y se obtuvo un área para la cuenca entre 50?, y 5°42' de

to ubicada en el departamento del Chocó (Figura 1).

latitud norte y 76°30' Y 77° de longitud oeste (Figura 2).

2.4. Tratamiento de datos En primer lugar se escogió el periodo en el cual las es­ taciones presentaron menor cantidad de datos faltantes: 1977 a 2001 (24 años) (Tabla 1). A estas series seleccio­ nadas se les calcularon parámetros estadísticos básicos, como media, máximo, mínimo, desviación estándar, co­ eficiente de variación, gráficos de dispersión y varianza, con la ayuda de los programas Stat Graphycs y Excel; con estos procedimientos se descartaron los datos erróneos. Para la estimación y complementación de los datos fal­ tantes en las series, se utilizó el paquete estadístico Tramo (Guerrero and Nieto, 1999); se organizaron series comple­

FIGURA 2. Demarcación del área de la cuenca del río Quito en el departamento del Chocó (área demarcada), y ubicación de las estaciones meteorológicas existentes en su alrededor (cruces). Cartografía 1:500.000, IGAC

tas mensuales de la variable precipitación para el periodo 1977-2001 en las 7 estaciones mencionadas arriba. Para la evaluación espacial de la precipitación en el área de estudio se verificó la consistencia y la homogeneidad de las series durante el periodo escogido (1977- 2001), a través de los Métodos de Curvas de Doble Masa (MDM) o

2.3 Datos e información

Doble Acumulada (CDA) (Gabriels et ál., 2004; Searcy and Inicialmente se obtuvieron datos mensuales de precipi­

Hardison, 1960) y el Test de Rachas (THOM, 1966, y Tukey,

tación en milímetros (mm) de 12 estaciones meteoroló­

1977) para cada estación; así se garantiza la calidad de la

gicas alrededor de la cuenca del río Quito, pertenecientes

información.

aIIDEAM, de las cuales solo 7 (Figura 2, cruces) cumplían con un periodo de registro continuo, confiable yacepta­

2.5 Evaluación de la red pluviométrica

ble para el desarrollo del trabajo (Tabla 1).

y del potencial hídrico Dada la escasez de datos de temperatura del aire en la re­ gión, se optó por utilizar los datos globales de Reanalysis

Para la evaluación de la red pluviométrica del área de estu­

del National Center for Environment Predictionl National Center for Atmospheric Research (NCEPINCAR) (Kalnay et

dio, se utilizó la metodología propuesta por Gandin (1970) p(o) . l eJidO), y Kagan (1966) (función estructural: p(d)

ál.,1996).

en la cual se emplean ecuaciones para detallar la repre­

TABLA 1. Estaciones meteorológicas (IDEAM), periodo de registro utilizado 1977-2001.

como para estimar el error con el cual se calcula la preci­

sentatividad de una estación en un área determinada, así pitación media en un punto yen una zona determinada, empleando los datos de la red pluviométrica existente a Nombre de la estación

(N)

(W)

Elevación (m.s.n.m.)

Periodo obtenido

Periodo utilizado

Noanamá

5°11'

76'40'

40

1974-2002

1977-2001

Pie de Pepé

5°10'

76°47'

100

1974-2003

1977-2001

5°21'

76'43'

50

1977-2001

1977-2001

Latitud

I

Longitud

1

- -

: Managrú Certegui

5°23'

76°36'

54

Paímadó

5'31'

76'45'

35

Pie de Pató

5°32'

76'58'

San Isidro

5'39'

76°45'

través de la relación entre los coeficientes de correlación

(o) y las distancias entre estaciones (d). En cuanto al cálcu­ lo de la precipitación media en la cuenca, se emplearon las técnicas sUgeridas por Thiessen, media aritmética y la basada en el análisis de isoyetas.

1967-2001

1977-2001

1977-2002

1977-2001

Como resultado de la evaluación de lluvias en la zona, se

30

1960-2003

1977-2001

efectúa una estimación del potencial hídrico mediante el

45

1976-2003

1977-2001

balance propuesto por la Unesco como piloto para Amé­

!

~-

METEOROLOGíA COLOMBIANA W 10 - MARZO 200611

rica del Sur, en el cual se relacionan las precipitaciones y

TABLA 3. Valores de precipitación media (mm), periodo

la evaporación en una región como determinantes esen­

1977-2001, calculada a través de las distintas técnicas

ciales en el cálculo del escurrimiento hídrico superficial.

en la cuenca del río Quito. Precipitaciones medias (mm) Cuenca río Quito

3. ANÁLISIS Y DISCUSiÓN

3.1 Características hidrográficas de la cuenca (río Quito)

Media aritmética

6.316,8

Polígonos de Thiessen

6.403,2

Polígonos de Thiessen modificados

6.356,2

Método de isoyetas

6.173,4

Para efectos de caracterizar hidrográficamente la cuenca, se calcularon los parámetros que se registran en la Tabla 2, utilizando un planímetro electrónico digital marca Pla­

Para el cálculo de la precipitación media en la cuenca del

nix.5 "Tamaya" con una resolución de 0,1 cm2 y una pre­

río Quito, a través de polígonos de Thiessen, polígonos

cisión de ± 0,2%.

de Thiessen modificados e isoyetas, resulta necesario disponer del área de la cuenca. Con el uso del planíme­

TABLA 2. Parámetros hidrográficos de la cuenca del río Quito. Perímetro

208,5 km

Superficie

1.677,8 km2

Longitud del río principal

70 km

Coeficiente de compacidad

1,42

Factor de forma

0,34

Densidad de drenaje

0,14

Extensión media de escurrimiento superficial

0,34 km

Pendiente del río principal -­

Pendiente de la cuenca

-

tro antes mencionado se obtuvo un área de 1.677,8 km2 luego de varias experiencias de medición en las cuales se consideraron las configuraciones correspondientes a los análisis de isoyetas, polígonos Thiessen y polígonos Thiessen modificados. Se expondrá el método de isoye­ tas por considerarse de mayor precisión debido a su mayor elaboración y diseño; para los otros métodos ver Gabriels (2004).

4,8% 15%

3.2.7

Isoyetas

En este trabajo se realizó un análisis de isoyetas (líneas Vale anotar que en la cuenca del río Quito se encuentran

trazadas en un plano que representan puntos con iguales

ríos de gran longitud como el Curundó y el Pató con 22,5

magnitudes de precipitación) para la cuenca en estudio

y 28,5 km, respectivamente; en total se localizan sobre el

considerando los datos de precipitación media de cada

área de estudio 8 ríos y 6 quebradas (con una longitud

una de las estaciones (Figura 3).

total de 237,5 km) que contribuyen a la formación del caudal del río principal.

Aplicando la ecuación (1) en las áreas y las precipitacio­ nes medias resultantes del método de isoyetas (Tabla 4), se obtiene una precipitación media para la cuenca del río

3.2 Cálculo de la precipitación media

Quito de 6.173,4 mm.

El cálculo de la precipitación media en la cuenca del río Quito se realizó a través de cuatro técnicas: media aritmé­

f. Si *Pij f.s,

1=1

Pm j

== -,--j-_l:...,,-_ _

tica, polígonos de Thiessen, polígonos de Thiessen mo­

(1 )

i=l

dificados e isoyetas (Tabla 3); se incorporó un marco de

donde:

análisis y cuestionamiento para cada una de ellas, con el

Pm= Precipitación media del área en estudio, en el tiem-

J

fin de obtener la precipitación media más representativa

poj (mm).

para el área de estudio.

S¡= Superficie de influencia de la estación i (km 2 ).

P IJ = Precipitación de la estación i, en el tiempo j (mm).

1I

CORDOBA, ZEA &MURILLO: ESTIMACiÓN DE LA PRECIPITACiÓN MEDIA, EVALUACiÓN DE LA RED

a las precipitaciones medias resultantes, la zona A5 es la de mayor cantidad de precipitación media con 7.750 mm de lluvia y además la de mayor intensidad, y la región A9 es la que presenta menor cantidad de precipitación con 4.946,5 mm de lluvia. De las cuatro técnicas aplicadas para el cálculo de la pre­ cipitación media en el área de estudio "cuenca del río Quito en el departamento del Chocó", se considera que la de mayor precisión corresponde a la basada en el mé­ todo de isoyetas debido a que en este caso la localización de las estaciones en el área permite obtener una distri­ bución de las cantidades de lluvia en la zona acordes con la realmente observada en la cuenca, aunque es del caso resaltar que en este estudio no es muy marcada la dife­ rencia con respecto a las demás técnicas. A pesar de la poca precisión que posee el método de media aritmética, FIGURA 3. Trazado de isoyetas sobre la cuenca del río

en muchas ocasiones resultó muy eficiente para el área

Quito.

de estudio, probablemente por encontrarse en una zona prácticamente plana y por la buena calidad que presen­ ta la información obtenida de las estaciones (una red de

TABLA 4. Precipitación media y áreas obtenidas a través

medición lo suficientemente densa, con observaciones

del método de las isoyetas.

homogéneas y un eficiente tratamiento de datos).

Por otra parte, se calculó el volumen medio de aportación

Método de isoyetas No.

Precipitación media (mm)

Áreas (km')

Al

6.250

450

A2

6.750

70

A3

6.750

75

A4

7.250

55,5

A5

7.750

80

A6

5.750

405

A7

5.250

147,7

A8

6.250

375

A9

4.946,5

20

Total

6.173,4

1.677,8

hídrica anual en el área de estudio; se obtuvo un valor de

10.355'805.000 m 3 año, a través de la ecuación (2):

v:

m

=

~[(R+l 2+ R)]* S M

.

¡--"--l,1

(2)

donde:

Vm = Volumen medio de aportación (m 3).

P¡-l = Precipitación de la isoyeta 1 + i (m).

Pi = Precipitación de la isoyeta i.

S i ~ 1, i = Superficie comprendida entre dos isoyetas se­

cuenciales (m 2).

3.3 Análisis de la red pluviométrica La Tabla 4 presenta los datos de las 9 áreas resultantes del método de las isoyetas; la zona A 1 es la de mayor

El estudio de representatividad de la red pluviométrica

área de representatividad (450 km 2 ) y la región A9 la de

se fundamentó en la metodología basada en la función

menor área de representatividad con 20 km 2 • En cuanto

estructural de Gandin (1970), tal como se enunció antes.

•

3.3.1 Cálculo del error para la precipitación media

la cuenca del río Quito (Tabla 5) considerando un ajuste según la distribución exponencial sugerida por Gandin.

Para el cálculo del error con el cual se estima la precipi­ tación media en la cuenca del río Quito, se utilizaron las ecuaciones propuestas por Gandin (1970) y Kagan (1966),

Tabla 5. Valores de los errores Zl y Z3, con n = 6 estaciones en la cuenca del río Quito.

las cuales se basan en el cálculo de las variables 21 y 23, en donde 21, ecuación (3), es el error con el cual se estima la precipitación en un área determinada y 2~1, ecuación (4), es el error con el cual se calcula la precipitación para

Errores

I ! I

•

Valor

Zl

0,062

Z3

O;

%

un sitio de la cuenca. Como se puede observar en la Tabla 5,21, que representa

(3)

el error con el cual se estima la precipitación sobre toda la cuenca del río Quito, es del 6%, valor altamente apropia­

y

do tratándose de esta variable. "Ya que para efectos de análisis hidrometeorológicos frecuentemente se aceptan

Z:;=

p(a)]

+ 0.52

(4)

valores en el error 21 del orden del 20%".

Cv = Coeficiente de variación promedio de todas las es­

3.3.2 Radio de representatividad

donde: taciones

pea) = Correlación correspondiente a la distancia cero S = Área total de la cuenca en estudio da Correlación del radio de correlación o distancia a la cual la correlación vale p(a)/e; teóricamente pea) de­

En el cálculo de las distancias correspondientes a la repre­ sentatividad de cada estación pluviométrica se utilizó la ecuación (4) complementada con el concepto de L (espa­ ciamiento uniforme en un área S), ecuación (6). A partir de

bería ser igual a uno, auque raramente en la práctica se

las anteriores se establece la ecuación (7) para el cálculo

encuentra eso, debido a errores aleatorios en la medición

de L con base en el error 23. l/De donde L será radio de re­

de la precipitación y a irregularidades microclimáticas en

presentatividad de un punto (en nuestro caso una estación) con un error determinado Z1 (error con el cual se calcula la precipitación media en una estación)" (Kagan, 1966).

el área (E. M. Shaw).

n

Número de estaciones

Para la obtención de pea) y do se realizó el ajuste de la

L

fS

1,07Vn

(6)

curva exponencial a la relación entre los coeficientes de correlación y las distancias entre las estaciones, según la

donde:

función estructural definida por Gandin y Kagan (1970),

S = Área de la cuenca n Número de estaciones

ecuación (5).

(7)

(5)

En nuestra área de estudio, la aplicación de esta metodolo­

donde:

gía resulta de gran apoyo para el conocimiento de los órde­

L Radio de repres~ntatividad Cv =Coeficiente de variación de cada estación

nes de precisión con los cuales se puede estimar la precipi­ tación a nivel espacial y para distintos sitios de la cuenca.

Utilizando la ecuación (7), se calculó el radio de representa­ Para efectos del análisis de la red pluviométrica se esti­

tividad (L) para cada una de las estaciones en la cuenca del

maron los errores (21; 23) en la precipitación media de

río Quito, para errores de Z3 del 30,20 Y 15% (Tabla 6).

TABLA 6. Radios de representatividad (L) para cada

110), lo cual se puede solucionar reubicando una de las es­

estación en la cuenca del río Quito, para Z3 de 30, 20 Y

taciones, de tal forma que las áreas de representatividad

15%.

de las estaciones en su conjunto tengan una cobertura total de la cuenca de estudio. 13=30%

Estación

Z3

20%

Z3 =15%

(V

l(km)

L{km)

L{km)

NoanamiÍ

0,12

2129,2

912,0

486,0

i Pie de Pepé

0,16

1246,5

519,7

265,3

Managrú

0,15

1386,1

581,8

300,3

Certeguí

0,27

407,1

146,7

55,5

Paímadó

0,48

79,4

1,0

XXX

Pie de Pató

0,22

639,1

249,8

113,5

0,15

1403,2

589,4

304,5

I

L5.l~ Isidro

En la Tabla 6 se observa que para los valores de Z3 (30 y 20%) la estación de Paimadó registra los menores ra­ dios de representatividad (L) dentro del área de estudio, y para un Z3 del 15% no tiene representatividad de signifi­ canda, También se muestra que la estación de Noanamá registra los mayores valores de L, siendo la estación que cubre mayores áreas de representatividad en la cuenca. Para la cuenca del río Quito se encontró que con un Z3 del 7%, solo las estaciones de Noanamá, Pie de Pepé, Ma­ nagrú y San Isidro tienen radios de representatividad de

FIGURA 4. Radios de representatividad de las estaciones 1) Noanamá, 2) Pie de Pepé, 3) Managrú y 7)

dimensión aceptable (Tabla 7). En caso de tener interés

San Isidro, con un Z3 del 7% en la cuenca del río Quito

en utilizar las 7 estaciones se debe emplear un Z3 mayor

para la estimación de la precipitación media.

o igual a115% para obtener valores de L significativamen­ te aceptables.

3.4 Balance hídrico TABLA 7. Radios de representatividad (l) en kilómetros El cálculo de la escorrentía se fundamentó en el balance

para un Z3 del 7%.

estimado a partir de las variables precipitación y evapo­ Estación

transpiración. Z3=7% 57,6

3.4.1 Evapotranspiraci6n Para el cálculo de la evapotranspiración real, en milíme­ tros, en la cuenca del río Quito, se utilizó la ecuación (8) propuesta por TURC (DMHP, 1992), en la cual se emplean Al graficar los radios de representatividad para el cálculo

datos de temperatura media y precipitación. Debido a la

de la precipitación en la cuenca del río Quito de las cua­

falta de información sobre la temperatura del aire en la

tro estaciones de arriba, con un Z3 del 7% (Figura 4), se

zona, se utilizaron los datos del Reanálisis (NCEP/NCAR),

muestra una pequeña región sin cobertura (color amari-

los cuales presentan un período mayor de 30 años para

esta variable en los puntos de grilla con distancias de 2,5°

3.4.2 Escorrentía

de latitud y longitud en el entorno del área de estudio Debido a la carencia de datos hidrometeorológicos para

(Figura 5).

el área de estudio, que permitieran realizar una exacta

ETr

(8)

cuantificación del balance hídrico, se optó por utilizar la información existente (precipitación, evapotranspiración

donde:

y temperatura) mediante la ecuación (9), y se obtuvieron

ETr Evapotranspiración anual (mm)

P = Precipitación media (mm)

L = 300 + 25 T + 0.05 p.

Quito que se muestran en la Tabla 8.

así los valores de escorrentía (Q) para la cuenca del río

Q= P

ETr

(9)

Donde T es la temperatura media anual (OC). donde:

Q= Escorrentía (mm)

P = Precipitación media anual (mm)

ETr= Evapotranspiración anual (mm).

TABLA 8. Valores de escorrentía para cada una de las áreas en la cuenca del río Quito.

media (mm)

f---. f---­

i

(ETR)(mm)

Escorrentía (Q) (mm) ..................­

1.739,7

4.510

6.750

1.748,4

5.002

A3

6.750

1.759,8

4.990

A4

7.250

1.767,0

e

AS

7.750

1.772,9

e

A1

A2

FIGURA 5. Temperatura media (o K) para el área de estudio en contorno de grises tomada del Reanálisis, periodo 1967-2001. Precipitación a través del método de isoyetas.

Evapotranspiración

Precipitación

Área (No.)

6.250 I

!

.................­ .................

­

. . . . . . . . .--1

A6

5.750

1.739.8

4.010

A7

5.250

1.725.6

3.524

A8

6.250

1.750.9

4.499

A9

4.900

1.713,4

3.187

•

La Figura 5 presenta contornos en escala de grises, los

Se observa que la variación de la evapotranspiración en

valores de la temperatura media (en grados Kelvin) de

la cuenca de estudio no es muy grande; en general se

modo espacial sobre la cuenca del río Quito, para el pe­

obtienen diferencias máximas entre el valor mayor (AS

riodo 1967-2004. Además muestra el trazado de isoyetas,

1.772,9 mm) y el valor menor (A9 = 1.713,4 mm) de 595

análisis que permite conocer la distribttción espacial de

mm. La escorrentía para la cuenca del río Quito presen­

la precipitación. Se observa cómo la temperatura media

ta los mayores valores en las áreas A4 (5.483 mm) y AS

del aire en el área de estudio oscila entre los 25,8 oC (re­

(5.977 mm), yel menor valor en el área A9 (3.187 mm).

gión gris oscuro) y los 25,9 oC (gris claro); la variación en la cuenca es muy pequeña.

La Figura 6 muestra de manera comparativa los valores

•

de las variables utilizadas en el cálculo del balance hídri­ A partir de la ecuación (8) en cada área (A) se obtiene el

co mediante la escorrentía a nivel anual para las distintas

valor de evapotranspiración (ETR) espacial en el área de

áreas de la cuenca. Se puede observar que la Etr no pre­

estudio que se muestra en la Tabla 8.

senta una variación significativa entre las áreas seleccio­ nadas en la cuenca.

La precipitación promedio mensual en la cuenca del río Quito no sobrepasa los 800 mm y tampoco es inferior a o Etr

los 300 mm de lluvia. Esta cuenca, con un área de 1.677,8 km2, un perímetro de 208,5 km y una longitud del cauce principal (río Quito) de 70 km, presenta una estructura ondulada aunque con una pendiente del río principal más bien suave con un valor de solo 4,8%.

IiIPT PT Cuenca río Quito

FIGURA 6. Distribución anual de Etr, Q y PT (mm) en las distintas áreas de la cuenca del río Quito.

En esta cuenca la evapotranspiración alcanza un valor medio anual de 1.746,4 mm. De acuerdo con el balan­ ce hídrico multianual, la escorrentía oscila entre 3.000 y 6.000 mm en el año a través de la cuenca, lo que deja no­ tar el enorme potencial hídrico de la cuenca.

4. CONCLUSIONES

s. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS A partir de los análisis y resultados de este estudio se ob­ tuvieron las siguientes conclusiones:

Dirección de Meteorología e Hidrología de Paraguay, PHI - Unesco DINAC. 1992. Balance hídrico superficial

La precipitación media en la cuenca del río Quito presenta

del Paraguay, 100 p.

un valor de 6.173,4 mm de lluvia (método de isoyetas). Las diferencias entre las precipitaciones medias calculadas a

Gabriels, D.; Ovalles, F.; Santibáñez, F.; Moyano, M.

c.;

través de los distintos métodos no son significativas, ya

Aguilera, R.; Pizarro, R.; Sanguesa, C. y Urra, N. 2004.

que la discrepancia entre el método que obtuvo mayor

Guía metodológica para la elaboración del mapa

valor (isoyetas) y el de menor valor (polígonos de Thies­

de zonas áridas, semiáridas y subhúmedas secas de

sen) no supera los 230 mm, es decir, es inferior al 4%.

América Latina y el Caribe. Cazalac Org., pp. 1-59.

La cuenca del río Quito tiene un volumen medio de apor­ tación hídrica anual de 10.355'805.000 m3.

Gandin, L. 1970. The planning of Meteorological Station Networks, WMO Technical Note N. 111, IP. 149, Suiza.

Respecto a la precisión con la cual se evalúa la precipita­ ción en la cuenca a partir de la red pluviométrica conside­

Gandin, L. S. and Kagan, R. L. 1970. Statistical Methods for

rada en el estudio, los cálculos indican que el error que se

the Interpretation of Meteorological Data (in Rus­

comete al estimar la precipitación en el área de estudio

sian). Leningrad.

asciende a un valor del 6%, cifra muy baja si se tiene en cuenta la relativa baja densidad de la red de medición y

Guerrero, V. and Nieto, F. H. 1999. Temporal and contem­

resulta también ser un valor muy apropiado para evalua­

poraneous disaggregation of multiple time series.

ciones de recursos hídricos.

Test, Vol. 8, No. 2, pp. 459-489.

En el caso de la evaluación de la lluvia media anual para

Kagan, R. L. 1966. An Evaluation of the Representative­

un sitio dentro de la cuenca, su precisión se sitúa alrede­

ness of Precipitation Data (in Russian). Gidromete­

dor del 10%. Caso para el cual sería suficiente realizar es­

oizdat, 191 p.

timaciones de la lluvia en la cuenca a partir de las estacio­ nes pluviométricas localizadas en Noanamá, Pie de Pepé,

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambien­

Managrú, Certegui, Pie de Pató y San Isidro, por cuanto

tales de Colombia (lDEAM). 1998. Estudio Nacional

sus áreas de influencia en conjunto presentan una cober­

del Agua. Balance hídrico y relaciones demanda­

tura total de la cuenca del río Quito.

oferta en Colombia, pp. 1-76.

Pabón, J. D. Y Saavedra, H. A. 2002. Propuesta para el redi­

Reynolds, R. Jenne and Joseph, D. 1996. The NCEP/NCAR

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Fecha de recibo: 10,12,2005 Fecha de aceptacíón: 25,01,2006