COEFICIENTE DE MANNING ANTECEDENTES En el ao 1889, el ingeniero irlands Robert Manning, present por primera vez la ecuacin durante la lectura de un artculo en una reunin del Institute of Civil Engineers de Irlanda. El artculo fue publicado ms adelante en Transactions, del Instituto. La ecuacin en principio fue dada en una forma complicada y luego simplificada a V = C*R2/3*S1/2, donde V es la velocidad media, C el factor de resistencia al flujo, R el radio hidrulico y S la pendiente. Esta fue modificada posteriormente por otros y expresada en unidades mtricas como V = (1/n)*R2/3*S1/2 (siendo n el coeficiente de rugosidad Manning). Ms tarde, fue convertida otra vez en unidades inglesas, resultando en V = (1.486/n)*R2/3*S1/2. Q= (1.486/n) A*R2/3*S1/2. La ecuacin de Manning es el resultado del proceso de un ajuste de curvas, y por tanto es completamente emprica en su naturaleza. Debido a su simplicidad de forma y a los resultados satisfactorios que arroja para aplicaciones prcticas, la frmula Manning se ha hecho la ms usada de todas las frmulas de flujo uniforme para clculos de escurrimiento en canal abierto. Al hacer el anlisis dimensional de n se deduce que tiene unidades TL-1/3 . Como no resulta explicable que aparezca el trmino T n un coeficiente que expresa rugosidad, se ha propuesto hacer intervenir un factor , siendo g la aceleracin de la gravedad, con lo que las unidades de n seran L1/6 , mas propias del concepto fsico que pretende representar.

BORDES LIBRES (FREE BOARD) Se refiere a la distancia entre el nivel de las aguas cuando el canal transporta el caudal de diseo y la parte superior del mismo, su funcin es evitar el desbordamiento ya sea por oleaje debido al viento, saltos hidrulicos, sobrelevaciones en curvas, acumulacin de sedimentos en el canal o la no operacin del sistema de canales de manera ocasional. Para canales no revestidos el borde libre puede ser de 0.30m para pequeos canales; 1,2m para canales de 85 m3/s y tirantes relativamente grandes. Donde: bL =borde libre en metros y= tirante de diseo en metros C=coeficiente que varia entre 1,5 para Q=0,57m3/s y Q=85 m3/sBorde libre en funcin del caudal

Aforo de Aguaz Aforar el agua es medir el caudal del agua, en vez de caudal tambin se puede emplear los trminos gasto, descarga y a nivel de campo riegos. Importancia La medicin o aforo de agua del ro o de cualquier curso de agua es importante desde los puntos de vista, como: Saber la disponibilidad de agua con que se cuenta. Distribuir el agua a los usuarios en la cantidad deseada. Saber el volumen de agua con que se riegan los cultivos. Poder determinar la eficiencia de uso y de manejo del agua de riego. Mtodos de aforo. Son varios los mtodos que se pueden emplear para aforar el agua, la mayora basados en la determinacin del rea de la seccin y la velocidad, para lo cual se utiliza la frmula Q=Axv Donde Q : Caudal (m3/s) A : rea de la seccin transversal (m2) V : Velocidad (m/s) Tipos de Aforo

El aforador o molinete: El elemento actuante de un aforador, o medidor de corriente, es una rueda con una serie de aspas o cazoletas impelidas por la corriente. La rapidez de su rotacin vara con la velocidad del agua. Hay varios dispositivos para determinar la velocidad de la rueda. Por lo general se hace por medio de un mecanismo que, a cada revolucin o a un nmero dado de revoluciones, abre y cierra un circuito elctrico que comprende un receptor telefnico u otro aparato elctrico adecuado,

indicador o registrador. El aforador acstico tiene un aditamento que golpea sobre un tambor aun nmero dado de revoluciones, y el sonido se transmite al observador a travs del tubo que sostiene el medidor. Otros aforadores tienen dispositivos mecnicos registradores. Los medidores de corriente se suspenden de un cable o sujetan a una varilla. Para el aforo de corrientes grandes es preferible la primera disposicin. Los medidores sujetos a una varilla son convenientes para aforar corrientes pequeas.Hay dos tipos generales de aforadores o medidores de corriente: el diferencial o tipo de cazoletas, que consiste en un eje vertical con una serie de cazoletas que giran por el exceso de presin de su parte cncava sobre la convexa, y el del tipo directo o de hlice con aspas dispuestas sobre un eje horizontal que giran por la accin directa de la corriente. El aforador de cazoletas registra siempre la plena velocidad cualquiera que sea el sentido de la corriente o aquel a que apunte el medidor. El movimiento vertical de ste, lo mismo hacia arriba que hacia abajo, hace girar la rueda en su sentido positivo, por lo que siempre tiene tendencia a indicar una velocidad demasiado alta. El aforador del tipo de hlice no tiene esta caracterstica inconveniente a lo menos en el mismo grado que el de cazoletas. Sin embargo, es probable que cualquiera de las marcas estndares de aforadores, si se usa en forma apropiada, bajo las condiciones a las que se adaptan mejor, ser satisfactoria en el aforo ordinario de corrientes. Las caractersticas que conviene rena un aforador son: a) ser tan pequeo como sea posible; b) las corrientes parsitas producidas deben ser mnimas; c) el rozamiento de la rueda debe ser pequeo; d) no deben influir en l las corrientes verticales; y e) debe

funcionar solamente bajo la accin de la componente hacia adelante de las corrientes. Ningn aforador cumple perfectamente estas condiciones. Graduado o calibrado del aforador. Se puede establecer una relacin entre su nmero de revoluciones y la velocidad del agua moviendo el aforador en agua tranquila a velocidad conocida. A esta operacin se le llama graduado del aforador o medidor. Esta graduacin puede hacerse desde un bote que se mueva a una velocidad uniforme en agua tranquila, pero es mejor hacer esta labor en una estacin graduadora equipada en forma apropiada. Un aforador deber calibrarse cuando se usa por primera vez, y luego una vez al ao a lo menos, y tambin despus de cada accidente que sufra o de cualquiera alteracin de sus partes que pueda cambiar su graduacin.

Las observaciones para la graduacin de un aforador dan velocidades en metros por segundo (o en pies por segundo) en correspondencia con su nmero de revoluciones por segundo. Estos valores se transportan generalmente a una cuadrcula, ya la lnea continua ( o lneas) que pasa por sus posiciones intermedias se le llama grfica de calibracin o de graduacin. En la figura (arriba), A es una grfica de graduacin tpica para un aforador de eje horizontal y rueda del tipo de hlice y B es otra para uno de eje vertical y de rueda de cazoletas. Se observar que la primera indica una rueda ms sensible, caracterstica conveniente para la medicin de velocidades pequeas. Las grficas de graduacin de todos los aforadores son rectas con una irregularidad o discontinuidad caracterstica cerca del extremo inferior.

A partir de la grfica de graduacin se prepara una tabla de graduacin que d las velocidades correspondientes a diferentes velocidades de rotacin de la rueda.

Las mediciones con un aforador pueden hacerse desde un puente, un carrito suspendido de un cable areo o un bote, o bien, si la corriente es poco profunda y bastante pequea, vadendola.

Se toma primeramente un punto de referencia inicial permanente y despus se marcan distancias, generalmente de 1.50 a 3.0m, a lo largo del puente o del cable areo o de una lnea especial tendida transversalmente al canal. En corrientes pequeas y poco profundas, en que el aforo se hace por vadeo, se tiende a veces una cinta de tela transversalmente a la corriente desde el punto inicial. Luego se hacen sondeos u aforos con el medidor de corriente, aforos para determinar las profundidades y las velocidades medias verticales que pasen por puntos bien elegidos a lo largo de la seccin transversal del canal. Estos puntos debern situarse en los cambios bruscos de velocidad o del perfil del fondo. Cuando las condiciones son bastante uniforme se acostumbra hacer las mediciones en puntos igualmente distanciados. Por lo general, es necesario hacer una o dos mediciones cerca de ambas mrgenes del canal. Al elegir los puntos se deber procurar que el promedio de las velocidades tomadas en dos verticales adyacentes d aproximadamente la velocidad media entre ellas y adems que el promedio de las profundidades en puntos adyacentes sea aproximadamente la profundidad media entre ellos. La velocidad media en una vertical se obtiene por uno de los mtodos siguientes: 1. Curvas de variacin vertical de la velocidad. 2. 2. Velocidad a 0.6 de la profundidad. 3. El promedio de las velocidades a 0.2 y 0.8 de la profundidad. 4. Integracin, es decir, moviendo el medidor lentamente a velocidad uniforme desde la superficie libre hasta el fondo del canal y volviendo nuevamente a dicha superficie y observando el tiempo y el nmero de revoluciones. Este mtodo no se recomienda a observadores sin experiencia.

5. Una medicin de la velocidad cerca de la superficie libre de la corriente, a la cual se aplica un coeficiente ( 0.80 a 0.95, siendo el promedio 0.85) para reducirla a la velocidad media. A veces se recurre a este mtodo aproximado cuando la corriente es demasiado rpida para hacer medidas a las profundidades requeridas por cualquiera de los mtodos anteriores.

Para aforar en corrientes cubiertas de hielo, se taladra la capa de ste para dar paso al aforador y, adems de la profundidad del agua, se determina la profundidad hasta la cara inferior del hielo, que se resta de la primera para obtener la que ha de utilizarse para calcular el rea de la seccin transversal. Las velocidades medias en las verticales para corrientes cubiertas de hielo pueden obtener por 1. Curvas de variacin vertical de la velocidad. 2: El promedio de las velocidades a 0.2 y 0.8 de la profundidad..

El tubo de Darcy: En la figura 154 (arriba) se representa un dispositivo construido por Darcy para medir velocidades en los canales abiertos. Una pata cintica y otra esttica, como las (a) y ( b) , respectivamente, de la figura de abajo, tienen tubos de vidrio sujetos a sus extremos superiores que estn conectados a una bomba aspirante del aire a travs de una cmara comn con una vlvula. Justo debajo de los tubos de vidrio hay dos

vlvulas sobre un vstago. Para obtener una medicin de la velocidad, la pata cintica ( cualquiera de las dos en este modelo particular) se mantiene apuntando contra la corriente, y haciendo trabajar la bomba, se enrarece el aire lo suficiente para que el agua fluya dentro de los tubos de vidrio. Se cierran entonces las vlvulas, se saca el instrumento y se hacen las lecturas. Cualquiera de las formas de pata esttica (e), (d), (e) o (f), figura inferior, as como otros modelos no ilustrados, podran sustituir a ( b ).

Si h1 -h2 ( Fig. 154) es la diferencia de alturas de las columnas de agua en metros y c es un coeficiente, constante para cada instrumento, la velocidad es

Los valores aproximados de c para algunas de las formas de pata esttica representadas en la figura (abajo) son

Para (b), c = 0.84 Para (c), c = 0.77 Para (e) y (f), c = 1 Para aforos de precisin, cada instrumento se grada movindolo en agua tranquila, y se halla c para varias velocidades. Para el calculo del caudal se debe escoger una seccin lo mas regular posible y encontrar su rea.

Los flotadores, que pueden ser objetos flotantes cualesquiera, adquieren prcticamente la misma velocidad que el agua en contacto con ellos, y se emplean, por tanto, para medir la velocidad en la trayectoria que recorren. Se emplean tres clases de flotadores: de superficie, de subsuperficie, y de bastn o varilla.Cualquier objeto que flote con su centro de gravedad cerca de la superficie libre del agua puede usarse como flotador de superficie. Los flotadores de superficie dan la velocidad cerca de la superficie libre de la corriente. La velocidad media en la vertical se obtiene multiplicando la velocidad en la superficie por un coeficiente (0.80 a 0.95, siendo el promedio 0.85).

Un flotador de subsuperficie consiste en uno de superficie unido por un cable a otro sumergido mayor, de tal peso que mantenga tirante el cable sin hundir el flotador de superficie. Como el flotador sumergido es relativamente grande, se desprecia por lo general el efecto del de superficie. Para obtener directamente la velocidad media en la vertical, el flotador sumergido debe quedar a alrededor de 0.6 de la profundidad media a lo largo de la trayectoria seguida. El flotador de subsuperficie tiene poco valor para aforos de corrientes. Se usa a veces para determinar la velocidad y direccin de las corrientes subsuperficiales en lagos, puertos y otras grandes masas de agua.

Los flotadores de bastn o varilla se construyen con palos de madera o cilindros metlicos huecos contrapesados en un extremo de manera que floten aproximadamente en posicin vertical con el extremo sin contrapeso saliendo ligeramente de la superficie del agua. Deben acercarse lo ms posible al fondo del cauce sin que lo toquen en ningn punto de

su trayectoria. Los flotadores de varilla son ms satisfactorios en los canales artificiales o en las corrientes naturales de seccin regular. Francis 5 dedujo la siguiente frmula:

en la cual v es la velocidad media en la vertical, Vr la velocidad media del flotador de varilla, D la profundidad del agua, y D' la distancia de la parte inferior del flotador al lecho del canal. La relacin anterior da mayor exactitud con valores pequeos de D'/D y no debe emplearse cuando D' sea mayor de 0.25D.

Antes de efectuar un aforo con flotadores, deber elegirse un tramo de canal tan recto, uniforme y sin corrientes parsitas como sea posible. En los canales ms pequeos, la longitud del tramo deber ser doble del ancho de la corriente, con un mximo de 90 m para las corrientes anchas.

Unwin ilustra un mtodo grfico para tomar las observaciones y hacer los clculos. Se eligen dos secciones transversales separadas por una distancia L. Se tienden cordeles marcados con etiquetas identificadoras cada 3 m o a algn otro intervalo conveniente, transversalmente a la corriente encima de las secciones correspondientes. Se hacen sondeos a lo largo de estas secciones transversales. Se observa el tiempo empleado por los flotadores para pasar entre las secciones transversales y el sitio por donde pasan los flotadores en cada seccin.

A partir de estas observaciones se prepara un diagrama. Las secciones transversales se trazan a escala adecuada y el canal se divide en secciones o partes longitudinales iguales por lneas de trazos. Las trayectorias de los flotadores se indican con lneas llenas. La recta AB est a la mitad de la distancia entre las lneas de la superficie del agua de las dos secciones transversales. Desde los puntos en que las lneas que representan las trayectorias de los flotadores cortan a AB, se bajan verticales sobre las que se toman a

escala conveniente las velocidades observadas para cada flotador, multiplicadas por el coeficiente apropiado para reducirlas a las velocidades medias. La lnea ACB que une los puntos as obtenidos es la lnea de velocidades medias. Las velocidades medias para las secciones o partes I, II, III, etc., se determinan midiendo a escala los segmentos de ordenadas, en el punto medio de dichas secciones, comprendidos entre las lneas AB y ACB. El gasto en cualquiera seccin es el producto del rea media de sus extremos y la velocidad media.

Pantalla corrediza. El mtodo de la pantalla corrediza para medir corrientes de agua, se adapta solamente a cauces de seccin transversal muy regular. El trabajo previo es bastante laborioso, pero cuando el aparato ha sido instalado puede emplearse para tantas observaciones como se deseen.

Una ligera pantalla de lona, barnizada para impermeabilizarla, se suspende con un bastidor rgido de un carrito con ruedas montadas sobre rieles situados a lo largo de las mrgenes del canal. La velocidad con que se mueve la pantalla debe ser necesariamente la velocidad media del agua que la impulsa. Se asegura su movimiento libre por medio de una pequea holgura, de unos 12 mm. La distancia en que puede moverse la pantalla queda limitada a la longitud del tramo de seccin recta uniforme. Generalmente se disponen contactos elctricos al principio y al final del tramo, y se registra automticamente el tiempo empleado en el recorrido. Una modificacin de este mtodo consiste en suspender la pantalla de flotadores contrapesados de manera que se tenga la holgura correcta.

Tericamente, el resultado debe corregirse por las fugas alrededor de la pantalla, pero el error que se comete despreciando esta correccin es pequeo. El gasto es el producto del rea de la seccin transversal de la corriente por la velocidad de la pantalla.

El aforo qumico. Consiste en hallar el caudal introduciendo en proporcin conocida una sustancia qumica en el agua de la corriente y determinando la cantidad de dicha sustancia que contiene esta en una seccin situada suficientemente lejos aguas abajo para asegurar su mezcla perfecta con el agua. La sal comn es la sustancia empleada comnmente. Por conveniencia se disuelve la sal en agua antes de introducirla en la corriente.

Representamos por Q el caudal en metros cbicos por segundo. Si se introducen w kilogramos por segundo de sal despus de tener una mezcla perfecta se toma una muestra de la corriente y esta indica que 1 kilogramo de agua contiene n kilogramos de sal, adems de la sal que contiene el agua natural,

La formula anterior no es de fcil aplicacin, debido a la dificultad de determinar n con exactitud. Se describi el mtodo de los tres grupos de muestras que siguen: 1. El agua de la corriente dosificada, es decir, el agua de la corriente despus de introducir la sal y de que esta se ha mezclado perfectamente con dicha agua. 2. la muestra de la solucin de sal; es decir, la salmuera que se prepara para introducirla en la corriente. 3. la disolucin espacial; es decir, la mezcla de la solucin salina con el agua de la corriente natural, preparada en el laboratorio.

Por este mtodo no es necesario analizar el agua de la corriente, ya que el efecto de la sal que contiene es eliminado en los clculos.

Es conveniente tener la salmuera que ha de introducirse en el agua lo mas concentrado posible para reducir el tamao del tanque mezclador. No se aconseja una solucin

saturada debido a la tendencia de la sal a cristalizarse en los bordes del tanque, pero una solucin de 260Kg de sal por metro cbico de agua ser satisfactoria.

La solucin de sal debe agregarse a la corriente en proporcin tal que aumente el contenido de sal de sta a lo menos en 0.05Kg por metro cbico y bajo ninguna circunstancia debe exceder el contenido inicial de sal de 25 por ciento de contenido de sal de agua dosificada.

Para conseguir la mxima exactitud al hacer las prueba qumicas, debe usarse el mtodo de evaporaciones de equilibrado. Esto requiere que las muestras del agua de la corriente dosificada y de la disolucin especial sean evaporadas, y la de la solucin de sal diluida, hasta que cada una contenga, tan aproximadamente como pueda estimarse, la misma cantidad de sal. Se toman muestras de 500 centmetros cbicos del agua de la corriente dosificada y de la disolucin especial, y se evaporan hasta que su volumen sea de unos 10 centmetros cbicos. Luego se obtendr por dilucin una muestra de 10cm3 de la solucin de sal que contenga aproximadamente la misma cantidad de sal que las muestras anteriores.

En general ser necesario investigar anticipadamente el lugar apropiado para tomar muestras del agua de la corriente dosificada y el intervalo de tiempo necesario entre la iniciacin de la dosificacin y el de muestreo. Parker da las siguientes recomendaciones: Representemos por v la velocidad media de la corriente, y por b su ancho. Entonces para la corrientes con profundidas comprendidas entre 1/10b y 1/3b, la mezcla completa no tendr lugar hasta que una distancia a lo menos de 6b haya sido recorrida y la descarga de la solucin haya continuado durante 24b/v segundos por lo menos.

Es evidente que el aforo por el mtodo qumico es mas adecuado para aguas turbulentas y es dudoso que se pueda aplicar satisfactoriamente a corrientes lentas.

Tubos de Pitot, En algunos casos de conduccin de agua esta circula con velocidades muy diferentes en los diversos puntos de una seccin debido al rozamiento con las paredes, de condiciones de rugosidad muy variables, como sucede en los canales o en los ros y entonces, para averiguar las condiciones de circulacin se emplea un medidor de velocidad que se llama Tubo de Pitot.

Es un tubo vertical en su mayor parte y horizontal en un extremo, el que se sumerge al aperar; esta abierto en ambas extremidades.

Si el agua estuviera en reposo, penetrara al tubo hasta alcanzar en el interior un nivel igual al de la superficie fuera del tubo, pero cuando hay circulacin, el agua al penetrar al tubo sube hasta un nivel mayor que el nivel exterior.

Se observa que a mayor velocidad de circulacin del lquido, mayor es la altura h que alcanza el agua en el interior del tubo, entonces la velocidad podr conocerse midiendo h.

Para estudiar la relacin que hay entre estas magnitudes, velocidad y altura del agua en el tubo, supondremos dos puntos: uno A dentro del tubo y otro B fuera; podemos considerar que la partcula de agua en B al pasar a A pierde toda su energa de velocidad para convertirla en energa de presin, que es justamente la debida a la columna del lquido h. Aplicando el teorema de Bernoulli entre A y B, tenemos:

Para obtener la curvas de igual velocidad en la seccin de una corriente, se hacen exploraciones determinando la velocidad en diferentes puntos, a diferentes profundidades, observando la altura h en el tubo Pitot y la profundidad de la boca con un estadal, marcando con una X en el dibujo de la seccin transversal los diferentes puntos de observacin e interpolando, se obtienen los puntos de igual velocidad, que unidos por medio de una lnea continua, muestran las curvas en cuestin.

Con la ayuda de un planmetro se determinan las reas de las zonas de igual velocidad, que multiplicadas por la velocidad correspondiente y sumando se obtiene el gasto en la corriente.

Formula de Chezy

Permite calcular la velocidad del agua en una seccin de un cauce o canal, fue desarrollada por el ingeniero francs Antoine de Chzy, es la primera frmula de friccin que se conoce. Fue presentada en 1769. donde:

V= velocidad media del agua en m/s R= radio hidrulico S= la pendiente longitudinal de la solera o fondo del canal en m/m C= coeficiente de Chzy. Una de las posibles formulaciones de este coeficiente se debe a Bazin.

REGISTRO PLUVIOMETRICO DEL RIO CHAMBO EL RO CHAMBO Nace en el sstema lacustre de Ozogoche, en las lagunas Cubilln, y Magtayn con el nombre de ro Ozogoche, a 3.730 msnm y al recibir al Atillo y Yasipn forman el ro Cebadas. Luego de la afluencia de los ros: Tingo, Guamote y Guargualla toman el nombre de ro Chambo. Otros afluentes son Alao, Ishpi, Daldal, Ulpn, Chibunga, Guano, Taulln, Blanco, Badcahun y Puela, rompe el nudo de Igualata Sanancajas y encontrndose en la Provincia de Tungurahua se une con el ro Patate, forma el ro Pastaza y se dirige a la Amazona. En la mayor parte de su curso es correntoso, su caudal se incrementa en poca de lluvias, en los valles forman algunas terrazas, meandros y hermosas playas. Tiene un recorrido de sur a noreste, con una longitud de 140 km. De recorrido, de los cuales 42 km. Pertenecen al cantn Riobamba, desde la afluencia del ro Guargualla hasta la confluencia del ro Blanco. A su paso por Riobamba, su curso es tranquilo y sinuoso, forma vario meandros y hermosas playas aptas para el turismo.

Cuenca del ro Chambo Caractersticas de la subcuenca del ro Chambo

El sistema hidrogrfico de la Cuenca del Ro Chambo cuenta con treinta y tres afluentes que corren en todas las direcciones alimentando al ro Chambo, entre los principales se encuentra el ro Cebadas que alimentado por los ros Atillo, Yasipan corren desde el lmite sur de la cuenca, mientras que desde el norte las principales redes hdricas que alimentan al eje principal son las que forman el ro Guano. El ro Guamote y el Alao son los afluentes de mayor representacin al oeste y este de la cuenca, respectivamente. Otros afluentes de importancia constituyen el ro Chibunga, Sicalpa, San Juan, Blanco y Guarguall.

El mapa siguiente localiza los 5 tipos de clima presentes en la Cuenca del Ro Chambo:

Fuente: SIG/AGRO. 2000 Elaboracin: SIPAE El rgimen del ro Chambo se divide en dos zonas perfectamente diferenciadas: La zona oriental: su bien desarrollada red fluvial aporta la mayor parte de sus recursos hdricos al ro Chambo, los caudales de estiaje se presentan regularmente entre los meses de octubre y diciembre, en este perodo los aportes especficos de sus cuencas son mayores a los 20 lt/seg/km2. Cabe destacar que todos los afluentes del lado oriental nacen dentro del Parque Nacional Sangay, destacndose el aporte fundamental que esta rea Protegida brinda al mantenimiento del rgimen hdrico de la cuenca. La zona occidental: tiene aportes pluviales menores que se traducen en caudales ms bajos respecto a la otra zona. Las aportaciones medias anuales de sus cuencas son de 4.7 lt/seg/km2 en el ro Guamote y de 6.3 lt/seg/km2 en el ro Chibunga, (Estacin Calpi).

Por toda la cuenca del Ro Chambo el aporte especfico medio es de 22.5 lt/seg/km2 disminuyendo en el estiaje a valores cercanos al 50%. Esta cuenca est afectada por problemas de erosin hdrica en las subcuencas de los ros Guamote, Chibunga y Guano debido a la prctica de cultivos en pendientes. La presin demogrfica y las prcticas

pecuarias, son factores aceleradores de los procesos erosivos (Plan de Desarrollo Provincial, 2002). El agua, un recurso que se agota El agua es un elemento fundamental para la reproduccin de la vida y de las sociedades humanas sirviendo para la agricultura, agua potable, riego, energa, industria turismo, salud, etc. Existen algunos factores que inciden directamente en la escasez del agua en la cuenca del ro Chambo:

El desperdicio en el consumo del agua potable, de riego, o industrial La contaminacin provoca una disminucin de la cantidad de agua dulce que podamos usar. El crecimiento incesante de la poblacin que genera mayor demanda, especialmente agua potable para las aglomeraciones urbanas. El dao a los ecosistemas, principalmente a las zonas hmedas, disminuye las infiltraciones, la regulacin y las precipitaciones en toda la cuenca.

CARACTERISTICAS FISICAS DE LA SUBCUENCA La subcuenca del ro Chambo se ha dividido para este estudio en diez microcuencas hidrogrficas, todas ubicadas en la provincia del Chimborazo. La subcuenca tiene una superficie de 3571 Km2 y forma parte del sistema hidrogrfico del ro Pastaza, que pertenece a la vertiente del Amazonas. El ro principal de la subcuenca es el ro Chambo, con una longitud de unos 273 Km., considerada desde los nacimientos del ro Yasipn que, al unirse con el ro Ozogoche, forman el ro Cebadas, el que aguas abajo, al confluir con el ro Guamote, toma el nombre de Chambo, hasta la confluencia con el ro Patate, desde donde toma el nombre de Pastaza. El relieve de esta subcuenca es bastante irregular, exceptuando la llanura de Tapi, en donde se encuentra la ciudad de Riobamba. Esta regin es muy poblada y est dotada de una red vial ms o menos buena. La variacin de las precipitaciones anuales en la subcuenca es grande, pues existen zonas con precipitaciones menores a 500 mm, mientras que en la parte oriental las precipitaciones superaran los 2000 mm. Los cambios de esta variable, en cortas distancias, pueden ser significativos, en funcin de las condiciones orogrficas (altitud, orientacin de las vertientes). En las partes ms altas de la subcuenca, correspondientes a las cimas de los volcanes Chimborazo y Tungurahua, se encuentran glaciares que, aunque cubren reas pequeas, pueden influir en la regularidad de los cursos de agua que se alimentan de ellos. Inmediatamente bajo de la zona de glaciares se encuentra la zona de pramos, que se extiende hasta un lmite aproximado entre 3600 y 4000 msnm y que se caracteriza por estar frecuentemente envuelta en una neblina densa y por la ocurrencia de lluvias de larga duracin pero de dbil intensidad. La vegetacin es herbrea (pajonal) de poca altura, careciendo prcticamente de arbustos y rboles. Esta zona regula en buena medida la escorrenta durante los perodos secos (verano), manteniendo los caudales de

estiaje. A continuacin, hacia abajo, se encuentran zonas de cultivos, generalmente no mecanizados, en las que los campesinos realizan sus labores, a pesar de las fuertes pendientes de estos terrenos. En esta zona se tiene una red de riego muy desarrollada, formada por una serie de acequias, algunas de ellas muy antiguas, sobre las que se han superpuesto nuevos canales de riego, lo que modifica necesariamente la magnitud de los estiajes. La temperatura media anual vara desde los 8 C en las cabeceras de la subcuenca a 3400 msnm, hasta 16 C en la parte baja. Los suelos en la subcuenca del ro Chambo son de origen volcnico y permeable en la parte norte, mientras que en la parte sur, en las zonas de Cebadas y Guamote, las rocas son de origen metamrfico y bastante impermeables. En general, son suelos de poca estabilidad al ser deforestados. ANALISIS DE LAS PRECIPITACIONES Para analizar esta variable se hizo la recopilacin de las precipitaciones mensuales y anuales de las estaciones de la cuenca, como de algunas circundantes, desde la fecha de instalacin hasta el ao 2005. Parte de esta informacin fue proporcionada por el INAMHI. Se busc contar con series con perodos de registro cercano a los 30 aos, pues dicho perodo ha sido sugerido como mnimo para este tipo de anlisis (Gonzlez et al., 2002). De las series pluviomtricas de las 21 estaciones que se encuentran dentro de la cuenca, solo 8 cuentan con 30 o ms aos de registros, aunque con algunos vacos, que han sido rellenados. Los vacos debidos a la omisin de observaciones se rellenaron en general mediante correlaciones lineales simples, cuando los coeficientes de correlacin eran representativos (mayores a 0,7). En pocos casos, en que los coeficientes de correlacin eran bajos, pero faltaban uno o dos meses para completar el ao, los rellenos se efectuaron con las medias mensuales respectivas. Un resumen de las series de precipitaciones se presenta en el Cuadro No. 3. Luego de haber rellenado los vacos existentes, las series completadas se analizaron respecto a su homogeneidad mediante las curvas de doble masa (OMM, 1984), observndose en general una consistencia aceptable de los datos, aunque en el caso de las estaciones M-394 Cajabamba, M-395 Cebadas, M-398 Palmira, M-400 Penipe y M407 Licto (que haba sido trasladada, segn relat el observador) se notan claramente ciertas variaciones que ponen en duda la validez de tales registros. Se entiende que una serie temporal es homognea cuando sus variaciones provienen exclusivamente de la dinmica natural del fenmeno analizado, y no han sido inducidas por la actividad humana (Gonzlez et al., 2002). Dentro del anlisis espacial de las precipitaciones se busc establecer una relacin entre las precipitaciones y la altitud de las estaciones, como se observa en el Grfico No. 4, en el que se indican aproximadamente las tendencias de la variacin altitudinal. No ha sido factible determinar una relacin nica, sino que se perciben al menos dos tendencias, que no se pueden precisar con la informacin disponible, pues se trata de una zona con relieve muy variable y sometido a diversas variaciones climticas que originan una variedad de gradientes pluviomtricos en funcin tanto de la exposicin como de la situacin general de las vertientes, por lo que hara falta implementar algunas estaciones en las zonas que carecen de informacin, para poder precisar la relacin en cuestin.

Una caracterstica que s se podra inferir es que la zona que tiene influencia oriental es ms regada que la que tiene influencia occidental, por lo que para una misma altura, las precipitaciones en la parte oriental resultan mayores. En cuanto a la altitud en que generalmente se produce una inversin de la tendencia de las precipitaciones, pasando a aumentar a medida que disminuye la altitud, no se puede determinar con precisin, estimndose sin embargo que ocurrira alrededor de los 2400 msnm, cota bajo la cual las precipitaciones aumentaran con el descenso de la altitud. Del anlisis espacial de las precipitaciones, se puede indicar que la parte oriental de la cuenca, a lo largo de la cordillera oriental, recibe las masas hmedas provenientes de la regin amaznica, por lo que en esta zona se observa una sola temporada lluviosa que se prolonga de marzo-abril a agosto-septiembre, con un veranillo que generalmente se presenta en mayo y con junio como el mes ms lluvioso, como se puede observar en los histogramas del Grfico No. 5a. En cuanto a la zona occidental que recibe las masas hmedas provenientes del Pacfico, se observa que se presentan dos estaciones lluviosas, correspondientes a un rgimen ecuatorial; la temporada ms lluviosa se presenta entre febrero y abril y la segunda temporada lluviosa se presenta en octubrenoviembre, segn se presenta en los histogramas del Grfico No. 5b. Otro producto del anlisis regional es el mapa de isoyetas, en el que se presentan las zonas de precipitaciones que tienen una misma magnitud. Este mapa se presenta en el Grfico No. 6. Para el trazado se tomaron en consideracin el relieve, la orografa y la vegetacin natural. ANALISIS DE CAUDALES En la administracin de los recursos hdricos, la tarea bsica de la hidrologa consiste en suministrar informacin acerca de la distribucin temporal y espacial de los recursos hdricos superficiales disponibles. Estos recursos pueden ser redistribuidos en el tiempo

y en el espacio mediante embalses, canales, trasvases, bombas y otras estructuras y sistemas de ingeniera. En la gestin de los recursos hdricos se utilizan generalmente tres niveles de informacin de los caudales para estimar la cantidad de agua disponible en un cauce: los medios anuales, los medios mensuales y los medios diarios. 5.1 CAUDALES MEDIOS ANUALES Y MENSUALES Caudales medios anuales Una serie de caudales medios anuales se obtiene a partir de los caudales medios mensuales y contiene una cantidad considerable de informacin, indispensable para una administracin cuantitativa de los recursos, pero si la serie es corta, o de pocos aos, la informacin podra no ser representativa. La experiencia indica que los registros deben ser suficientemente largos como para que incluyan perodos secos y hmedos, de manera que se disponga de un rango amplio de comportamientos (respuestas) de la cuenca. Se estima que por lo menos se necesita alrededor de 10 aos de informacin, pero en el caso de cuencas en regiones secas el perodo debera ser mayor [Schaake et al., 2000], especialmente para el uso de diferentes modelos matemticos del tipo lluviaescorrenta. El inventario de recursos hdricos superficiales, expresado en trminos de los caudales medios anuales, provee una suerte de informacin sobre la abundancia o carencia de agua en cierto territorio, lo cual es bsico para el manejo del recurso, pero en muchos casos tiene importancia la variacin del recurso a lo largo del ao (variacin estacional). Caudales medios mensuales Los caudales medios mensuales sirven como la herramienta principal para describir la distribucin intra-anual de la escorrenta y en este estudio constituyen la informacin bsica, pues no se ha dispuesto de series de caudales medios diarios. Gran parte de esta informacin fue suministrada por el INAMHI, mediante un Convenio de Cooperacin. Las series de caudales medios mensuales en las estaciones se rellenaron y completaron, en los casos en que fue posible, mediante correlaciones lineales. En algunos casos en que las correlaciones son bajas y las estaciones han sido levantadas, se complet al menos el perodo histrico respectivo. La relacin entre las magnitudes de los caudales medios mensuales y sus respectivas frecuencias de excedencia o superacin ( estimaciones del porcentaje de tiempo que un caudal dado sea igualado o superado) est dada por sus curvas de duracin general, calculadas para un perodo histrico determinado. Una caracterstica muy til de la distribucin de caudales en aos especficos es la dada por las curvas de variacin estacional, que consisten en lneas conectando caudales mensuales de iguales probabilidades de superacin (excedencia) a lo largo del ciclo anual [Klemes, 1973]. En estas curvas se se observa que en general los meses con caudales ms altos son los correspondientes a los meses en que se tiene una mayor influencia del rgimen pluviomtrico oriental, mientras que en los ros que tienen mayor influencia del rgimen occidental o del Pacfico(Chibunga en Calpi y Guamote AJ Cebadas) se presentan los caudales mximos en los meses en que se presentan las precipitaciones ms altas (distribucin bi-modal, con el mximo en abril y un segundo mximo en octubre-noviembre), y en los ros que tienen influencia de los dos regmenes (Balsacn en San Andrs), los caudales resultan mejor distribuidos a lo largo del ao, con una ligera preponderancia del rgimen occidental, si se juzga a base de los caudales de 50 % de frecuencia de ocurrencia.

En el presente estudio, los caudales obtenidos en las estaciones no representan los rendimientos naturales de las microcuencas, sino que estn afectados en la medida en que aguas arriba de las estaciones existen tomas de los canales de riego, que no son controladas, por lo que no se puede reconstruir el rgimen natural. Para algunas estaciones, los caudales derivados aguas arriba pueden ser significativos, en relacin a la magnitud de los caudales naturales, primordialmente durante el estiaje. Los resultados obtenidos, se advierte, no son definitivos, sino que deben revisarse y corregirse peridicamente, incorporando la nueva informacin que se vaya recopilando a lo largo del tiempo, en un proceso progresivo de perfeccionamiento, por lo que el presente trabajo representa solo una etapa del proceso, y no la meta.http://books.google.com.ec/books?id=194g9lx5vpcC&pg=PA310&lpg=PA310&dq=borde+libre+en +canales&source=bl&ots=Gr7a7KM74i&sig=bjfA8K9qhVFYVtvnrzYmjWxV0C0&hl=es&sa=X&ei=Bh 4UT7zaHpDrggeb_GEBA&ved=0CCIQ6AEwATgK#v=onepage&q=borde%20libre%20en%20canales&f=false

http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/ayudas_flibre.pdf http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/Hidro_Sup_1.pdf