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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

ÁREA TÉCNICA

TITULO DE INGENIERO EN GEOLOGÍA Y MÍNAS

Análisis de aptitud para expansión urbana de la ciudad de Zamora

TRABAJO DE TITULACIÓN

AUTOR: Cabrera Márquez, Oscar David

DIRECTOR: Guamán Jaramillo, Galo Alexander, Msc

LOJA – ECUADOR

2017

Esta versión digital, ha sido acreditada bajo la licencia Creative Commons 4.0, CC BY-NY-SA: Reconocimiento-No comercial-Compartir igual; la cual permite copiar, distribuir y comunicar públicamente la obra, mientras se reconozca la autoría original, no se utilice con fines comerciales y se permiten obras derivadas, siempre que mantenga la misma licencia al ser divulgada. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es

Septiembre, 2017

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es

ii

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

Magister

Galo Alexander Guamán Jaramillo.

DOCENTE DE LA TITULACIÓN

De mi consideración:

El presente trabajo de titulación “Análisis de aptitud para expansión urbana de la

ciudad de Zamora” realizado por: Oscar David Cabrera Márquez, ha sido orientado y

revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.

Loja, abril del 2017.

f)………………………………..

iii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS

“Yo Oscar David Cabrera Márquez declaro ser autor del presente trabajo de titulación:

Análisis de aptitud para expansión urbana de la ciudad de Zamora, de la

Titulación de Geología y Minas, siendo Galo Alexander Guamán Jaramillo director del

presente trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y

a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además

certifico que las ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente

trabajo investigativo, son de mi exclusiva responsabilidad.

Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 88 del Estatuto

Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente

textualmente dice: “Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad

intelectual de investigaciones, trabajos científicos o técnicos y tesis de grado o trabajo

de titulación que se realicen con el apoyo financiero, académico o institucional

(operativo) de la Universidad”.

f.________________________________

Autor: Oscar David Cabrera Márquez

CI: 1900474881

iv

DEDICATORIA

Primero al creador de todas las cosas que nos rodean, parte de ello es mi familia; a mi

madre por su apoyo incondicional, cariño y comprensión; mis hermanas que formaron

parte de mi de mi niñez y finalmente, a las personas que luchan día a día por hacer de

éste un mundo mejor, mi mayor admiración.

v

AGRADECIMIENTO

A la escuela de Geología y Minas y a su vez a nuestra querida universidad, que me

brindó los conocimientos necesarios para concluir con un proyecto más de mi carrera

profesional; a mi docente que me supo guiar con sus conocimientos.

vi

ÍNDICE DE CONTENIDOS

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN ............................................ ii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS ...................................................................iii

DEDICATORIA ................................................................................................................................ iv

AGRADECIMIENTO ........................................................................................................................ v

ÍNDICE DE CONTENIDOS ................................................................................................................ vi

INDICE DE TABLAS ....................................................................................................................... viii

INDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................... ix

INDICE DE FOTOGRAFÍAS ...............................................................................................................x

RESUMEN ..................................................................................................................................... 1

ABSTRACT ...................................................................................................................................... 2

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3

OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 5

General: ..................................................................................................................................... 5

Específicos: ................................................................................................................................ 5

1. GENERALIDADES .................................................................................................................... 6

1.1. Ubicación. ...................................................................................................................... 7

1.2. Acceso. .......................................................................................................................... 9

1.3. Topografía y Clima. ........................................................................................................ 9

2. MARCO GEOLÓGICO ........................................................................................................... 11

2.1. Geología Regional. ....................................................................................................... 12

3. METODOLOGÍA, TRABAJO DE CAMPO Y DE GABINETE ....................................................... 15

3.1. Definición de las etapas de metodología de investigación ......................................... 16

3.2. Fase 1. Recopilación de cartografía temática a utilizar ............................................... 18

3.3. Fase 2. Trabajo de campo. .......................................................................................... 18

3.4. Fase 3. Modelo de susceptibilidad a movimientos en masa y amenaza a inundación.

……………………………………………………………………………………………………………………………….20

3.5. Fase 4. Muestreo de suelos y ensayos de laboratorio. ............................................... 46

3.6. Fase 5. Análisis de expansión urbana .......................................................................... 55

4. RESULTADOS Y ANALISIS .................................................................................................... 57

4.1. Factores para el análisis de susceptibilidad por movimientos en masa ..................... 58

4.1.2. Mapa de pendientes ............................................................................................... 59

4.1.3. Mapa de cobertura vegetal ..................................................................................... 60

4.1.4. Mapa litológico ...................................................................................................... 601

vii

4.1.5. Mapa geomorfológico ............................................................................................. 67

4.2 Mapa de susceptibilidad a movimientos en masa ............................................................ 69

4.3 Modelo de inundaciones. .................................................................................................. 72

4.4 Ensayos de laboratorio. ..................................................................................................... 74

4.5 Áreas de expansión urbana. .............................................................................................. 78

4.6 Áreas urbanizables, urbanizables con restricciones y no urbanizables: ........................... 80

CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 82

RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 84

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 86

ANEXOS DE TABLAS ..................................................................................................................... 88

ANEXOS FOTOGRAFÍAS ............................................................................................................. 112

ANEXOS DE MAPAS ................................................................................................................... 123

viii

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Coordenadas de la zona de estudio. ............................................................... 7

Tabla 2. Pesos de la variable pendientes .................................................................... 24

Tabla 3. Pesos de la variable cobertura vegetal. ......................................................... 27

Tabla 4. Pesos de la variable litología ......................................................................... 29

Tabla 5. Clasificación de los relieves según el desnivel relativo .................................. 31

Tabla 6. Pesos y códigos utilizados en la variable geomorfología. .............................. 34

Tabla 7. Coeficiente de corrección "n1" ...................................................................... 40



Tabla 10. Coeficiente de corrección "n4" .................................................................... 42

Tabla 11. Grado de forma meándrica "m" ................................................................... 43

Tabla 12. Margen de protección de ríos y quebradas. ................................................ 55

Tabla 13. Pendientes urbanizables ............................................................................. 56

Tabla 14. Área de cada intervalo de pendiente. .......................................................... 68

Tabla 15. Áreas de los tipos de vegetación. ................................................................ 68

Tabla 16. Áreas de cada formación geológica. ........................................................... 69

Tabla 17. Áreas unitarias de cada geoforma. .............................................................. 69

Tabla 18. Área de los intervalos de susceptibilidad ..................................................... 70

Tabla 19. Área de inundación. .................................................................................... 72

Tabla 20. Resultados de la clasificación de suelos SUCS .......................................... 74

Tabla 21. Resultados del ensayo de compresión simple. ............................................ 75

Tabla 22. Resultados y cálculo de la capacidad de carga admisible del suelo. ........... 76

Tabla 23. Áreas urbanizables. .................................................................................... 78

Tabla 24. Clasificación de suelos, muestra 1. ............................................................. 89

Tabla 25.Clasificación de suelos, muestra 2. .............................................................. 90

Tabla 26. Clasificación de suelos, muestra 3. ............................................................. 91




Tabla 30. Ensayos de compresión simple, muestra 1, probeta 1 ................................ 95

Tabla 31.Ensayos de compresión simple, muestra 1, probeta 2. ................................ 96

Tabla 32. Ensayo de compresión simple, muestra 2, probeta 1. ................................. 97

Tabla 33.Ensayo de compresión simple, muestra 2, probeta 2. .................................. 98

ix

Tabla 34.Ensayo de compresión simple, muestra 3, probeta 1. .................................. 99

Tabla 35.Ensayo de compresión simple, muestra 3, probeta 2. ................................ 100


Tabla 37. Ensayo de compresión simple, muestra 4, probeta 2. ............................... 102





Tabla 42. Calculo del coeficiente "n" para el banco izquierdo del río. ....................... 107

Tabla 43. Calculo del coeficiente "n" para el canal del río. ........................................ 108

Tabla 44.Calculo del coeficiente "n" para el banco derecho del río. .......................... 110

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación de la zona de estudio .................................................................... 8

Figura 2. Implantación del polígono de estudio. .......................................................... 10

Figura 6. Fases en las que se realizó la metodología de trabajo de fin de titulación. .. 17

Figura 7. Diagrama de flujo de las variables establecidas para el mapa de movimientos

en masa. ..................................................................................................................... 23

Figura 8. Clasificación supervisada de los grupos de cobertura vegetal. .................... 26

Figura 9. Digitalizando de geoformas mediante anáglifos. .......................................... 32

Figura 10. Niveles de terrazas aluviales, determinadas mediante perfiles topográficos

transversales al río, en Global Mapper 16.0. ............................................................... 33

Figura 11. Geometría del cauce del río. ...................................................................... 37

Figura 12. Variable de Mannig “nb” para flujo en canales abiertos. ............................. 39

Figura 13. Inundación en la perspectiva de Hec-Ras. ................................................. 45

Figura 14. Ubicación del muestreo de suelo. .............................................................. 47

Figura 15. Equipo de granulometría, laboratorio de suelos de la UTPL. ..................... 51

Figura 16. Equipo de compresión simple, laboratorio de suelos de la UCG. ............... 53

Figura 17. Inventario de Movimientos en Masa. .......................................................... 58

Figura 18. Mapa de Pendientes. ................................................................................. 59

Figura 19. Mapa de cobertura vegetal. ....................................................................... 60

Figura 20. Mapa litológico. .......................................................................................... 66

Figura 21. Mapa litológico. .......................................................................................... 66

Figura 22. Mapa geomorfológico................................................................................. 67

Figura 23- Mapa de susceptibilidad por movimientos en masa. .................................. 71

x

Figura 24. Mapa de amenaza a inundación del río Zamora en la zona de estudio. ..... 73

Figura 25. Mapa de zonificación geotécnica ............................................................... 77

Figura 26. Mapa de análisis de expansión urbana. ..................................................... 79

INDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografías 1. Cartografía geológica, muestra macroscópica de la granodiorita del

Batolito de Zamora ..................................................................................................... 61

Fotografías 2. Granito del Batolito de Zamora, muy alterado por lo que su apariencia

es de suelo que conserva las características de la roca madre. ................................. 62

Fotografías 3. Lavas andesíticas de color verdoso de la Formación Misahuallí

................................................................................................................................... 63

Fotografías 4. Areniscas estratificadas de la Formación Hollín ................................... 64

Fotografías 5. Suelos Arcillosos, meteorización del granito. ..................................... 113

Fotografías 6. Suelos transportados. ........................................................................ 114

Fotografías 7. Granodiorita (cartografía geológica). .................................................. 115

Fotografías 8. Saprolito, roca madre granodiorita. .................................................... 116

Fotografías 9. Granito muy meteorizado. .................................................................. 117

Fotografías 10. Lavas andesíticas, con contenido de sulfuros. ................................. 118

Fotografías 11.Geoforma. Deposicional .................................................................... 119

Fotografías 12.Cono de deyección y tipos de vegetación. ........................................ 120

Fotografías 13.Deslizamiento rotacional e areniscas muy fracturadas. ..................... 121

Fotografías 14. Deslizamiento rotacional e areniscas muy fracturadas. .................... 122

1

RESUMEN

Este proyecto de basa en la identificación espacial de zonas aptas para futuras

urbanizaciones en la ciudad de Zamora, cuya zona está expuesta a fenómenos

naturales como movimientos en masa e inundación. Para identificar estos fenómenos

naturales se establece la siguiente metodología: las zonas susceptibles a movimientos

en masa, se los determinará mediante método heurístico, con la representación

cartográfica de los factores naturales o intrínsecos que hacen de las laderas

susceptibles a estos movimientos gravitacionales; la amenaza a la inundación, se

determina mediante la hidráulica de ríos, para establecer el comportamiento del río

Zamora, frente a un caudal máximo de retorno de 20 años, ante las condiciones

medioambientales y topográficas de la zona.

Las zonas aptas para urbanizar son zonas que no estén expuestas a estos fenómenos

naturales; a estas zonas se realizó un muestreo de suelos y su posterior análisis de

laboratorio, para determinar sus propiedades físico-mecánicas, cuantificando sus

propiedades constructivas.

Se zonificó las zonas aptas para urbanizar, según normas establecidas para una

correcta planificación del territorio, normativas vigentes en el país como COOTAD e

INEN.

PALABRAS CLAVES: Movimientos en masa, susceptibilidad, amenaza, método

heurístico, geotecnia, hidráulica, expansión urbana.

.

2

ABSTRACT

This project is based on the spatial identification of areas suitable for future

urbanization in a sector exposed to natural phenomena such as landslides and the

flood plain, like the Zamora city. To identify these natural phenomena, the following

methodology is established: landslides susceptibility assesment, will be determined by

the heuristic method, with the cartographic representation of the natural or intrinsic

factors that make slopes susceptible to these gravitational movements; the hazard

flooding plain is determined by river hydraulics to establish the behavior of the river

Zamora, compared to an instantaneous maximum return flow of 20 years, given the

environmental and topographic conditions of the area.

The areas suitable for urbanization are areas that are not exposed to these natural

phenomena or their degree of exposure is minimal; these areas suitable for

urbanization will be soil sampling and subsequent laboratory analysis, to determine

their physical-mechanical properties, quantifying their constructive properties.

Zoning areas suitable for urbanization, according to norms established for a correct

planning of the territory, regulations in force in the country as COOTAD and INEN.

KEYWORDS: Landslide, susceptibility, hazard, geotechnical, heuristic method,

hydraulics.

3

INTRODUCCIÓN

Los procesos geodinámicos que afectan a la superficie terrestre dan lugar a

movimientos del terreno, entre los más frecuentes son los movimientos de ladera, que

engloban los procesos gravitacionales que se producen en las laderas bajo

condiciones naturales o antrópicas; fenómenos hidrometeorológicos con intensos

periodos lluviosos producen un incremento excesivo del caudal de los ríos,

provocando inundaciones que junto con los movimientos de ladera ocasionan

pérdidas materiales, provocando que sean lugares no aptos para urbanización.

Este proyecto de basa en la identificación espacial de zonas aptas para futuras

urbanizaciones en un sector expuesto a los fenómenos naturales mencionados, como

lo es la ciudad de Zamora.

Es importante tener una adecuada planificación del territorio, para que las futuras

urbanizaciones no estén expuestas a fenómenos de origen natural, que en la

actualidad se los puede identificar, con el objetivo de manejar y mitigar estos

problemas, para prever pérdidas materiales inclusive vidas humanas.

Organismos gubernamentales descentralizados como los GAD cantonales tienen la

potestad de analizar las zonas de expansión urbana; información que se publica en

este proyecto puede servir para este análisis, o bien con fines de investigación para

centros educativos, de las causas de estos fenómenos naturales en las actividades

humanas.

Para cumplir los objetivos planteados se hizo uso de los equipos disponibles en la

universidad, como: equipos de posicionamiento cartográfico, equipos de muestreo de

suelos, uso de los equipos de laboratorio de suelos. Así como cartografía temática

base proporcionada por el GAD de Zamora, que sirvió para posteriores análisis.

Las dificultades presentadas se dieron principalmente porque la zona de estudio se

encuentra ubicada en el cantón de Zamora, a una gran distancia del centro

universitario, teniendo que trasladar las muestras de suelo para su análisis de

laboratorio; así como la difícil accesibilidad para el levantamiento de información de

campo al ser un sector montañoso de exuberante vegetación primaria.

4

Para la identificación de los fenómenos naturales mencionados se realizará en cinco

fases, cada una articulada al proceso realizado en la fase anterior. La fase uno,

dedicada a la recopilación de información y delimitación del área de estudio en base al

actual crecimiento urbano; partiendo de esto, se identifica los factores que influyen en

la susceptibilidad a movimientos en masa y amenaza a la inundación; se procede a

realizar el cartografiado de campo, estas actividades corresponden a la fase dos.

En la fase tres se ingresa la información levantada en la fase dos a una base de datos

espacial, y se complementa con el trabajo de gabinete, generando las variables que

dependen de la morfología y condiciones medioambientales del terreno, procesadas

en un SIG mediante modelos tridimensionales del terreno, elaborados a través de un

MDT y ortofotos RGB escala 1:5000. En esta fase también, se establecen las variables

que intervienen en la simulación hidráulica para determinar la amenaza a la

inundación, a través de un software de simulación en una dimensión, como HecRas

4.0.

La fase cuatro, dedicada a determinar las propiedades mecánicas de los suelos,

mediante muestreo sistemático de suelos y su posterior análisis en laboratorio, con el

objetivo de conocer las propiedades constructivas de la zona, elaborando una

zonificación geotécnica.

La información creada en cada una de las fases anteriores, servirá de insumo para

realizar una suma de factores, mediante la tecnología de los SIG, que confluyen en un

área mínima de análisis a escala 1:5000, y establecen su aptitud o no para uso de

futuras urbanizaciones, teniendo en cuenta normativas para una correcta planificación

territorial, con normativas vigentes en el país como COOTAD e INEN.

5

OBJETIVOS

GENERAL:

Análisis de expansión urbana de acuerdo a la ubicación de fenómenos naturales,

como: movimientos en masa y amenaza a inundación; aplicación de normativas para

una correcta planificación territorial, utilizando la tecnología de los sistemas de

información geográfica SIG.

ESPECÍFICOS:

Determinar la susceptibilidad por movimientos en masa, de acuerdo a los factores que

inciden en la estabilidad en la zona de estudio.

Determinar la amenaza por inundación, determinar las zonas que están expuestas a

este fenómeno natural.

Establecer las características geotécnicas de los suelos con fines de conocer las

condiciones constructivas de la zona de estudio, representado en un mapa geotécnico.

1. GENERALIDADES

7

1.1. Ubicación.

La zona de estudio se encuentra ubicada en el Sureste del Ecuador, en la provincia de

Zamora Chinchipe, en la cabecera cantonal Zamora, está inmersa en las parroquias

Zamora, Cumbaratza y Timbara. Las coordenadas indicadas en la tabla 1,

coordenadas 1 y 2, indican los extremos de inicio del polígono de estudio, que se

encuentra dentro del barrio Tunantza, a los dos márgenes del río Zamora,

expandiéndose hacia las laderas hasta una cota máxima de 1124 msnm, las

coordenadas finales indican los extremos de culminación del polígono que está en las

cercanías del barrio Quebrada de Cumbaratza, expandiéndose a una cota máxima de

1096 msnm; la cota máxima del área de estudio es de 1195 msnm, y la mínima es de

855 msnm.

Se ha definido el área de estudio en base al actual crecimiento urbano, con inicio del

polígono en la culminación del casco urbano consolidado, que es donde se encuentra

asentada la mayor población; existen pequeñas áreas construidas que muestran la

actual tendencia de urbanización, continuando en los márgenes del río Zamora,

inclusive urbanizando hacia las pendientes de las laderas, motivo por el cual se

estableció la cota máxima urbanizada, para delimitar el polígono de estudio, ya que los

servicios básicos como agua potable, están diseñados para abastecer hasta la cota

urbanizada actualmente; la culminación del área de estudio es cerca del centro

poblado de Cumbaratza, lugar donde termina la jurisdicción del GAD de Zamora.

Tabla 1. Coordenadas de la zona de estudio.

X Y

INICIO

1 730700 9550800

2 729700 9552650

FINAL

3 734100 9555760

4 734610 9557430

Fuente: El autor.

8

Figura 1. Ubicación de la zona de estudio Fuente: El autor.

9

1.2. Acceso.

El acceso al polígono de estudio es, a través de la carreta Troncal Amazónica E45,

desde el casco urbano a 4 kilómetros al inicio del polígono, aproximadamente a 10

minutos en acceso vehicular; el lugar de referencia de inicio del polígono es el asilo de

ancianos de nombre “Betania”, ubicado en el barrio Tunantza,

La figura 2 es una implantación del polígono de estudio, sobre un mapa hipsométrico

en la que se muestra el área de influencia del polígono de estudio, y un esquema

respecto a su acceso, para una mejor ubicación del lector; se representa la vía de

Troncal Amazónica de color rojo intermitente con blanco, por la que se puede acceder

y recorrer en sentido Noreste el polígono de estudio, para acceder a los laterales del

polígono, se utiliza vías de segundo orden, incluso caminos vecinales y de herradura

debido a que son zonas aún no pobladas, o con miras a futuras urbanizaciones.

1.3. Topografía y clima.

La ciudad de Zamora se encuentra ubicada al Sureste del levantamiento de la zona

Sub Andina, al Este de las estribaciones de la Cordillera Real. El relieve es muy

accidentado (montañoso), incrementando su altura a medida que se aleja de la

estrecha garganta formada por el río Zamora, alcanzando una cota máxima de 6842

msnm, en todo el cantón; en la figura 2 se muestra una representación del área de

estudio en un mapa hipsométrico, en el que se aprecia el relieve del terreno, los

valores de altura se puede observar en las curvas de nivel que se encuentran a una

equidistancia de 20m, al observar la separación que hay entre cada curva, nos da una

idea de las grandes pendientes por las que está formado el terreno..

Los alrededores de la ciudad está formado por un sistema montañoso muy escarpado,

con pendientes muy pronunciadas de media a alta y vertientes heterogéneas muy

disectadas, con una exuberante vegetación primaria selvática en su mayoría

(ECORAE, 2005).

Compuesto por un clima variable desde subtropical húmedo a templado, con una

temperatura media anual entre 18 y 22° C alcanzando temperaturas máximas de 28

°C; la pluviosidad es fuerte, recibe precipitaciones promedias anuales entre 1500 y

2000mm, con periodos lluviosos que sobrepasan este valor.

10

Figura 2. Implantación del polígono de estudio. Fuente: El autor.

11

2. MARCO GEOLÓGICO

12

2.1. Geología regional.

El proyecto de estudio está definido por la extensión del Batolito de Zamora,

principalmente, que ocupa la mayor parte del área de estudio, relacionado a este las

rocas volcánicas calcoalcalinas de la Formación Misahuallí, finalmente una litología

post-batolítica deposicional perteneciente a la Formación Hollín, que sobreyace

discordantemente al batolito de Zamora y a la Formación Misahuallí, en la zona de

estudio.

El Batolito de Zamora está emplazado dentro del cratón Guayanese, al Este de los

terrenos Paleozoicos a Mezosoicos de la Cordillera Real; siendo segmentado en tres

por las Fallas la Canela y Nangaritza. Este Batolito es uno de un conjunto de

esencialmente tres alargados, indeformados y no metamorfizados intrusiones

granitoides con edad Jurásica, que forman el cinturón Subandino (PRODEMINCA,

2000), el cual está asociado con las rocas volcánicas de la unidad Misahuallí

(Litherland et al., 1994). Estos intrusivos corresponden a granitoides tipo I Cordillerano,

asociado a un arco volcánico.

Según (Litherland et al. 1994) ha identificado y definido el cinturón Subandino de

Cabalgamiento entre la Falla Cosanga y la subparalela Falla Subandina a 5-15km

hacia el Oeste. La Falla Subandina o Precordillera es el límite entre la Cordillera Real y

la Zona Subandina, de importancia regional, ya que a través de esta emerge el

enorme Batolito de Zamora de composición granítica, de carácter ácido a intermedio.

En la actualidad esta falla está representada por un sistema de fallas inversas y

paralelas, que forman un sistema de escamas, con buzamiento al oeste, que cortan

estratos adyacentes a la falla, constituidos por rocas Jurásicas Cretácicas y Terciarias,

dispuestas en pliegues lineales, de convergencia al este, que se extienden

paralelamente a la falla (CODIGEM, 1996).

En el siguiente apartado se hace una descripción detallada de las formaciones

aflorantes en el área de estudio.

2.1.1. Batolito de Zamora (Jurásico Inferior-Medio~151ma).

Es un batolito elongado (~200km de largo por ~50km de ancho), segmentado en tres

por las fallas La Canela y Nangaritza con dirección N-S. Forma la parte Sur de la

Unidad Granitoides Zamora. Según el mapa Base a Escala 1:50000 preparado por la

Corporación de Desarrollo e Investigación Geológico-Minero-Metalúrgica (CODIGEM,

1996), el batolito de Zamora está compuesto por un conjunto de rocas granitoides,

13

variando desde granitos hasta granodioritas hornbléndicas de grano grueso a medio,

de color gris mate a rosados, con cristales de cuarzo, ortoclasa, plagioclasa, y

hornblenda bastante grandes, de 1 a 2cm de largo por un centímetro de ancho. Se

halla muy compacto dura cuando está fresca y diaclasada; meteoriza a una arena gris

moteada de negro a una arcilla rojiza. Esporádicamente se encuentran diques de

rocas aplíticas o riolítica de color claro y grano fino. Varias dataciones K-Ar caen en

un rango de 152-180 M.a. (Kennerley, 1980) y otra Rb-Sr dan edades variables

(Litherland, 1994) considera que 187 +/- 2 Ma del área de la Paz es lo más confiable.

La edad es incierta pero por la frecuencia dada por las dataciones probablemente está

entre 170 M.a (Jurásico tardío a medio)

2.1.2. Formación Misahuallí (Jurásico Medio-Cretácico Inferior)

Incluye todas las rocas volcánicas de origen continental del cinturón Subandino.

Sobreyace al Batolito de Zamora y está debajo de la Formación Hollín. Comprende

principalmente rocas volcánicas calco-alcalinas, las cuales están relacionadas con los

principales Batolitos Jurásicos de la zona Subandina. Litológicamente está

comprendida de basaltos y traquitas verdes a grises, lavas andesítico-dacíticas y

piroclásticos con pocos o sin sedimentos interestratificados, pero en muchos lugares

asociados con intrusiones porfídicas subvolcánicas.

Las rocas volcánicas de la unidad asociadas con el Batolito de Zamora, han

proporcionado edades de 230 a 143 Ma. (Litherland, 1994). En el área de estudio se

halla suprayacida por la Formación Hollín, en forma discordante.

2.1.3. Formación Hollín (Aptiano-Albiano).

Es una arenisca cuarzosa de grano medio a grueso, maciza o con estratificación

cruzada, con intercalaciones escasas de lutitas arenosas, localmente micáceas o

carbonatadas. Son relativamente comunes las impregnaciones de asfalto. Es parte de

los reservorios principales de petróleo del Oriente. En el flanco Este de la sierra

Cutucú descansa en discordancia angular sobre la Formación Misahuallí, así como

también en varios ríos aparece encima de la Formación Misahuallí. Alcanza hasta 200

m de espesor.

14

Alcanza hasta 200 m de espesor. Estudios palinológicos señalan la base de edad

Aptiana y la mayoría de la formación data del Albiano. Una serie de lavas y piroclastos

que comprende esencialmente la parte inferior de la formación podrían ser del

Cretácico inferior (Watson y Sinclair, 1927).

2.1.4. Terrazas aluviales (Holoceno).

Amplias terrazas se encuentran principalmente a los lados del río Zamora,

Bombuscaro, Jambué, y Timbara, las cuales se componen de clastos polimícticos,

heterogéneos en tamaño, color y forma; ubicados en dos niveles respecto al lecho del

río. Tienen 10 metros de espesor promedio y cubren parcialmente a unidades rocosas

más antiguas, la edad probable es Holocénica. (CODIGEM, 1996),

2.1.5. Coluviales.

Grandes depósitos coluviales son identificados en los flancos de los ríos y quebradas

de la zona estudiada, están formados por materiales desprendidos de las rocas

aflorantes, en las cotas superiores por efecto de la meteorización profunda y acción

del agua. Estos depósitos de edad reciente, presentan espesores variables y cubren

extensas zonas de rocas más antiguas. (CODIGEM, 1996)

2.1.6. Aluviales.

Estos depósitos están formados por clastos de tamaños variables y de origen múltiple,

desde cantos de 4 m de diámetro hasta arcillas finas, están ubicados a lo largo de ríos

y quebradas, tienen potencias que varían desde 2 m hasta 6 m de espesor, en algunos

sitios. Cubre parcialmente a rocas más antiguas, de edades Jurásicas y Cretácicas.

(CODIGEM, 1996)

15

3. METODOLOGÍA, TRABAJO DE CAMPO Y DE GABINETE

16

3.1. Definición de las etapas de metodología de investigación.

Para el desarrollo y ejecución del trabajo de fin de titulación, se desarrolla en cinco

etapas, que marcan la diferencia de procesos y a través del avance de cada etapa se

articula el trabajo desarrollado con las etapas anteriores.

La etapa 1 dedicada a la recopilación de información bibliográfica y cartografía

temática que servirá de insumo para el levantamiento de campo a realizarse en la

etapa 2; también en esta etapa se delimita el área de estudio en base a la dirección

actual de crecimiento urbano, y la altura máxima urbanizada, con el objetivo que se

puedan abastecer de todos los servicios básicos.

En la etapa 2 se realiza el recorrido de campo y levantamiento de información en base

a la cartografía temática recopilada en la fase 1, como: cartografiado geológico,

reconocimiento de unidades geomorfológicas, inventario de movimientos en masa; que

servirán de insumos para el análisis de susceptibilidad por movimientos en masa.

La etapa 3 dedicada al trabajo de gabinete para la elaboración de las variables que

servirán para determinar la susceptibilidad a movimientos en masa como: la

digitalización de la información levantada en la etapa 2, y el desarrollo de una base de

datos espacial, que contenga una tabla de atributos con esta información, también la

delimitación de las unidades geomorfológicas existentes, las cuales se aprecian a

través de una representación en 3 dimensiones de la superficie del terreno, la

digitalización de los tipos de cobertura vegetal en base a las ortofotos de tamaño de

celda 0.3*0.3m. En esta fase también se obtienen las variables hidráulicas que

servirán para determinar la amenaza a la inundación como: geometría del cauce del

río, rugosidad, y caudal para un tiempo de retorno de 20 años.

Para la siguiente fase, cumpliendo uno de los objetivos planteados, que es conocer las

propiedades geotécnicas de los suelos, se realiza el muestreo de suelos y su

respectivo análisis en laboratorio, con los ensayos de clasificación de suelos SUCS y

la resistencia a la compresión simple, este último para calcular la capacidad de carga

admisible del suelo. Esto se engloba en la etapa 4.

Finalmente la etapa 5 comprendida en la representación de los resultados obtenidos

en las etapas anteriores, y a través del análisis multicriterio determinar las zonas

urbanizables, urbanizables con restricciones y no urbanizables, incluyendo las

normativas para un correcto ordenamiento territorial como COOTAD e INEN.

17

Figura 3. Fases en las que se realizó la metodología de trabajo. Fuente: El autor.

FASE 5(ANÁLISIS DE EXPANSIÓN URBANA) --NORMATIVA COOTAD E INEN PARA EL ORDEAMIENTO TERRITORIAL

-ANALISIS DE EXPANSIÓN URBANA.

FASE 4 ( MUESTREO Y ENSAYOS DE LABORATORIO)

MUESTREO DE SUELOS CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS COMPRESIÓN SIMPLE

CONSOLIDADA NO DRENADA.

FASE 3 (MODELO DE SUSCEPTIBILIDAD A MOVIMIENTOS EN MASA E INUNDACIÓN)

DIGITALIZACIÓN DE LAS VARIBALES PARA DETERMINAR

LA SUSCEPTIBILIDAD POR MOVIMIENTOS EN MASA

SUMATORIA DE LAS VARIABLES. VERIFICACIÓN EN CAMPO.

SIMULACIÓN DE INUNDACIÓN MEDIANTE LA HIDRÁULICA DE FLUJOS EN CANALES ABIERTOS

FASE 2 (TRABAJO DE CAMPO)

CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA Y GEOMORFOLÓGICA

INVENTARIO DE MOVIMIENTOS EN MASA

PUNTOS DE CONTROL, PARA DELIMITAR COBERTURA VEGETAL Y UNIDADES GEOMORFOLÓGICAS

FASE 1

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA Y BIBLIOGRÁFICA

DEFINICIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

18

3.2. Fase 1. Recopilación de información y delimitación del área de estudio.

La información necesaria para desarrollar los objetivos planteados, como el plano

urbano de la ciudad de Zamora, las ortofotos y el MDT a escala 1:5000 del cantón

Zamora, fueron proporcionadas por el GAD cantonal de Zamora; también se obtuvo

cartografía temática a nivel nacional, de geología y geomorfología, la cual sirvió como

base y referencia para la información a detalle a realizarse, información proporcionada

por el mismo organismo.

Se procedió a definir un área de estudio, teniendo como base el actual crecimiento

urbano y su máxima altura urbanizada, debido a que estos sitios actualmente cumplen

con los servicios básicos, y su crecimiento urbano a cotas mayores, requerirían

nuevos estudios para abastecer de estos servicios básicos, como agua potable, para

futuras urbanizaciones; delimitando un polígono a lo largo del río Zamora donde

presentan las cotas más bajas, hasta 855 msnm, expandiéndose hacia las laderas,

donde presenta el actual crecimiento urno, hasta una cota máxima de 1195 msnm; el

lugar de inicio del polígono es en el barrio “La chacra”, debido a que en este lugar

finaliza la mayor concentración urbana, se extiende 7 km hacia el noreste y termina

cerca de la quebrada de Cumbaratza, dentro de la parroquia del mismo nombre, lugar

donde termina la jurisdicción urbana del GAD de Zamora (ver ubicación del área de

estudio).

3.3. Fase 2. Trabajo de campo.

Para efectuar el levantamiento de información, primero se realizó un previo análisis de

las variables que afectan a los fenómenos de movimientos en masa de acuerdo a las

condiciones de la zona, según su geodinámica radica en 5 factores: pendientes,

propiedades geotécnicas de los suelos, geomorfología, cobertura vegetal, propiedades

geomecánicas del sustrato rocoso; influyendo en la estabilidad en el orden jerárquico

mencionado. De acuerdo a estos factores se procede a hacer los recorridos de campo

para obtener el cartografiado geológico.

Para identificar los parámetros geomecánicos en campo se utilizó como referencia una

estimación aproximada de la resistencia a compresión simple de rocas según (ISRM,

1981) que estima un valor de dureza de acuerdo a la resistencia de la roca ante uno o

varios golpes del martillo geológico sobre la matriz rocosa, este parámetro en

particular y el grado de fracturación determinan el comportamiento geomecánico del

19

macizo rocoso frente a la estabilidad, en base a esto se asignó el factor ponderador

como influyente en el desencadenamiento de movimiento en masa.

3.3.1. Cartografiado geológico.

Para el levantamiento de campo se realizaron recorridos por vías y quebradas a fin de

documentar afloramientos que permita la caracterización geológico de cada sitio, esta

información se compila mediante una ficha de campo previamente establecida a fin de

sistematizar la información y ahorrar tiempo en cada sitio de documentación geológica,

acompañado de un registro fotográfico. El cartografiado geológico se lo realizó en

base a la carta geológica de Zamora de la CODIGEM y los nombres de las

formaciones de acuerdo al mapa geológico binacional mediante el cual se

cartografiaron tres formaciones geológicas que afloran en el área de estudio: Batolito

de Zamora, Formación Misahuallí y Formación Hollín respectivamente, corrigiendo los

contactos litológicos de la cartografía base utilizada a escala 1:100.000 preparado por

la Corporación de Desarrollo e Investigación Geológico-Minero-Metalúrgica

(CODIGEM, 1996).

3.3.2. Inventario de movimiento en masa.

Para validar la evaluación multicriterio, se realizó un inventario de los movimientos en

masa, en el cual se identifica la distribución espacial de estos movimientos a través de

las salidas de campo, e interpretación de imágenes satelitales gratuitas y ortofotos,

este inventario sirve para entender las condiciones que contribuyen a la ocurrencia de

los movimientos, entiéndase por estos fenómenos, a cualquier tipo de movimiento ya

sea suelo o roca, que descienden a través de la ladera por efecto de la gravedad, por

un incremento en las fuerzas desestabilizadoras, frente al equilibrio límite en estado

natural de las laderas. Los resultados obtenidos en el mapa de susceptibilidad, en las

zonas de alta susceptibilidad, deberán coincidir con las zonas de geodinámica activa

presentes en la actualidad y movimientos antiguos, los cuales pueden reactivarse por

factores antrópicos o naturales.

Los movimientos de ladera inventariados mediante interpretación de sensores remotos

luego fueron validados en la eta de campo.

20

3.4. Fase 3. Modelo de susceptibilidad a movimientos en masa y amenaza a inundación.

En esta fase se definió la metodología a seguirse para determinar los factores que

influyen en la susceptibilidad a movimientos en masa, mediante el método Heurístico

(análisis multicriterio de factores que inciden al movimiento), y la amenaza a la

inundación del Río Zamora mediante la hidráulica de flujos en canales abiertos,

calculada para un periodo de retorno de 20años; con el objetivo de establecer la

aptitud de los suelos aptos para expansión urbana, considerando las mejores

condiciones de los factores mencionados.

Para el análisis de la susceptibilidad por movimientos en masa existen muchos

métodos para la elaboración de estos mapas, para este proyecto de estudio se

adoptó el método heurístico, que se basan en el estudio conceptual de los procesos

de ocurrencia de los deslizamiento y debido al conocimiento “a-priori” del autor de los

factores que afectan la ocurrencia de deslizamientos en el área de estudio.

Para determinar la amenaza a la inundación se utiliza un software de modelación

hidráulica unidimensional, en relación con un SIG para definir los parámetros

hidráulicos que establecen el comportamiento del fluido como: la geometría del río, el

coeficiente de rugosidad (coeficiente que indica parámetros que se oponen al

movimiento del flujo), y el caudal máximo de crecida para un tiempo de retorno de 20

años.

Estos datos de entrada y los resultados se obtendrán a partir del programa HecRas del

Centro de Ingeniería Hidrológica perteneciente al Cuerpo de Ingenieros del Ejército de

los Estados Unidos, el cual en su versión 4.0 simula el comportamiento del fluido

mediante la ecuación de la energía en régimen permanente como ya se mencionó en

una sola dimensión, lo cual al simplificar el flujo turbulento tridimensional a un flujo

unidimensional no se ajusta a la realidad en casos donde las presiones y las tensiones

turbulentas se alejan del modelo lineal.

3.4.1. Factores para la elaboración del mapa de susceptibilidad a

movimientos en masa y asignación de pesos

En el análisis multicriterio o método heurístico se requiere un conocimiento “a-priori”

del analista, de las causas y factores que producen la inestabilidad en el área

estudiada y de conocimiento previo de cómo han ocurrido los deslizamientos (Suarez,

21

2009 ), esto para definir las variables que influyen en la susceptibilidad a movimientos

en masa de acuerdo a las condiciones particulares de la zona; las variables

representan un parámetro físico de la superficie del terreno, las cuales están divididas

en clases, que representan una clasificación del parámetro a medir, estas clases se

cuantificarán con valores de 1 a 5, el valor de 1 indica que esa superficie del terreno

no tiene influencia como factor condicionante o desencadenante en los movimientos

en masa, el valor de 5 indica una susceptibilidad mayor del terreno a que se

produzcan estos fenómenos.

Las cuatro variables consideradas por el autor para este fin, son: litología,

geomorfología, cobertura vegetal y pendientes, estos son factores condicionantes de

la estabilidad, es decir son intrínsecos por naturaleza de las laderas.

Los procesos que ocurren en una ladera dependen de una gran cantidad de factores

que interactúan entre sí para definir un comportamiento, e inciden de manera diferente

en la inestabilidad del terreno, así: para que se produzcan movimientos en masa que

son fenómenos gravitacionales, se requiere de cierta pendiente para que se produzca

un movimiento, esto a su vez depende de la litología y su comportamiento

geomecánico, para que una ladera permanezca estable, a su vez el comportamiento

depende de las geoformas originadas en la superficie terrestre, ya que éstas tendrán

un patrón de comportamiento de acuerdo a su origen. La cobertura vegetal es un

factor influyente en la estabilidad en la zona de estudio, ya que gran parte de la

superficie de estudio está cubierta de vegetación boscosa primaria, lo que protege a

los suelos de la erosión, y afecta los procesos de infiltración de agua a través de la

evapotranspiración.

Con lo mencionado se define que el análisis de la susceptibilidad por Movimientos en

Masa (Sc), se calculará con la siguiente relación:

Sc = (Cv * fp) + (L * fp) + (G * fp) + (P * fp)

Donde: Cv = Variable cobertura vegetal L = Variable litología

G = Variable geomorfología P = Variable pendiente

fp = factor ponderador

22

Se representará estas variables en mapas, que para su posterior análisis deben estar

en formato raster, los cuales están compuestos de celdillas que representan una

unidad homogénea de terreno, llamada píxel, cuya resolución es de 3*3m de lado de

cada píxel, para su concordancia con la resolución espacial del DTM.

El factor ponderador son valores de 0 a 1, que se multiplica a cada clase de las

variables, a través de un algebra de mapas, esto indica cuanto influye esa variable en

la estabilidad de las laderas, de acuerdo a la siguiente fórmula.

Sc = [(cobertura vegetal) ∗ 0.2] + [(litología ∗ 0.25]

+ [(geomorfología) ∗ 0.2] + [(pendiente) ∗ 0.35]

Se otorga un valor mayor a las pendientes, debido a que es el principal factor

influyente en la estabilidad, a mayor pendiente mayor es la fuerza de empuje y

disminuye el factor de seguridad, seguido de la litología, valor que fue otorgado de

acuerdo a las características levantadas en campo en la fase 2, así mismo la

geomorfología, cuyo valor se escogió según lo analizado en campo y en renders del

terreno en 3D, por último, la cobertura vegetal, que por el gran aporte que tiene en la

estabilización se ponderó con un valor igual a la geomorfología.

La susceptibilidad se determinará al hacer un cruce de estas variables, donde

confluyan celdas con valores altos de estas variables, representará una susceptibilidad

alta, contrario a esto, donde se sumen cuatro píxeles con valores menores a 3,

representará una susceptibilidad baja. El resultado final se obtendrá valores de 1 a 5,

de la siguiente manera:

1= Susceptibilidad muy baja 4= Susceptibilidad alta

2= Susceptibilidad baja 5= Susceptibilidad muy alta

3= Susceptibilidad media

El diagrama de flujo de la figura 5 muestra el proceso realizado para la obtención de

cada una de las variables.

23

3.4.1.1. Mapa de Pendientes.

La pendiente juega un papel definitivo en la susceptibilidad, ya que se necesita de

cierta inclinación para que se produzcan los fenómenos gravitacionales; regiones

montañosas como el área de estudio presentan pendientes muy pronunciadas, las

cuales aumentan a medida que incrementa la elevación.

SUSCEPTIBILIDAD POR MOVIMIENTOS EN MASA

VARIABLES

PENDIENTES

CALCULADO A PARTIR DEL DTM.

SE CLASIFICA:

CLASE 1= 0 - 15% ;CLASE 5 = >75%

FACTOR PONDERADOR = 0.35

COBERTURA VEGETAL

DELIMITADO EN BASE A LAS

ORTOFOTOS RGB

SE CLASIFICA:

CLASE 5 =URBANO ; CLASE 1=BOSQUE

PRIMARIO

FACTOR PONDERADOR =

0.2

GEOMORFOLÓGIA

DELIMITADO SEGÍÚN ANÁLISIS DE LA SUPERFICIE DEL TERRENO EN 3D

SE CLASIFICA: CLASE 5 = RELIEVE

MONTAÑOSO; CLASE 1= TERRAZAS

ALUVIALES

FACTOR PONDERADOR =

0.2

LITOLÓGIA

DELIMITADO DEL CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO DE

CAMPO

SE CLASIFI CA: CLASE 5= GRANITO

MUY METEORIZADO CLASE 1=

GRANODIORITA INALTERADA

FACTOR PONDERADOR =

0.25

Figura 4. Diagrama de flujo de las variables establecidas para el mapa de movimientos en masa. Fuente: El autor.

24

Está variable está expresada por el valor de la pendiente o inclinación del terreno en

porcentaje (%), obtenida a partir del Modelo Digital del Terreno (MDT), en formato

ráster, de resolución espacial 3*3m de tamaño de celda, este procedimiento se realiza

a partir de una herramienta SIG; cabe recalcar el buen aporte de la resolución del

ráster para generar esta variable.

Se deben reclasificar los valores de pendientes en 5 clases distintas con la opción de

intervalos que refleje más adecuadamente las condiciones locales del factor

(intervalos geométricos) y atribuirles un valor de 1 a 5 a cada clase, como se muestra

en la tabla adjunta. El valor 1 indica que la pendiente es baja y presenta condiciones

menos favorables para que se produzcan Movimientos en Masa, mientras que el valor

5 indica las condiciones más favorables para que se produzcan estos fenómenos.

Tabla 2. Pesos de la variable pendientes

PENDIENTES

Clase Rango (%) Valor

Muy baja 0a 15 1

Baja >15 a 30 2

Media >30 a 50 3

Alta >50 a 75 4

Muy alta > 75 5

Fuente: El autor.

3.4.1.2. Mapa de Cobertura Vegetal.

El efecto de la vegetación sobre la estabilidad de los taludes ha sido muy debatido en

los últimos años; sin embargo la experiencia ha demostrado el efecto positivo de la

vegetación, para evitar problemas de erosión, reptación y fallas subsuperficiales

(Suarez, 1998). El tipo de vegetación, la densidad, la capacidad de interceptación de

agua lluvia y el área de protección de cobertura vegetal constituye un factor de

resistencia o favorecimiento de procesos morfodinámicos como la erosión y los

movimientos en masa. En áreas de alta pendiente y de coberturas vegetales de ciclos

biológicos muy lentos y frágiles, toda intervención de estas, hace que se aumente la

susceptibilidad. (IDEAM, 2012).

25

Para determinar esta variable se realiza una clasificación supervisada en base a las

ortofotos RGB (colores naturales) en formato ráster de resolución 0.3*0.3 m. de lado

de píxel; ésta clasificación consiste en tomar puntos de control georreferenciados en

campo de los grupos de vegetación que se encuentran en el área de estudio, con la

ayuda de una herramienta SIG agruparemos todos los píxel que contengan valores

similares al del punto de control tomado en campo, mientras mayor sea el número de

puntos tomados, mayor exactitud tendrá el proceso, ver figura 7.

Para fines del modelo de susceptibilidad, se agrupa los tipos de cobertura vegetal en

grupos generalizados según su influencia en la estabilidad, la clasificación de estos

grupos se hizo según la cartografía base de cobertura vegetal del Ecuador a escala

1:50000; cabe recalcar que este parámetro fue usado para estimar la susceptibilidad

a movimientos en masa, así como para obtener los factores de rugosidad de los

márgenes del río, para determinar la amenaza a inundación, lo cual se explicará con

mayor detalle en el apartado 3.4.3; los grupos de vegetación encontrados son los

siguientes:

Bosque primario: Corresponden a vegetación de alta cobertura y densidad, árboles

de diferentes especies nativas, que por las distintas edades forman uno o más

estratos, en edad adulta alcanzan alturas superiores a los 6m (Cueva y Chalán, 2010)

Vegetación Arbustiva: Áreas con un componente substancial de especies leñosas

nativas cuya estructura no cumple con la definición de bosque.

Vegetación Herbácea: corresponden a este grupo los pastizales, muy a menudos en

esta zona, tienen crecimientos espontáneos, que no reciben cuidados especiales.

Cultivos: Se incluyen dentro de este grupo los cultivos permanentes,

semipermanentes, ciclo corto, que son primordialmente de uso agrícola.

26

Figura 5. Clasificación supervisada de los grupos de cobertura vegetal. Fuente: El autor.

Una vez delimitados los grupos de cobertura vegetal, se clasifica en 5 clases de

acuerdo a la influencia que tienen sobre la estabilidad del terreno, y a cada una se le

atribuye un valor entre 1 y 5 como se muestra en la tabla 4.

El valor de 1 significa que la clase va a tener menor influencia en la generación de

movimientos en masa, ya que como se muestra en la tabla, son tipos de vegetación

que protegen al terreno (suelo o roca) de la erosión, así como contribuyen con la

evapotranspiración, siendo el agua un factor muy importante como desencadenante

27

de los movimientos; aumentando la susceptibilidad a medida que el valor se acerca a

5.

Tabla 3. Pesos de la variable cobertura vegetal.

COBERTURA VEGETAL

CLASE VALOR

Arbórea (bosque húmedo denso) 1

Arbustiva (chilca, chaparro, etc.) 2

Herbácea (Pastizales) 3

Cultivos (ciclo corto y permanente) 4

Área Urbana, espacios construidos y cuerpos de agua (edificaciones, excavaciones mineras, canteras, carreteras, oleoductos, lagunas,

reservorios, pantanos canales, eriales) y suelo desnudo

5

Fuente: El autor.

Se delimitó como unidad homogénea un grupo de vegetación, ver tabla 4; ya que no

es necesario para esta metodología propuesta identificar cada tipo de vegetación

contenida en un grupo, cultivos ciclo corto o permanente, por ejemplo, aunque el nivel

de detalle para la escala de trabajo es el adecuado.

3.4.1.3. Mapa Litológico.

La generación de este factor consiste en la integración de la información obtenida en

base al levantamiento de campo realizado en la fase 2 “Trabajo de campo”, en un

programa SIG; en los recorridos de campo se determinó las características

geomecánicas principales de cada litología aflorante, como: grado de fracturación,

grado de meteorización, dureza; estos parámetros considerados por el autor como los

principales parámetros que controlan el comportamiento del macizo rocoso, sirvieron

para otorgar un peso a cada tipo de litología, que representa el comportamiento de

estos materiales frente a las fuerzas desestabilizadoras.

Según (Suarez, 2009 ) Cada litología o formación geológica posee un determinado

patrón de comportamiento. Por ejemplo: un granito y una caliza bajo condiciones

28

similares desarrollan características diferentes de perfil geotécnico y presentan un

comportamiento diferente de los taludes como resultado de las diversas

características de los materiales (permeabilidad, potencial de meteorización,

erosividad, etc).

Dentro del Batolito de Zamora, tenemos dos litologías diferentes, la granodiorita que

presenta buenas condiciones geomecánicas, como: alta dureza, bajo grado de

fracturación, bajo grado de meteorización, acorde a esto el valor otorgado a esta

litología fue de 1; por otro lado, el granito presenta malas condiciones geomecánicas,

como: alta meteorización, en mucho de las casos se encontraba en transición a

saprolito, lo que disminuye sustancialmente su dureza, también el macizo rocoso

presenta discontinuidades de gran longitud, formando grandes bloques inestables,

contrario a la granodiorita, el granito se le otorgó un peso de 5, que representa alta

influencia en la generación de movimientos en masa.

La Formación Misahuallí, compuesta principalmente de lavas verdosas en el área de

estudio, presenta alta dureza, un grado de fracturación medio (con cierta excepción) y

bajo grado de meteorización, el peso asignado a esta litología fue de 2, que de

acuerdo a las características mencionadas se aprecia buena estabilidad in situ.

La Formación Hollín compuesta de areniscas cuarzosas de baja resistencia a la

compresión simple, posiblemente por alteración hidrotermal, por la baja resistencia de

las estructura mineralógica y la presencia de grafito, otro factor que reduce la

estabilidad en esta litología es el alto grado de fracturación que presenta, ya que

estas se encuentran estratificadas. En campo se aprecia una gran inestabilidad en

esta litología, por lo que el peso asignado fué de 5, que representa una alta

susceptibilidad.

Finalmente los depósitos aluviales son los depósitos originados por la sedimentación

fluvial, que aparece en los márgenes del Río Zamora, a estos depósitos superficiales

junto con los coluviales se les otorga un valor en el apartado de geomorfología,

aunque se los representa también en este mapa.

29

Tabla 4. Pesos de la variable litología

LITOLOGÍA EDAD FORMACION LITOLOGÍA PESO

Jurásico medio Batolito de Zamora

Granodiorita alta dureza 1


Granito alta dureza 1

Jurásico superior F.Chapiza Tobas, alta dureza, fracturado 2


Granito muy meteorizado 5

Cretácico/Aptiense F.Hollín Areniscas muy meteorizadas 5

Cuaternario/Holoceno Depósitos aluviales 5

Fuente: El autor.

3.4.1.4. Mapa Geomorfológico

En este apartado se realiza un análisis de las formas moldeadas sobre la superficie

terrestre, expresando sus resultados a través de la identificación y zonificación de

unidades geomorfológicas, mediante técnicas de fotointerpretación a partir del DTM

(Modelo digital del terreno), se utilizan varias técnicas de visualización del terreno para

una mejor interpretación, como: mapas hipsométricos, visualización de los

ortomosaicos en 3D con anáglifos y renders del terreno a través de un programa SIG.

La delimitación geomorfológica se realiza considerando las características morfo

genéticas, morfo dinámicas y morfo métricas, que presenta el terreno ya sean

formados por procesos tectónicos o erosivos, sedimentarios, fluviales, entre otros, y su

relación como factor influyente al movimiento, el nombre representativo de cada grupo

genético se lo obtuvo a partir del Catálogo descriptivo de objetos geomorfológicos del

Ecuador (Barinagarrementeria, 2014) creado en el Programa SIGTIERRAS

“Levantamiento de cartografía temática a escala 1:25000 de Ecuador”.

Las principales características morfológicas de la zona de estudio son las siguientes:

1.- Unidad ambiental:

Son áreas homogéneas por sus características físicas, bióticas y por su relación con

procesos ecológicos; donde el criterio básico utilizado para la delimitación es el del

30

paisaje, entendido como la interrelación o articulación de los elementos: relieve,

litología, suelos, usos de suelo y vegetación (Acosta, 2009). El paisaje no es la simple

suma de elementos geográficos separados, sino que es el resultado de las

combinaciones dinámicas, a veces inestables de elementos físicos, biológicos y

antropológicos, que concatenados hacen del paisaje un cuerpo único, indisociable, en

perpetua evolución (Winckell, 1997)

El mapa de Paisajes Naturales del Ecuador escala 1: 1 000 000, realizado por CEDIG

y ORSTOM en el año 1989, sirvió de base para la división de las unidades

ambientales. En la zona de estudio la unidad ambiental es la Zona Subandina.

2.- Gran Paisaje:

Representada como unidad genética, que representa la génesis de formación de las

unidades geomorfológicas, las cuales presentan 3 unidades en la zona de estudio:

Deposicicional: Formas y depósitos ligados a ríos y flujos de agua habitualmente

encauzada; o cualquier tipo de forma originadas por agentes de depositación: agua,

hielo, o el viento.

Denudativo: Formas originadas por procesos de desgaste de la superficie terrestre.

Tectónico erosivo: Formas sin rasgos característicos (geoformas banales), no

ligados a ningún sustrato litológico concreto, de génesis tectónica y modeladas por la

erosión con diferentes grados de intensidad: Relieves ondulados, colinados y

montañosos.

3.- Geoforma:

Define el tipo de la forma del relieve a través de un nombre representativo, enmarcado

en el análisis de las características del paisaje y subpaisaje.

Geoformas de origen deposicional:

Terraza baja y cauce actual (Tb): Comprende tanto el lecho del río como el nivel

directamente superior (terraza baja) ya que resultan difícilmente discriminables. Están

sujetos a una dinámica constante en especial en épocas lluviosas.

Terraza media (Tm): Superficie plana limitada por un escarpe, ubicada por encima de

la terraza baja; corresponde a un antiguo nivel de sedimentación del río. Presenta

pendientes bajas debido a que haya sido ya modelada por la erosión.

31

Terraza alta (Ta): Se ubica sobre la terraza media y corresponde al nivel más antiguo

de depositación del río. Presenta un disectamiento acentuado y vegetación más

frondosa.

Superficie de cono de deyección reciente (Cy): Es una forma de modelado fluvial

que en planta se caracterizan por tener una silueta cónica o en abanico y una suave

pendiente, generándose al final de los valles torrenciales, en las zonas de pie de

monte, donde la pendiente de las laderas enlaza con una zona llana.

Geoformas de origen denudativo:

Coluvión reciente (Cr): Los coluviones se presentan en las partes bajas de las

laderas, producto de la acumulación de materiales (suelo residual y/o fragmentos de

roca) por arroyada difusa, meteorización y movimientos en masa.

Coluvio aluvial antiguo (Co): Formado por la acción de la depositación de materiales

aluviales sumado a los aportes gravitacionales laterales de las formas colinadas que lo

rodean, puede estar cubierto con vegetación más desarrollada, que indica un mayor

nivel de madurez o antigüedad.

Geoformas de origen Tectónico erosivo:

Relieve (R): Elevación producto de la orogénesis y erosionado por agentes como: el

agua, glaciares, viento. Relacionados a rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias

consolidadas, que es categorizado según el desnivel relativo que presente (tabla N° 5)

Tabla 5. Clasificación de los relieves según el desnivel relativo

GEOFORMA DESNIVEL % Pendiente media

Relieve ondulado < 5m 2% a 25%

Relieve colinado muy bajo 5m a 15m 5% a 40%

Relieve colinado bajo 15m a 25m 12% a 70%

Relieve colinado medio 25m a 100m 12% a 70%

Relive colinado alto 100m a 200m 12% a 100%

Relieve colinado muy alto 200m a 300m 12% a 100%

Relieve montañoso > 300m 12% a 100%

Fuente: (Barinagarrementeria, 2014)

Lo mencionado sirve como referencia teórica utilizada para delimitar las unidades

geomorfológicas, como se mencionó en un inicio la digitalización se la realizó a partir

del DTM, en diferentes modos de visualización del terreno. El proceso para digitalizar

las geoformas en el área de estudio fue el siguiente:

32

Primero para una visualización del terreno en sus 3 dimensiones, se utilizó un

programa SIG para realizar un filtro de los colores naturales del ortomosaico, dejando

únicamente los colores a utilizarse con los anáglifos, en este caso rojo y azul,

respectivamente (ver figura 9); una vez obtenido el efecto 3D, se procede a digitalizar

las geoformas y su posterior codificación en una base de datos; el uso alternado de la

visualización en 3D y las ortofotos RGB aportan mayor información para la delimitación

de las geoformas; cabe recalcar el buen aporte de la escala del DTM para realizar este

procedimiento.

Figura 6. Digitalizando de geoformas mediante anáglifos. Fuente: El autor.

Se alternaba el uso de programas SIG que permitieran realizar otro tipo de medidas

para delimitar una geoforma, como: determinar el desnivel relativo y la pendiente

media de las geoformas que se enmarcan dentro del grupo genético tectónico erosivo

según la tabla 5; para geoformas del grupo denudativo y deposicional fue fundamental

las pendientes, ya que sirve para diferenciar del grupo tectónico erosivo.

Los niveles de terrazas, se encontraban cubiertos por materiales de arrastre de las

laderas, lo que presentaba inconvenientes para su delimitación en la visualización 3D,

por lo que se procedió a generar perfiles a una distancia acorde al relieve del terreno,

como se muestra en la figura 11, se podía apreciar la diferencia marcada por cada

nivel de terraza, definiendo como una terraza más antigua al cambio sustancial de

altura y pendiente pronunciada.

33

Figura 7. Niveles de terrazas aluviales, determinadas mediante perfiles topográficos transversales al río, en Global Mapper 16.0.

Fuente: El autor.

A partir de la digitalización se creó una base de datos (tabla de atributos) con la

descripción, grupo genético y nombres de las geoformas, ver tabla 9, luego de lo cual

se realizó un análisis de cada geoforma y su relación con los fenómenos de remoción

en masa; debido a que el análisis de la susceptibilidad por movimientos en masa se

realiza a través del método heurístico, en el cual el evaluador determina la influencia

de cada factor, según las condiciones de la zona, esto está en dependencia de las

observaciones de campo

34

Tabla 6. Pesos y códigos utilizados en la variable geomorfología.

UNIDAD MORFOLOGICA FORMA DE RELIEVE COD. Pesos

UN

IDA

D G

EN

ÉT

ICA

DE

PO

SIC

ION

AL

TERRAZA ALUVIAL

Terraza baja y cauce actual Tb 1

Terraza media Tm 1

Terraza alta Ta 1

Terrazas indiferenciadas Ti 2

CONO

Superficie de cono de deyeccion reciente

Cy 5

Superficie de cono de deyeccion antiguo

Cds 4

DE

NU

DA

TIV

O COLUVION

Coluvion reciente Cr 5

Coluvion antiguo Can 4

COLUVIO ALUVIAL Coluvio aluvial reciente

Cv 5

Coluvio aluvial antiguo Co 4

TE

CT

ON

ICO

ER

OS

IVO

RELIEVE

Relieve colinado muy bajo R2 2

Relieve colinado bajo R3 2

Relieve colinado medio R4 3

Relieve colinado alto R5 3

Relieve colinado muy alto R6 4

Relieve montañoso R7 5

Fuente: El Autor

35

3.4.2. Amenaza por Inundación.

Este parámetro se lo obtiene a través de la implementación de los SIG en la hidráulica

de flujos en canales abiertos, de manera que se pueda obtener parámetros

geométricos de las condiciones de circulación del flujo, así como de su entorno,

debidamente georreferenciados; previo una simulación del comportamiento del fluido

para un nivel máximo instantáneo de crecida, también se puede representar sus

resultados sobre ortofotos actuales del terreno.

La simulación hidráulica se realiza a través del software Hec-Ras en su versión 4.1

(código abierto), basado en la ecuación unidimensional de la energía, considerando

pérdida de energía por fricción, mediante la muy conocida ecuación de Manning, esta

ecuación es directamente proporcional a las condiciones topográficas y ambientales

de la zona; esta simulación se realiza para un caudal máximo instantáneo, por lo que

las condiciones de flujo se simularán para un régimen permanente, obtenido a través

de la estación hidrométrica ubicado cerca de la zona de estudio.

3.4.2.1. Geometría del cauce mediante un SIG y HecGeoras.

El Hec-Georas (código abierto) es un conjunto de procedimientos, herramientas y

utilidades especialmente diseñadas para procesar datos georeferenciados que

permiten bajo el entorno de los Sistemas de información geográfica (SIG), facilitar y

complementar el trabajo con el Hec-Ras; trabajando como una extensión de ArcGis,

desarrollada conjuntamente por el Hydrologic Engieneering Center (HEC) del United

States Army Corps of Engieneers y el Enviromental System Reserch Institute (ESRI).

Este programa crea un archivo para importar a HEC-RAS datos geométricos del

terreno, incluyendo cauce del río, secciones transversales, bancos, sobrebancos.

Posteriormente se calibra el modelo hidráulico con el caudal máximo de crecida

instantáneo, obtenido de los anuarios hidrológicos del (INAMHI, 2004), finalmente los

resultados de calados y velocidades se exportan desde HEC-RAS a un SIG y pueden

ser procesados para obtener el mapa de amenaza por inundación.

Para la modelación en el HEC-GeoRAS es necesario trabajar en base a un Modelo

Digital del Terreno (MDT), en formato digital TIN (Triangulated Irregular Network), del

cual se dibujarán los datos geométricos y las secciones transversales.

36

A continuación se explica los pasos realizados:

1. A partir del MDT creamos el TIN, el cual lo cortamos en los alrededores del río,

para una mayor rapidez del programa.

1.1 Dibujar el cauce, por el eje del río; muy importante, esto se lo realiza de

aguas arriba a aguas abajo del cauce.

1.2 Dibujar las líneas que definen el margen, “Banks”

1.3 Dibujar los “flowpaths” o centroides de las zonas por donde preveamos que

circulará el flujo de agua; de deben digitalizar de aguas arriba a aguas

abajo, una por cada lado del río, y otra por el eje, pero como ésta ya se ha

dibujado, aceptamos la opción del programa “créate flowpath layer”

1.4 Dibujar las secciones transversales

Las reglas para generar esta capa, son:

- No se pueden cortar dos secciones contiguas

- Las secciones cortan perpendicularmente al flujo

- Se digitaliza de margen izquierdo a margen derecho, y solo deben

cortar una vez a los “banks”, cauce del río y “flowpaths”

Resultado de la geometría obtenida con la extensión HecGeoras:

37

Figura 8. Geometría del cauce del río. Fuente: El autor.

38

3.4.2.2. Calibración del modelo en Hec-Ras.

Una vez definida la geometría del río, se necesita establecer las condiciones

hidráulicas de simulación, precisamente una de las variables que más influye en el

comportamiento del modelo es el coeficiente de rugosidad, por lo que se estableció los

valores de rugosidad de cada una de las secciones transversales, las cuales están en

dependencia de la topografía y condiciones ambientales de la zona, por lo que para

determinar valores que se asemejen a las condiciones reales, se utilizó el mapa de

cobertura vegetal a detalle, realizado en el apartado 3.4.2.2, y el relieve analizado a

partir del MDT (Modelo digital del terreno); los siguientes parámetros a determinar son

las condiciones de flujo, las cuales se simularán para un caudal máximo instantáneo,

obtenido a través de una estación hidrométrica cercana, este caudal será constante

para todo el tramo a analizar, y no variará con el tiempo, por lo que la simulación se la

realizará para un régimen permanente.

3.4.2.3. Coeficiente “n” de Maning

El coeficiente de rugosidad representa la resistencia al flujo de agua en cauces y

llanuras de inundación, seleccionar adecuadamente un valor de “n” significa hacer una

buena estimación de la resistencia al flujo en un determinado cauce.

A continuación se explica cómo interviene cada coeficiente al flujo de agua, ya que

estos valores varían entre cada sección transversal, incluso dentro de una misma

sección, los valores calculados y usados en la simulación se detalla en Anexos de

tablas.

Para la determinación de los coeficientes de Manning existen diferentes métodos,

entre ellos el más usado es el método de (Cowan, Estimating hydraulic roughness

coefficients, 1956), donde se define un valor de rugosidad base. Al valor de rugosidad

base se le adicionan los efectos producidos por la morfología del cauce y la

vegetación. Una recopilación de los métodos e información disponible para este caso

se detalla en el manual del U. S. Geological Survey resultado de las investigaciones

realizadas por (GEORJE J. ARCEMENT, 1989; Chanson, 2002). El USGS recomienda

valores Manning base para canales de arena y canales naturales estables.

39

Figura 9. Variable de Mannig “nb” para flujo en canales abiertos. Fuente: (Modificado de Alridge y Garret 1973, tabla 1)

Para obtener el valor nb para el Río en estudio, se hizo un análisis visual en campo del

tamaño medio de los cantos, lo cual para la energía de arrastre que tiene este río, es

muy fácil determinar el tamaño medio de las partículas que predominan en el cauce,

de acuerdo a la tabla, tomando valores de entre grava gruesa y canto rodado.

Luego de determinar el coeficiente, se realiza una corrección por efecto de los

siguientes factores.

“n1” Factor de corrección por las irregularidades de la superficie:

“n2” corrección por la variación en la forma y tamaño de las secciones

“n3” corrección por efecto de las obstrucciones

“n4” corrección por la vegetación y las condiciones de flujo

“m” factor de corrección por efecto de los meandros

Se calcula el valor “n” final a utilizar el en modelamiento hidráulico, mediante la

siguiente expresión:

n = ( nb + n1 + n2 + n3 + n4 ) ∗ 𝑚

40

3.4.2.3.1. Factor “n1”.

Cuando se seleccione los valores “n” del canal, se deberá considerar la profundidad de

flujo. Si la profundidad de flujo es somera en relación del tamaño de los elementos

rugosos, el valor n puede ser grande. El valor n decrece a medida que se incrementa

la profundidad, excepto cuando las márgenes del canal sean mucho más rugosas que

su lecho, o cuando una capa de vegetación densa cubra el canal en agua no

profundas.

Cuando el ancho y la profundidad del río es pequeña, la rugosidad causada por

márgenes escarpadas, árboles y raíces expuestas a lo largo de los márgenes pueden

ser descritos por ajustes específicos.

En la tabla 7 modificada por (Garrett, 1973) se muestran valores de coeficientes que

afectan a la rugosidad del canal en base a factores predominantes en el canal.

Tabla 7. Coeficiente de corrección "n1"

Condiciones

del canal

Ajustes del

valor de "n1"

Ejemplo

Grado de irregularidad

Suave 0 Comparado con el canal más suave existente para

un material estándar

Menor 0.001-0.005 Canales degradados, que presenten erosiones

tenues o pendientes laterales erosionados

Moderada 0.006-0.010 Rugosidad de fondo moderada, y pendientes

laterales erosionadas en roca

Severa 0..11-0.020 Severamente erosionado, con márgenes

escarpadas

Fuente: (Modificado de Alridge y Garret 1973, tabla 2)

3.4.2.3.2. Factor “n2”.

El valor de “n” no está afectado significativamente por los grandes cambios en la forma

y tamaño de la sección transversal, si estos son graduales y uniformes. Una gran

rugosidad, generalmente está asociada con alternaciones entre secciones

41

transversales grandes y pequeñas, así como meandros muy cerrados, obstáculos, y

desplazamientos extremo-a-extremo de canales con bajo nivel de agua.


Variaciones de la sección tranversal (n2)

Condiciones del canal

Ajustes del valor de "n2"

Ejemplo

Gradual 0 El tamaño y forma de la sección transversal del canal cambia gradualmente

Ocacionalmente alternado

0.001-0.005 Ocacionalmente se alternan secciones transversales grandes y pequeñas, o el flujo puede variar de lado a lado, ocacionando cambios en la forma de la sección transversal

Frecuentemente alternado

0.010-0.015 Frecuentemente se alternan secciones transversales grandes y pequeñas, o el flujo frecuentemente varía de lado a lado ocacionando cambios en la forma de la sección transversal


3.4.2.3.3. Factor “n3”.

Hace referencia a obstrucciones tales como troncos, escombros, material pétreo

grueso, y pilotes de puentes, disturban el patrón de flujo en un canal, e incrementan la

rugosidad.

Es directamente proporcional a: el tamaño de la obstrucción en relación con la sección

transversal; y del número, distribución y espaciamiento de las obstrucciones.


Efecto de las obstrucciones(n3)

Condiciones del

canal

Ajustes del valor de

"n3"

Ejemplo

Insignificante 0.000-0.004 Obstrucciones un poco dispersa, en

las cuales incluyen depósitos de

desechos, troncos raíces expuestas,

que ocupen un área menor al 5% de

42


la sección transversal

Menor 0.04-0.05 Las obstrucciones ocupan menos del

15% del área transversal, y el

espaciamiento entre las

obstrucciones sea tal que la esfera de

influenciaalrededor de una

obstrucción, no se extienda hasta la

esfera de influencia de otra

Apreciable 0.020-0.03 Las obstrucciones ocupan entre el

15% y 50%del área de la sección

trnsversal, ocaciona atascamientos

en partes de la seccion transversal.

Severa 0.005-0.015 Las obstrucciones ocupan mas del

50% de la sección transversal, o el

espacio entre ellas es tan pequeño

que cauce turbulencias.


3.4.2.3.4. Factor “n4”.

Este factor incluye a la vegetación como elemento que disminuye la velocidad de flujo,

el cual depende la profundidad de flujo, del porcentaje de perímetro mojado que se

encuentra cubierto por vegetación, y la alineación de la vegetación con relación al

flujo.




Ajustes del valor de "n3" Ejemplo

Pequeña 0.002-0.010 Crecimiento denso del césped flexible, hierba creciendo donde la profundidad promedio del flujo es al menos dos veces la altura de la vegetación

43


Mediana 0.10-0.025 Hierba gruesa moderadamente densa, árboles pequeños creciendo en donde la profundidad promedio del flujo es dos a tres veces la altura de la vegetación; Vegetación moderadamente densa, similar a sauces de entre 1 a dos años d edad, creciendo a lo largo de las márgenes , y con evidencia de vegetación insignificante en el fondo del canal

Grande 0.025-0.050 Césped creciendo donde la profundidad promedio del flujo igual a la altura de la vegetación, sauces de 8 a 10a años de edad, o plantas de algodón intermedias con cierta vegetación donde el radio hidráulico es mayor a 0.61

Muy grande 0.05-0.1 Césped creciendo donde la profundidad promedio del flujo es menor a la mitad de la altura de la vegetación; árboles espesos de sauce de alrededor 1 año de edad, creciendo con hierba a lo largo de las pendientes de las márgenes.


3.4.2.3.5. Factor “m”.

Considerado como grado de forma meándrica, directamente proporcional a la longitud

total de un canal meándrico en el tramo a ser considerado, y la longitud recta del tramo

del canal.

Tabla 11. Grado de forma meándrica "m"

Grado de forma meándrica (m)


Ajustes del valor de "m"

Ejemplo

Grado de irregularidad

Menos 1 Relación entre la longitud del canal y la longitud del valle es de 1.0 a 1.2

Apreciable 1.15 Relación entre la longitud del canal y la longitud del valle es de 1.5

Severa 1,3 Relación entre la longitud del canal y la longitud del valle es mayor 1.5


44

3.4.2.4. Caudal a simular.

El caudal es otro factor de suma importancia en el modelado hidráulico, para lo cual si

este se fuera a simular en un régimen no permanente, se requiere de un estudio

hidrológico a detalle del río Zamora y los aportes de las cuencas hidrográficas en la

zona de estudio; siendo este un objetivo de tesis única, se consideró la información de

la estación hidrométrica ubicada en el Río Zamora de código H0889: Latitud 4° 3´49”,

Longitud 78°57´1”, Altura 922msnm.

Se tomó en consideración el caudal máximo instantáneo de crecida en los últimos 20

años, con el objetivo de justificar la falta de estudio hidrológico de las cuencas que

aportan caudal al río principal, aguas debajo de la estación; según los anuarios

hidrológicos del INAMHI, se tomó como valor máximo 787.098 m3/s (INAMHI, 2004)

correspondiente al mes de junio del 2004.

3.4.2.5. Métodos de cálculo.

Los métodos de cálculo para el flujo en canales abiertos, pueden ser no uniforme y a

régimen permanente (estacionario) o régimen no permanente (no estacionario). En el

primer caso se tiene que para un mismo caudal, se produce la variación del calado en

el canal en función de la longitud del mismo con una distribución de velocidades no

uniforme. Para el segundo caso se produce una variación del calado en función del

tiempo, por lo tanto se produce una variación en el caudal. Este comportamiento

obedece al régimen hidrológico. Como se mencionó en el ítem anterior, el caudal es

constante en todo el tramo de estudio, con lo que la simulación se realizará para un

régimen permanente.

3.4.2.6. Análisis en régimen permanente.

El caudal es un valor constante a lo largo del tramo de estudio, lo cual según el

anuario hidrológico (INAMHI, 2004) es de 787.098 m3/s, al ingresarlo el programa

reconoce por defecto el mismo valor para todas las secciones transversales dibujadas.

45

Condiciones de frontera

Las condiciones de frontera son necesarias para establecer la superficie de agua

inicial en el extremo del sistema, aguas arriba y aguas abajo. Cuando se calcula un

flujo a régimen subcrítico, solo se necesita definir condiciones de frontera en el

extremo aguas abajo, pero cuando se calcula un flujo a régimen supercrítico, son

necesarias las condiciones de frontera aguas arriba. Finalmente, si el cálculo se

realiza para un flujo mixto, son necesarias las condiciones de frontera en los dos

extremos del sistema. Se espera que el régimen del flujo varíe de acuerdo a la

longitud y pendiente del mismo, al tener una pendiente mayor al 1%, por lo que

adoptamos un calado crítico para aguas arriba y aguas abajo.

Paso final, simular la inundación en el programa. Una de las maneras de presentar los

resultados en Hec-Ras es su vista en perspectiva X-Y-Z.

Figura 10. Inundación en la perspectiva de Hec-Ras. Fuente: El autor.

46

3.5. Fase 4. Muestreo de suelos y ensayos de laboratorio.

3.5.1. Muestreo de Suelos.

El objetivo de este proyecto de investigación es conocer las características físico-

mecánicas de los suelos en el área de estudio, para realizar una zonificación

geotécnica de acuerdo a sus características ingenieriles. Para ello se realizó un

muestreo representativo de manera que los resultados puedan representar las

características naturales del terreno en el área de estudio; se tomó muestras a una

profundidad desde 1.5 a 3 metros, para cimentaciones superficiales.

Con el objetivo de clasificar los diferentes tipos de suelos que existen en el proyecto se

utilizó el sistema unificado de clasificación de suelos SUCS, en base a su

granulometría, límite líquido, limite plástico y su índice de plasticidad, representando

una primera clasificación geotécnica de los suelos; además se tomó muestras

inalteradas para realizar el ensayo de compresión simple según la norma AASHTO-

T208, el objetivo de este ensayo fue obtener parámetros de esfuerzo máximo que

soporta un suelo antes de la rotura, sometido a una fuerza uniaxial en condiciones no

drenadas, con estos valores se procede a calcular la capacidad admsible del suelo

según la teoría de capacidad de carga (Terzagui, 1943 ).

Se muestreó 6 muestras en la zona de estudio, dividiendo tres muestras para el área

que corresponde del margen izquierdo del río hacia el oeste y tres muestras del

margen derecho del río hacia el este; se tomó muestras representativas por cada

calicata realizada, con lo cual se utilizará para los ensayos de clasificación parámetros

de resistencia al corte.

Es importante destacar que en la elaboración del proyecto se contaba con el auspicio

del GAD de Zamora para realizar estos ensayos, sin embargo en el desarrollo de la

misma al empezar los muestreos el GAD no financió la realización de ensayos de

campo ni de laboratorio por lo que se minimizo el muestreo y ensayos.

47

Figura 11. Ubicación del muestreo de suelo. Fuente: El autor.

48

3.5.2. ENSAYOS DE LABORATORIO.

3.5.3. Contenido de Humedad.

Para calcular el contenido de humedad se realizó de acuerdo al procedimiento que

indica la norma ASTM D 2216-71, AASHTO T 265-93, para calcular el contenido de

humedad se procede a tomar una muestra representativa del total de la muestra de

suelo; sobre un recipiente previamente etiquetado y pesado sobre una balanza de

precisión, se coloca la muestra en el recipiente, y se vuelve a pesar el recipiente +

muestra húmeda, se procede al secado en un horno a una temperatura de 110 +- 5

°C, por un tiempo estimado de 15 a 16 horas, pasado el tiempo de secado se vuelve a

pesar el recipiente + muestra seca, para obtener el porcentaje de agua del suelo, el

porcentaje de humedad se calcula mediante la siguiente fórmula:

𝐖% =𝑾𝒂𝒈𝒖𝒂

𝑾𝒔𝒖𝒆𝒍𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐∗ 𝟏𝟎𝟎

Para obtener resultados confiables, se realizan dos ensayos por cada muestra de

suelo, y el contenido de humedad final, será el promedio de estos ensayos realizados,

los resultados para cada muestra se encuentra en anexos de tablas.

3.5.4. Límites de Attreberg.

Atterberg demostró que la plasticidad no es propiedad permanente de las arcillas, si no

circunstancial y dependiente de su contenido de agua.

3.5.5. Limite Líquido.

El límite líquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en porcentaje del

suelo secado al horno, cuando este se halla en el límite entre el estado plástico y el

estado líquido.

Para obtener este parámetro se procedió de la siguiente manera:

Se toma una muestra aproximadamente 200 gr. secada al ambiente que pase por el

tamiz N# 40, se mezcla la muestra con 15 a 20 ml de agua destilada, revolviendo

alternadamente, con el fin de homogenizar la muestra, es muy importante mezclar

completamente por cada porción de agua añadida; con una espátula añadimos una

49

porción de la mezcla sobre la copa de casa grande (equipo recomendado según la

norma ASTM D 4318, AASHTO T-89-02), emparejándolo, comprimiendo hacia abajo

hasta alcanzar una profundidad de 10ml, con una firme pasado del ranurador se hace

una abertura en la parte central de la muestra, para lo cual se mantendrá el ranurador

normal a la superficie interior de la copa; se acciona el casa grande para alzar y dejar

caer la copa a una velocidad de dos golpes por segundo, hasta lograr que las dos

mitades de la muestra se pongan en contacto en el fondo de la ranura, a lo largo de

una distancia cerca de 13mm, se registra los golpes.

El objeto de este procedimiento es obtener muestras de tal consistencia que por lo

menos una de las determinaciones del número de golpes requerido se halla en cada

uno de los siguientes rangos: 15-20 golpes el primero, 20-25 el segundo ensayo, 25-

30 en tercer ensayo y de 35-40 el cuarto.

Por cada ensayo realizado se toma una muestra del ancho de la espátula, colocar

cada una de estas muestras en un recipiente identificado, de manera que habrán

cuatro recipientes por los cuatro ensayos realizados, se los pone a secar en horno a

una temperatura de aproximadamente 110 +-5 °C, por un tiempo estimado de 15 a 16

horas.

Se calcula el contenido de humedad, por cada ensayo realizado, luego sobre una hoja

logarítmica se grafica en el eje de las ordenadas el contenido de humedad, y en el eje

de las abscisas el número de golpes requerido para cerrar la abertura.

3.5.6. Limite Plástico.

Se denomina límite plástico al bajo contenido de agua en el cual el suelo sigue siendo

plástico de un estado semi-solido a sólido.

Para obtener el límite plástico se procede la siguiente manera:

Se toma aproximadamente 15gr de la muestra amasada para el ensayo del límite

líquido, se forma una esfera, para luego sobre una superficie de vidrio esmerilado

formar un elipsoide con la superficie de la mano a una presión estrictamente necesaria

para moldearlo hasta que tenga un diámetro de aproximadamente 3mm, si hasta este

punto el suelo no se ha agrietado, se debe volver a repetir el proceso hasta lograr

50

dicho fracturamiento; se coloca esta muestra sobre un recipiente identificado para

luego poner a secar en un horno a una temperatura de 110 +-5°C en un tiempo

estimado de 15 a 16 horas.

Se repite el ensayo con otra muestra para obtener un promedio de sus resultados;

luego de secar la muestra al horno, se obtiene el contenido de humedad de las

muestras ensayadas, el límite plástico es el promedio del contenido de humedad de

las dos muestras ensayadas.

3.5.7. Índice de Plasticidad.

Se puede definir el índice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre su límite

líquido y límite plástico.

IP = L.L –L.P

3.5.8. Granulometría.

El objetivo de este ensayo es determinar cuantitativamente la distribución del tamaño

de partículas del suelo.

Se toma una muestra representativa de acuerdo a la norma AASHTO T-88-00 y ASTM

D-422 secada al horno una temperatura 110 +- 5 °C por un tiempo estimado de 15 a

16 horas, se procedió a saturar la muestra destinado para el ensayo, en un recipiente

paulatinamente se llena de agua hasta que las partículas se encuentren totalmente

sueltas, para luego mediante el lavado sobre el tamiz # 200 (abertura 0.075mm)

separar las partículas de menor tamaño. Una vez seca la muestra se efectúa el

ensayo de granulometría para la porción retenida.

Se colocan los tamices en el orden establecido por la norma, de los de mayor diámetro

arriba, los tamices más finos, abajo, tal como se muestra a continuación:

51

Tamiz # 3/8

Tamiz # 4

Tamiz # 10

Tamiz # 40

Tamiz # 60

Tamiz # 100

Tamiz # 200

FONDO

Figura 12. Equipo de granulometría, laboratorio de suelos de la UTPL. Fuente: El autor.

Se coloca la muestra en la serie de tamices, que se encuentra en la parte superior, y

en un equipo se somete a vibración y rotación, por un tiempo estimado de 10min,

reteniéndose las partículas en cada tamiz de acuerdo a su tamaño.

Se pesa cada uno de los tamices con el material retenido, para mediante la diferencia

del peso de cada tamiz vacío, obtener el peso del suelo retenido en las diferentes

mallas; con este valor y el tamaño de abertura de la malla de los tamices, se grafica la

curva granulométrica, los resultados de cada muestra se encuentran en los anexos de

tablas.

52

3.5.9. Compresión Simple.

El objetivo es determinar la resistencia a la compresión no confinada de suelos

cohesivos bajo condiciones inalteradas o remoldeadas, según la norma AASHTO T –

208 aplicando carga axial, usando cualquiera de los métodos: resistencia controlada o

deformación controlada. Sirve únicamente para suelos cohesivos.

Según la norma AASHTO T – 208, este tipo de ensayo se utiliza para determinar la

resistencia de un material ante un esfuerzo de compresión uniaxial, donde la probeta

de suelo sobre la que se realiza el ensayo no tiene soporte lateral, en condiciones no

drenadas, es decir la presión de poros ejerce una presión interna en el suelo; con el

ensayo de compresión simple se obtiene el esfuerzo ultimo del suelo, parámetro que

nos servirá para el cálculo de la capacidad admsible del suelo según (Terzagui, 1943 ).

Se perfila muestras con una longitud de 2-3 el diámetro de la probeta. Se aplica una

carga axial y a medida que la muestra se deforma crecientemente se obtiene cargas

correspondientes. Se registran datos de carga y deformación.

Se coloca la probeta de suelo sobre una prensa que aplica carga axial al suelo, este

equipo contiene un dial que mide la carga aplicada al suelo y un deformímetro que

mide la deformación de la probeta ante la carga aplicada; el método utilizado para este

ensayo fue de deformación controlada, consiste en lo siguiente: ante un rango de

deformación mediada por el dial de deformación en mm (las dos primeras lecturas son

cada 5mm, luego cada 10mm) se registra la carga aplicada a la probeta, marcada en

el dial de carga, se realiza estas lecturas paulatinamente hasta la carga sobre la

muestra decrece significativamente, la carga se mantiene constante por cuatro

lecturas, la deformación sobrepasa significativamente el 20% de la deformación

unitaria. Además se determinará el contenido de humedad.

53

Figura 13. Equipo de compresión simple, laboratorio de suelos de la UCG. Fuente: El autor.

A esta altura del ensayo la probeta ya ha experimentado una gran deformación, o ha

fallado de manera tal que no se registrará incrementos de carga. En estos tipos de

suelos finos cohesivos, es muy particular que fallen por aplastamiento.

3.5.10. Calculo de la capacidad de carga admisible.

La capacidad de carga admisible calculada en este apartado da un valor que cuantifica

el máximo valor permisible de un suelo bajo condiciones de laboratorio, considerado

54

por el autor para establecer una zonificación en base a este valor, y tener una idea de

las condiciones constructivas del área de estudio.

(Terzagui, 1943 ) fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la

capacidad de carga última de cimentaciones superficiales rugosas. De acuerdo con

esto, una cimentación es superficial si la profundidad Df de la cimentación es igual a 3

o 4 veces el ancho de la misma. El cálculo para la capacidad de carga última se

realizó para este tipo de cimentaciones superficiales, todos los muestreos se

realizaron para profundidades menores a los 3m.

La ecuación a implementar para los cálculos, está en función del tipo de falla a

producirse en el suelo al aplicar una carga igual a la capacidad de carga última,

existiendo tres tipos de falla a producirse: falla por corte general, falla por corte local,

falla por punzonamiento. La falla por corte local fue la adecuada para el tipo de suelo

en estudio, ya que presentan altas deformaciones cerca de producirse la falla. Con lo

que la capacidad de carga última del suelo es:

qu= 0.867cŃć + qN´q + 0.4 ϒBN´ϒ

Donde:

c´= cohesión del suelo.

ϒ= peso específico del suelo.

q= ϒDf ; Df= Profundidad de desplante.

Nć,N´q, N´ϒ= Factores de capacidad de carga adimensionales que están únicamente

en función del ángulo ϕ de fricción del suelo.

Según (M.Das, 2010) el cálculo de la capacidad de carga admisible bruto de

cimentaciones superficiales requiere de la aplicación de un factor de seguridad (FS) a

la capacidad de carga última bruta. Con lo que se obtiene mediante la siguiente

expresión:

Qadm= qu / FS

El factor de seguridad FS debería ser de por lo menos 3 en todos los casos.

Los valores de capacidad de carga admisible de los suelos analizados, se presentan

en los resultados de este proyecto; los valores obtenidos en el ensayo de compresión

simple así como los cálculos para obtener la carga última, se presentan en el anexo de

tablas.

55

3.6. Fase 5. Análisis de expansión urbana.

La metodología seguida en las fases anteriores, se analizan en esta fase para

determinar las zonas que no estén expuestas a los fenómenos naturales analizados,

como son: susceptibilidad a movimientos en masa y amenaza a inundación; así

determinar las zonas aptas para urbanizar.

En esta fase también se analiza las zonas que cumplan con las normativas vigentes

en el país, para una correcta planificación territorial como COOTAD e INEN, las

normativas utilizadas son las siguientes:

De acuerdo al Art. 430 “Uso de Ríos, playas y quebradas” (COOTAD, 2010 ) “Los

gobiernos autónomos descentralizados metropolitanos y municipales, formularán

ordenanzas para delimitar, regular, autorizar y controlar el uso de las playas de mar,

riberas y lechos de ríos, lagos, lagunas y quebradas de acuerdo a la constitución de la

ley”. (INEN, 1988) Apartado 3 “Requisitos de localización”, literal 3.6 “El terreno

urbanizable debe estar separado de las riberas del mar, lago naturales o ríos, por una

distancia mínima de 50 metros, y de los bordes de quebradas por una distancia

mínima de 10 metros, destinándose las áreas de separación a la preservación del

ambiente natural y al uso comunal recreativo”. Por lo cual el GAD cantonal de Zamora

al ser una institución descentralizada, establece por su propia ley un margen de

protección para ríos y quebradas, ver tabla 19. Se realiza el mapa de protección de

riberas de ríos y quebradas tomando como eje el sistema de drenajes calculado a

partir del DTM, e identificado en campo (se determinaron mayor cantidad de

quebradas perennes, del cartografiado por el IGM): realizando un buffer de 15 m. a

cada lado del eje de una quebrada, y 30 m. a los lados del río principal.

Tabla 12. Margen de protección de ríos y quebradas.

Tipo de drenaje Margen de protección

Quebradas 15m

Ríos 30m Fuente: (COOTAD, 2010 ), (INEN, 1988). Elaborado: El autor.

(INEN, 1988) Apartado 4 “Requisitos físicos”, literal 4.3 “El terreno urbanizable no debe

tener una pendiente mayor del 30%. En el caso de pendientes muy variadas, este

requisito debe aplicarse al 80% del área”

56

A partir de esta normativa se genera un nuevo mapa de pendientes distinto al

generado para el cálculo de la susceptibilidad a movimientos en masa, ya que este

tendrá como objetivo establecer las zonas que cumplan con estas pendientes menores

o iguales al 30%.

Para fines del análisis de aptitud urbana, las dos condiciones mencionadas, margen de

protección del recurso hídrico y pendientes urbanizables, se establecerán dos clases:

una con las zonas que cumplan las condiciones de las normativas, que tendrán un

valor de 1, y las clases con las áreas que no cumplan, con un valor 2.

Tabla 13. Pendientes urbanizables

Pendientes (%) Peso

0% a 30% 1

>30% 2 Fuente: (INEN, 1988). Elaborado: El autor.

Finalmente para determinar las zonas aptas para urbanizar se utilizan los resultados

generados en las fases anteriores y los considerados en la actual, como son:

- Mapa de susceptibilidad por movimientos en masa

- Mapa de amenaza por inundación

- Mapa de pendientes según (INEN, 1988)

- Mapa de protección de riberas según (INEN, 1988) y (COOTAD, 2010 )

57

4. RESULTADOS Y ANALISIS

58

4.1. Factores para el análisis de susceptibilidad por movimientos en masa.

4.1.1. Inventario de movimientos en masa.

Se inventarió un total de 20 movimientos en masa, de los cuales según la clasificación

general de los movimientos de ladera (Vallejo, 2002) 17 de ellos corresponden a

movimientos tipo Flujo, que se desencadenan por las altas precipitaciones, típicas de

la zona de estudio, así como altas pendientes y la baja resistencia al corte de los

suelos; tres de los movimientos pertenecen al grupo de los deslizamientos

rotacionales, un movimiento presente en las areniscas de la Formación Hollín que

presentan un alto grado de fracturación, en el cual las discontinuidades no constituyen

superficies de debilidad preferentes, y la meteorización del macizo rocoso es muy alta,

que provoca que el comportamiento geomecánico del macizo rocoso sea de un suelo.

Figura 14. Inventario de Movimientos en Masa. Fuente: El autor.

59

4.1.2. Mapa de pendientes.

Figura 15. Mapa de Pendientes. Fuente: El autor.

Se observa en la figura 17, que las pendientes más bajas consideradas en el rango de

0-15% presenta un 30% del área total de estudio, ubicadas principalmente a los

márgenes del río Zamora, y en las partes más bajas de las laderas, un área menor

ocupa las pendientes que están en el rango de 15-30%, ubicadas al igual que en el

rango 1; El rango 3 con intervalo de 30-50% están ubicadas en las geoformas de

origen denudativo, y en laderas no muy pronunciadas, mientras que los rangos 4 y 5,

60

con pendientes mayores al 50% se encuentran ubicados principalmente en las zonas

montañosas de origen tectónico erosivo.

4.1.3. Mapa de cobertura vegetal.

Figura 16. Mapa de cobertura vegetal. Fuente: El autor.

En la figura 18 se observa una preponderancia de los pastizales en toda el área de

estudio, con un 31% del área total, ubicadas principalmente en las geoformas de

origen denudativo y deposicional, que han sufrido algún tipo de arrastre o movimiento,

este tipo de vegetación crece sin ningún cuidado previo.; seguido, está el bosque

primario con 23% del área total, ubicados principalmente en las zonas de montaña;

seguido está la vegetación de tipo arbustiva ubicada principalmente en las geoformas

61

de relieve colinado alto; los cultivos se encuentran en su mayor parte en las cercanías

del río Zamora; finalmente las zonas urbanizadas que por el acceso vehicular se

encuentran al margen izquierdo del río Zamora, la mayoría en pendientes menores al

30%, ubicados al pie de las laderas y en las terrazas del río Zamora.

4.1.4. Mapa litológico.

Los datos levantados en campo de las distintas litologías se detallan a continuación:

4.1.4.1. Batolito de Zamora (151ma).

Esta formación ocupa el mayor porcentaje del área de estudio con un 72.2 %

equivalente a 1258.04 Ha del área total, ver tabla 6, que aflora en la parte norte y sur-

oeste, así como en la parte sur-este del polígono de estudio. Afloran de sur a norte,

desde granodiorita a granito; la granodiorita está compuesta por 30% cuarzo, 25% de

hornblenda, 35% de feldespatos, y aproximadamente 10% de otros minerales (se

requiere de análisis petrográfico para porcentajes más exactos), ver fotografía 3.

Fotografías 1. Cartografía geológica, muestra macroscópica de la granodiorita del Batolito de Zamora (UTM X= 730305 Y=9552669) Fuente: El Autor

Para estimar su dureza se requirió de varios golpes con el martillo geológico para

fracturar la matriz rocosa, según ISRM corresponde a una clase R4; el grado de

meteorización según el cuadro 4.4 del libro Ingeniería Geológica (Vallejo, 2002), es

una roca fresca que no presenta signos de meteorización en el macizo rocoso.

62

Por otro lado el granito se encuentra en gran parte muy meteorizado, por lo que su

dureza rodea R2 según ISRM, presenta fracturas de continuidad media 3-10m de

longitud (Vallejo, 2002) así como también se encuentran alteradas, lo que reduce su

resistencia al corte, el espaciado entre discontinuidades es >6000mm que representa

la formación de grandes bloques entre discontinuidades; se diferenció de la

granodiorita porque contiene porcentajes mayores de feldespato potásico, cuarzo y

moscovita, minerales félsicos que dan una tonalidad clara a estas rocas graníticas,

ver fotografía 5.

Fotografías 2. Granito del Batolito de Zamora, muy alterado por lo que su apariencia es de suelo que conserva las características de la roca madre. (UTM X= 734470 Y=9555851). Fuente: El Autor.

El batolito de Zamora, ocupa un 72.2% del área de estudio, aflora de Sur a Norte,

granodiorita hornbléndica y granito con fenocristales de feldespato potásico, para fines

del estudio de susceptibilidad se delimitó estas litologías, ya que en su gran mayoría el

granito de encuentra totalmente meteorizado, pasando de saprolito a suelo, por el

contrario la granodiorita tiene elevada dureza y bajo grado de fracturación.

63

4.1.4.2. Formación Misahuallí (Jsv).

Esta formación aflora en la parte nor-oriental del polígono de estudio, ocupando un

porcentaje de 2.83%, equivalente a un área de 49.28 Ha del área total.

Esta formación está constituida de tobas andesíticas soldadas y lavas, de color verde,

con alto porcentaje de piroclastos y minerales máficos por lo que su color es gris

obscuro, ver fotografía 3, así como cierta presencia de sulfuros, FeS2 (pirita) CuFeS2

(calcopirita) principalmente; respecto a sus características geomecánicas se interpretó

de manera similar que las anteriores, la matriz rocosa se fractura con varios golpes del

martillo geológico, por lo que representa una dureza alta de clase R4 según ISRM, con

un bajo grado de fracturación, continuidad media de 3 a 10m longitud, con

discontinuidades separadas de 600 a 2000mm, con excepciones en que las

discontinuidades son más unidas con un espaciado entre 60-200mm; se inventarió un

movimiento en masa, esto junto con las características geomecanicas mencionadas se

optó por asignar un factor ponderador bajo debido principalmente a la alta dureza que

presenta esta formación, ver tabla 6.

Fotografías 3. Lavas andesíticas de color verdoso de la Formación Misahuallí (UTM X= 735217 Y =9555376). Fuente: El Autor.

64

4.1.4.3. Formación Hollín.

Esta formación aflora de manera discontinua, desde la parte centro norte, al este y

oeste del área de estudio, a los laterales del río Zamora, compuesta de areniscas

cuarzosas muy alteradas (alteración hidrotermal) lo que reduce su resistencia a la

compresión simple de la roca, presenta una dureza de R2 según (ISRM, 1981) que es

una aproximación de la resistencia en campo, se encuentra estratificada y su grado de

fracturación es alto, ver figura 4, presenta discontinuidades de alta continuidad entre

10-20m, espaciados juntos de 60 a 200mm. Estos factores influyen en su inestabilidad

y generadora de grandes movimientos en masa y zonas muy inestables, se inventarió

tres movimientos en masa; el factor ponderador para este tipo de litología fue de 5,

que por sus características geomecánicas, son muy inestables para cualquier tipo de

obra civil; ver fotografía 4, deslizamiento rotacional en areniscas muy estratificadas y

meteorizadas.

Fotografías 4. Areniscas estratificadas de la Formación Hollín (UTM X=733555 Y= 9554065) Fuente: El Autor.

La Formación Hollín aflora de manera discontinua, a los dos márgenes del río Zamora,

con un área menor que la cartografía (CODIGEM, 1994); se encuentra muy alterada y

65

estratificada, ocasionando deslizamientos rotacionales, ya que su comportamiento es

de un suelo; ocupa tan solo 3.71%

4.1.4.4. Terrazas.

Estos depósitos están distribuidos en las zonas aledañas al Río Zamora, compuestos

de gravas arenas y limos, acarreadas por la energía cinética del mismo; se

identificaron tres niveles de terrazas al margen izquierdo del río, terraza baja y cauce

actual, terraza media y terraza alta respectivamente, mientras que en el margen

derecho del río se identificó solo un nivel, correspondiente a la terraza baja y cauce

actual; es importante destacar la dificultad para reconocer entre estos niveles, ya que

se encuentran cubiertos en su mayoría por materiales de origen denudativo y

deposicional provenientes de las laderas; para la identificación de los mismos se

procedió a realizar perfiles transversales al río, según lo descrito en la metodología de

la fase 3.

4.1.4.5. Coluviales.

Generalmente expuestos al pie de las laderas, compuesto de materiales

heterogéneos, con clastos de tamaño variable soportados en matriz limosa, limo

arenosas y arcillosas; en el área de estudio existe un total de 6 coluviones que no

presentan un alto grado de disección, por lo que se los caracterizó como recientes.

4.1.4.6. Coluvio Aluviales.

Distribuidos principalmente a lo largo del Río Zamora, Río Timbara y drenajes

menores que desembocan en el Zamora; respecto al río Timbara, su cauce es muy

pronunciado lo cual es característico de las geoformas coluvio aluviales antiguas

moldeando las geoformas con el mismo nombre en la parte sur-oeste del polígono de

estudio, debido al caudal que acarrea este río está compuesto de clastos de diferentes

tamaños y arena; los pertenecientes a drenajes menores no tienen un cauce muy

disectado, lo cual es típico de materiales coluvio aluviales recientes, por su baja

energía cinética que poseen estos cauces, están compuestos de clastos centimétricos,

de escaza esfericidad y arenas.

Finalmente los depósitos aluviales que conjunto ocupan un área ~22.5% del área

total, principalmente distribuidos en los márgenes del río Zamora y el río Timbara.

66

MAPA LITOLÓGICO

Figura 17. Mapa litológico. Fuente: El autor.

Figura 18. Mapa litológico.

67

4.1.5. MAPA GEOMORFOLÓGICO

Figura 19. Mapa geomorfológico. Fuente: El autor.

68

En la figura 21 se representa las geoformas cartografiadas, que en conjunto dan un

total de 34 geoformas, digitalizadas en el área de estudio; las que ocupan un mayor

porcentaje de área son los relieves del grupo tectónico erosivo, formados en gran

parte por relieves montañosos, R7, con un porcentaje de ~ 25% del área total,

ubicados hacia el norte del polígono, este tipo de geoforma se clasifica con un alto

valor de susceptibilidad, debido a que mientras mayor es el desnivel relativo, las

laderas adquieren un mayor peso de la masa a deslizar; seguido de los relieves

colinado alto con porcentaje de ~ 24 % ubicados al Noroeste, Sureste y Suroeste del

polígono, principalmente en el área de afloramiento de la granodiorita (ver figura 19);

seguido están las geoformas de origen deposicional, como las terrazas bajas, ocupan

3.46% de área, depositadas por el acarreo de material a los márgenes del río Zamora,

muy representativo también los conos de deyección Cy, formados por el modelado

fluvial, la cuales para fines de susceptibilidad se los clasifica con un valor alto, debido

a que son movimientos antiguos, que por factores detonantes se pueden volver a

reactivar; finalmente están las geoformas de origen denudativo, como lo coluviales,,

los cuales son producto de movimientos gravitacionales antiguos, al igual que en los

cono de deyección presentan una alta susceptibilidad a movimiento en masa.

RESUMEN DE ÁREAS

Tabla 14. Área de cada intervalo de pendiente.

Pendiente % Área Porcentaje

0 a 15% 524.41 30.10

15 a 30% 307.77 17.66

30 a 50% 353.38 20.28

50 a 75% 392.68 22.54

> 75% 164.13 9.42 Fuente: El autor

Tabla 15. Áreas de los tipos de vegetación.

Descripción Área (hec) Porcentaje (%)

Arbustiva 386.528 22.18

Bosque primario 413.517 23.73

Cultivos 116.968 6.71

Eriales 114.342 6.56

Pastizales 551.498 31.65

Urbanización 160.603 9.22

Fuente: El autor.

69

Tabla 16. Áreas de cada formación geológica.

Formación Área (Ha) Porcentaje (%)

Batolito de Zamora 1258.04 72.20

Depósitos aluviales 274.49 15.75

Formación Misahuallí 49.28 2.83

Formación Hollín 64.70 3.71

Río Zamora 120.68 6.93

Fuente: El autor.

Tabla 17. Áreas unitarias de cada geoforma.

CODIGO Área (hec2) Porcentaje (%)

CODIGO Área (hec2)

Porcentaje (%)

Tb 317.67 18.23 Cr 60.21 3.46

Ti 14.40 0.83 Cy 35.95 2.06

R7 413.17 23.71 Cr 13.33 0.76

R5 32.90 1.89 Cr 11.34 0.65

R5 40.03 2.30 Cr 17.78 1.02

R5 2.70 0.15 Cr 14.83 0.85

Cy 54.01 3.10 Cr 17.92 1.03

Cr 19.43 1.12 Co 36.85 2.11

Cy 10.58 0.61 Co 68.45 3.93

R5 182.61 10.48 R5 12.15 0.70

R7 33.96 1.95 R5 49.30 2.83

R4 19.42 1.11 R5 27.54 1.58

R4 15.94 0.91 R5 32.18 1.85

R5 56.57 3.25 Cv 18.51 1.06

R5 35.93 2.06 Cv 4.16 0.24

R5 51.64 2.96 Tm 7.52 0.43

Cr 7.81 0.45 Ta 5.68 0.33

Fuente: El autor.

4.2. Mapa de susceptibilidad a movimientos en masa

En la figura 24 se representa el resultado de las clases de susceptibilidad, producto de

la suma de los factores condicionantes establecidos, cada clase representa el grado

de susceptibilidad que presenta el terreno, por ejemplo, una susceptibilidad muy alta,

es la representación de cuatro factores, con valores entre cada clase, factor

ponderador, muy altos, que confluyen en una misma área.

70

También se observa que la validación del mapa de susceptibilidad con los

movimientos en masa inventariados, es el adecuado, ya que sus ubicación coincide

con las zonas de alta y muy alta susceptibilidad.

Se consideró que las zonas de susceptibilidad muy baja y baja, son aptas para uso

urbano, mientras que los de susceptibilidad media, se requiere de un análisis

minucioso para descartarlo o incluirlo de las área de aptitud urbana, para los de

susceptibilidad alta y muy alta, es decisivo que son zonas muy perjudiciales, ya que

confluyen cuatro factores que afectan a la estabilidad de una ladera.

En la tabla 16. Se muestran las áreas y porcentajes de cada intervalo de

susceptibilidad; se observa que los porcentajes más bajos en relación al área total de

estudio, son los de susceptibilidad muy baja y muy alta.

Tabla 18. Área de los intervalos de susceptibilidad

SUSCEPTIBILIDAD Área Porcentaje (%)

Muy Baja 53.94 3

Baja 442.19 25

Media 793.00 46

Alta 405.55 23

Muy Alta 34.07 2

Fuente: El autor

71

Figura 20- Mapa de susceptibilidad por movimientos en masa.

Fuente: El autor.

72

4.3. Modelo de inundaciones.

La figura 25 es una representación a través de un SIG de los resultados obtenidos en

la simulación hidráulica; este tipo de presentación de resultados es muy explícita tanto

para las personas especializadas en la hidráulica como las que no, por su sistema de

referencia y la ortofoto que claramente indica la magnitud de la inundación.

En el resultado podemos observar una rampa de colores en la que indica los calados,

o el incremento de la lámina de agua, y el desbordamiento máximo que puede llegar el

río; mientras en la rampa de colores el azul es más oscuro, indica una profundidad

mayor de la lámina de agua, contrario a ello un azul más claro, indica profundidades

menores.

Importante señalar que el grado de amenaza no depende de la altura de la lámina de

agua, ya que la amenaza es alta en toda el área de desbordamiento presentada,

descartando toda esta área para el análisis de aptitud urbana.

De acuerdo a lo calculado en la tabla 17, tenemos un área de desbordamiento, que lo

obtenemos de restar toda la mancha de inundación mostrada en la figura 25, del área

que normalmente ocupa el agua en el cauce natural del río; de esto se deduce que

hay un porcentaje de 3.25% del área total del polígono, que no se tomará en cuenta

para urbanizaciones.

Tabla 19. Área de inundación.

Área del cauce del río(hec)

Área Total (hec)

Área desbordamiento (hec)

Porcentaje

Río Zamora 120.68 177.314 56.63 3.25%

Fuente: El autor.

73

Figura 21. Mapa de amenaza a inundación del río Zamora en la zona de estudio.

Fuente: El autor.

74

4.4. Ensayos de laboratorio.

4.4.1. Clasificación SUCS.

Se obtuvo resultados similares para la clasificación de suelos según el Sistema

unificado de clasificación de suelos SUCS; debido a la intensa meteorización

producida por las intensas precipitaciones en la zona de estudio, el resultado son

suelos residuales de grano fino, en todos los casos más del 50% del suelo pasa por el

tamiz # 200 (0.075mm), lo que corresponde al grupo de suelos finos; según los límites

de Atterberg, todos los ensayos presentaron un límite líquido mayor al 50%

agrupándolos en los suelos alta compresibilidad, representado por la letra H (high

compresibility) para su simbología; como resultado, hasta la muestra N° 4, se

obtuvieron suelos tipo MH, limos inorgánicos de elevada plasticidad, las muestras N° 5

y 6, se obtuvieron suelos tipo CH, arcillas inorgánicas de elevada plasticidad, estas

últimas se diferencian por tener un índice de plasticidad mayor que las anteriores.

Tabla 20. Resultados de la clasificación de suelos SUCS

CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS

N° Simbología Descripción

Muestra 1 MH Limos inorgánicos de elevada plasticidad




Muestra 5 CH Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad

Muestra 6 CH Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad

Fuente: El autor.

4.4.2. Compresión simple.

Es muy característico de estos suelos finos su elevada cohesión, que al efectuar el

ensayo se obtiene altas deformaciones en las probetas ensayadas, en algunos casos

como las arcillas de elevada plasticidad, estas fallan por aplastamiento, en el resto de

probetas no muestran una superficie de falla preferencial.

Las muestras tomadas al margen izquierdo del río, presentan valores de esfuerzos

máximos menores a 1kg/cm2, dos de ellos corresponden a las arcillas de elevada

plasticidad, y la muestra más cercana al inicio del polígono corresponde a un limo de

elevada plasticidad.

75

Las muestras tomadas al margen derecho del río, presentan esfuerzos máximos de

>1.5 y <1.77 kg/cm2, en los tres casos corresponden a una misma clasificación de

suelo, limos de elevada plasticidad.

Tabla 21. Resultados del ensayo de compresión simple.

COMPRESIÓN SIMPLE

N° Carga máxima kg/cm2

Cohesión kg/cm2

Descripción

Muestra 1 0.905 0.4525 Limos inorgánicos de elevada plasticidad




Muestra 5 0.905 0.4525 Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad

Muestra 6 0.82 0.41 Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad

Fuente: El autor.

4.4.3. Carga admisible del suelo.

El valor obtenido en el ensayo de compresión simple, es directamente proporcional a

la capacidad de carga última, por lo tanto para valores grandes de carga máxima

obtenida del ensayo, se obtendrán valores altos de capacidad de carga última.

Para el cálculo de la capacidad de carga admisible en todos los casos se calculó con

factor de seguridad de 3, en tabla 22 se presenta los valores calculados para la

capacidad de carga ultima, y la capacidad de carga admisible.

Los valores de carga admisible son similares para los suelos que se encuentran en el

margen izquierdo del río ≈ 6 ton/m2, mientras que para los suelos que se encuentran

en el margen derecho tienen valores ≈ 10 ton/m2

La zonificación geotécnica se hizo en base a estos valores de carga admisible del

suelo y en base a su clasificación SUCS.

76

Tabla 22. Resultados y cálculo de la capacidad de carga admisible del suelo.

N° c´ (ton/m2) ϒ Df q (ton/m2) N´c N´q N´γ qult (ton/m2)

FS Qadm (ton/m2)

MUESTRA 1

3.01666667 1.765 2.3 4.025 5.7 1 0 18.933065 3 6.311021667

MUESTRA 2

5.88333333 1.66 2.5 4.125 5.7 1 0 33.199845 3 11.066615

MUESTRA 3

5.1 1.75 2 3.5 5.7 1 0 28.70369 3 9.567896667

MUESTRA 4

5.71666667 1.79 2.15 3.827 5.7 1 0 32.078195 3 10.69273167

MUESTRA 5

3.01666667 1.775 2.4 4.248 5.7 1 0 32.078195 3 6.385355

MUESTRA 6

2.73333333 1.77 2.6 4.628 5.7 1 0 18.13586 3 6.045286667

Fuente: El autor.

77

Figura 22. Mapa de zonificación geotécnica Fuente: El autor.

78

4.5. Áreas de expansión urbana.

En la figura.26 (Anexo 3 de mapas), se presenta el resultado de la suma de los

factores analizados para determinar la aptitud de expansión urbana, como:

susceptibilidad a movimientos en masa, amenaza a inundación, normativas de

planificación territorial. Obteniendo como resultado una zonificación con tres áreas: las

áreas urbanizables representadas de color verde, las áreas urbanizables con

restricciones representadas de color amarillo, y las áreas no urbanizables que

aparecen sin color.

La zonificación geotécnica como se mencionó en la fase 4, tiene como objetivo

representar de manera general las condiciones constructivas de los suelos,

independientemente de la zonificación de aptitud urbana obtenida, así, a este mapa de

aptitud, se le añade las propiedades constructivas de los suelos, para uso de

ordenamiento territorial.

La tabla 20 representa las áreas que ocupan cada una de estas zonas; de estos

valores se concluye que apenas el 8% del territorio en estudio cuenta con todas las

características aptas para construir, aunque, muy importante, el 21% son zonas al

igual aptas para construir, pero que presentan ciertas limitantes, por lo que se requiere

estudios a detalle al menos para construcciones que ejercen un gran esfuerzo por

unidad de área al suelo, el mayor porcentaje está cubierto por las zonas no

urbanizables, que son zonas no aptas para urbanizar.

Tabla 23. Áreas urbanizables.

Criterio Área (hec2) Porcentaje (%)

Urbanizable 282.94 16.5

Urbanizable con restricciones 160.68 9.5

No urbanizable 1284.66 73.75

Fuente: El Autor

79

Figura 23. Mapa de análisis de expansión urbana. Fuente: El autor.

Ver con detalles en anexo 3 de mapas.

80

4.6. Áreas urbanizables, urbanizables con restricciones y no urbanizables:

4.6.1. Áreas urbanizables:

Presentan esta categoría solo el 8% del área de estudio; las cuales no están

expuestas a fenómenos por movimientos en masa, de acuerdo a los factores

analziados en la zona: presentan pendientes no pronunciadas, la litología base de las

laderas presentan condiciones geomecánicas estables, la vegetación aporta en la

estabilidad de las laderas, y son geoformas en las cuales no se ha producido

movimientos antiguos producto de la geodinámica externa.

Dentro de estas áreas no se presenta una amenaza de inundación del río Zamora,

para un caudal de retorno de 20 años analizado, por lo que no están expuestas a este

fenómeno natural.

De acuerdo a las normativas analizadas de planificación territorial, (COOTAD, 2010 ),

(INEN, 1988), estas áreas no se encuentran dentro de las áreas de preservación

hídrica, y cumplen con las pendientes adecuadas para construir.

4.6.2. Áreas urbanizables con restricciones:

Las áreas nombradas con esta categoría representan el menor porcentaje del área de

estudio, el 21% del área, son áreas urbanizables pero que presentan una restricción,

están expuestas a una susceptibilidad media a movimientos en masa.

En una susceptibilidad media, dos de los tres factores con una mayor influencia a la

susceptibilidad, confluyen en una misma área: pendiente elevada y una litología con

condiciones geomecánicas inestables por ejemplo. Por lo que para su uso en futuras

urbanizaciones se deberá hacer una análisis de estas zonas frente a la acción

antrópica.

Estas áreas se encuentran fuera de las zonas que presentan amenaza a inundación, y

cumplen con las normativas (COOTAD, 2010 ), (INEN, 1988). Estos factores son lo

que se suman y hacen que estas zonas sean urbanizables.

81

4.6.3. Áreas no urbanizables:

Debido a que la zona de estudio se encuentra en sector montañoso, de morfología

variable y pendientes escarpadas, así como la gran influencia de factores

hidrometeorológicos, el mayor porcentaje del área de estudio no cumple las

condiciones para ser una zona apta para urbanizar; esto es el 73.75% del área

estudiada están expuestas a los fenómenos naturales analizados, y son zonas no

aptas para uso urbano según las normativas (COOTAD, 2010 ), (INEN, 1988).

Estas áreas presentan susceptibilidad a movimientos en masa alta y muy alta, las

cuales al generar un desequilibrio en su estado natural, precipitaciones intensas,

acciones antrópicas, se producirían estos fenómenos gravitacionales. Por lo que estas

áreas no deben considerarse en la planificación territorial.

También están dentro de este grupo las zonas expuestas de anegamiento, al

presentar una amenaza alta al desbordamiento del río Zamora, en un periodo máximo

de crecida; son zonas que topográficamente son planas, < a 10°, facilitando el

desbordamiento del río cuando crece su caudal; estas zonas gran parte del año no

presentan inundaciones debido a la exuberante vegetación originaria de la zona, y las

irregularidades del terreno, pero que están expuestas a un caudal de crecida como el

registrado por él (INAMHI, 2004), el cual desbordará el río hasta las zonas en las

cuales se realizó la simulación hidráulica.

También están dentro de este grupo, las zonas que están dentro del margen de

protección de los ríos y quebradas , 15 y 30m respectivamente, que son zonas que no

se puede realizar actividades antrópicas para no generar desequilibrio en el medio

hidrológico natural del sistema hídrico.

Presentan pendientes no aptas para uso urbano según (INEN, 1988), con pendientes

que sobrepasan el 30 %, y en muchos de los casos con pendientes muy pronunciadas

que se convierten en zonas inaccesibles.

82

CONCLUSIONES

Susceptibilidad por movimientos en masa.

La vegetación es un factor muy importante en la estabilidad de laderas en

estas zonas montañosas, ya que en pendientes muy elevadas, éstas

permanecen estables, por su cobertura boscosa, las cuales protegen de la

erosión, descienden el nivel freático mediante evapotranspiración y a través de

las raíces forman un sistema de soporte al suelo superficial.

El mapa geomorfológico nos da un indicio de movimientos antiguos, los cuales

pueden volver a reactivarse en el presente por acciones antrópicas.

La susceptibilidad por movimientos en masa, se validó con los movimientos en

masa inventariados, los cuales coinciden con las zonas de alta susceptibilidad,

concluyendo que estos factores influyeron en la inestabilidad de estos

movimientos.

Las zonas de mayor susceptibilidad se originan en elevadas pendientes, con

vegetación de altura baja, entre los grupos herbácea, y cultivos, debido a la

acción antrópica en algunos casos.

Amenaza por inundación:

La escala del modelo digital del terreno, se ajusta para la escala de trabajo de

este proyecto.

El coeficiente de Manning y el caudal del río son los factores que más influyen

en la simulación.

El modelo de inundación representan un resultado general, semi-detallado del

comportamiento del río en estudio, que a la escala de trabajo representa un

primer resultado de posteriores simulaciones a detalle que deberán realizarse.

La altura de la lámina de agua no influye en el grado de amenaza, en toda la

mancha de inundación la amenaza es alta, debido al poder destructivo del

agua con estos caudales.

83

Zonificación geotécnica:

De acuerdo a la clasificación de suelos en laboratorio, los suelos que cubren el

área de estudio son del orden de arcillas inorgánicas de elevada plasticidad CH

a limos inorgánicos de elevada plasticidad MH.

Las probetas de suelo ensayadas no producen una superficie de falla

preferencial: en los limos de elevada plasticidad se resquebraja en fracturas

pequeñas y en las arcillas de elevada plasticidad estás fallan por

aplastamiento.

La capacidad de carga admisible, varía de las muestras tomadas en el margen

izquierdo del río ≈ 6 ton/m2, a las del margen derecho del río a ≈ 10 ton/m2,

por lo que se zonificó en base a estos valores.

El contenido de humedad fue bajo (menor a 50%) en todos los casos, aunque

este valor varía de acuerdo a las épocas en la que se realice el muestreo y la

presencia del nivel freático, que no se identificó en ninguno de los muestreos.

Expansión urbana.

Las zonas urbanizables son zonas que no están expuestas a los fenómenos

naturales analizados: susceptibilidad a movimientos en masa, amenaza a

inundación; también cumplen las normativas analizadas para una buena

planificación territorial, COOTAD e INEN.

Las zonas urbanizables con restricciones son zonas aptas para urbanizar, pero

que presentan una susceptibilidad media a movimientos en masa, en la cual

confluyen al menos dos factores que hacen a una ladera susceptible; para su

uso se debe realizar un análisis a detalle.

Zonas no urbanizables, son zonas que definitivamente no son aptas para uso

urbano: confluyen los 4 factores que inciden para que una ladera sea

susceptible a movimientos en masa; también dentro de este grupo se

encuentran las zonas inundables por el río Zamora para un periodo de retorno

de 20 años; tampoco cumple las normativas COOTAD E INEN, por estar dentro

de las zonas de preservación hídrica, o no cumplen las pendientes aptas para

urbanizar.

84

RECOMENDACIONES

Susceptibilidad por movimientos en masa:

Obtener imágenes satelitales con una resolución a detalle, para mejorar la

delimitación de los grupos de cobertura vegetal; estas serían también útiles

para determinar zonas de saturación, ambos factores influyentes en la

estabilidad.

Se debe establecer como zona de protección y libre de acciones antrópicas las

zonas vegetación boscosa, ya que estas aportan en la estabilidad de las

laderas.

En el caso de un crecimiento abrupto de la tasa poblacional, se debe analizar

hacer uso de las zonas que presentan susceptibilidad media, previo a un

estudio geotécnico a detalle.

Hacer uso de esta cartografía para el plan de ordenamiento territorial,

considerando su influencia en la estabilidad.

Amenaza por inundación:

Se debe actualizar la topografía del terreno así como las ortofotos, ya que a

mayor detalle de la topografía del terreno, así como de las condiciones

medioambientales de la zona, se obtienen mejores resultados, por lo tanto se

recomienda realizar sobrevuelos con Dron (UAV) y tecnología LIDAR para

obtener ortomosaicos y modelo en 3D actual del terreno.

Realizar un estudio hidrológico de todos los afluentes que aportan caudal al río

en estudio, para un caudal máximo de crecida; posterior a ello realizar la

simulación hidráulica para las condiciones que varíen en el tiempo.

Se debe realizar un inventario hidrológico en campo, y cartografiar a detalle

todos los afluentes de agua, y clasificarlos de acuerdo a su duración en las

épocas del año: perennes e intermitentes.

Realizar ensayos batimétricos para determinar datos de calado del río,

mientras mayor cantidad de datos se obtenga son más precisas las secciones

transversales del río.

85

Zonificación geotécnica:

Se recomienda realizar ensayos de resistencia al corte sobre muestras

inalteradas, ya que este valor se asemeja a las condiciones naturales del

terreno.

Realizar una campaña de prospección con calicatas a detalle, y su posterior

análisis de su comportamiento mecánico en laboratorio, para obtener una

zonificación geotécnica más pulida.

Ya que el agua es un factor influyente en la estabilidad, realizar calicatas a

distintos periodos del año, para determinar el comportamiento del nivel freático

con el tiempo.

Analizar la estabilidad de las laderas y taludes mediante modelos

determinísticos a detalle, para obtener valores de factor de seguridad, y realizar

una zonificación en base a estos valores.

Expansión urbana:

Actualizar el catastro urbano para saber la influencia de la acción antrópica

frente a la susceptibilidad a movimientos en masa.

En el caso de un crecimiento abrupto de la tasa poblacional, analizar las zonas

urbanizables con restricciones, y determinar la factibilidad de urbanizar en

estas zonas.

Al ser los GAD cantonales gobiernos autónomos descentralizados, regular la

normativa de construcción para pendientes mayores al 30%, según la

influencia en la estabilidad; ya que el 60% del área de estudio no cumple con

esta normativa, descartando muchas áreas que presentan susceptibilidad a

movimientos en masa baja.

86

BIBLIOGRAFÍA

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Ecuador escala 1:1000000. Quito-Ecuador: División de Investigación Geológico

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88

ANEXOS

89

ENSAYOS DE LABORATORIO

CLASIFICACIÓN DE SUELOS.

Tabla 24. Clasificación de suelos, muestra 1.

Fuente: El autor.

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN

PROYECTO : "ANÁLISIS DE EXPANSIÓN URBANA DE LA CIUDAD DE ZAMORA"

NORMA: ASTM D 4318, AASHTO T-27

LOCALIZAC: TIMBARA- ZAMORA POZO: 1

SOLICITADO : POR EL DIRECTOR DEL PROYECTO DE FIN DE TITULACIÓN MUESTRA: 1

FECHA : 09-04-2016 PROFUNDIDAD: 1.8 m

REALIZADO: TESISTA

GOLPES PESO HUM. PESO SECO CÁPSULA w % RESULTADO

1.CONTENIDO DE AGUA 547.43 420.96 65.01 35.53

545.08 425.00 62.87 33.16 34.34

2.- LÍM. LÍQUIDO 16 71.35 67.45 62.87 85.15

21 67.39 64.50 60.56 73.35

26 67.79 63.60 57.32 66.72

31 68.50 63.86 56.27 61.13 68.28

3.- LÍMITE PLÁSTICO 58.69 57.64 55.16 42.34

57.39 56.45 54.20 41.78 42.06

4.- GRANULOMETRÍA 5.- CLASIFICACIÓN

PESO IN= 500.66 (H/S) S GRAVA 0

PESO INICIAL DE CÁLCULO: 500.66 ARENA 34

FINOS 66

TAMIZ PESO RT. % RET % PASA

LL = 68.00

1" 0.00 0 100 LP = 42.00

3/4" 0.00 0 100 IP = 26.00

1/2" 0.00 0 100

3/8" 0.00 0 100 CLASIFICACIÓN

No. 4 0.35 0 100 SUCS : MH

No. 10 15.96 3 97 AASHTO: A-7-5

No. 40 108.34 22 78 IG(86): 19

No. 200 172.04 34 66 IG(45): 16

CLASIFICACIÓN SUCS: Limo inorgánico de elevada plasticidad (MH)

DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERÍA CIVIL LABORATORIOS UTPL

INF-LAB-DGM-IC-04-2016

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60

HU

ME

DA

D %

GOLPES (LOG)

LÍMITE LÍQUIDO

90

Tabla 25.Clasificación de suelos, muestra 2.

Fuente: El autor.







PROFUNDIDAD: 2.2 m



530.06 415.09 67.01 33.03 31.85

2.- LÍM. LÍQUIDO 17 77.99 74.12 69.02 75.88

24 70.09 67.40 63.09 62.41

28 73.60 71.41 67.65 58.24

34 75.95 71.50 63.52 55.76 63.03

3.- LÍMITE PLÁSTICO 58.69 57.64 55.16 42.34

57.39 56.45 54.20 41.78 42.06




FINOS 62


LL = 63.00

1" 0.00 0 100 LP = 42.00

3/4" 0.00 0 100 IP = 21.00

1/2" 0.00 0 100


No. 4 0.39 0 100 SUCS : MH

No. 10 16.21 4 96 AASHTO: A-7-5

No. 40 106.14 24 76 IG(86): 14

No. 200 169.04 38 62 IG(45): 13




50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

70

72

74

1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60

HU

ME

DA

D %

GOLPES (LOG)

LÍMITE LÍQUIDO

91

Tabla 26. Clasificación de suelos, muestra 3.

Fuente: El autor.

92


Fuente: El autor.







REALIZADO: TESISTA



454.32 429.30 66.21 6.89 7.12

2.- LÍM. LÍQUIDO 19 63.79 59.95 53.40 58.63

23 87.13 83.98 78.30 55.46

28 77.85 74.26 67.60 53.90

33 81.20 77.54 70.68 53.35 55.41

3.- LÍMITE PLÁSTICO 60.16 59.56 57.73 32.79

62.09 61.46 59.50 32.14 32.46




FINOS 61


LL = 55.00

1" 0.00 0 100 LP = 32.00

3/4" 0.00 0 100 IP = 23.00

1/2" 0.00 0 100


No. 4 0.35 0 100 SUCS : MH

No. 10 15.96 4 96 AASHTO: A-7-5

No. 40 108.34 24 76 IG(86): 13

No. 200 172.04 39 61 IG(45): 12




50

52

54

56

58

60

1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60

HU

ME

DA

D %

GOLPES (LOG)

LÍMITE LÍQUIDO

93


Fuente: El autor.




LOCALIZAC: QUEBRADA DE CUMBARATZA- ZAMORA POZO: 5


FECHA : 09-04-2016 PROFUNDIDAD: 3 m

REALIZADO: TESISTA



394.08 336.40 49.72 20.12 14.90

2.- LÍM. LÍQUIDO 15 73.27 67.99 59.50 62.19

23 73.94 69.92 63.42 61.85

28 69.25 64.50 56.71 60.98

31 76.98 73.72 68.27 59.82 61.02

3.- LÍMITE PLÁSTICO 53.56 53.43 52.87 23.21

55.39 55.28 54.80 22.92 23.07




FINOS 81


LL = 61.00

1" 0.00 0 100 LP = 23.00

3/4" 0.00 0 100 IP = 38.00

1/2" 0.00 0 100


No. 4 0.88 0 100 SUCS : CH

No. 10 31.53 11 89 AASHTO: A-7-6

No. 40 69.59 23 77 IG(86): 33

No. 200 55.70 19 81 IG(45): 20



CLASIFICACIÓN SUCS: Arcilla inorgánica de elevada plasticidad (CH)

55

57

59

61

63

65

1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60

HU

ME

DA

D %

GOLPES (LOG)

LÍMITE LÍQUIDO

94


Fuente: El autor.




LOCALIZAC: QUEBRADA DE CUMBARATZA- ZAMORA POZO: 6


FECHA : 09-04-2016 PROFUNDIDAD: 3 m

REALIZADO: TESISTA



242.67 215.87 66.64 17.96 17.25

2.- LÍM. LÍQUIDO 15 63.13 57.90 52.39 94.92

23 57.83 54.45 50.71 90.37

28 69.66 64.80 59.23 87.25

31 65.13 60.72 55.56 85.47 88.65

3.- LÍMITE PLÁSTICO 58.69 57.60 55.16 44.67

55.39 55.03 54.20 42.69 43.68




FINOS 78


LL = 89.00

1" 0.00 0 100 LP = 44.00

3/4" 0.00 0 100 IP = 45.00

1/2" 0.00 0 100


No. 4 0.44 0 100 SUCS : MH

No. 10 6.02 1 99 AASHTO: A-7-5

No. 40 88.17 11 89 IG(86): 41

No. 200 174.01 22 78 IG(45): 20




80

82

84

86

88

90

92

94

96

1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60

HU

ME

DA

D %

GOLPES (LOG)

LÍMITE LÍQUIDO

95

COMPRESIÓN SIMPLE.

Tabla 30. Ensayos de compresión simple, muestra 1, probeta 1

Fuente: El autor.

PROYECTO : TESIS "ANÁLISIS DE EXPANSIÓN URBANA"

OBRA: ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA. NORMA: AASHTO T-208

LOCALIZACiÓN : TUNANTZA MUESTRA: 1

SOLICITADO : DIRECTOR DE TESIS PROFUN.: 1.8 m.

FECHA : OCTUBRE DEL 2016 REALIZADO: TESISTA

DATOS DE LA MUESTRA. CONTENIDO DE HUMEDAD.

DIÁMETRO: Peso Hum.: 547.43 gr.

ÁREA : 8.74 cm2. Peso Sec.: 420.96 gr.

ALTURA : 7.20 cm. Peso Cap.: 65.01 gr.

VOLUMEN : 62.96 cm3. W (%) : 35.53 %

PESO : 112.93 gr.

DENSIDAD: 1.79 gr/cm3

CONSTANTE DEL ANILLO

K : 0.83 kg/cm2.DATOS DE LA PRUEBA

Dial de Dial Deform. Carga Área TensiónDeform. Carga Unit. Correg. Desviante

.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 1.6 0.18 1.33 8.76 0.15

10 2.6 0.35 2.16 8.78 0.25

20 4 0.71 3.32 8.81 0.38

30 5.6 1.06 4.65 8.84 0.53

40 6.5 1.41 5.40 8.87 0.61

50 7.3 1.76 6.06 8.90 0.68

60 7.8 2.12 6.47 8.93 0.72

70 8 2.47 6.64 8.97 0.74

80 8.2 2.82 6.81 9.00 0.76

90 8.2 3.18 6.81 9.03 0.75

100 8.2 3.53 6.81 9.06 0.75

110 8 3.88 6.64 9.10 0.73

RESULTADOS COMPRESIÓN SIMPLE (kg/cm2.)= 0.76


DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOSENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 1 2 3 4

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).

DEFORMACIÓN UNITARIA (%)

COMPRESIÓN SIMPLE

96

Tabla 31.Ensayos de compresión simple, muestra 1, probeta 2.

Fuente: El autor.










VOLUMEN : 62.96 cm3. W (%) : 35.53 %

PESO : 112.93 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 1.6 0.18 1.33 8.76 0.15

10 2.6 0.35 2.16 8.78 0.25

20 4 0.71 3.32 8.81 0.38

30 5.6 1.06 4.65 8.84 0.53

40 6.5 1.41 5.40 8.87 0.61

50 7.3 1.76 6.06 8.90 0.68

60 7.8 2.12 6.47 8.93 0.72

70 8 2.47 6.64 8.97 0.74

80 8.2 2.82 6.81 9.00 0.76

90 8.2 3.18 6.81 9.03 0.75

100 8.2 3.53 6.81 9.06 0.75

110 8 3.88 6.64 9.10 0.73





0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 1 2 3 4

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

97

Tabla 32. Ensayo de compresión simple, muestra 2, probeta 1.

Fuente: El autor.










VOLUMEN : 61.98 cm3. W (%) : 30.67 %

PESO : 102.51 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.72 0.00

5 0.5 0.18 0.42 8.73 0.05

10 1.3 0.36 1.08 8.75 0.12

20 3.9 0.71 3.24 8.78 0.37

30 6.5 1.07 5.40 8.81 0.61

40 8.3 1.43 6.89 8.84 0.78

50 9.8 1.79 8.13 8.88 0.92

60 10.9 2.14 9.05 8.91 1.02

70 11.8 2.50 9.79 8.94 1.10

80 12.5 2.86 10.38 8.97 1.16

90 13.5 3.22 11.21 9.01 1.24

100 14.2 3.57 11.79 9.04 1.30

110 15 3.93 12.45 9.07 1.37

120 15.5 4.29 12.87 9.11 1.41

130 16.2 4.64 13.45 9.14 1.47

140 16.6 5.00 13.78 9.18 1.50

150 17 5.36 14.11 9.21 1.53

160 17.5 5.72 14.53 9.25 1.57

170 17.9 6.07 14.86 9.28 1.60

180 18.5 6.43 15.36 9.32 1.65

190 19 6.79 15.77 9.35 1.69

200 19.4 7.14 16.10 9.39 1.72

210 19.6 7.50 16.27 9.43 1.73

220 19.8 7.86 16.43 9.46 1.74

230 20 8.22 16.60 9.50 1.75

240 20 8.57 16.60 9.54 1.74

250 20 8.93 16.60 9.57 1.73

260 20 9.29 16.60 9.61 1.73





0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

98

Tabla 33.Ensayo de compresión simple, muestra 2, probeta 2.

Fuente: El autor.










VOLUMEN : 62.43 cm3. W (%) : 33.03 %

PESO : 104.07 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 1.00 0.18 0.83 8.76 0.09

10 2.00 0.36 1.66 8.78 0.19

20 5.00 0.71 4.15 8.81 0.47

30 7.00 1.07 5.81 8.84 0.66

40 8.90 1.42 7.39 8.87 0.83

50 9.90 1.78 8.22 8.90 0.92

60 10.80 2.13 8.96 8.93 1.00

70 11.50 2.49 9.55 8.97 1.06

80 12.30 2.85 10.21 9.00 1.13

90 13.20 3.20 10.96 9.03 1.21

100 14.00 3.56 11.62 9.07 1.28

110 14.60 3.91 12.12 9.10 1.33

120 15.20 4.27 12.62 9.13 1.38

130 16.00 4.62 13.28 9.17 1.45

140 16.50 4.98 13.70 9.20 1.49

150 17.00 5.34 14.11 9.24 1.53

160 17.50 5.69 14.53 9.27 1.57

170 17.80 6.05 14.77 9.31 1.59

180 18.10 6.40 15.02 9.34 1.61

190 18.50 6.76 15.36 9.38 1.64

200 19.00 7.11 15.77 9.41 1.68

210 19.30 7.47 16.02 9.45 1.70

220 19.50 7.83 16.19 9.49 1.71

230 19.60 8.18 16.27 9.52 1.71

240 19.90 8.54 16.52 9.56 1.73

250 20.00 8.89 16.60 9.60 1.73

260 20.20 9.25 16.77 9.64 1.74

270 20.40 9.61 16.93 9.67 1.75

280 20.60 9.96 17.10 9.71 1.76

290 20.80 10.32 17.26 9.75 1.77

300 21.00 10.67 17.43 9.79 1.78

310 21.00 11.03 17.43 9.83 1.77

320 21.00 11.38 17.43 9.87 1.77





0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

99


Fuente: El autor.



LOCALIZACiÓN : TIMBARA MUESTRA: 3







VOLUMEN : 61.30 cm3. W (%) : 51.09 %

PESO : 109.06 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 1.5 0.18 1.25 8.76 0.14

10 2.2 0.36 1.83 8.78 0.21

20 4.2 0.72 3.49 8.81 0.40

30 6 1.09 4.98 8.84 0.56

40 7.2 1.45 5.98 8.87 0.67

50 8.5 1.81 7.06 8.91 0.79

60 9.4 2.17 7.80 8.94 0.87

70 10.2 2.54 8.47 8.97 0.94

80 11.2 2.90 9.30 9.01 1.03

90 12 3.26 9.96 9.04 1.10

100 13 3.62 10.79 9.07 1.19

110 14 3.99 11.62 9.11 1.28

120 14.8 4.35 12.28 9.14 1.34

130 15.5 4.71 12.87 9.18 1.40

140 16.2 5.07 13.45 9.21 1.46

150 16.8 5.44 13.94 9.25 1.51

160 17.2 5.80 14.28 9.28 1.54

170 17.6 6.16 14.61 9.32 1.57

180 18 6.52 14.94 9.35 1.60

190 18.3 6.88 15.19 9.39 1.62

200 18.6 7.25 15.44 9.43 1.64

210 18.7 7.61 15.52 9.46 1.64

220 18.7 7.97 15.52 9.50 1.63

230 18.7 8.33 15.52 9.54 1.63





0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

100


Fuente: El autor.










VOLUMEN : 62.87 cm3. W (%) : 56.17 %

PESO : 107.69 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 0.60 0.18 0.50 8.76 0.06

10 1.50 0.35 1.25 8.78 0.14

20 3.20 0.71 2.66 8.81 0.30

30 5.00 1.06 4.15 8.84 0.47

40 6.50 1.41 5.40 8.87 0.61

50 7.70 1.77 6.39 8.90 0.72

60 8.80 2.12 7.30 8.93 0.82

70 9.50 2.47 7.89 8.97 0.88

80 10.20 2.83 8.47 9.00 0.94

90 11.20 3.18 9.30 9.03 1.03

100 11.80 3.53 9.79 9.06 1.08

110 12.20 3.89 10.13 9.10 1.11

120 13.00 4.24 10.79 9.13 1.18

130 13.60 4.59 11.29 9.17 1.23

140 14.30 4.95 11.87 9.20 1.29

150 14.90 5.30 12.37 9.23 1.34

160 15.20 5.65 12.62 9.27 1.36

170 15.50 6.01 12.87 9.30 1.38

180 15.90 6.36 13.20 9.34 1.41

190 16.00 6.71 13.28 9.37 1.42

200 16.00 7.07 13.28 9.41 1.41

210 16.00 7.42 13.28 9.44 1.41





0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

101


Fuente: El autor.










VOLUMEN : 61.98 cm3. W (%) : 7.35 %

PESO : 102.51 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.72 0.00

5 0.70 0.18 0.58 8.73 0.07

10 1.60 0.36 1.33 8.75 0.15

20 3.90 0.71 3.24 8.78 0.37

30 6.60 1.07 5.48 8.81 0.62

40 8.70 1.43 7.22 8.84 0.82

50 9.80 1.79 8.13 8.88 0.92

60 10.90 2.14 9.05 8.91 1.02

70 11.90 2.50 9.88 8.94 1.10

80 12.60 2.86 10.46 8.97 1.17

90 13.70 3.22 11.37 9.01 1.26

100 14.20 3.57 11.79 9.04 1.30

110 15.10 3.93 12.53 9.07 1.38

120 15.50 4.29 12.87 9.11 1.41

130 16.20 4.64 13.45 9.14 1.47

140 16.60 5.00 13.78 9.18 1.50

150 17.00 5.36 14.11 9.21 1.53

160 17.50 5.72 14.53 9.25 1.57

170 17.90 6.07 14.86 9.28 1.60

180 18.50 6.43 15.36 9.32 1.65

190 19.00 6.79 15.77 9.35 1.69

200 19.60 7.14 16.27 9.39 1.73

210 19.90 7.50 16.52 9.43 1.75

220 20.10 7.86 16.68 9.46 1.76

230 20.50 8.22 17.02 9.50 1.79

240 20.70 8.57 17.18 9.54 1.80

250 21.00 8.93 17.43 9.57 1.82

260 21.00 9.29 17.43 9.61 1.81

270 21.00 9.65 17.43 9.65 1.81





0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

102

Tabla 37. Ensayo de compresión simple, muestra 4, probeta 2.

Fuente: El autor.










VOLUMEN : 61.98 cm3. W (%) : 6.89 %

PESO : 102.51 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.72 0.00

5 0.50 0.18 0.42 8.73 0.05

10 1.30 0.36 1.08 8.75 0.12

20 3.90 0.71 3.24 8.78 0.37

30 6.50 1.07 5.40 8.81 0.61

40 8.30 1.43 6.89 8.84 0.78

50 9.80 1.79 8.13 8.88 0.92

60 10.90 2.14 9.05 8.91 1.02

70 11.80 2.50 9.79 8.94 1.10

80 12.50 2.86 10.38 8.97 1.16

90 13.50 3.22 11.21 9.01 1.24

100 14.20 3.57 11.79 9.04 1.30

110 15.00 3.93 12.45 9.07 1.37

120 15.50 4.29 12.87 9.11 1.41

130 16.20 4.64 13.45 9.14 1.47

140 16.60 5.00 13.78 9.18 1.50

150 17.00 5.36 14.11 9.21 1.53

160 17.50 5.72 14.53 9.25 1.57

170 17.90 6.07 14.86 9.28 1.60

180 18.50 6.43 15.36 9.32 1.65

190 19.00 6.79 15.77 9.35 1.69

200 19.40 7.14 16.10 9.39 1.72

210 19.60 7.50 16.27 9.43 1.73





0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

103


Fuente: El autor.




SOLICITADO : DIRECTOR DE TESIS PROFUN.: 2 m.






VOLUMEN : 63.50 cm3. W (%) : 9.68 %

PESO : 113.15 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.83 0.00

5 0.90 0.18 0.75 8.85 0.08

10 1.50 0.35 1.25 8.86 0.14

20 2.40 0.71 1.99 8.89 0.22

30 3.50 1.06 2.91 8.93 0.33

40 4.50 1.41 3.74 8.96 0.42

50 5.50 1.77 4.57 8.99 0.51

60 6.00 2.12 4.98 9.02 0.55

70 6.50 2.47 5.40 9.06 0.60

80 7.00 2.83 5.81 9.09 0.64

90 7.50 3.18 6.23 9.12 0.68

100 8.00 3.53 6.64 9.16 0.73

110 8.30 3.89 6.89 9.19 0.75

120 8.50 4.24 7.06 9.22 0.76

130 9.00 4.59 7.47 9.26 0.81

140 9.30 4.95 7.72 9.29 0.83

150 9.50 5.30 7.89 9.33 0.85

160 9.80 5.65 8.13 9.36 0.87

170 10.00 6.01 8.30 9.40 0.88

180 10.20 6.36 8.47 9.43 0.90

190 10.50 6.71 8.72 9.47 0.92

200 10.90 7.07 9.05 9.50 0.95

210 11.00 7.42 9.13 9.54 0.96

220 11.20 7.77 9.30 9.58 0.97

230 11.40 8.13 9.46 9.61 0.98

240 11.50 8.48 9.55 9.65 0.99

250 11.50 8.83 9.55 9.69 0.99

260 11.50 9.18 9.55 9.72 0.98





0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

104


Fuente: El autor.




SOLICITADO : DIRECTOR DE TESIS PROFUN.: 2 m.






VOLUMEN : 64.74 cm3. W (%) : 8.74 %

PESO : 113.5 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 9.02 0.00

5 1.10 0.18 0.91 9.03 0.10

10 1.60 0.35 1.33 9.05 0.15

20 2.50 0.71 2.08 9.08 0.23

30 3.10 1.06 2.57 9.11 0.28

40 3.90 1.42 3.24 9.15 0.35

50 4.50 1.77 3.74 9.18 0.41

60 5.00 2.12 4.15 9.21 0.45

70 5.50 2.48 4.57 9.25 0.49

80 5.90 2.83 4.90 9.28 0.53

90 6.30 3.18 5.23 9.31 0.56

100 6.50 3.54 5.40 9.35 0.58

110 6.90 3.89 5.73 9.38 0.61

120 7.10 4.25 5.89 9.42 0.63

130 7.50 4.60 6.23 9.45 0.66

140 7.70 4.95 6.39 9.49 0.67

150 7.90 5.31 6.56 9.52 0.69

160 8.20 5.66 6.81 9.56 0.71

170 8.50 6.01 7.06 9.59 0.74

180 8.60 6.37 7.14 9.63 0.74

190 8.90 6.72 7.39 9.67 0.76

200 9.10 7.08 7.55 9.70 0.78

210 9.40 7.43 7.80 9.74 0.80

220 9.50 7.78 7.89 9.78 0.81

230 9.60 8.14 7.97 9.82 0.81

240 9.70 8.49 8.05 9.85 0.82

250 9.80 8.84 8.13 9.89 0.82

260 9.90 9.20 8.22 9.93 0.83

270 9.90 9.55 8.22 9.97 0.82

280 9.90 9.91 8.22 10.01 0.82





0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

105


Fuente: El autor.










VOLUMEN : 62.96 cm3. W (%) : 9.68 %

PESO : 112.93 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 1.40 0.18 1.16 8.76 0.13

10 2.50 0.35 2.08 8.78 0.24

20 3.60 0.71 2.99 8.81 0.34

30 4.60 1.06 3.82 8.84 0.43

40 5.50 1.41 4.57 8.87 0.51

50 6.30 1.76 5.23 8.90 0.59

60 7.40 2.12 6.14 8.93 0.69

70 8.00 2.47 6.64 8.97 0.74

80 8.20 2.82 6.81 9.00 0.76

90 8.40 3.18 6.97 9.03 0.77

100 8.50 3.53 7.06 9.06 0.78

110 8.60 3.88 7.14 9.10 0.78

120 8.80 4.23 7.30 9.13 0.80

130 8.80 4.59 7.30 9.16 0.80

140 8.80 4.94 7.30 9.20 0.79





0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 1 2 3 4

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

106


Fuente: El autor.










VOLUMEN : 62.96 cm3. W (%) : 8.74 %

PESO : 112.93 gr.





.001" .001" ( % ). (Kg.) (cm2.) (Kg/cm2.)

0 0 0.00 0.00 8.74 0.00

5 1.00 0.18 0.83 8.76 0.09

10 1.50 0.35 1.25 8.78 0.14

20 2.30 0.71 1.91 8.81 0.22

30 2.90 1.06 2.41 8.84 0.27

40 3.80 1.41 3.15 8.87 0.36

50 4.40 1.76 3.65 8.90 0.41

60 5.00 2.12 4.15 8.93 0.46

70 6.00 2.47 4.98 8.97 0.56

80 6.60 2.82 5.48 9.00 0.61

90 7.40 3.18 6.14 9.03 0.68

100 7.70 3.53 6.39 9.06 0.71

110 8.20 3.88 6.81 9.10 0.75

120 8.40 4.23 6.97 9.13 0.76

130 8.80 4.59 7.30 9.16 0.80

140 9.20 4.94 7.64 9.20 0.83

150 9.20 5.29 7.64 9.23 0.83

160 9.20 5.64 7.64 9.27 0.82





0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 1 2 3 4 5 6

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2).


COMPRESIÓN SIMPLE

107

COEFICIENTE DE MANNING.

Tabla 42. Calculo del coeficiente "n" para el banco izquierdo del río.

Calculo del coeficiente de Rugosidad "n" (Left bank)

Secciones transversales

"nb" "n1" "n2" "n3" "n4" m Resultado

" n"

8700 0.026 0.015 0.01 0.004 0.05 1 0.105

8550 0.026 0.015 0.01 0.004 0.05 1 0.105

8400 0.026 0.015 0.01 0.004 0.05 1 0.105

8250 0.026 0.015 0.01 0.004 0.05 1 0.105

8100 0.026 0.015 0.01 0.004 0.05 1 0.105

7950 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

7800 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

7650 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

7500 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

7350 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

7200 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

7050 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6900 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6750 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6600 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6450 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6300 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6150 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

6000 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

5850 0.026 0.015 0.015 0.004 0.05 1 0.11

5700 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

5550 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

5400 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

5250 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

5100 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4950 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4800 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4650 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4500 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4350 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4200 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

4050 0.026 0.006 0.015 0.004 0.015 1 0.066

3900 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

3750 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

3600 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

3450 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

108

3300 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

3150 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

3000 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

2850 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

2700 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

2550 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

2400 0.026 0.01 0.015 0.004 0.05 1 0.105

2250 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

2100 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1950 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1800 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1650 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1500 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1350 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1200 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

1050 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

900 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

750 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

600 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

450 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

300 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1

150 0.026 0.01 0.01 0.004 0.05 1 0.1 Fuente: El autor.

Tabla 43. Calculo del coeficiente "n" para el canal del río.

Calculo del coeficiente de Rugosidad "n" (Channel)


"nb" "n1" "n2" "n3" "n4" m Resultado"

n"

8700 0.026 0.004 0.01 0.004 0.002 1 0.046

8550 0.026 0.004 0.01 0.004 0.002 1 0.046

8400 0.026 0.004 0.01 0.004 0.002 1 0.046

8250 0.026 0.004 0.01 0.004 0.002 1 0.046

8100 0.026 0.004 0.01 0.004 0.002 1 0.046

7950 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7800 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7650 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7500 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7350 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7200 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7050 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6900 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6750 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

109

6600 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6450 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6300 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6150 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6000 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

5850 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

5700 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

5550 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

5400 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

5250 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

5100 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4950 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4800 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4650 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4500 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4350 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4200 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

4050 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3900 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3750 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3600 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3450 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3300 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3150 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

3000 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

2850 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

2700 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

2550 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

2400 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

2250 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

2100 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1950 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1800 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1650 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1500 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1350 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1200 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

1050 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

900 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

750 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

600 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

450 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

300 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041

150 0.026 0.004 0.005 0.004 0.002 1 0.041 Fuente: El autor.

110

Tabla 44.Calculo del coeficiente "n" para el banco derecho del río.

Calculo del coeficiente de Rugosidad "n" (Right bank)


"nb" "n1" "n2" "n3" "n4" m Resultado"

n"

8700 0.026 0.01 0.01 0.004 0.002 1 0.052

8550 0.026 0.01 0.01 0.004 0.002 1 0.052

8400 0.026 0.01 0.01 0.004 0.002 1 0.052

8250 0.026 0.01 0.01 0.004 0.002 1 0.052

8100 0.026 0.01 0.01 0.004 0.002 1 0.052

7950 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

7800 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7650 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7500 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7350 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7200 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

7050 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6900 0.026 0.004 0.015 0.004 0.002 1 0.051

6750 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

6600 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

6450 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

6300 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

6150 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

6000 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

5850 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

5700 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

5550 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

5400 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

5250 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

5100 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

4950 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

4800 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

4650 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

4500 0.026 0.01 0.015 0.004 0.1 1 0.155

4350 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

4200 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

4050 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

3900 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

3750 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

3600 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

3450 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

111

3300 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

3150 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

3000 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

2850 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

2700 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

2550 0.026 0.01 0.015 0.004 0.002 1 0.057

2400 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

2250 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

2100 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1950 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1800 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1650 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1500 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1350 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1200 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

1050 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

900 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

750 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

600 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

450 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

300 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149

150 0.026 0.004 0.015 0.004 0.1 1 0.149 Fuente: El autor.

112

ANEXOS FOTOGRAFÍAS

113



Proyecto: “Análisis de expansión urbana en la ciudad de Zamora”

Tesista: Oscar David Cabrera Márquez. Tutor: Galo Guamán Jaramillo, MSc.

Ficha Técnica: Cartografía geológica

Afloramiento: No 1. Dirección: “N-S” Total Muestras: 0

Dimensiones

Largo: 2 m.

Ancho: 4 m.

∢: 35o.

Coordenadas

DATUM: UTM

WGS 84

X: 0730548 m.

Y: 9552328 m.

Z: 870 msnm.

Características: Meteorización del granito, arcillas que aún conservan ciertos

minerales como feldespatos potásicos a sódicos y cuarzo, por le color y tamaño de

grano se distingue como suelo residual producto de una intensa meteorización.

Fotografías 5. Suelos Arcillosos, meteorización del granito. Fuente: El autor.

114







Dimensiones

Largo: 1 m.

Ancho: 4 m.

.

Coordenadas

DATUM: UTM

WGS 84

X: 0731613 m.

Y: 9553188 m.

Z: 865 msnm.

Características: Meteorización del granito, con mayor contenido de cuarzo, reduce la

cantidad de feldespatos potásicos.

Fotografías 6. Suelos transportados, roca parental Granito. Fuente: El autor.

115







Dimensiones

Largo: 0.20 m.

Ancho: 0.15 m.

.

Coordenadas

DATUM: UTM

WGS 84

X: 0729853 m.

Y: 9552839 m.

Z: 1090 msnm.

Características: Granodiorita, 40% de cuarzo, 30% de Anfíbol, 10% de Micas

(moscovita), 25% Feldespatos.

Fotografías 7. Granodiorita (cartografía geológica). Fuente: El autor.

116







Dimensiones

Largo: 0.15 m.

Ancho: 0.10 m.

.

Coordenadas

DATUM: UTM

WGS 84

X: 0733761 m.

Y: 9555056 m.

Z: 873 msnm.

Características: Granodiorita muy meteorizada, parte media de la ladera, 40%

cuarzo, 30% Anfíbol, 10% Feldespatos, 10% de Micas, y 10% de otros minerales,

cerca del contacto con la fase Granítica del batolito de Zamora.

Fotografías 8. Saprolito, roca madre granodiorita. Fuente: El autor.

117





Ficha Técnica: Cartografía geológica.


Dimensiones

Largo: 0.20 m.

Ancho: 0.40 m.

.

Coordenadas

DATUM: UTM

WGS 84

X: 0733761 m.

Y: 9555056 m.

Z: 873 msnm.

Características: Granito muy meteorizado, 55% de Cuarzo. 25% feldespato potásico,

10% Anfíbol, 10% Micas.

Fotografías 9. Granito muy meteorizado. Fuente: El autor.

118





Ficha Técnica: Cartografía geológica.


Dimensiones

Largo: 0.10 m.

Ancho: 0.20 m.

.

Coordenadas

DATUM: UTM

WGS 84

X: 735764.439 m.

Y: 9556028 m.

Z: 919 msnm.

Características: Lavas andesíticas de la Formación Misahuallí, presentan 5% de

sulfuros, FeS2 y CuFeS2. Presentan alta dureza y grado de fracturación bajo.

Fotografías 10. Lavas andesíticas, con contenido de sulfuros.

Fuente: El autor.

.

119





Ficha Técnica: Geomorfología

Características: Se distingue como geoforma Coluvial, ya que presenta una pendiente

muy baja en medio de relieves altos a montañosos, y perfiles con morfologías

abolladas, lo cual representa a un antiguo movimiento.

Fotografías 11.Geoforma. Deposicional Fuente: El autor.

Coluvial

Relieve colinado alto

Morfología abollada

Flujos

120





Ficha Técnica: Geomorfología

Características: Se distingue como geoforma Cono de deyección, por la forma de

cónica al pie de ladera, tiene vegetación no muy desarrollada, no disectado, por lo que

se lo considera un cono de deyección reciente. Se distingue claramente la variación de

la vegetación en toda la fotografía.

Fotografías 12.Cono de deyección y tipos de vegetación. Fuente: El autor.

Cono de deyección

Pastizales

Arbustiva

Bosque

primario

Pastizales

Flujo de detritos

121





Ficha Técnica: Inventario de movimientos en masa

Características: Se aprecia un gran deslizamiento rotacional en areniscas muy

meteorizadas y fracturadas

Fotografías 13.Deslizamiento rotacional e areniscas muy fracturadas. Fuente: El autor.

122





Ficha Técnica: Ensayos de laboratorio

Características: En la figura 14, se aprecia los tipos de rotura generados durante el

ensayo de compresión simple, en la primera fotografía superior izquierda no se aprecia

un superifice marcada, se produce aplastamiento; en la siguiente probeta, se aprecia

un tipo de falla frágil, y en las tres siguientes probetas se aprecia fallas parcial al corte.

Fotografías 14. Tipos de rotura en probetas, en el ensayo de compresión simple.. Fuente: El autor.

123

ANEXOS DE MAPAS

124

Figura 24. Mapa de susceptibilidad a movimientos en masa. Fuente: El autor.

125

Figura 25. Mapa de amenaza a Inundación. Fuente: El autor

126

Figura 26. Mapa de aptitud de expansión urbana de la ciudad de Zamora. Fuente: El Autor.

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