Evaluacion r-hidrico tulcan by inamhi ecuador

REPUBLICA DEL ECUADOR MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA

ESTUDIO DE EVALUACIÓN DE RECURSO HÍDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEO DEL CANTÓN TULCÁN

QUITO - ECUADOR SEPTIEMBRE 2003

PRESENTACIÓN

La provisión de agua para consumo humano en sectores urbanos y marginales, es una necesidad cada vez más apremiante y debe ser atendida de manera preferencial. La creciente demanda de agua a escala mundial, acompañada de la disminución

de su disponibilidad como consecuencia

directa de la desigual distribución, la contaminación de los recursos hídricos y los cambios climáticos, ha hecho que el hombre ponga todo su esfuerzo en la investigación de fuentes alternativas de solución.

El INAMHI, Entidad eminentemente técnica de servicio a la comunidad, conciente de los esfuerzos del Gobierno Municipal de Tulcán, por encontrar mecanismos que le permitan solucionar en forma definitiva el problema de déficit de abastecimiento de agua potable, presenta a consideración de la Ilustre Municipalidad y de la sociedad en general los resultados del Estudio de Evaluación del Recurso Hídrico Superficial y Subterráneo del Cantón Tulcán.

Ing. Gustavo García D. Director Ejecutivo del INAMHI

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA

DIRECCION DE HIDROLÓGICA

ESTUDIO DE EVALUACIÓN DE RECURSO HÍDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEO DEL CANTÓN TULCÁN

RESPONSABLES DEL ESTUDIO:

ING. NAPOLEÓN BURBANO O.

ING. SIMÓN BECERRA P.

ING. CARLOS GUTIÉRREZ C.

ING. JORGE RAMÍREZ M.

QUITO - ECUADOR SEPTIEMBRE 2003

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

INDICE

CAPITULO I INTRODUCCION Página 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4 1.5 1.5.1 1.5.2

Antecedentes………………………………………………………… Características Generales de la Zona de Estudio………………… Finalidad y Objetivo del Estudio…………………………………….. Finalidad……………………………………………………………… Objetivo General …………………………………………………… Objetivos Específicos……………………………………………… Ubicación…………………………………………………………… Metodología………………………………………………………… Información Cartográfica…………………………………………… Trabajos de campo Complementarios……………………………

1 1 2 2 2 2 3 3 3 4

CAPITULO II EVALUACIÓN DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.6.1 2.6.2 2.7 2.8

Información hidrometeorológica…………………………………… Información Hidrológica……………………………………………. Información Meteorológica………………………………………… Análisis de Información hidrometeorológica……………………… Mediciones Hidrométricas…………………………………………… Parámetros Físico-Morfométricos de las Cuencas……………… Régimen de Precipitaciones……………………………………… Balance Hídrico de las Cuencas de Estudio…………………… Cálculo de la precipitación media………………………………… Cálculo de la evapotranspiración potencial (ETP)……………… Disponibilidad de agua en las cuencas de estudio……………… Análisis de Caudales Medios en las Cuencas y en los Tramos de Interés y Determinación de Curvas de Duración de Caudales Diarios y/o Mensuales……………………………………………… 2.8.1 Análisis en tramos de interés en aguas superficiales…………… 2.9 Alternativas de Captación……………………………………………

5 5 5 5 6 6 7 8 8 9 10

11 11 12

CAPITULO III HIDROGEROLOGÍA 3.1 3.2 3.3

Introducción……………………………………..…………………… Caracterización Hidrogeológica:…………………………………… Sinopsis Geológica……………………………………….…………… INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

14 15 15 4

3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6

Estratigrafía………………………………………………………… Geología Estructural…………………………………….………… Geología Histórica………………………………………..………… Levantamiento Hidrogeológico…………………………..……… Prospección Geofísica……………………………………..……. Sondajes Eléctricos Verticales……………………………..…… Modelación de Sondajes Eléctricos………………………..…… Interpretación de Sondajes Eléctricos Verticales……………. Zonas de interés hidrogeológico………………………………….

16 17 17 17 19 19 20 25 34

CONCLUSIONES…………………………………………………………. RECOMENDACIONES……………………………………………………. ANEXOS BIBLIOGRAFÍA

39 41

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CAPITULO I INTRODUCCION

1.1

Antecedentes

La Ciudad de Tulcán tiene un déficit de agua potable desde hace varios años, acentuándose especialmente en épocas de verano, lo que ha repercutido directamente en el bienestar de la población, ante lo cual el Gobierno Municipal de Tulcán ha contratado consultorías, para la realización de estudios, con la finalidad de tener un conocimiento más cabal acerca del problema. Los resultados de estos estudios, se han centrado en algunas soluciones para el mejoramiento del sistema actual en lo referente a las instalaciones, sin tomar en cuenta la cantidad de agua disponible en las cuencas que rodean a la ciudad, por lo que resulta muy necesario tener este conocimiento y ver cuales son las posibilidades de incremento del caudal para su abastecimiento y complementariamente la optimización del sistema de agua potable de Tulcán. Con estos antecedente, El Gobierno Municipal de Tulcán y el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología–INAMHI, el 14 de mayo de 2003, suscribieron el Subconvenio de Cooperación Técnica para la Evaluación del Recurso Hídrico Superficial y Subterráneo de las cuencas que rodean y pertenecen al cantón Tulcán. 1.2

Características Generales de la Zona de Estudio

La ciudad de Tulcán, capital de la provincia del Carchi se encuentra ubicada al norte de la República del Ecuador, a corta distancia de la frontera con Colombia en las coordenadas georeferenciadas 90 000m N y 198 000m E. La Empresa Municipal de Agua Potable de la ciudad de Tulcán capta actualmente agua de las fuentes que pertenecen a la cuenca del río Chico, constituyéndose en la principal fuente de abastecimiento de la ciudad. Por ende resulta imprescindible realizar un estudio hidrológico de esta cuenca y las aledañas (Bobo y Grande), que son las que se encuentran a altitudes mayores al sito de aprovechamiento (ciudad de Tulcán). Las cuencas de los ríos Grande, Chico y Bobo se encuentran ubicadas al SurOeste de la ciudad de Tulcán, sus aguas desembocan en el río Carchi frontera natural con Colombia. La cuenca del río Grande tiene un relieve muy accidentado, en un 85 % de su área total, con altitudes que varían desde los 4199 msnm (cerro Orifuela) en la parte alta, hasta los 3286 msnm en la parte baja (ciudad de Tufiño). La cuenca alta tiene un clima frío con una vegetación propia de páramo; en la parte media baja se tienen pastos y sembríos (especialmente papas y habas), en donde se INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

practica un intenso pastoreo (ganadería). Varios tributarios confluyen al cauce principal, el mismo que es captado casi en su totalidad a unos 200 m aguas abajo de la estación hidrométrica Grande AJ Játiva (cerca de la ciudad de Tufiño 88 500m N y 182 800m E), mediante una bocatoma y canal que desemboca en el río Chico con finalidades hidroeléctricas. La cuenca del río Chico presenta un relieve muy accidentado en un 40% de su área total, con una altitud que varía entre los 3950 msnm (El Morro) y los 3124 msnm en la parte baja. Tiene un clima frío y una vegetación característica de páramo en la parte alta y en la parte media baja existen grandes extensiones de pastos y pequeñas áreas de cultivo de papas. Posee pocos tributarios de importancia que alimentan al cauce principal, en la parte en donde se une el canal que llega del río Grande (coordenadas: 88 000m N 185 000m E), es captado casi en su totalidad hasta el río Bobo para fines hidroeléctricos. La cuenca del río Bobo presenta un relieve poco accidentado, con una altitud máxima de 3574 msnm (La Orqueta) y 3000 msnm en la parte baja, tiene un clima frío, toda su extensión se encuentra cubierta de pastos (ganadería), con pequeñas áreas de cultivos. Posee pocos tributarios, en su mayoría quebradas, de ahí que para el aprovechamiento hidroeléctrico en la Pta. Eléctrica Tulcán, los caudales turbinados corresponden a los trasvases de los ríos Chico y Grande en un gran porcentaje. 1.3

Finalidad y Objetivo del Estudio

1.3.1 Finalidad

Buscar alternativas de solución al problema presentado en el abastecimiento de agua potable de la ciudad de Tulcán. 1.3.4 Objetivo General Definir las características hidrogeológicas del área y determinar la disponibilidad del recurso hídrico superficial en las cuencas del cantón Tulcán (ríos: Bobo, Grande y Chico). 1.2.3 Objetivos Específicos Determinar los parámetros hidrológicos e hidráulicos de las cuencas del de los ríos: Bobo, Grande y Chico. Analizar el régimen pluviométrico del área de estudio. Realizar la evaluación de los recursos hídricos superficiales basados en la determinación de los caudales medios de las cuencas, en las estaciones hidrométricas y en los tramos de interés para la determinación de curvas de duración de caudales diarios y/o mensuales.

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Definir las características hidrogeológicas de la zona, fundamentados en el reconocimiento geológico, levantamiento hidrogeológico y prospección geofísica por el método de resistividad eléctrica. Definir alternativas de captación para el abastecimiento de agua potable de la ciudad de Tulcán. 1.4

Ubicación

El área de estudio comprende las cuencas de los ríos: Grande, Chico y Bobo, situadas en la parte sur-occidental de la ciudad de Tulcán que abarcan una área de drenaje de 220.41 Km2, entre las coordenadas georeferenciadas: Norte: 91 850N y 195 000 E Sur: 75 400N y 187 000 E Este: 91 850N y 195 000 E Oeste:83 500N y 170 100 E 1.5

Metodología

Recopilación de información (cartografía, hidrometeorología, geología, hidrogeología, estudios existentes, etc) Análisis de la información. Reconocimiento de las cuencas hidrográficas aledañas a la ciudad de Tulcán. Mediciones hidrométricas en las fuentes seleccionadas Balance hídrico de las cuencas de estudio Levantamiento hidrogeológico y prospección geofísica Capacidad de las fuentes para suministrar la demanda (curvas de general)

duración

Búsqueda de alternativas de captación de agua superficial para agua potable. Procesamiento e interpretación de resultados. Elaboración de informe 1.5.1 Información Cartográfica Se utilizaron cartas topográficas de Tufiño y Tulcán, escala 1:50.000 editadas por el Instituto Geográfico Militar (I.G.M)., Hojas Geológicas de Tulcán y San Gabriel (DGGM), escala 1:100.000, Mapa Hidrogeológico del Ecuador escala 1: 1000.000. (INAMHI-DGGM)

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1.5.2 Trabajos de campo Complementarios Consistió en obtener información hidrológica, hidráulica, visualización in situ de los usos del suelo, Comprobación de información geológica, existencia o manifestación de aguas subterráneas (pozos y vertientes), drenajes naturales importantes y obtención de datos de caudales (aforos) en sitios de interés.

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CAPITULO II EVALUACIÓN DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL

2.1

Información Hidrometeorológica

2.1.1 Información Hidrológica Para la cuenca del río Grande se contó con información de caudales medios mensuales de la estación hidrométrica Grande A.J Játiva, del período 19652000 (INAMHI). Para las cuencas de los ríos Chico y Bobo, se obtuvo información de caudales diarios de las estaciones hidrométricas Chico A.J Carchi y Bobo en Pta. Eléctrica Tulcán del período 1965-1970 (ex - INECEL). 2.1.2 Información Meteorológica En el área de estudio existe poca información de parámetros meteorológicos, sin embargo se contó con lo siguiente: Tulcán-Aeropuerto (1930-1986) precipitación, temperatura, velocidad del viento y humedad relativa, Chalpatán (1985-1993) precipitación y, Tufiño (1976-1990) precipitación. Las cuencas de estudio y ubicación de las estaciones hidrometeorológicas utilizadas se observa en el Mapa y cuadro 1 del Anexo. Información bibliográfica y estudios realizados Se contó con estudios relacionados a la problemática del agua potable de Tulcán y usos de agua para diferentes actividades humanas. 2.2

Análisis de Información Hidrometeorológica

La información existente se sometió a un proceso de contraste y crítica aplicando la metodología de dobles acumulaciones, para luego realizar el relleno de series mediante correlaciones simples y múltiples, obteniéndose series homogéneas para un mismo período. De acuerdo a estas consideraciones el período establecido para el estudio corresponde a 1965-1993. 2.3

Mediciones Hidrométricas

Con el fin de determinar el volumen de agua que pasa por una sección transversal de un río en la unidad de tiempo se procedió a realizar los aforos correspondientes. Para el efecto se empleó el método de aforo con molinete que es el más utilizado por su sencillez y resultados satisfactorios, con un error de ± 5%. INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

La serie de mediciones realizadas in situ se observan en el siguiente cuadro. CUENCA DEL RÍO JÁTIVA CAUDAL COORDENADAS

SITIO

AFORADO (l/s) 1

Qda. Monte Redondo (Cualza) Qda. Cucuruchu (Capote)

FECHA DEL AFORO

0180501 N

0088874 E

64.0

12-07-2003

0179718 N

0089334 E

103.0

12-07-2003

OBSERVACIO NES

CUENCA DEL RÍO GRANDE 3

Grande D.J. Játiva

00°48’15’’N

77°40’59’’W

1944.0

13-07-2003

Chico en Bocatoma (Qda. Agua Caliente)

0183484 N

0085884 E

311.0

09-07-2003

Canal de agua (Hda. Concepción)

00°43’58’’N

77°50’36’’W

4.0

09-07-2003

Inicio del río Chico

0180184 N

0078576 E

25.0

08-07-2003

Qda. Los Tablones

0184661 N

0087271 E

137.0

10-07-2003

Estación hidrométrica

CUENCA DEL RIO CHICO Aguas arriba de Bocatoma (agua potable para Tulcán).

Páramo Voladero

CUENCA DEL RIO BOBO 8

Bobo en Chalpatán

0187815 N

0080745 E

934.0

3-07-2003

Estación hidrométrica

El Charco (Chita)

0191320 N

0087951 E

22.0

10-07-2003

Qda. San José D..J. Guamag

0191590 N

0088644 E

55.0

10-07-2003

Arroyo La Joya 1

00°49’21’’N

77°45’50’’W

21.0

11-07-2003

Arroyo La Joya 2

00°49’21’’N

77°45’50’’W

7.0

11-07-2003

Margen izquierda del río Bobo Aguas arriba de la Joya 1

Arroyo San Miguel de Car.

00°48’57’’N

77°46’20’’W

39.0

11-07-2003

En Pta. Eléctrica

Cuadro 2. Resumen de caudales aforados en sitios de interés La ubicación de los sitios de aforo se observa en el mapa 2 del Anexo. 2.4

Parámetros Físico-Morfométricos de las Cuencas

Las características físicas-morfométricas principales de las cuencas de estudio se obtuvieron a partir de las cartas topográficas, información que permitió realizar el balance hídrico (modelación hidrológica). CUENCA DEL RÍO GRANDE AREA (Km2)

PERÍMETRO (Km.)

LONGITUD DE RIO (Km)

COTA MÁXIMO (m.s.n.m.)

COTA MÍNIMA (m.s.n.m.)

54.76

43.77

22.22

4000

3180

3960

3120

3760

2890

CUENCA DEL RÍO CHICO 42.31

36.87

16.19

CUENCA DEL RÍO BOBO 123.08

69.60

30.04

Cuadro 3. Parámetros físicos-morfométricos de las cuencas de estudio INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

2.5

Régimen de Precipitaciones

Para determinar el comportamiento pluviométrico de las cuencas se analizaron los datos existentes de las estaciones utilizadas en el estudio, tomando en cuenta su altitud con la finalidad de determinar la variabilidad espacial y temporal de la lluvia. La estaciones pluviométricas Tufiño ubicada en la cuenca del río Grande a una altitud de 3200 m.s.n.m, Chalpatán ubicada en el centroide de la cuenca del río Bobo a una latitud de 3360 m.s.n.m. y Tulcán-Aeropuerto ubicada en el aeropuerto de Tulcán aledaña a las cuencas de estudio a una altitud de 2934 m.s.n.m, tienen un comportamiento bimodal con dos máximas en los meses de abril y octubre, y una mínima en los meses de julio – agosto, observándose valores más altos de precipitación en Chalpatán y valores bajos en Tulcán aeropuerto, lo que indica que llueve más en la parte alta y media de la cuenca. Los valores medios mensuales con sus correspondientes gráficos se observan en el siguiente cuadro y gráficos. Estación Tufiño Chalpatán TulcánAeropuerto

Ene

Feb

Mar Abril May Juni

Ago Sept

Oct

Nov

Dic

Período

106.4

96.0

153.4

178.1

142.4

67.8

Julio 52.3

51.8

80.9

151.7

130.4

139.9

89.9

97.3

107.3

120.6

99.9

63.4

48.7

34.4

61.4

111.3

119.8

95.3

76-90 86-93

74.9

71.5

85.9

100.5

75.8

48.9

28.4

29.5

43.6

105.6

115.4

97.2

30-86

Cuadro 4. Precipitaciones medias mensuales de las estaciones pluviométricas de las cuencas de estudio PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL ESTACIÓN CHALPATÁN (1986-1993)

PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL ESTACIÓN TUFIÑO (1976-1990) 1 40

200 1 20

PRECIPITACIÓN (mm.)

180 160 140 120 100 80 60 40 20

1 00 80 60 40 20

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

ENE

FEB

MAR

M ESES

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

MESES

Gráfico 1. Precipitaciones medias mensuales

2.6

Balance Hídrico de las Cuencas de Estudio

Como paso previo a cualquier evaluación de recursos hídricos, se debe proceder a restituir a régimen natural los caudales de la red fluvial, modificando los registros de caudales en las estaciones de aforo a partir de los datos de explotación del sistema.

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OCT

NOV

DIC

Se considera régimen natural del sistema el que existiría sin intervención humana, esto es excluyendo trasvases intercuencas, obras de regulación, derivaciones en el río y extracciones en el acuífero. La restitución se ha realizado al nivel de aguas superficiales tomando en cuenta datos de usos actuales planteando la ecuación de balance entre entradas y salidas. Para estimar la disponibilidad de agua superficial tanto en el tiempo como en el espacio, se utilizó un modelo de simulación en el cual el ciclo hidrológico se lo ha representado por una serie de formulaciones que describen la respuesta del sistema a ciertas funciones de entrada. El modelo utilizado es el WATBAL (Water Balance), el cual es un modelo Lumped, conceptual desarrollado por Kaczmarek (1991) y recomendado como parte de la metodología de IPCC (International Panel of Cilmate Change), a seguirse para el análisis del impacto del Cambio Climático sobre el escurrimiento superficial de los ríos. Beven (1989) considera que de tres a cinco parámetros hidrológicos serían suficientes para representar la información de una serie hidrológica. Los elementos de modelización tienen dos componentes principales: el primer componente es el balance hídrico, que usa una función continua de almacenamiento para representar la salida del caudal subsuperficial, superficial y la evapotranspiración de una cuenca conceptualizada. En el cálculo, el balance de masas es representado como una ecuación diferencial y el almacenamiento está conceptualizado como un simple reservorio con los componentes de caudal e infiltración dependientes del estado de la variable almacenamiento relativo. El segundo componente es el cálculo de la evapotranspiración potencial utilizando el método de Priesley-Taylor. 2.6.1 Cálculo de la Precipitación Media Debido a que la precipitación es la principal variable de entrada al sistema y constituye uno de los elementos de entrada al modelo WATBAL, se realizó un tratamiento específico de los datos pluviométricos con la finalidad de que la información a utilizarse sea coherente y contribuya a lograr los objetivos que persigue el estudio. Tomando como base la estación Tulcán –Aeropuerto se comprobó y se corrigió la consistencia de la información de las estaciones pluviométricas Tufiño y Chalpatán para un mismo período, para luego formular correlaciones simples y generar información faltante a nivel medio mensual en aquellas estaciones que tienen poca información, los coeficientes de correlación tomados en cuenta para el relleno de información fueron de 0.7 (Tulcán-Tufiño) y 0.8 (Tulcán Chalpatán), aceptándose estos valores en especial debido a la escasez de la información. INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

El cálculo de la precipitación media responde a la siguiente expresión. Para la cuenca del río Bobo por ejemplo. Pm Bobo = (%AreaBobo*PmChalpatán + %AreaBobo*Pm Tulcán) /AreaBobo En donde:

PmBobo =

Precipitación media en la cuenca del río Bobo (mm)

%AreaBobo = Porcentaje de área (Bobo) de influencia de precipitación de la estación Chalpatán o Tulcán. Area de la cuenca del río Bobo (Km2)

ÁreaBobo =

2.6.2 Cálculo de la Evapotranspiración Potencial (ETP) Se define a la Evapotranspiración Potencial (ETP) como la máxima cantidad de agua que la energía de la atmósfera puede transformar en vapor. Para su estimación existen numerosas fórmulas, desde las más sencillas hasta las más complejas que se obtienen mediante ecuaciones de balance energético. En el presente caso se estimó la temperatura media mensual mediante el método de la gradiente térmica que calcula la temperatura en un sitio de acuerdo a su altitud basándose en temperaturas y altitud de una estación base. Para el estudio se tomó como base la estación Tulcán-Aeropuerto, generándose temperaturas medias mensuales en las cuencas de estudio, datos que se ingresaron al modelo WATBAL para el cálculo de la evapotranspiración, mediante el segundo componente que tiene el modelo para el cálculo de la ETP. Cuenca

Ene

Feb

Mar Abril May

Jun

Julio

Ago Sept

Oct

Nov

Dic

Media Anual

Río Grande Río Chico Río Bobo

11.4

12.2

10.5

11.9

12.8

11.2

13.7

19.7

21.8

24.4

21.6

14.8

13.1

14.0

16.6

20.2

18.8

14.3

14.2

15.3

9.8

25.4

15.9

15.2

40.8

41.6

53.1

63.9

60.7

58.2

14.0 17.7 44.2

26.3

27.7

37.5

43.1

41.5

36.2

Cuadro 5. Evapotranspiración media mensual de las cuencas de estudio 2.7

Disponibilidad de Agua en las Cuencas de Estudio

Con la información disponible se optó por realizar la modelización basándose en tres parámetros principales a saber: precipitación, escorrentía natural y temperatura, los mismos que son transformados a lámina requerida por el modelo WATBAL. La información ingresada al modelo corresponde al período 1965-1993.

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La modelización se realizó para las tres cuencas de estudio, calibrándose gráficamente y estadísticamente, comprobando mediante correlaciones entre valores observados y calculados obteniéndose coeficientes de correlación aceptables (0.7y 0.8), dando confiabilidad a los resultados. Los gráficos de calibración con sus respectivos parámetros de cada una de las cuencas se observan en el Anexo. Los caudales naturales a escala media mensual se presentan en el cuadro siguiente: Cuenc Area Ene a Km2 Río Grande Río Chico Río Bobo

Feb

Mar

Abr

May Jun

Jul

Ago

Sep

Oct Nov

Dic

Anual

54.8

1.63

1.71

1.76

1.78

1.76

1.64

1.55

1.44

1.47

1.64 1.75

1.67

1.65

42.3

1.22

1.24

1.40

1.46

1.31

1.26

1.18

1.10

1.12

1.24 1.30

1.27

1.26

123.1

3.36

3.61

3.78

3.75

3.73

3.55

3.05

3.01

2.94

3.38 3.67

3.58

3.45

Cuadro 6. Caudales naturales medios mensuales y anuales (m3/s) Para determinar la disponibilidad actual del recurso, se consideró la información de los usos del agua superficial actual, del Consejo Nacional de Recursos Hídricos, sin considerar los usos que tiene la Empresa Eléctrica Tulcán. Los caudales disponibles a nivel medio mensual se presentan en el siguiente cuadro. Cuen Area Ene ca Km2 Río Grand e Río Chico Río Bobo

Feb

Mar

Abr

May Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Medio Anual

54.8

1.50

1.58

1.62

1.64

1.62

1.51

1.43

1.33

1.35

1.51

1.61

1.54

1.52

42.3

1.09

1.11

1.25

1.30

1.17

1.12

1.05

0.98

1.00

1.10

1.16

1.13

1.12

123.1

2.87

3.09

3.23

3.21

3.19

3.04

2.61

2.58

2.52

2.89

3.15

3.07

2.95

Cuadro 7. Caudales medios mensuales y anuales disponibles (2003) Los caudales disponibles actualmente (2003) que se observan en el cuadro 6, son los que circulan por los ríos de las cuencas en estudio, pero esta disponibilidad es captada para fines hidroeléctricos mediante trasvases para usos definidos. Los caudales disponibles del río Grande se trasvasa casi en su totalidad hasta el río Chico y de allí, mediante otro trasvase (unión aguas de río Chico y Grande) se llevan las aguas hasta el río Bobo para fines hidroeléctricos.

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2.8

Análisis de Caudales Medios en las Cuencas y en los Tramos de Interés y Determinación de Curvas de Duración de Caudales Diarios y/o Mensuales.

La serie de caudales medios mensuales obtenidos de la estación hidrométrica Grande A.J. Játiva sirvió de base para rellenar (generar) caudales en las cuencas aledañas (Chico y Bobo), obteniéndose un período común 1965-2000. Con la finalidad de conocer la disponibilidad de caudales para fines de abastecimiento (agua potable), se procedió a generar las curvas de duración general, que son aquellas que indican el valor de un atributo en función de la frecuencia de un mencionado fenómeno y se emplean para representar los caudales indicando el número de días del año o el porcentaje del tiempo en que un cierto caudal es excedido. Los caudales característicos obtenidos de las curvas de Duración General para las tres cuencas de estudio y cuyos gráficos se encuentran en el Anexo, se presentan en el siguiente cuadro.

CUENCA Río Grande Río Chico Río Bobo

Q80% (m3/s) 1.27 0.95 2.67

Q90% (m3/s) 1.18 0.82 1.96

Q95% (m3/s) 1.10 0.53 1.40

Cuadro 8. Caudales característicos de las cuencas de estudio 2.8.1 Análisis en Tramos de Interés en Aguas Superficiales De los caudales aforados que constan en el cuadro 2, en su mayoría son captados para diferentes usos y la diferencia llegan a los ríos que forman parte del caudal circulante y que a su vez aguas abajo son captados para fines hidroeléctricos, por lo que es menester analizar los caudales de las quebradas Monte Redondo (Cualza) y Cucuruchu (Capote) que llegan al río Játiva, estas quebradas forman parte de esta cuenca que abarca área ecuatoriana y colombiana. Cabe indicar que las quebradas mencionadas se encuentran en territorio ecuatoriano. De acuerdo a inspecciones y mediciones de campo realizado en las dos quebradas se ha determinado lo siguiente: Quebrada Monte Redondo (Cualza de acuerdo a cartas topográficas) El aforo se realizó aguas arriba de la carretera que va al balneario Aguas Hediondas (ver Mapa 2 del Anexo), teniendo un caudal instantáneo de 64 l/s, el mismo que circula libremente hasta desembocar en el río Játiva. La ciudad de Tufiño capta agua de esta quebrada para uso de agua potable, lo realiza aguas arriba del sitio donde se midió el caudal, por lo que representa el caudal sobrante después de su uso y éste puede ser utilizado para otros usos, resultando importante tomar como una de las alternativa de captación.

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Quebrada Cucuruchu (Capote de acuerdo a cartas topográficas) El aforo se realizó aguas arriba de la carretera que va al balneario Aguas Hediondas (ver mapa 2 del Anexo), cuyo caudal instantáneo fue de 103.0 l/s, el mismo que desemboca directamente en el río Játiva sin tener usos representativos, constituyéndose en el complemento de la alternativa anterior de captación para suplir el déficit de agua potable de la ciudad de Tulcán. Tomando en cuenta que los caudales medidos son instantáneos, se procedió a generar caudales medios mensuales en las cuencas de las quebradas Monte Redondo y Cucuruchu con la ayuda del modelo WATBAL, para posteriormente obtener caudales característicos mediante las curvas de duración general, y cuyos gráficos se presentan en el Anexo.

SUBCUENCA Qda. Monte Redondo Qda. Cucuruchu

Q80% (l/s) 82.49

Q90% (l/s) 51.80

Q95% (l/s) 47.66

105.86

95.46

88.86

Cuadro 9. Caudales característicos de sitios posibles de captación 2.9 •

Alternativas de Captación Primera Alternativa (Quebrada Monte Redondo)

Es un tributario afluente del río Játiva, tiene un área de drenaje de 5.31 Km2 y caudal Q95% de 47.66 l/s, el mismo que puede ser captado en la cota 3440 msnm y conducido a gravedad mediante tubería hasta la planta de tratamiento de la ciudad de Tulcán que se encuentra en la cota 3021 msnm para su potabilización y uso respectivo. La longitud aproximada de la conducción es de 23 Km. •

Segunda Alternativa (Quebrada Cucuruchu)

Es un tributario del río Játiva, tiene un área de drenaje de 4.95 Km2 y caudal Q95% de 88.86 l/s, este caudal se puede captar en la cota 3480 msnm y conducido mediante tubería a gravedad hasta la planta de tratamiento de la ciudad de Tulcán que se encuentra en la cota 3021 msnm para su potabilización y uso respectivo. La longitud de la conducción es de aproximadamente 24 Km. Las alternativas de captación se observan en el mapa 3 del Anexo. •

Requerimientos de caudal

Según el estudio realizado por COHIDRO CONCULTORES de 1980, la población de la ciudad de Tulcán al año 2020 será de 104184 habitantes, si ha esta población se asigna una dotación de 200 l/h/día, entonces se necesitan INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

241.2 l/s, sin verificar con relación al presente estudio el número de habitantes proyectados. Por lo expuesto los caudales de las quebradas Monte Redondo y Cucuruchu pueden suplir el déficit actual y futuro de la ciudad de Tulcán con un caudal total de 136.52 l/s. Cabe indicar que estos caudales han sido generados con datos de caudales medios mensuales, por lo que para seguridad del sistema es necesario elegir un margen de seguridad del 10%, y contar con un caudal de captación de 122.86 l/s (Qdas. Cucuruchu y Monte Redondo), que sería el disponible sin que éste sea utilizado para otro fin que el de agua potable para la ciudad de Tulcán.

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CAPITULO III

HIDROGEROLOGÍA 3.1

Introducción

El agua subterránea es una parte integral del ciclo del agua, como se ilustra en la figura. El ciclo empieza con la precipitación sobre la superficie de la tierra. Los escurrimientos de la lluvia van directamente a los lagos y arroyos. Algo del agua que se filtra en la tierra es usada por las plantas para la transpiración. El agua restante, llamada agua de recarga, es llevada a través del suelo a la zona saturada, donde el agua llena todos los espacios entre las partículas del suelo y las rocas.

Lo más alto de la zona saturada es la capa o manto freático, si la geología local no es complicada, corresponde al nivel al cual el agua se mantiene en un pozo. El agua se mueve dentro de la zona saturada desde áreas donde la capa de agua es alta hacia áreas más bajas, el agua subterránea alimenta a lagos, arroyos y océanos, transformándose en agua superficial, cuando esta agua se evapora a la atmósfera y se condensa, viene la precipitación completando el ciclo del agua. El diagrama muestra en forma esquemática, como la fracción de las precipitaciones que se presentan en las partes altas se infiltra, llega hasta estratos subsuperficiales, dando lugar a la formación de acuíferos detallados en el presente Estudio.

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Precipitación

Escurrimiento subterráneo

acuitardo Acuíferoe

3.2

Caracterización Hidrogeológica:

Para comprender objetivamente los fenómenos hidrogeológicos que priman en la zona de estudio, es necesario conocer y definir los factores que determinan la presencia o ausencia de agua en el subsuelo. La geomorfología del terreno, las características litoestructurales de las formaciones aflorantes en la zona de estudio, a sí como las condiciones climáticas imperantes, y el grado de incidencia de los diferentes parámetros meteorológicos que conforman el ciclo hidrológico, son los factores fundamentales que interactúan para permitir la infiltración, circulación y acumulación del agua en los estratos del subsuelo. El estudio geológico, la prospección geofísica y los sondeos, que se realizaron en el sector del Cantón Tulcán, permitieron definir la composición litológica y las estructuras de las formaciones geológicas de la zona. En resumen, en la zona se determinó la presencia de rocas volcánicas y vulcano sedimentarias de origen freato - magmático que litológicamente se componen de estratos alternados de limo, arena fina, toba y ocasionalmente grava y arenisca. El objetivo fundamental de realizar la caracterización hidrogeológica del Cantón Tulcán, es poner de relieve los aspectos hidrogeológicos más significativos y de esta manera determinar la incidencia de la acumulación de agua subterránea. 3.3

Sinopsis Geológica

Basados en la información detallada en las hojas geológicas de Tulcán y San Gabriel . DGGM 1972. se determinó que en la zona afloran formaciones volcánicas, (lavas) y sedimentos volcano-clásticos (cangahua, cenizas y lapilli), que constituyen lo fundamental de la geología de la región, y son el resultado de la actividad volcánica final acaecida en los Andes en el Plioceno.

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3.3.1 Estratigrafía Como resultado de la actividad volcánica acaecida a finales del terciario (Plioceno) e inicio del cuaternario (Pleistoceno), en el área de estudio se encuentra un conjunto de productos volcánicos que han sido diferenciados por su edad y composición en la hoja geológica de Tulcán, levantada por la DGGM actual CODIGEM en el año 1981 y los que a continuación se describen: Volcánicos Plio-Pleistocénico: Litológicamente constituidos por un conjunto de lavas andesíticas basálticas, basaltos, brechas volcánicas, tobas y cenizas; que ocupan una amplia área en la zona de estudio y están constituyendo las partes altas de las montañas, se encuentran cubiertos por una potente capa de cangahua. La denominación está relacionada con los diferentes focos de emisiones, así se tiene: los volcánicos boliche, que afloran al sur de la ciudad de Tulcán litológicamente están compuestos de basaltos andesíticos, dacita, brecha volcánica y tobas; volcánicos de Yanacocha y el pelado compuestos de andesitas, tobas, basaltos, latitas y brechas, afloran al sur y sur este de la población de Tufiño. Volcánicos Virgen Negra son volcánicos que afloran al noreste de la población de Huaca y están constituidos de latita, brecha y toba. Al oeste de Tufiño se encuentra una serie de lavas andesíticas, basaltos, brechas y cenizas que tienen su origen en los volcanes Chiles y Cerro Negro. Depósitos glaciares y freato magmáticos: En el área donde afloran los volcánicos arriba enunciados, especialmente al sur y sur-este de la población de Tufiño, se observan valles glaciares en los que se han depositado una serie de morrenas y sedimentos fluvio glaciares de composición volcánica posiblemente del Chiles y Cerro Negro. Depósitos piroclásticos: (cangahua) La cangahua es un sedimento fino de color amarillento pardusco, constituida por partículas volcánicas finas; se presenta en depósitos sin estratificación moldeada sobre la topografía preexistente y alternando con capas de lapilli y ceniza, en el sector se halla cubriendo una amplia zona. Buenos afloramientos son observados en el sector del aeropuerto. Coluviales: En las pendientes de algunas colinas, se han depositado sedimentos como producto de la erosión, formando abanicos como los localizados en Cerro Negro y El Car. Aluviales: En el extremo sur de la ciudad de Tulcán, se localiza pequeños aluviales, originados por la actividad erosiva del Nudo del Boliche, sedimentos que han sido INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

transportados por los ríos y quebradas y depositados en las partes bajas y planas del sector. 3.3.2 Geología Estructural El fuerte vulcanismo subsecuente de la fase orogénica del Mio-Plioceno, seguida de una acción decreciente del período Epirogenico del Pleistoceno se desarrollaron mantos lávicos con buzamientos suaves orientados en forma radial a partir de los centros de emisión. Los piroclastos tienden a seguir los lineamientos de la topografía preexistente, aquellos que se depositaron en un medio lacustre muestran una buena estratificación como se observa en los alrededores de Tulcán. En la zona de estudio las fallas principales tienen un rumbo noreste-suroeste y noroeste-sureste, estas fallas son el resultado de esfuerzos comprensionales, que parecen ser los causantes del hundimiento del valle de Tufiño y el levantamiento del sector de Huaca. Un conjunto de fallas radiales son observables en el sector de la caldera del Car, así como otras secundarias de orientación noreste-suroeste. 3.3.3 Geología Histórica El Plio-Pleistoceno en la sierra es importante por una fase de levantamiento sin compresión lateral, que afectó a todo el cinturón andino y desarrolló la morfología actual. Estos movimientos fueron acompañados por intensa actividad sísmica y efusiones volcánicas que prácticamente cubrieron las cordilleras con material intermedio a ácido (volcánicos de Pumamaqui, Yanahurco, Cerro Negro y Chiles, etc.) y dio paso a prominentes masas volcánicas en el norte del país. Estos volcanes que limitan la depresión interandina, fueron fuertemente erodados por la actividad glaciar pleistocénica, dando lugar a grandes escarpas erosionales y a la formación generalizada de lagos en las zonas, como la cuenca de Tulcán. La continuación de la actividad volcánica produjo el colapso de la caldera del Car, originando centros de emisión que generaron abundantes explosiones freato magmáticas y deposición de tobas lacustres. Mapa Geológico. 3.4

Levantamiento Hidrogeológico

Los conocimientos adquiridos en el reconocimiento general de la zona, y el levantamiento hidrogeológico, permiten conocer en forma cierta las características hidrogeológicas de una determinada zona, con el fin de delimitar y cualificar áreas potencialmente acuíferas. Las actividades más relevantes constituyen el reconocimiento geológico, inventario de puntos de agua y la prospección geofísica, esta información analizada y procesada es la base para definir la caracterización hidrogeológica de las formaciones aflorantes, calificándolas cualitativamente de acuerdo a su litología, diferenciando superficialmente los materiales acuíferos y relacionándolos con la permeabilidad. La metodología empleada para la caracterización, está basada en las normas propuestas por la OMM y la UNESCO y las establecidas en la elaboración del INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

Mapa Hidrogeológico del Ecuador, las mismas que en términos generales consideran la ocurrencia de aguas subterráneas en la zona de estudio, relacionadas con las características lito - estructurales de las formaciones geológicas presentes en los diferentes sectores de la Ciudad de Tulcán. Cuadro de inventario de pozos y vertientes

N°

UBICACIÓN

CLASE

UBICACIÓN COTA LONGITUD LATITUD msnm

NE m.

PT m

Q l/s

C.E. µS

1 Aguas Calientes

0183423E 0086980N 3188

230

6,1

2 Sta. Eulalia

0183421E 0086984N 3108 12,00 13,7

260

6,8

3 San Miguel de Car

0188286E 0089259N 3005

340

6,1

4 El Consuelo

0189322E 0091423N 3010 14,90 16,0 0,1

100

6,5

5 La Joya

0189973E 0090457N 2916

200

6,6

6 Chapuel

0194387E 0091123N 2948 13,25 15,3

520

6,2

7 Tulcán

0197630E 0089662N 2970 12,90 15,3

360

6,4

8 Colegio Tulcán

0197748E 0090760N 2910

0,1

450

6,3

9 Urb. Nuevo Tulcán

0196849E 0088640N 2936

0,50 140

6,2

10 San Vicente

0197458E 0088854N 2970 15,80 18,0

11 La Palizada

0197417E 0086523N 3009

7,4

5,9

12 La Rinconada

0196382E 0087542N 2990 12,50 13,5

130

6,1

13 El Chita

0193227E 0087913N 2955

110

6,7

14 La Ovejería

0191230E 0088872N 2932

3,20

3,7

510

7,1

15 La Rinconada

0196335E 0088010N 2930

14.5

260

6.3

16 La Rinconada

0196507E 0088051N 2938

19.3 20.5

340

6.3

17 Las Juntas

0195229E 0086066N 2957

5.3

11.2

170

5.5

18 Las Juntas

0194838E 0087173N 2949

8.2

9.0

170

6.1

19 Las Juntas

0195083E 0087185N 2922

170

6.7

20 Aeropuerto

0198679E 0089501N 2862

6.0

7.5

21 Tulcán

0198063E 0090112N 2932

14.3

6,15

0.2

VT = Vertiente termal Pe = Pozo excavado V = Vertiente Con la información descrita anteriormente se identificó zonas que por sus características litoestructurales se manifiestan como potenciales acuíferos. Areas en las que se consideró realizar la prospección geofísica para conocer en profundidad la disposición de los diferentes estratos geoeléctricos y comportamiento hidrogeológico.

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3.5

Prospección Geofísica

Los métodos de prospección geofísica, se caracterizan por el estudio de las variaciones en el espacio de un parámetro físico de las rocas o los suelos, el método que con más frecuencia se utiliza en los estudios hidrogeológicos es la prospección eléctrica o de resistividades. El método de prospección eléctrica estudia las variaciones del campo eléctrico cuando se hace pasar una corriente eléctrica en el suelo. El método eléctrico o de las resistividades es apropiado para el estudio de aguas subterráneas y geotécnia entre otros, ya que permite determinar la naturaleza, la morfología y la profundidad del sustrato así como la litología de las capas acuíferas. Este método se basa en el estudio de las variaciones de un parámetro físico de las rocas: su aptitud más o menos grande de conducir la corriente eléctrica. La resistividad de las rocas depende esencialmente de su contenido en agua y de la composición química de ésta. Sin embargo, es la estructura de una roca, la que condiciona su contenido de agua es función de su naturaleza litológica. Por lo tanto la resistividad del terreno depende de tres factores: naturaleza litológica de las rocas, contenido en agua y la composición química del agua. 3.5.1 Sondajes Eléctricos Verticales Es sin duda en todas sus modalidades el más importante de todos los métodos eléctricos. Su característica general es el envío de corriente al terreno por medio de dos electrodos A y B estableciendo así un campo eléctrico artificial, se investigan sus mediciones con otros dos electrodos M y N para medir el potencial entre los mismos. Tanto los electrodos de corriente como los de potencial, se desplazan horizontalmente y en línea recta, alejándose de forma equidistante desde el punto O en donde se realiza la medida. La investigación así obtenida es perpendicular a este punto; mientras más grande es la distancia de los electrodos de corriente (A-B), mayor será la profundidad de investigación.

Fig. 1

El método Sondeo Eléctrico Vertical (S.E.V.), se utiliza para obtener información de la variación de la resistividad del subsuelo en profundidad. La resistividad aparente se calcula con la siguiente fórmula:

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dV Ra = K ----------I

Ra = resistividad aparente dV = diferencia de voltaje I = intensidad de corriente K = constante que depende de la configuración de los electrodos. La resistividad aparente calculada, corresponde a una cierta profundidad del subsuelo, que básicamente depende de la separación de los electrodos de corriente (AB) y la resistividad. Se estima que la profundidad de investigación está en el orden de 1/3 a 1/4 de la apertura de electrodos AB. En el presente estudio la distancia entre los electrodos de corriente A-B, fue de 500 a 600 metros, según la topografía del terreno. Tomando lecturas consecutivas, aumentando la separación de los electrodos de corriente se obtiene de esta manera una sección vertical en el centro de la configuración. Para la interpretación se dispone de un software específico, el programa calcula una curva teórica: Ra vs AB/2 de un modelo del subsuelo. La disposición espacial de los sondajes eléctricos en la zona de estudio fue dispuesta luego de realizar un reconocimiento geológico, condiciones topográficas y extensión de la zona. Para cumplir con el objetivo propuesto, se realizaron 31 sondajes eléctricos verticales los mismos que cubrieron arealmente sectores de interés hidrogeológico en la Ciudad de Tulcán. La ubicación de los mismos consta en el Mapa Hidrogeológico de Tulcán. 3.5.2 Modelación de Sondajes Eléctricos La modelación de los sondajes eléctricos verticales se realizó empleando un programa elaborado por el Instituto de Geofísica de Francia, el mismo que en base a ecuaciones polinómicas integra los pares de valores X y Y de resistividad aparente y AB/2 respectivamente; este programa nos permite interpretar un máximo de 10 capas resistivas por sondaje, determinando en cada una el valor de la resistividad y su espesor. Los resultados obtenidos con el programa de modelación de los 31 sondajes eléctricos verticales, son tabulados en el siguiente cuadro, en el que se puede visualizar los valores de: resistividad verdadera, espesor de cada estrato geoeléctrico, y la profundidad a partir de la superficie del terreno. El error es INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

menor al 10% que esta dentro del rango aceptable. Cuadro 2 Sector La Cofradía SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

136.9 73 18.6 242 21 52 74.5 29.3 152.9 25 200 66.17 29 260 30 47.12 26.41 264.92 20 243.9 239.8 90.8 30.4 31.9 31.6

1.75 4.5 13 24.7

1.75 6.25 19.25 43.95

5.3

0.43. 4.22 9.19 16.36

0.43 4.65 13.84 30.2

3.2

0.93 5.97 12 50

0.93 6.9 18.9 68.9

4.5

2.07 9.02 46.01

2.07 11.09 57.1

6.0

0.9 2.49 4.9 25.06 35

0.9 3.39 8.29 33.35 68.35

6.4

COORDENADAS

0195500E 0089300N

0196116E 0089872N

0196629E 0090221N

0196799E 0090444N

0195205E 0088940N

Sector Jardines del Este SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

535 824 41 49 40 247 41 62

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

0.61 6.73 55.5

0.61 7.34 62.84

5.6

0.66 5.71 53.3

0.66 6.37 59.67

4.4

COORDENADAS

0195334E 0087045N

0195136E 0087548N

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Sector El Polígono SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

101 55.1 15.27 41.7 100.9 74.6 42.2 31.2

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

1.19 13.76 76.2

1.19 14.95 91.25

6.8

1.94 4.5 81.21

1.94 6.44 87.65

4.5

COORDENADAS

0196481E 0090071N

0196210E 0089731N

Sector El Camal SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

80 27 96 25 141 60 30 128

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

6.9 28.5 64

6.9 35.4 99.4

4.2

2.1 4.8 15.2

2.1 6.9 22.1

5.2

COORDENADAS

0195852E 0089162N

0195714E 0089351N

Sector El Portal SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

394 1740 26 46 188 361 35 34

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

2.87 0.87 83.14

2.87 3.74 86.88

5.6

2.44 3.54 80.35

2.44 5.98 86.33

5.5

COORDENADAS

0194637E 0087566N

0194855E 0087922N

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Sector La Laguna

SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

42 23 40 63 139 20 33 141 21 30

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

1.54 25.8

1.25 27.34

4.7

0.66 3.0 33.6

0.66 3.66 37.26

3.2

2.07 35

2.07 37.07

3.1

COORDENADAS

0196132E 0088878N 0196200E 0088528N 0196432E 0088961N

Sector Padre Carlos De La Vega y los Comuneros

SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

49.3 21.8 95.1 19.57

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

2.51 14.52 87.14

2.51 17.03 104.17

COORDENADAS

5.1 0199234E 0092433N

Sector La Florida

SEV Nº

RESISTIVIDAD PROFUNDIDAD ELÉCTRICA ESPESOR DE LA UNIDAD ERROR VERDADERA (metros) GEOELÉCTRCA (%) (Ohm.m) (metros)

247 26 60 416 25 50

1.74 109

1.741 110.74

5.1

4.13 110

4.13 114.13

3.5

COORDENADAS

0192826E 0087803N 0193536E 0088044N

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Sector La Rinconada

SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

66 656 35 42 30.3 72.1 29.6 171.1 19 88 134 47 29 42 423 56 28 60

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

0.27 4.29 50

0.27 4.56 54.56

5.2

0.59 3.17 7.3 24 48.67

0.59 3.76 11.06 35.06 83.76

5.6

4.26 10.83 49

4.26 15.09 64.09

4.7

4.72 14.6 50.7

4.72 19.32 70.02

3.7

COORDENADAS

0196420E 0087830N

0196356E 0087630N

0196637E 0087516N

0197346E 0089723N

Sector El Consuelo - La Joya

SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

114 570 30 43 213 458 30 40 320 401 63 35

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

0.7 2.64 70

0.7 3.34 73.34

5.3

0.75 3.49 75

0.75 4.24 79.25

5.4

0.75 2.83 72.23

0.75 3.58 75.81

4.4

COORDENADAS

0184531E 0091470N

0189549E 0091274N

0189578E 0090013N

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Sector Tufiño

SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

151.7 62.8 129 33 360 100 222 50 413 88.3 129 60

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

1.3 3.6 17.44

1.3 4.9 22.34

4.2

2 10 28

2 12 40

3.8

4.12 11.72 59.51

4.12 15.84 75.35

3.3

COORDENADAS

0184497E 0087196N

0183323E 0087768N

0183707E 0088717N

Sector El Aeropuerto

SEV Nº

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERDADERA (Ohm.m)

491 27.3 153 135.6 34.9 23.8 38.4

PROFUNDIDAD ESPESO DE LA UNIDAD ERROR R GEOELÉCTRCA (%) (metros) (metros)

3.7 17.6

3.7 21.3

2.78 20.37 71.24

2.78 23.15 94.39

3.8

COORDENADAS

0198548E 0089711N 0198679E 0089498N

3.5.3 Interpretación de Sondajes Eléctricos Verticales Con los valores de Resistividad Eléctrica y Espesores, de los estratos geoeléctricos identificados en cada uno de los sondajes eléctricos verticales, se procedió a la correlación areal y a elaborar los Cortes Geoeléctricos de los diferentes sectores de interés hidrogeológico. En estos cortes se define la configuración geométrica de los diferentes complejos Geoeléctricos lateralmente y en profundidad.

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Sector La Cofradía El sector al que se lo denomina “Unión Popular” se halla ubicado al sur este de la Ciudad de Tulcán, entre los barrios La Cofradía y Unión Popular. En este sector se realizaron 4 sondajes eléctricos verticales denominados SEV 6. SEV 7, SEV 13, SEV 21. Realizada la correlación gráfica, se determina que en la zona se presentan 4 estratos geoeléctricos diferenciados por su resistividad. En este sector el único estrato que por sus características geoeléctricas, presenta una buena permeabilidad es el estrato C, el mismo que litológicamente esta compuesto por arenas y grava. Se localiza a una profundidad de 11 m. en el Sev 21 incrementándose hacia el SEV 6 a una profundidad de 20 m. El espesor de la capa es variable desde los 16 m en el Sev 7 hasta los 50 m en el sector donde se realizaron los SEV 6 y 21 A pesar de sus características litológicas favorables esta zona no presenta interés desde el punto de vista hidrogeológico, por lo tanto no se recomienda la perforación de pozos profundos. CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨La Cofradía¨ -30 -20 -10

SEV 1 3 136,9 ohm- m 73 ohm-m

0 10 20

18,6 ohm-m

SEV 7

POTENCIA m.

SEV 2 1 52 ohm-m

47,12 ohm-m

SEV 6

74,5 ohm-m

242 ohm-m

200 ohm-m 66,17 ohm-m

26,41 ohm-m

29,3 ohm-m

29 ohm-m

152,9 ohm-m

265 ohm-m

260 ohm-m

90 100 110

21 ohm-m 25 ohm-m

120 130

D 30 ohm-m

20 ohm-m

140 150

Sector Jardines del Este Este sector se halla ubicado al SW de la ciudad de Tulcán, sector en donde está previsto el desarrollo de urbanizaciones, por lo que la investigación geofísica se justifica. En la zona se realizaron dos sondajes eléctricos verticales, denominados SEV 15 y SEV 16. El análisis e interpretación de la información geofísica nos demuestra que hidrogeológicamente existe un estrato potente que por sus valores de INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

resistividad comprendido entre los 40-60 ohm-m probablemente este constituido por una mezcla heterogénea de cenizas, arena y grava de pómez que en conjunto tienen una permeabilidad media a baja. Con fines hidrogeológicos esta formación a sido dividida en dos estratos denominados C y D, constituyendo el estrato D como un posible acuífero; este estrato se halla bajo los 60 m y tiene una potencia que supera los 100 m. Para determinar las características hidrodinámicas de este potencial acuífero se recomienda la perforación de un pozo exploratorio de al menos 100 m de profundidad en la parte baja de la urbanización.

CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨Jardines del Este¨ -30 -20 -10

SEV 1 5

0,61 ohm- m 824 ohm- m

0 10

POTENCIA m.

30 40

247 ohm- m

SEV 1 6 41 ohm- m

40 ohm- m

60 70 80

41 ohm-m

90 100 110

49 ohm-m

120

130

62 ohm- m

140 150

Sector El Polígono El sector ubicado al sur este de la ciudad se realizó el sondaje denominado SEV 8 en el barrio El Polígono caracterizado por ser una hondonada alargada constituida superficialmente por un coluvio. En este sector se determinó la existencia de una capa geoeléctrica “C” a 15 m de profundidad y 75 m de potencia con una resistividad de 96 ohm–m, que probablemente este constituido de una mezcla de arena fina a gruesa con intercalación de grava y limo, formación que se comporta como una zona apta para la acumulación de aguas subterráneas, Hidrogeológicamente se presenta como una formación de permeabilidad variable de baja a media. Con fines de investigación y con el fin de conocer las características hidrodinámicas de la formación descrita, se recomienda la perforación de un pozo exploratorio de 90 m de profundidad.

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CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨El Polígono¨ -30 -20

SEV 8

101 ohm- m

-10 0

55 ohm- m

10 20

40 50

96 ohm- m

60 70 80 90 100 110 120

25 ohm- m

130 140 150

Sector el Camal Ubicado aproximadamente a 1 Km al SW del anterior. Se realizaron los sondajes eléctricos SEV 12 y SEV 14, en este sector de acuerdo a los resultados obtenidos y como se visualiza en el corte geoeléctrico se encuentra el estrato resistivo C localizado aproximadamente a 35 m de profundidad, con una potencia de 65 m, con valores de resistividad aparente que fluctúan entre 96 ohm-m y 128 ohm-m, resultados que indican que esta capa se halla constituida de una mezcla de arena fina a gruesa con intercalación de grava y limo, en la que es probable encontrar agua subterránea, sin embargo el rendimiento esperado debe ser bajo. CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨El Camal¨ -30 -20 -10

SEV 1 2 80 ohm-m

141 ohm- m

SEV 1 4

60ohm- m

0 10 20

30 ohm- m

27 ohm- m

POTENCIA m.

40 50 128 ohm- m

60 96 ohm- m

70 80 90 100 110 120 130

25 ohm- m

25 ohm-m

140 150

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Sector el Portal El área de estudio se ubica al SW de Tulcán en el sector conocido como el Ejido Sur, en este sector se realizaron los sondajes SEV 22 y SEV 23, de su interpretación y basados en la correlación del respectivo corte geoeléctrico se determina que existe un estrato geoeléctrico D localizado a una profundidad de aproximadamente 85 m y con un espesor que supera los 70 m. de acuerdo a sus valores de resistividad aparente entre 34 ohm-m y 46 ohm-m probablemente este constituido por material de granulometría variable en la que primen las arenas gruesa a finas, intercaladas con limo y toba. Este estrato por sus características puede constituirse en un acuífero de permeabilidad baja a media con rendimiento relativamente bajo. CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨El Portal¨ -30 -20 -10

SEV 2 2

394 ohm-m 1740 ohm-m

SEV 2 3

188 ohm- m 361 ohm- m

0 10 20

POTENCIA m.

30 40

26 ohm- m

35 ohm- m

60 70 80 90 100 110

46 ohm-m

120

130

34 ohm- m

140 150

Sector la Laguna Este sector se halla ubicado al sur este de Tulcán en el área donde se asientan los barrios Sara Espíndola, la Laguna y el Terminal, en este sector se realizaron 3 sondajes eléctricos verticales denominados SEV 9, SEV 30 y SEV 10. Los resultados obtenidos en el procesamiento de la información de campo y la correlación estratigráfica indicada en el corte geoeléctrico, nos permite definir que a una profundidad aproximada de 30 m se halla un estrato georesistivo con una resistividad aparente promedio de 35 ohm-m, y con una potencia de mas de 100 m. en el cual es probable encontrar agua subterránea. La litología es de arena de granulometría variable con limo por lo que su permeabilidad es de variable de media a baja. Para determinar el rendimiento y las características hidrodinámicas del acuífero se recomienda la perforación de un pozo exploratorio de al menos 100 m de profundidad el mismo que pude ser ubicado en el sector de Cristo Rey. INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨La Laguna¨ -30 -20

SEV 9

42 ohm- m

SEV 3 0

-10

SEV 1 0

141 ohm- m 63 ohm- m

0 10

23 ohm- m

21 ohm- m

20 ohm- m

POTENCIA m.

30 40 50 60 70 80

90 40 ohm- m

33 ohm- m

100 30 ohm- m

110 120 130 140 150

Sector Padre de la Vega y los Comuneros Este sector se halla ubicado al extremo norte de la ciudad de Tulcán sobre una meseta bisectada por el río Bobo, en este sector se realizó el SEV24, la interpretación de los datos de campo y el reconocimiento geológico nos permite identificar que en esta zona se presenta estratos de granulometría variable, en la parte superior una toba arcillosa de aproximadamente 20 m de espesor que recubre a un potente estrato de más de 70 m de potencia y con una resistividad de 95 ohm-m, constituido de una arenisca conglomerática con intercalación de toba areno limosa, definida como estrato C en el corte geoeléctrico, a pesar de tener una buena permeabilidad este estrato no conforma un acuífero. Por lo expuesto este sector no tiene ningún interés desde el punto de vista hidrogelógico. CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨Padre Carlos De La Vega¨ -30 -20 -10

SEV 2 4

49,3 ohm-m

0 10

21,8 ohm- m

POTENCIA m.

30 40 50 60

95 ohm- m

70 80 90 100 110 120 130

19,5 ohm- m

140 150

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Sector la Florida Esta zona se halla ubicada, al sur oeste de Tulcán sector en el que hay un gran desarrollo ganadero, en este sector se realizo la investigación con dos sondajes eléctricos denominados SEV 1 y SEV 2. Este sector aparentemente presenta posibilidades para la explotación de aguas subterránea por medio de pozos profundos, sin embargo el análisis de la información y el corte geoeléctrico determinan que en la parte superior existe una capa “B” de 25 ohm-m de resistividad aparente con una potencia de aproximadamente110 m, cuyas características son de un estrato de baja permeabilidad, el mismo que se comporta como un acuítardo, bajo esta capa y a una profundidad de 110 m, se halla una capa “C” de potencia investigada superior a los 80 m, con una resistividad aparente de 60 ohm-m que comportaría como un acuífero de interés. En este sector el limitante para la explotación de aguas subterránea, por medio de pozos perforados es la profundidad a la que se encuentra el estrato de interés. CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨La Florida¨ -30 -20 -10

SEV 1

247 ohm-m

416 ohm-m

SEV 2

0 10 20

POTENCIA m.

30 40 50 60

26 ohm- m

25 ohm- m

70 80 90 100 110 120 130

60 ohm- m

C 50 ohm-m

140 150

La Rinconada El sector se halla ubicado al sur este de Tulcán.; fundamentados en el reconocimiento hidrogeológico se determinó que esta zona se manifestaba como de interés para la investigación geofísica, por lo que se decidió realizar los sondajes denominados SEV 18, SEV 19, SEV 20, y SEV 31, los datos interpretados y correlacionados en el corte geoeléctrico nos permiten visualizar que la zona presenta un estrato geoeléctrico localizado a una profundidad de aproximadamente 60 m con características favorables para la acumulación y explotación de aguas subterráneas. El estrato en mención se lo designa “E¨ en INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

el corte geoeléctrico y tiene una resistividad entre 40 y 80 ohm-m, su potencia sobrepasa los 100 m. Considerando que este sector es uno de los más favorables para la explotación de aguas subterráneas, se recomienda perforar un pozo exploratorio de al menos 100 m de profundidad, en la urbanización El Vergel o en la hacienda contigua. (SEV 19) CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨La Rinconada¨ -30 -20 -10

423 ohm-m

SEV 2 0

SEV 1 8

66 ohm-m 656 ohm-m

30 ohm-m

SEV 1 9

134 ohm-m

56 ohm-m

72 ohm-m 47 ohm-m

10 20

28 ohm-m 35 ohm-m

29 ohm-m

POTENCIA m.

SEV 3 1

47 ohm-m

29 ohm-m

50 60 70 80 90

100 110

42 ohm-m 88 ohm-m

42 ohm-m

60 ohm-m

120 130 140 150

Sector El Consuelo – La Joya El área de investigación se ubica a 7 Km. al nor oeste de Tulcán. Esta zona por sus características hidrogeológicas se la consideró propicia para la investigación por métodos geoeléctricos, para el efecto se realizó la prospección por medio de los sondajes eléctrico verticales: SEV3, SEV 4, y SEV 5. La información interpretada y correlacionada en el corte geoeléctrico determina que en la zona se presenta un estrato con buenas posibilidades para ser considerado como acuífero. A partir de los 20 m se encuentra el estrato C con una resistividad de 30 a 63 ohm-m y potencia de aproximadamente 70 m, este estrato tiene posibilidades de almacenar agua, sin embargo su permeabilidad es variable generalmente baja, subyaciendo a este estrato se encuentra el estrato D, este estrato se localiza a una profundidad de 70 m., por sus valores de resistividad se estima que esta conformado por arena de granulometría variable con intercalación de limo se presume un aumento de permeabilidad. El conjunto se comporta como un acuífero multicapa. Se recomienda la perforación de un pozo exploratorio en el sector donde se ubica el SEV5 (coordenadas 0189578E 0090013N), la perforación debe tener INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

una profundidad de al menos150 m, con el fin de atravesar la zona de mayor permeabilidad.

CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨La Consuelo - La Joya¨ -30 -20 -10

SEV 3

570 ohm- m 114 ohm- m

SEV 4

213 ohm-m

458 ohm-m

320 ohm- m 409 ohm- m

SEV 5

10 20

POTENCIA m.

30 ohm- m

40 50

30 ohm- m

63 ohm- m

70 80 90 100 110 120

43 ohm- m

D 40 ohm-m

130

35 ohm- m

140 150

Sector Tufiño Esta zona se ubica inmediatamente al sur de Tufiño en el sector conocido como la Aserradora, y hacienda San Luis, área relativamente plana limitada por los ríos Carchi al norte y Chico al sur. En este sector se llevo a cabo la prospección por medio de los sondajes: SEV27, SEV 28 y SEV29. Del análisis individual y de su correlación se determinó que en esta zona se presentan tres estrato con características favorables para la acumulación de aguas subterráneas. El estrato C con resistividad aparente entre 129 y 220 ohm-m, constituido por sedimentos fluvio glaciares compuestos por bloques de brechas volcánicas y morrenas, la potencia es variable al sur, al norte de 20 a 50 m, bajo este estrato encontramos los estratos D y E que en conjunto parece constituir un solo estrato con potencia superior a los 100m, y resistividad promedio de 50 ohm-m que probablemente esta constituido por tobas, arenas de diferente granulometría, limo y brechas material de permeabilidad variable de baja a media. Constituyéndose ésta como una zona favorable para la explotación de aguas subterráneas. Para determinar el rendimiento del acuífero, se recomienda perforar un pozo en la hacienda San Luis de una profundidad no menor a los 120 m.

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CORTE GEOELÉCTRICO Sector ¨Tufiño¨ -100 -90 -80

SEV 2 8 360 ohm-m

-70 -60

POTENCIA m.

-30 -20 -10 0 10 20 30 40

100 ohm-m

151,7 ohm-m

88,3 ohm-m 222 ohm-m

SEV 2 7 62,8 ohm-m

D 50 ohm- m

33 ohm-m 60 ohm-m

90 100 110

3.6

C 29 ohm-m

129 ohm- m

50 60 70 80

120 130 140 150

SEV 2 9 413 ohm-m

-50 -40

100 ohm-m

50 ohm-m

60 ohm-m

Zonas de interés hidrogeológico.

En la zona objeto de la investigación se determinó que existen cinco zonas en las cuales el recurso hídrico subterráneo se presenta como una alternativa para la explotación y fuente de abastecimiento de agua potable. Sector La Rinconada El sector corresponde a una amplia planicie de aproximadamente 6 Km2, que se encuentra bisectada por la Q. la Palizada, en este sector aflora una capa de cangahua que recubre a materiales compuestos de arena media, con estratos areno limosos, pertenecientes a los sedimentos freato – magmático, con una permeabilidad estimada de 10-2 cm/s a 10-4 cm/s. Este estrato se halla bajo los 50 m de profundidad y su potencia supera los 100m.; características que manifiestan que esta capa es de permeabilidad media. Se recomienda perforar un pozo de prueba que sobrepase los 100m. Este sector recibe los aportes de las precipitaciones que ocurren en el sector de La Estrellita y el Troya que superan los 1000 mm.

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Vista panorámica del sector La Rinconada y zona de recarga Sector El Consuelo - La Joya Estructuralmente este sector corresponde a un bloque hundido, limitado al oeste por una falla, en este sector se depositaron sedimentos pliocuaternarios, en la parte superior se encuentra una potente capa de cangahua que recubre a los sedimentos freato-magmáticos de permeabilidad variable de media a baja estimada en el rango de 10-2 cm/s a 10-4 cm/s. Considerado como un acuífero multicapa. En el sector afloran vertientes (La Joya con un caudal de 10 l/s, y San Miguel del Car con un caudal de 20 l/s), lo que es una manifestación natural de la descarga de este acuífero y nos indica el potencial de este estrato. Estas vertientes afloran en la cota 2916 msnm y 3005 msnm, respectivamente, las que son drenadas por el río Bobo. Estas vertientes pueden ser captadas y tratadas para abastecer de agua a las poblaciones aledañas.

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Afloramiento la vertiente La Joya Sector Tufiño El sector denominado Tufiño en la investigación es una amplia planicie, ubicada al sur de Tufiño y limitada por los ríos Carchi y Chico con una extensión aproximada de 6 km2, Geomorfológicamente corresponde a un graben (bloque hundido limitado por 2 fallas), el mismo que se halla relleno por sedimentos fluvio glaciares y morrenas que recubren a material volcánico constituido por brechas, tobas areno limosa. Como en los casos anteriores la fuente de recarga del acuífero son las precipitaciones (1300 mm) que ocurren en la zona del páramo en las cabeceras del río Chico y Grande. En esta zona se recomienda perforar un pozo de prueba de al menos 120 m de profundidad que atraviese el estrato saturado y de determinarse que los rendimientos son buenos, se establecería un sistema de pozos que se unirían al sistema actual. Sector Acuífero Sur Se localiza al sector sur de Tulcán, y comprende las zonas de el Ejido Sur, el Seminario y el Terminal, el área es de aproximadamente 3 Km2 de los resultados de la investigación se determinó que esta zona presenta característica favorables para la acumulación de aguas subterráneas. El estrato considerando acuífero que tiene su descarga hacia el río Tajamar, la información geológica determina que esta zona fue una laguna que luego se relleno con sedimentos freato magmáticos. La profundidad de estos sedimentos varia de sur a norte desde los 80 m hasta 30 m, en esta zona es INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

necesario hacer al menos una perforación exploratoria de 100 m. con el fín de conocer las características hidrodinámicas del acuífero, este pozo de prueba o exploratorio se lo puede ubicar en el sector de Cristo Rey. Este acuífero se alimenta de la fracción infiltrada de las precipitaciones que ocurren en Chuluamuez y el Boliche.

Vista panorámica del acuífero sur Sector La Florida La zona geológicamente se caracteriza por la presencia de una capa de cangahua que recubre a lo denominados sedimentos freato - magmáticos producto de la ultima glaciación, litologicamente compuestos esencialmente de limos y arenas. La zona constituye un valle erodado, que por sus rasgos geomorfológicos parece estar cortada por una falla de dirección NE – SW, en la que aflora una vertiente conocida como El Chita, la misma que es drenada por el Río Bobo. El caudal medido fue de 22 l/s. La fuente de recarga de la vertiente constituyen la precipitaciones que se presentan en la parte alta de la Q. Guamag, lo que garantiza su permanencia en el tiempo, siempre que se evite la deforestación de la cuenca. Del resultado de la información geofísica se determinó que a una profundidad de 110m existe un acuífero que pude ser explotado mediante pozos profundos. Sin embargo la profundidad del estrato acuífero es un limitante para su explotación.

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Por lo expuesto se recomienda captar el agua de la vertiente en menci贸n y por bombeo transportarla a la planta de tratamiento; la diferencia de altura es de aproximadamente 70 m.

Afloramiento vertiente El Chita

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CONCLUSIONES •

Las cuencas seleccionadas para el estudio son aquellas que se encuentran cercanas a la ciudad de Tulcán, cuyos puntos de agua (vertientes) están a cotas mayores con respecto a la ciudad, permitiendo captar y conducir este recurso a gravedad hasta el punto de consumo.

•

El período de información hidrometeorológica utilizada en el estudio es representativo (1965-1993), la misma que ha sido analizada, validada y rellenada mediante correlaciones (coeficientes de correlación de 07 y 0.8).

•

La información de campo resultó muy útil, permitiendo establecer con claridad el comportamiento de las cuencas en cuanto a los usos del suelo, circulación de caudales instantáneos en sitios de interés y en la obtención de parámetros hidrológicos e hidráulicos, todo esto contribuyó al enriquecimiento del estudio.

•

El estudio del balance hídrico ayuda a entender cual es la disponibilidad del recurso superficial existente en cada cuenca, el que sirve como punto de partida para saber cual es la disponibilidad de captación y uso respectivo.

•

El modelo hidrológico WATBAL permitió obtener el caudal modelado a través de datos de precipitación, temperatura y caudales observados en la cuenca.

•

Los caudales medios mensuales generados a través del modelo hidrológico en cada una de las cuencas representan caudales naturales, es decir cuencas sin intervención antrópica, de estos se ha restado los usos actuales para obtener los caudales medios mensuales disponibles en cada una de las cuencas.

•

Los caudales sobrantes que circulan por los ríos Grande y Chico son captados mediante trasvases hasta el Bobo y de allí conjuntamente con las aguas de este último son utilizadas para fines hidroeléctricos en las plantas eléctricas San Miguel de Car (0187046 N y 0088348 E, 2950 m.s.n.m.) y La Playa ( Unión ríos: Bobo y Carchi, parte baja de la ciudad de Tulcán), debido a su cota y ubicación, las aguas turbinadas resultan difíciles de captar para fines de abastecimiento.

•

El reconocimiento de las subcuencas y la medición de caudales de las quebradas Cucuruchu y Monte Redondo, permitió ampliar opciones de estudio y captación de agua, observándose que son áreas pequeñas no intervenidas por el hombre, con usos casi nulos con la excepción de la quebrada Monte Redondo de donde captan agua para la ciudad de Tufiño.

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Los caudales medios mensuales generados en la subcuencas de las quebradas Cucuruchu (Capote) y Monte Redondo (Cualza), permitieron obtener la curva de duración general de caudales en el tiempo, obteniéndose valores para fines de agua potable (Q95% = 88.86 l/s y 47.66 /s respectivamente), valores que fueron generados a partir de caudales medios mensuales, obteniéndose valores más altos que los generados con datos diarios por lo que para el diseño de las obras se deberá tener en cuenta un criterio técnico.

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El caudal total de 122.86 l/s de las quebradas Cucuruchu y Monte Redondo, resulta el más opcionado para solucionar el problema de déficit de agua potable de la ciudad de Tulcán.

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Las zonas altas, sobre la cota de 3200 msnm están siendo invadidas, cambiando la vegetación natural propia el páramo, por pastizales y cultivos varios, lo que ha incidido en la destrucción del medioambiente, especialmente la desaparición del bosque primario, ocasionando la erosión lo que en un futuro no muy lejano, puede traer graves e irremediables consecuencias.

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Se debe tener en cuenta que el páramo es un ecosistema débil, que se comporta como un regulador del ciclo hidrológico, por lo que un cambio por mínimo que sea repercutirá directamente sobre la cantidad, y calidad del agua

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La geomorfología del terreno, las características litoestructurales de las formaciones aflorantes en la zona de estudio, a sí como las condiciones climáticas imperantes, y el grado de incidencia de los diferentes parámetros que conforman el ciclo hidrológico, son los factores fundamentales que interactúan para permitir la infiltración, circulación y acumulación del agua en los estratos del subsuelo.

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La zona de estudio, como resultado de la actividad volcánica acaecida a finales del terciario (Plioceno) e inicio del cuaternario (Pleistoceno), se halla cubierta por sedimentos volcánicos, piroclastos y lavas de composición media a básica, atravesada por un sinnúmero de fallas, que han permitido que las aguas meteóricas ocurridas en las partes altas se infiltren alimentando los sistemas acuíferos circundantes a la ciudad de Tulcán tanto al SE como al NW (Tufiño).

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El estudio hidrogeológico, la prospección geofísica, que se realizó en el sector del Cantón Tulcán, permitió definir la composición litológica y las estructuras de las formaciones geológicas de la zona. En resumen, en la zona se determinó la presencia de rocas volcánicas y vulcano sedimentarias de origen freato - magmático que litológicamente se componen de estratos alternados de limo, arena fina, toba y ocasionalmente grava y arenisca., conjunto que se comporta como un acuífero multicapa de permeabilidad variable.

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La investigación permitió definir que existen cinco zonas en las cuales el recurso hídrico subterráneo se presenta como una alternativa para la explotación y fuente de abastecimiento de agua potable: Tufiño, El Consuelo – la Joya, La Rinconada, Sector Sur, y la Florida.

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En el sector el Consuelo - La Joya, afloran vertientes, como La Joya con un caudal de 10 l/s, y San Miguel del Car con un caudal de 20 l/s, vertientes que ponen de manifiesto el potencial hidrogeológico del sector.

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El sector de Tufiño, es una amplia planicie, limitada por los ríos Carchi y Chico; geomorfologicamente corresponde a un graben, el mismo que se halla relleno por sedimentos fluvio glaciares y morrenas que recubren a material volcánico constituido por brechas, tobas areno limosa, conformando un potencial acuífero, por lo que se recomienda perforar un pozo de prueba de 8 pulgadas de diámetro, de al menos 120 m de profundidad que atraviese el estrato saturado acuífero.

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La información geológica determina que la zona sur de Tulcán, fue una laguna que luego se relleno con sedimentos freato magmáticos. Constituyéndose esta zona como favorable para la explotación de aguas subterráneas, por lo que se considera necesario hacer al menos una perforación exploratoria de 100m con el fin de conocer las características hidrodinámicas del acuífero.

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La zona de La Florida constituye un valle erodado, que por sus rasgos geomorfológicos parece estar cortada por una falla de dirección NE – SW, que probablemente sea la causa para que aflore una vertiente conocida como El Chita, con un caudal de 22 l/s. Equivalente a 1900 m3/día

RECOMENDACIONES •

En lo referente a las alternativas de captación consideradas en el estudio éstas pueden ser definitivas en base de estudios a detalle que se deben realizar a posteriori, debiendo considerarse con mucha precaución la parte legal de las adjudicaciones para decidir la construcción de cualquier obra civil.

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La alternativa más viable es captar agua de las dos quebradas (Q95% = 122.86 l/s) en las cotas indicadas en el estudio para unir en un solo canal y luego conducir a gravedad mediante tubería hasta la planta de tratamiento de la ciudad de Tulcán.

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En los sectores considerados como de interés hidrogeológico se recomienda perforar pozos de prueba de 8 pulgadas de diámetro y al menos 100 m de profundidad y si se determinare que los rendimientos son buenos, se establecería un sistema de pozos que se unirían al sistema actual.

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La vertiente conocida como El Chita, considerando su caudal ecológico, puede constituirse una alternativa por lo que se recomienda captar el agua INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

de la vertiente en mención y por bombeo transportarla a la planta de tratamiento; la diferencia de altura es de aproximadamente 70 m. •

Ejercer un mayor control para evitar la deforestación de las áreas de recarga de los sistemas acuíferos.

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Realizar la reforestación de las áreas con especies típicas de la zona.

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La vertientes la Joya y el Car Pueden ser captadas y tratadas para abastecer de agua a las poblaciones aledañas.

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La determinación de la calidad físico - química y bacteriológica del agua, es un requisito indispensable para calificarla como apta para el consumo humano. Por lo que previo a la captación de una fuente se debe hacer los análisis respectivos.

BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • •

Estudio Hidrológico Cuenca del río Velillos-España, Centro de Experimentación y Obras Públicas de España- CEDEX 2000. Hidrología Aplicada, Ven te Chow. Anuarios Hidrológicos INAMHI COHIDRO CIA. LTDA. Tratado Práctico de las Aguas Subterráneas, G. Castany. Hidrología Subterránea, E. Custodio/M. R. Llamas. Recursos Hídricos Subterráneos, Plan Nacional de Recursos Hidrálicos, INERHI, INAMHI – CEDEX. Mapa Hidrogeológico Nacional del Ecuador, INAMHI - DGGM

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ANEXOS

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ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS UTILIZADAS EN EL ESTUDIO ESTACIONES METEOROLÓGICAS CÓDIGO NOMBRE COORDENADAS ALTITUD PERIODO M-082 Chalpatán 0° 44’13’’N 77° 48’21’’W 3360 M-308 Tufiño 0° 48’16’’N 77° 51’16’’W 3200 M-059 Tulcán-Aeropuerto 0° 49’00’’N 77° 42’00’’W 2934 ESTACIONES HIDROMÉTRICAS H-091 Grande AJ Játiva 0° 48’15’’N 77° 50’49’’W 3100 H-092 Chico AJ Carchi 0° 48’02’’N 77° 49’58’’W 3050 H-093 Bobo en Planta 0° 49’03’’N 77° 44’55’’W 2880 Eléctrica

Cuadro 1. Estaciones hidrometeorológicas utilizadas en el estudio

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CURVAS DE CALIBRACIÓN DE CUENCAS: GRANDE, CHICO Y BOBO

R (mm.)

GRANDE A.J. JÁTIVA (ESCORRENTÍA) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Modeled observed

10 11 12

MESES

Gráfico 2.

R (mm.)

CHICO A.J. CARCHI (ESCORRENTÍA) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Modeled observed

10 11 12

MESES

Gráfico 3. BOBO EN PTA. ELÉCTRICA TULCÁN (ESCORRENTÍA)

100

R (mm.)

80 60

Modeled

observed

20 0 1

9 10 11 12

MESES

Gráfico 4. INSTITUTO NACIONAL DE METEOROOGIA E HIDROLOGIA EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO DEL CANTON TULCAN

Curvas de Duración General CURVA DE DURACIÓN GENERAL CUENCA RIO: GRANDE (ESTACIÓN GRANDE A.J. JÁTIVA) 4,50

4,00

CAUDALES CARACTERÍSTICOS Q95% = 1.10 m3/s

3,50

Q90% = 1.18 m3/s Q80% = 1.27 m3/s

2,50

2,00

1,50

1,00

0,50

0,00 0

100

PROBALIDAD (%)

Gráfico 5

CURVA DE DURACIÓN GENERAL CUENCA RIO: CHICO (ESTACIÓN: CHICO AJ CARCHI) 4,00

CAUDALES CARACT ERÍST ICOS

3,50

Q95% = 0.53 m 3 /s 3,00

Q90% = 0.82 m 3 /s 3

Q80% = 0.95 m /s 2,50

CAUDAL (m /s)

3,00

2,00

1,50

1,00

0,50

0,00 0

100

PR OBABILIDAD (% )

Gráfico 6

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CURVA DE DURACIÓN GENERAL CUENCA RÍO: BOBO (ESTACIÓN BOBO EN PTA. ELÉCTRICA TULCÁN) 12,00

CAUDALES CARACTERÍSTICOS

10,00

Q95% = 1.40 m /s 3

Q90% = 1.96 m /s

8,00

CAUDAL (m /s)

Q80% = 2.67 m 3/s

6,00

4,00

2,00

0,00 0

100

PROBABILIDAD (%)

Gráfico 7

CURVA DE DURACIÓN GENERAL QUEBRADA MONTE REDONDO (CUALZA) 300 CAUDALES CARACTERÍSTICOS

Q95% = 47.66 l/s

250

Q90% = 51.80 l/s Q80% = 62.49 l/s

CAUDAL (l/s)

200

150

100

0 0

PORCENTAJE (%)

Gráfico 8

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CURVA DE DURACIÓN GENERAL QUEBRADA: CUCURUCHU (CAPOTE) 450

CAUDALES CARACTERÍSTICOS

400

Q95% = 88.86 l/s 350

Q90% = 95.46 l/s 300

CAUDAL (l/s)

Q80% = 105.86 l/s 250

200

150

100

0 0

100

PORCENTAJE (%)

Gráfico 9

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