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Terra Nueva EtapaISSN 1012-7089ISSN 2542-3266vidalsaezsaezgmailcomUniversidad Central de VenezuelaVenezuela

Anaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico decuencas hidrograacuteficas tropicales utilizandoiacutendices estudio de caso en la regioacuten costadel Ecuador

Giler-Ormaza Andy Zambrano Navarrete Xiomara Alejandra Chila Zambrano Joseacute Luis ArcentalesVera Diego Armando Guadamud Saacutenchez Jean Paul Feacutelix Mera John Enrique Caicedo Toro MichealDavid Alarcoacuten Loor Joseacute RamoacutenAnaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicales utilizando iacutendices estudio de casoen la regioacuten costa del EcuadorTerra Nueva Etapa vol XXXV nuacutem 58 2019Universidad Central de Venezuela VenezuelaDisponible en httpswwwredalycorgarticulooaid=72164777003

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Anaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices estudio de caso en la regioacuten costa del EcuadorAnalysis of the hydrological behavior of tropical catchments using indices case study in Ecuador coastal region

Andy Giler-OrmazaPontificia Universidad Catoacutelica del Ecuador Ecuadorandygiler90hotmailes

Xiomara Alejandra Zambrano Navarrete

Joseacute Luis Chila Zambrano

Diego Armando Arcentales Vera

Jean Paul Guadamud Saacutenchez

John Enrique Feacutelix MeraPontificia Universidad Catoacutelica del Ecuador Ecuador

Micheal David Caicedo ToroPontificia Universidad Catoacutelica del Ecuador Ecuador

Joseacute Ramoacuten Alarcoacuten LoorPontificia Universidad Catoacutelica del Ecuador Ecuador

Redalyc httpswwwredalycorgarticulooaid=72164777003

Resumen

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas tropicales utilizando iacutendices En la costaecuatoriana se seleccionan 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km y se registran sus caudales en alta resolucioacuten temporaldurante un periodo de tiempo que abarca parte de las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo Aquiacute nos enfocamos en los iacutendicesvariacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica(IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) Los resultados deQVAR estaacuten entre 045 y 117 mismos que indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja Se obtuvo valores de IHRmenores a 05 por lo cual se infiere que la capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica de las cuencas no es alta En contraste R2FDC esbaja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75 y DHQ25 se encuentran entre 035 diacuteas y 244diacuteas indicando magnitudes de flujo raacutepido a moderadamente cambiantes A conocimiento de los autores esta es la primera vez queeacutestos iacutendices se aplican para la regioacuten costera del EcuadorPalabras clave Comportamiento hidroloacutegico Cuencas Hidrograacuteficas Iacutendices Clima Tropical Regioacuten costa del Ecuador

Abstract

e objective of the present work is to analyze the hydrological behavior of tropical river basins using indices On the Ecuadoriancoast 3 micro-watersheds with areas smaller than 9 km are selected and their flows are recorded in high temporal resolutionduring a period of time that covers part of the wet and dry seasons of one year Here we focus on the indices daily flow variation(QVAR) slope of the flow duration curve (R2FDC) the Hydrological Regulation Index (IRH) average duration of the lowpulses (DLQ75) and average duration of the high pulses (DHQ25) e results of QVAR are between 045 and 117 which wouldindicate a relatively low flow variability IHR values lower than 05 were obtained so it is inferred that the hydrological regulationcapacity of the basins is not high In contrast R2FDC is low which indicates a good hydrological regulation capacity e DLQ75and DHQ25 are between 0 35 days and 2 44 days indicating fast-to-moderate changes in flow magnitudes To the knowledge ofthe authors this is the first time that these indices are applied for the coastal region of EcuadorKeywords Hydrologic Behavior Catchments Indices Tropical Climate Ecuadorean Coastal Region

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INTRODUCCIOacuteN

En comparacioacuten con sus contrapartes de climas templados existe una falta generalizada de conocimientosobre la hidrologiacutea de regiones tropicales (Muntildeoz-Villers y McDonnell 2013 Elsenbeer y Vertessy 2000)Esto a pesar de que muchas de las cuencas tropicales sostienen un gran porcentaje de la poblacioacuten humana yde las poblaciones de flora y fauna Se conoce poca informacioacuten sobre el comportamiento hidroloacutegico de lascuencas de la regioacuten costa del Ecuador que se encuentra en una zona tropical Entender el comportamientoactual de las cuencas y sus flujos es un paso hacia actividades de conservacioacuten y proteccioacuten

Es de particular intereacutes entender el comportamiento de las cuencas que alimentan los embalses Estocon el objetivo de conservar los recursos hiacutedricos que los sustentan Ante un constante cambio en el usode la tierra en regiones tropicales se puede esperar tambieacuten cambios en la generacioacuten de escorrentiacuteas yel comportamiento de los flujos y cuencas (Bruijnzeel 1990) lo cual repercutiriacutea en la operacioacuten de losembalses Por otra parte tal como se da a nivel mundial (Gleick 1998) se busca en Manabiacute aprovechar deforma sostenible el agua no solo para beneficio de la poblacioacuten sino tambieacuten para conservar el equilibrioecoloacutegico de los cursos de agua (Richter et al 2003)

Existen algunos desafiacuteos para caracterizar las cuencas y flujos en la regioacuten El primero es la falta de unared amplia de monitoreo que brinde datos hidroloacutegicos de alta resolucioacuten temporal Por otra parte la regioacutenes climaacutetica e hidroloacutegicamente diversa (Giler-Ormaza 2018) La variacioacuten climaacutetica de la regioacuten costeraecuatoriana presenta retos y oportunidades pero tambieacuten grandes brechas de conocimiento Se cree que noes posible la aplicacioacuten de hallazgos en otras aacutereas del mundo con similares caracteriacutesticas climaacuteticas debidoa diferencias en cobertura vegetal natural Adicionalmente se reconoce que los procesos hidroloacutegicos enregiones huacutemedas tropicales son maacutes variables debido a mayores flujos de energiacutea (Wohl et al 2012) lo queantildeadiriacutea dificultad para caracterizar las cuencas y flujos y para generalizar o extrapolar resultados de un lugara otro

Los caudales de los riacuteos pueden brindar informacioacuten acerca del comportamiento hidroloacutegico de las cuencasSin embargo en muchas regiones tropicales en viacuteas de desarrollo como es el caso de Ecuador uacutenicamente setiene informacioacuten disponible para flujos de los riacuteos principales Adicionalmente se publican solo resuacutemenesbaacutesicos de datos de caudal entre ellos caudal medio diario (QDprom) caudal mediano (Q50) promediomensual (Qmes) y sus magnitudes maacuteximas (Qmax) medias y miacutenimas (Qmin) (pej ver INAMHI nd) Lainformacioacuten maacutes detallada sobre las caracteriacutesticas de los flujos no se encuentra disponible de forma puacuteblicalo que limita las posibilidades de entender las variaciones sub-anuales e interanuales de los recursos hiacutedricosdisponibles asiacute como del comportamiento de las cuencas Adicionalmente estos problemas afectan el manejoinformado de los cauces y cuencas

Los iacutendices hidroloacutegicos permiten conocer el comportamiento de los flujos y de las cuencas Varios estudiosutilizan iacutendices como evidencia de los efectos que los cambios en la hidrologiacutea pueden tener sobre los flujosActualmente se tiene a disposicioacuten una variedad de iacutendices que se pueden aplicar Sin embargo en ocasionesexiste redundancia en la aplicacioacuten de iacutendices (Olden y Poff 2003) por lo que estos se deben seleccionarcuidadosamente con miras a mostrar diferentes aspectos de los fenoacutemenos a estudiar A conocimiento de losautores en la regioacuten costera del Ecuador no se ha reportado un anaacutelisis de flujos utilizando iacutendices diferentesa Qmax Qmin Q50 QDprom y Qmes

Los iacutendices hidroloacutegicos ya se han aplicado en regiones tropicales como lo es la regioacuten costera del EcuadorAsiacute por ejemplo Guzha et al (2014) emplearon en la amazoniacutea brasilentildea anaacutelisis de iacutendices como percentilesde flujos altos y bajos asiacute como un anaacutelisis de curvas de duracioacuten de caudales (FDC) Utilizando dos cuencasuna mayormente con cobertura de bosque y otra con cobertura pasto encontraron que el pasto libera hastaen un 50 maacutes de caudales durante la temporada de flujos altos con respecto al bosque Por ejemplo unaescorrentiacutea de 10 mm por diacutea ocurre en el pasto durante el 30 del tiempo mientras que en el bosque ocurre

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solo un 10 del tiempo No obstante encontraron que en temporadas de flujo base no hallaron mayoresdiferencias en los caudales

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficastropicales utilizando iacutendices Para lograrlo primero se seleccionan microcuencas de relevancia que alimentana dos de los principales embalses de la regioacuten Luego se procede a una recoleccioacuten de caudal en alta resolucioacutentemporal Se seleccionan iacutendices hidroloacutegicos relevantes y finalmente se aplican los iacutendices para los datosrecolectados Debido a que la hidrologiacutea se ubica en el amplio campo del conocimiento de la geografiacutea fiacutesica(Dartmouth College sf) se espera que la presente investigacioacuten sea tambieacuten un aporte desde el puntode vista geograacutefico en particular ilustrando el uso de herramientas computacionales y los hallazgos delcomportamiento de cuencas hidrograacuteficas de diferentes partes del globo

MEacuteTODOS

Aacuterea de estudioLas microcuencas seleccionadas se ubican en la costa ecuatoriana en la provincia de Manabiacute donde

se encuentran 4 embalses de importancia mayor Tres de ellos interconectados Estos reservorios sonindependientes de los deshielos de Los Andes y proveen de agua para muacuteltiples usos a una poblacioacuten mayora 800 000 personas distribuida en 12 cantones (OAS et al 1991) Para seleccionar las microcuencas (verdiagrama en Figura 1) se utilizoacute los siguientes criterios a) Ser aportantes a los principales embalses de loscuales la provincia se sirve b) tener un caudal continuo todo el antildeo (riacuteo perenne) c) ser accesible ndashcerca deuna carretera o viacutea d) tener un aacuterea menor a 10 km En la literatura se encuentra que los iacutendices hidroloacutegicosse aplican a cuencas de diferentes tamantildeos por ejemplo desde 32 hectaacutereas (Sikka et al 2003) hasta 1 milloacutende km (Gao et al 2012) Sin embargo se prefirioacute cuencas pequentildeas que presenten caracteriacutesticas fiacutesicassimilares entre ellas

Se utilizoacute Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica (GIS) visitas de campo modelos digitales de elevacioacuten(DEM) e imaacutegenes satelitales con resolucioacuten de pixel de 30m x 30m (USGS amp SRTM nd) para generar

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las aacutereas de las cuencas aguas arriba del punto de intereacutes (ver Figura 2) Se ha preferido aquiacute QuantumGIS(QGIS 2020) para los anaacutelisis donde se utilizaron varios algoritmos Para rellenar los vaciacuteos en el DEMse empleoacute el Fill Sinks (Wang y Liu 2006) luego se generoacute a partir del DEM una red hiacutedrica con elmeacutetodo de Strahler (SAGA-GIS) y con sus nuacutemeros de orden correspondientes Mediante visitas de campose georeferenciaron los puntos para ubicar los aforadores de caudal y luego se cargaron al SIG Tomandoesos puntos de aforo como referencia se aplicoacute el meacutetodo Upslope Area con la opcioacuten Deterministic 8(OrsquoCallaghan amp Mark 1984) para generar las aacutereas de las cuencas aguas arriba del punto de intereacutes Con esose pudo tener capas o shapefiles de las cuencas de estudio

Debido a la marcada estacionalidad en las precipitaciones (Pourrut 1994) y a la cobertura limitada dela red de viacuteas pocas microcuencas cumplieron los requisitos Se seleccionoacute dos microcuencas afluentes alembalse La Esperanza ndash La Mina (LM) y Rancho Palo (RP) cerca del sitio Membrillo y una microcuencaaportante al embalse Poza Honda ndash Las Flores cerca de San Sebastiaacuten (SS) (ver Figura 3) Se realizoacute unaevaluacioacuten de las caracteriacutesticas fiacutesicas de las cuencas seleccionadas para considerar la posible influencia deestas caracteriacutesticas sobre el comportamiento del flujo

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Seguacuten los mapas generados con datos de MAGAP-MAE (2015) no existen grandes diferencias en el usode la tierra de las tres microcuencas En general son aacutereas deforestadas con actividades agriacutecolas y ganaderasAsiacute presentan un alto porcentaje de cobertura de pastizales (763 LM 693 RP 55 SS) y un bajoporcentaje de cobertura con bosque nativo (12 LM 18RP 41 SS) (Donoso y Zambrano 2018Molina y Valladares 2018 Rodriacuteguez y Santos 2018) El bosque nativo se encuentra entre las categoriacuteasBosque Siempreverde Piemontano y Bosque de Neblina Montano En el caso del Bosque Piemontano cuentacon especies de alrededor de 30 metros de altura que pueden incluir las familias Myristicaceae LauraceaeMoraceae y Euphorbiaceae asiacute como herbaacuteceas de familias Arecaceae Cyclanthaceae Piperaceae y helechos(Sierra 1999) Por otra parte entre los cultivos se cuenta con cacao y mandarina

Las principales caracteriacutesticas de las cuencas estudiadas se resumen en la Tabla 1

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Se recolectoacute datos por un periodo promedio de 5 meses incluyendo dos meses de la temporada lluviosa ytres meses de la temporada seca Se utilizoacute un transductor de presioacuten tipo HOBO U20L Water Level DataLogger a la salida de cada microcuenca Este dispositivo permitioacute obtener datos en alta resolucioacuten temporalndashcada 15 minutos de presioacuten y por lo consiguiente calados Los calados se transformaron luego a caudalesutilizando una curva de descarga vs calado siguiendo las recomendaciones de Lang et al (2010) donde fueposible Por ejemplo en el sitio SS el transductor se ubica justo aguas arriba de una caiacuteda natural de agua Otrarecomendacioacuten seguida es que para riacuteos angostos en la seccioacuten de aforo una variacioacuten de 1cm en el calado nodeberiacutea representar una variacioacuten en el caudal mayor a 5 (Lang et al 2010) Particular atencioacuten se prestoacuteal momento de las mediciones de caudal evitando el flujo no permanente Esto debido a que en condicionesde flujo no permanente un mismo calado puede representar dos caudales diferentes uno el segmento deaumento del Hidrograma y un caudal en la curva de recesioacuten del Hidrograma (Baldassarre y Montanari2009)

La curva de descarga se construyoacute empleando el meacutetodo de velocidad por aacuterea para las mediciones decaudal y mediante simulaciones hidrodinaacutemicas en una dimensioacuten (1D) Las velocidades se obtuvieron conun molinete que relaciona el nuacutemero de revoluciones de la heacutelice con la rapidez del flujo mientras quevarias secciones transversales del tramo de cada riacuteo (cada 20 metros) fueron obtenidas con una estacioacuten totaltipo SOKKIA SET520k Se ejecutaron varias simulaciones hidraacuteulicas en 1D con el soware HEC-RAS(Brunner 2016) Seguacuten Dose et al (2002) un modelado hidraacuteulico mejora la extrapolacioacuten de curvas dedescargas ya que toman en cuenta las condiciones aguas abajo de la estacioacuten de aforo Para las simulacionesnuacutemeros de rugosidad de Manning fueron seleccionados de las tablas de Arcement y Schneider (1989) Lascurvas de duracioacuten de caudales (FDC por sus siglas en ingleacutes) fueron elaboradas siguiendo el procedimientoen Oregon State University (2005)

Iacutendices hidroloacutegicos utilizadosDiferentes iacutendices para diferentes propoacutesitos se han presentado en la literatura Por ejemplo se ha utilizado

coeficientes de variacioacuten (QVAR o CV) con fines de estudiar regiacutemenes de flujo en diversas partes del globoSe ha encontrado en la literatura valores de QVAR entre 02 para regiones huacutemedas y valores mayores a

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1 para regiones semi-aacuteridas (oms y Sheldon 2000) Otros iacutendices se basan en la curva de duracioacuten decaudales (FDC) La pendiente entre el 33 y el 66 de la curva de duracioacuten de caudales (FDC) se hautilizado anteriormente como un indicador de regulacioacuten hidroloacutegica (Olden y Poff 2003) Una pendientepronunciada se asocia con una respuesta raacutepida de la cuenca a la precipitacioacuten mientras que una curva conpendiente suave representa un comportamiento amortiguado y una capacidad de almacenamiento mayor(Ochoa-Tocachi et al 2016)

En ocasiones se usan percentiles de flujo en la FDC o muacuteltiplos de alguacuten flujo en particular en la FDCArcher y Newson (2002) utilizaron el flujo mediano (M) como referencia En su estudio se midioacute el nuacutemerode pulsos y las duraciones totales de estos por sobre varios umbrales Entre ellos el umbral 5M (5 veces el flujomediano) y 10M (10 veces el flujo mediano) Para flujos bajos Sikka et al (2003) utilizoacute el iacutendice de flujosbajos (LFI) seleccionando el percentil 95 como umbral Con dicho umbral se obtiene el flujo que se excedeel 95 del tiempo Por otro lado en Ochoa-Tocachi et al (2016) la duracioacuten promedio de los pulsos bajos seobtuvo a partir de los flujos que se exceden con una probabilidad del 75 (DLQ75) mientras que utilizaronlas duraciones promedio de los pulsos altos midiendo los flujos que se exceden con una probabilidad menoral 25 (DHQ25) Huh et al (2005) utilizaron un enfoque similar para su estudio De hecho (Richter etal 1996 Richter et al 1997 y Gao et al 2012) indican que iacutendices como el DHQ25 y el DLQ75 estaacutendentro de los Iacutendices de Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y el Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) locual los ubica como los maacutes utilizados para caracterizar variacioacuten en el flujo e inferir informacioacuten sobre elcomportamiento de las cuencas

Basados en la revisioacuten de literatura tratando de evitar la redundancia en el uso de iacutendices (Olden y Poff2003) y brindando preferencia a iacutendices IHA e iacutendices RVA para el presente estudio nos enfocamos enlos siguientes iacutendices variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales(R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) yduracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) La Tabla 2 muestra la definicioacuten de cada iacutendice junto consu respectiva foacutermula y unidades

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

Archer D y M Newson (2002) e use of indices of flow variability in assessing the hydrological and instreamhabitat impacts of upland afforestation and drainage Journal of Hydrology 268(1ndash4) 244ndash258 httpsdoiorg101016S0022-1694(02)00171-3

Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

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Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

uphysical_geographyhydrology~text=Hydrology202D20the20study20of20thethe20generation20of20hydroelectric20power

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solo un 10 del tiempo No obstante encontraron que en temporadas de flujo base no hallaron mayoresdiferencias en los caudales

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficastropicales utilizando iacutendices Para lograrlo primero se seleccionan microcuencas de relevancia que alimentana dos de los principales embalses de la regioacuten Luego se procede a una recoleccioacuten de caudal en alta resolucioacutentemporal Se seleccionan iacutendices hidroloacutegicos relevantes y finalmente se aplican los iacutendices para los datosrecolectados Debido a que la hidrologiacutea se ubica en el amplio campo del conocimiento de la geografiacutea fiacutesica(Dartmouth College sf) se espera que la presente investigacioacuten sea tambieacuten un aporte desde el puntode vista geograacutefico en particular ilustrando el uso de herramientas computacionales y los hallazgos delcomportamiento de cuencas hidrograacuteficas de diferentes partes del globo

MEacuteTODOS

Aacuterea de estudioLas microcuencas seleccionadas se ubican en la costa ecuatoriana en la provincia de Manabiacute donde

se encuentran 4 embalses de importancia mayor Tres de ellos interconectados Estos reservorios sonindependientes de los deshielos de Los Andes y proveen de agua para muacuteltiples usos a una poblacioacuten mayora 800 000 personas distribuida en 12 cantones (OAS et al 1991) Para seleccionar las microcuencas (verdiagrama en Figura 1) se utilizoacute los siguientes criterios a) Ser aportantes a los principales embalses de loscuales la provincia se sirve b) tener un caudal continuo todo el antildeo (riacuteo perenne) c) ser accesible ndashcerca deuna carretera o viacutea d) tener un aacuterea menor a 10 km En la literatura se encuentra que los iacutendices hidroloacutegicosse aplican a cuencas de diferentes tamantildeos por ejemplo desde 32 hectaacutereas (Sikka et al 2003) hasta 1 milloacutende km (Gao et al 2012) Sin embargo se prefirioacute cuencas pequentildeas que presenten caracteriacutesticas fiacutesicassimilares entre ellas

Se utilizoacute Sistemas de Informacioacuten Geograacutefica (GIS) visitas de campo modelos digitales de elevacioacuten(DEM) e imaacutegenes satelitales con resolucioacuten de pixel de 30m x 30m (USGS amp SRTM nd) para generar

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las aacutereas de las cuencas aguas arriba del punto de intereacutes (ver Figura 2) Se ha preferido aquiacute QuantumGIS(QGIS 2020) para los anaacutelisis donde se utilizaron varios algoritmos Para rellenar los vaciacuteos en el DEMse empleoacute el Fill Sinks (Wang y Liu 2006) luego se generoacute a partir del DEM una red hiacutedrica con elmeacutetodo de Strahler (SAGA-GIS) y con sus nuacutemeros de orden correspondientes Mediante visitas de campose georeferenciaron los puntos para ubicar los aforadores de caudal y luego se cargaron al SIG Tomandoesos puntos de aforo como referencia se aplicoacute el meacutetodo Upslope Area con la opcioacuten Deterministic 8(OrsquoCallaghan amp Mark 1984) para generar las aacutereas de las cuencas aguas arriba del punto de intereacutes Con esose pudo tener capas o shapefiles de las cuencas de estudio

Debido a la marcada estacionalidad en las precipitaciones (Pourrut 1994) y a la cobertura limitada dela red de viacuteas pocas microcuencas cumplieron los requisitos Se seleccionoacute dos microcuencas afluentes alembalse La Esperanza ndash La Mina (LM) y Rancho Palo (RP) cerca del sitio Membrillo y una microcuencaaportante al embalse Poza Honda ndash Las Flores cerca de San Sebastiaacuten (SS) (ver Figura 3) Se realizoacute unaevaluacioacuten de las caracteriacutesticas fiacutesicas de las cuencas seleccionadas para considerar la posible influencia deestas caracteriacutesticas sobre el comportamiento del flujo

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Seguacuten los mapas generados con datos de MAGAP-MAE (2015) no existen grandes diferencias en el usode la tierra de las tres microcuencas En general son aacutereas deforestadas con actividades agriacutecolas y ganaderasAsiacute presentan un alto porcentaje de cobertura de pastizales (763 LM 693 RP 55 SS) y un bajoporcentaje de cobertura con bosque nativo (12 LM 18RP 41 SS) (Donoso y Zambrano 2018Molina y Valladares 2018 Rodriacuteguez y Santos 2018) El bosque nativo se encuentra entre las categoriacuteasBosque Siempreverde Piemontano y Bosque de Neblina Montano En el caso del Bosque Piemontano cuentacon especies de alrededor de 30 metros de altura que pueden incluir las familias Myristicaceae LauraceaeMoraceae y Euphorbiaceae asiacute como herbaacuteceas de familias Arecaceae Cyclanthaceae Piperaceae y helechos(Sierra 1999) Por otra parte entre los cultivos se cuenta con cacao y mandarina

Las principales caracteriacutesticas de las cuencas estudiadas se resumen en la Tabla 1

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Se recolectoacute datos por un periodo promedio de 5 meses incluyendo dos meses de la temporada lluviosa ytres meses de la temporada seca Se utilizoacute un transductor de presioacuten tipo HOBO U20L Water Level DataLogger a la salida de cada microcuenca Este dispositivo permitioacute obtener datos en alta resolucioacuten temporalndashcada 15 minutos de presioacuten y por lo consiguiente calados Los calados se transformaron luego a caudalesutilizando una curva de descarga vs calado siguiendo las recomendaciones de Lang et al (2010) donde fueposible Por ejemplo en el sitio SS el transductor se ubica justo aguas arriba de una caiacuteda natural de agua Otrarecomendacioacuten seguida es que para riacuteos angostos en la seccioacuten de aforo una variacioacuten de 1cm en el calado nodeberiacutea representar una variacioacuten en el caudal mayor a 5 (Lang et al 2010) Particular atencioacuten se prestoacuteal momento de las mediciones de caudal evitando el flujo no permanente Esto debido a que en condicionesde flujo no permanente un mismo calado puede representar dos caudales diferentes uno el segmento deaumento del Hidrograma y un caudal en la curva de recesioacuten del Hidrograma (Baldassarre y Montanari2009)

La curva de descarga se construyoacute empleando el meacutetodo de velocidad por aacuterea para las mediciones decaudal y mediante simulaciones hidrodinaacutemicas en una dimensioacuten (1D) Las velocidades se obtuvieron conun molinete que relaciona el nuacutemero de revoluciones de la heacutelice con la rapidez del flujo mientras quevarias secciones transversales del tramo de cada riacuteo (cada 20 metros) fueron obtenidas con una estacioacuten totaltipo SOKKIA SET520k Se ejecutaron varias simulaciones hidraacuteulicas en 1D con el soware HEC-RAS(Brunner 2016) Seguacuten Dose et al (2002) un modelado hidraacuteulico mejora la extrapolacioacuten de curvas dedescargas ya que toman en cuenta las condiciones aguas abajo de la estacioacuten de aforo Para las simulacionesnuacutemeros de rugosidad de Manning fueron seleccionados de las tablas de Arcement y Schneider (1989) Lascurvas de duracioacuten de caudales (FDC por sus siglas en ingleacutes) fueron elaboradas siguiendo el procedimientoen Oregon State University (2005)

Iacutendices hidroloacutegicos utilizadosDiferentes iacutendices para diferentes propoacutesitos se han presentado en la literatura Por ejemplo se ha utilizado

coeficientes de variacioacuten (QVAR o CV) con fines de estudiar regiacutemenes de flujo en diversas partes del globoSe ha encontrado en la literatura valores de QVAR entre 02 para regiones huacutemedas y valores mayores a

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1 para regiones semi-aacuteridas (oms y Sheldon 2000) Otros iacutendices se basan en la curva de duracioacuten decaudales (FDC) La pendiente entre el 33 y el 66 de la curva de duracioacuten de caudales (FDC) se hautilizado anteriormente como un indicador de regulacioacuten hidroloacutegica (Olden y Poff 2003) Una pendientepronunciada se asocia con una respuesta raacutepida de la cuenca a la precipitacioacuten mientras que una curva conpendiente suave representa un comportamiento amortiguado y una capacidad de almacenamiento mayor(Ochoa-Tocachi et al 2016)

En ocasiones se usan percentiles de flujo en la FDC o muacuteltiplos de alguacuten flujo en particular en la FDCArcher y Newson (2002) utilizaron el flujo mediano (M) como referencia En su estudio se midioacute el nuacutemerode pulsos y las duraciones totales de estos por sobre varios umbrales Entre ellos el umbral 5M (5 veces el flujomediano) y 10M (10 veces el flujo mediano) Para flujos bajos Sikka et al (2003) utilizoacute el iacutendice de flujosbajos (LFI) seleccionando el percentil 95 como umbral Con dicho umbral se obtiene el flujo que se excedeel 95 del tiempo Por otro lado en Ochoa-Tocachi et al (2016) la duracioacuten promedio de los pulsos bajos seobtuvo a partir de los flujos que se exceden con una probabilidad del 75 (DLQ75) mientras que utilizaronlas duraciones promedio de los pulsos altos midiendo los flujos que se exceden con una probabilidad menoral 25 (DHQ25) Huh et al (2005) utilizaron un enfoque similar para su estudio De hecho (Richter etal 1996 Richter et al 1997 y Gao et al 2012) indican que iacutendices como el DHQ25 y el DLQ75 estaacutendentro de los Iacutendices de Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y el Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) locual los ubica como los maacutes utilizados para caracterizar variacioacuten en el flujo e inferir informacioacuten sobre elcomportamiento de las cuencas

Basados en la revisioacuten de literatura tratando de evitar la redundancia en el uso de iacutendices (Olden y Poff2003) y brindando preferencia a iacutendices IHA e iacutendices RVA para el presente estudio nos enfocamos enlos siguientes iacutendices variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales(R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) yduracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) La Tabla 2 muestra la definicioacuten de cada iacutendice junto consu respectiva foacutermula y unidades

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

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Brunner G (2016) HEC-RAS Hydraulic Reference Manualpdf Hydrologic Engineering Center US Army Corpsof Engineers httpswwwhecusacearmymilsoftwarehec-rasdocumentationHEC-RAS205020Reference20Manualpdf

Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

uphysical_geographyhydrology~text=Hydrology202D20the20study20of20thethe20generation20of20hydroelectric20power

Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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las aacutereas de las cuencas aguas arriba del punto de intereacutes (ver Figura 2) Se ha preferido aquiacute QuantumGIS(QGIS 2020) para los anaacutelisis donde se utilizaron varios algoritmos Para rellenar los vaciacuteos en el DEMse empleoacute el Fill Sinks (Wang y Liu 2006) luego se generoacute a partir del DEM una red hiacutedrica con elmeacutetodo de Strahler (SAGA-GIS) y con sus nuacutemeros de orden correspondientes Mediante visitas de campose georeferenciaron los puntos para ubicar los aforadores de caudal y luego se cargaron al SIG Tomandoesos puntos de aforo como referencia se aplicoacute el meacutetodo Upslope Area con la opcioacuten Deterministic 8(OrsquoCallaghan amp Mark 1984) para generar las aacutereas de las cuencas aguas arriba del punto de intereacutes Con esose pudo tener capas o shapefiles de las cuencas de estudio

Debido a la marcada estacionalidad en las precipitaciones (Pourrut 1994) y a la cobertura limitada dela red de viacuteas pocas microcuencas cumplieron los requisitos Se seleccionoacute dos microcuencas afluentes alembalse La Esperanza ndash La Mina (LM) y Rancho Palo (RP) cerca del sitio Membrillo y una microcuencaaportante al embalse Poza Honda ndash Las Flores cerca de San Sebastiaacuten (SS) (ver Figura 3) Se realizoacute unaevaluacioacuten de las caracteriacutesticas fiacutesicas de las cuencas seleccionadas para considerar la posible influencia deestas caracteriacutesticas sobre el comportamiento del flujo

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Seguacuten los mapas generados con datos de MAGAP-MAE (2015) no existen grandes diferencias en el usode la tierra de las tres microcuencas En general son aacutereas deforestadas con actividades agriacutecolas y ganaderasAsiacute presentan un alto porcentaje de cobertura de pastizales (763 LM 693 RP 55 SS) y un bajoporcentaje de cobertura con bosque nativo (12 LM 18RP 41 SS) (Donoso y Zambrano 2018Molina y Valladares 2018 Rodriacuteguez y Santos 2018) El bosque nativo se encuentra entre las categoriacuteasBosque Siempreverde Piemontano y Bosque de Neblina Montano En el caso del Bosque Piemontano cuentacon especies de alrededor de 30 metros de altura que pueden incluir las familias Myristicaceae LauraceaeMoraceae y Euphorbiaceae asiacute como herbaacuteceas de familias Arecaceae Cyclanthaceae Piperaceae y helechos(Sierra 1999) Por otra parte entre los cultivos se cuenta con cacao y mandarina

Las principales caracteriacutesticas de las cuencas estudiadas se resumen en la Tabla 1

Andy Giler-Ormaza et al Anaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropica

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Se recolectoacute datos por un periodo promedio de 5 meses incluyendo dos meses de la temporada lluviosa ytres meses de la temporada seca Se utilizoacute un transductor de presioacuten tipo HOBO U20L Water Level DataLogger a la salida de cada microcuenca Este dispositivo permitioacute obtener datos en alta resolucioacuten temporalndashcada 15 minutos de presioacuten y por lo consiguiente calados Los calados se transformaron luego a caudalesutilizando una curva de descarga vs calado siguiendo las recomendaciones de Lang et al (2010) donde fueposible Por ejemplo en el sitio SS el transductor se ubica justo aguas arriba de una caiacuteda natural de agua Otrarecomendacioacuten seguida es que para riacuteos angostos en la seccioacuten de aforo una variacioacuten de 1cm en el calado nodeberiacutea representar una variacioacuten en el caudal mayor a 5 (Lang et al 2010) Particular atencioacuten se prestoacuteal momento de las mediciones de caudal evitando el flujo no permanente Esto debido a que en condicionesde flujo no permanente un mismo calado puede representar dos caudales diferentes uno el segmento deaumento del Hidrograma y un caudal en la curva de recesioacuten del Hidrograma (Baldassarre y Montanari2009)

La curva de descarga se construyoacute empleando el meacutetodo de velocidad por aacuterea para las mediciones decaudal y mediante simulaciones hidrodinaacutemicas en una dimensioacuten (1D) Las velocidades se obtuvieron conun molinete que relaciona el nuacutemero de revoluciones de la heacutelice con la rapidez del flujo mientras quevarias secciones transversales del tramo de cada riacuteo (cada 20 metros) fueron obtenidas con una estacioacuten totaltipo SOKKIA SET520k Se ejecutaron varias simulaciones hidraacuteulicas en 1D con el soware HEC-RAS(Brunner 2016) Seguacuten Dose et al (2002) un modelado hidraacuteulico mejora la extrapolacioacuten de curvas dedescargas ya que toman en cuenta las condiciones aguas abajo de la estacioacuten de aforo Para las simulacionesnuacutemeros de rugosidad de Manning fueron seleccionados de las tablas de Arcement y Schneider (1989) Lascurvas de duracioacuten de caudales (FDC por sus siglas en ingleacutes) fueron elaboradas siguiendo el procedimientoen Oregon State University (2005)

Iacutendices hidroloacutegicos utilizadosDiferentes iacutendices para diferentes propoacutesitos se han presentado en la literatura Por ejemplo se ha utilizado

coeficientes de variacioacuten (QVAR o CV) con fines de estudiar regiacutemenes de flujo en diversas partes del globoSe ha encontrado en la literatura valores de QVAR entre 02 para regiones huacutemedas y valores mayores a

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1 para regiones semi-aacuteridas (oms y Sheldon 2000) Otros iacutendices se basan en la curva de duracioacuten decaudales (FDC) La pendiente entre el 33 y el 66 de la curva de duracioacuten de caudales (FDC) se hautilizado anteriormente como un indicador de regulacioacuten hidroloacutegica (Olden y Poff 2003) Una pendientepronunciada se asocia con una respuesta raacutepida de la cuenca a la precipitacioacuten mientras que una curva conpendiente suave representa un comportamiento amortiguado y una capacidad de almacenamiento mayor(Ochoa-Tocachi et al 2016)

En ocasiones se usan percentiles de flujo en la FDC o muacuteltiplos de alguacuten flujo en particular en la FDCArcher y Newson (2002) utilizaron el flujo mediano (M) como referencia En su estudio se midioacute el nuacutemerode pulsos y las duraciones totales de estos por sobre varios umbrales Entre ellos el umbral 5M (5 veces el flujomediano) y 10M (10 veces el flujo mediano) Para flujos bajos Sikka et al (2003) utilizoacute el iacutendice de flujosbajos (LFI) seleccionando el percentil 95 como umbral Con dicho umbral se obtiene el flujo que se excedeel 95 del tiempo Por otro lado en Ochoa-Tocachi et al (2016) la duracioacuten promedio de los pulsos bajos seobtuvo a partir de los flujos que se exceden con una probabilidad del 75 (DLQ75) mientras que utilizaronlas duraciones promedio de los pulsos altos midiendo los flujos que se exceden con una probabilidad menoral 25 (DHQ25) Huh et al (2005) utilizaron un enfoque similar para su estudio De hecho (Richter etal 1996 Richter et al 1997 y Gao et al 2012) indican que iacutendices como el DHQ25 y el DLQ75 estaacutendentro de los Iacutendices de Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y el Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) locual los ubica como los maacutes utilizados para caracterizar variacioacuten en el flujo e inferir informacioacuten sobre elcomportamiento de las cuencas

Basados en la revisioacuten de literatura tratando de evitar la redundancia en el uso de iacutendices (Olden y Poff2003) y brindando preferencia a iacutendices IHA e iacutendices RVA para el presente estudio nos enfocamos enlos siguientes iacutendices variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales(R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) yduracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) La Tabla 2 muestra la definicioacuten de cada iacutendice junto consu respectiva foacutermula y unidades

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

Archer D y M Newson (2002) e use of indices of flow variability in assessing the hydrological and instreamhabitat impacts of upland afforestation and drainage Journal of Hydrology 268(1ndash4) 244ndash258 httpsdoiorg101016S0022-1694(02)00171-3

Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

Bruijnzeel L (1990) Hydrology of moist tropical forests and effects of conversion A state of knowledge review Unesco(Vol 129) httpsdoiorg1010160022-1694(91)90061-L

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Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

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Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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Seguacuten los mapas generados con datos de MAGAP-MAE (2015) no existen grandes diferencias en el usode la tierra de las tres microcuencas En general son aacutereas deforestadas con actividades agriacutecolas y ganaderasAsiacute presentan un alto porcentaje de cobertura de pastizales (763 LM 693 RP 55 SS) y un bajoporcentaje de cobertura con bosque nativo (12 LM 18RP 41 SS) (Donoso y Zambrano 2018Molina y Valladares 2018 Rodriacuteguez y Santos 2018) El bosque nativo se encuentra entre las categoriacuteasBosque Siempreverde Piemontano y Bosque de Neblina Montano En el caso del Bosque Piemontano cuentacon especies de alrededor de 30 metros de altura que pueden incluir las familias Myristicaceae LauraceaeMoraceae y Euphorbiaceae asiacute como herbaacuteceas de familias Arecaceae Cyclanthaceae Piperaceae y helechos(Sierra 1999) Por otra parte entre los cultivos se cuenta con cacao y mandarina

Las principales caracteriacutesticas de las cuencas estudiadas se resumen en la Tabla 1

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Se recolectoacute datos por un periodo promedio de 5 meses incluyendo dos meses de la temporada lluviosa ytres meses de la temporada seca Se utilizoacute un transductor de presioacuten tipo HOBO U20L Water Level DataLogger a la salida de cada microcuenca Este dispositivo permitioacute obtener datos en alta resolucioacuten temporalndashcada 15 minutos de presioacuten y por lo consiguiente calados Los calados se transformaron luego a caudalesutilizando una curva de descarga vs calado siguiendo las recomendaciones de Lang et al (2010) donde fueposible Por ejemplo en el sitio SS el transductor se ubica justo aguas arriba de una caiacuteda natural de agua Otrarecomendacioacuten seguida es que para riacuteos angostos en la seccioacuten de aforo una variacioacuten de 1cm en el calado nodeberiacutea representar una variacioacuten en el caudal mayor a 5 (Lang et al 2010) Particular atencioacuten se prestoacuteal momento de las mediciones de caudal evitando el flujo no permanente Esto debido a que en condicionesde flujo no permanente un mismo calado puede representar dos caudales diferentes uno el segmento deaumento del Hidrograma y un caudal en la curva de recesioacuten del Hidrograma (Baldassarre y Montanari2009)

La curva de descarga se construyoacute empleando el meacutetodo de velocidad por aacuterea para las mediciones decaudal y mediante simulaciones hidrodinaacutemicas en una dimensioacuten (1D) Las velocidades se obtuvieron conun molinete que relaciona el nuacutemero de revoluciones de la heacutelice con la rapidez del flujo mientras quevarias secciones transversales del tramo de cada riacuteo (cada 20 metros) fueron obtenidas con una estacioacuten totaltipo SOKKIA SET520k Se ejecutaron varias simulaciones hidraacuteulicas en 1D con el soware HEC-RAS(Brunner 2016) Seguacuten Dose et al (2002) un modelado hidraacuteulico mejora la extrapolacioacuten de curvas dedescargas ya que toman en cuenta las condiciones aguas abajo de la estacioacuten de aforo Para las simulacionesnuacutemeros de rugosidad de Manning fueron seleccionados de las tablas de Arcement y Schneider (1989) Lascurvas de duracioacuten de caudales (FDC por sus siglas en ingleacutes) fueron elaboradas siguiendo el procedimientoen Oregon State University (2005)

Iacutendices hidroloacutegicos utilizadosDiferentes iacutendices para diferentes propoacutesitos se han presentado en la literatura Por ejemplo se ha utilizado

coeficientes de variacioacuten (QVAR o CV) con fines de estudiar regiacutemenes de flujo en diversas partes del globoSe ha encontrado en la literatura valores de QVAR entre 02 para regiones huacutemedas y valores mayores a

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1 para regiones semi-aacuteridas (oms y Sheldon 2000) Otros iacutendices se basan en la curva de duracioacuten decaudales (FDC) La pendiente entre el 33 y el 66 de la curva de duracioacuten de caudales (FDC) se hautilizado anteriormente como un indicador de regulacioacuten hidroloacutegica (Olden y Poff 2003) Una pendientepronunciada se asocia con una respuesta raacutepida de la cuenca a la precipitacioacuten mientras que una curva conpendiente suave representa un comportamiento amortiguado y una capacidad de almacenamiento mayor(Ochoa-Tocachi et al 2016)

En ocasiones se usan percentiles de flujo en la FDC o muacuteltiplos de alguacuten flujo en particular en la FDCArcher y Newson (2002) utilizaron el flujo mediano (M) como referencia En su estudio se midioacute el nuacutemerode pulsos y las duraciones totales de estos por sobre varios umbrales Entre ellos el umbral 5M (5 veces el flujomediano) y 10M (10 veces el flujo mediano) Para flujos bajos Sikka et al (2003) utilizoacute el iacutendice de flujosbajos (LFI) seleccionando el percentil 95 como umbral Con dicho umbral se obtiene el flujo que se excedeel 95 del tiempo Por otro lado en Ochoa-Tocachi et al (2016) la duracioacuten promedio de los pulsos bajos seobtuvo a partir de los flujos que se exceden con una probabilidad del 75 (DLQ75) mientras que utilizaronlas duraciones promedio de los pulsos altos midiendo los flujos que se exceden con una probabilidad menoral 25 (DHQ25) Huh et al (2005) utilizaron un enfoque similar para su estudio De hecho (Richter etal 1996 Richter et al 1997 y Gao et al 2012) indican que iacutendices como el DHQ25 y el DLQ75 estaacutendentro de los Iacutendices de Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y el Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) locual los ubica como los maacutes utilizados para caracterizar variacioacuten en el flujo e inferir informacioacuten sobre elcomportamiento de las cuencas

Basados en la revisioacuten de literatura tratando de evitar la redundancia en el uso de iacutendices (Olden y Poff2003) y brindando preferencia a iacutendices IHA e iacutendices RVA para el presente estudio nos enfocamos enlos siguientes iacutendices variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales(R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) yduracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) La Tabla 2 muestra la definicioacuten de cada iacutendice junto consu respectiva foacutermula y unidades

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

Andy Giler-Ormaza et al Anaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropica

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

Archer D y M Newson (2002) e use of indices of flow variability in assessing the hydrological and instreamhabitat impacts of upland afforestation and drainage Journal of Hydrology 268(1ndash4) 244ndash258 httpsdoiorg101016S0022-1694(02)00171-3

Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

Bruijnzeel L (1990) Hydrology of moist tropical forests and effects of conversion A state of knowledge review Unesco(Vol 129) httpsdoiorg1010160022-1694(91)90061-L

Brunner G (2016) HEC-RAS Hydraulic Reference Manualpdf Hydrologic Engineering Center US Army Corpsof Engineers httpswwwhecusacearmymilsoftwarehec-rasdocumentationHEC-RAS205020Reference20Manualpdf

Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

uphysical_geographyhydrology~text=Hydrology202D20the20study20of20thethe20generation20of20hydroelectric20power

Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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Se recolectoacute datos por un periodo promedio de 5 meses incluyendo dos meses de la temporada lluviosa ytres meses de la temporada seca Se utilizoacute un transductor de presioacuten tipo HOBO U20L Water Level DataLogger a la salida de cada microcuenca Este dispositivo permitioacute obtener datos en alta resolucioacuten temporalndashcada 15 minutos de presioacuten y por lo consiguiente calados Los calados se transformaron luego a caudalesutilizando una curva de descarga vs calado siguiendo las recomendaciones de Lang et al (2010) donde fueposible Por ejemplo en el sitio SS el transductor se ubica justo aguas arriba de una caiacuteda natural de agua Otrarecomendacioacuten seguida es que para riacuteos angostos en la seccioacuten de aforo una variacioacuten de 1cm en el calado nodeberiacutea representar una variacioacuten en el caudal mayor a 5 (Lang et al 2010) Particular atencioacuten se prestoacuteal momento de las mediciones de caudal evitando el flujo no permanente Esto debido a que en condicionesde flujo no permanente un mismo calado puede representar dos caudales diferentes uno el segmento deaumento del Hidrograma y un caudal en la curva de recesioacuten del Hidrograma (Baldassarre y Montanari2009)

La curva de descarga se construyoacute empleando el meacutetodo de velocidad por aacuterea para las mediciones decaudal y mediante simulaciones hidrodinaacutemicas en una dimensioacuten (1D) Las velocidades se obtuvieron conun molinete que relaciona el nuacutemero de revoluciones de la heacutelice con la rapidez del flujo mientras quevarias secciones transversales del tramo de cada riacuteo (cada 20 metros) fueron obtenidas con una estacioacuten totaltipo SOKKIA SET520k Se ejecutaron varias simulaciones hidraacuteulicas en 1D con el soware HEC-RAS(Brunner 2016) Seguacuten Dose et al (2002) un modelado hidraacuteulico mejora la extrapolacioacuten de curvas dedescargas ya que toman en cuenta las condiciones aguas abajo de la estacioacuten de aforo Para las simulacionesnuacutemeros de rugosidad de Manning fueron seleccionados de las tablas de Arcement y Schneider (1989) Lascurvas de duracioacuten de caudales (FDC por sus siglas en ingleacutes) fueron elaboradas siguiendo el procedimientoen Oregon State University (2005)

Iacutendices hidroloacutegicos utilizadosDiferentes iacutendices para diferentes propoacutesitos se han presentado en la literatura Por ejemplo se ha utilizado

coeficientes de variacioacuten (QVAR o CV) con fines de estudiar regiacutemenes de flujo en diversas partes del globoSe ha encontrado en la literatura valores de QVAR entre 02 para regiones huacutemedas y valores mayores a

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1 para regiones semi-aacuteridas (oms y Sheldon 2000) Otros iacutendices se basan en la curva de duracioacuten decaudales (FDC) La pendiente entre el 33 y el 66 de la curva de duracioacuten de caudales (FDC) se hautilizado anteriormente como un indicador de regulacioacuten hidroloacutegica (Olden y Poff 2003) Una pendientepronunciada se asocia con una respuesta raacutepida de la cuenca a la precipitacioacuten mientras que una curva conpendiente suave representa un comportamiento amortiguado y una capacidad de almacenamiento mayor(Ochoa-Tocachi et al 2016)

En ocasiones se usan percentiles de flujo en la FDC o muacuteltiplos de alguacuten flujo en particular en la FDCArcher y Newson (2002) utilizaron el flujo mediano (M) como referencia En su estudio se midioacute el nuacutemerode pulsos y las duraciones totales de estos por sobre varios umbrales Entre ellos el umbral 5M (5 veces el flujomediano) y 10M (10 veces el flujo mediano) Para flujos bajos Sikka et al (2003) utilizoacute el iacutendice de flujosbajos (LFI) seleccionando el percentil 95 como umbral Con dicho umbral se obtiene el flujo que se excedeel 95 del tiempo Por otro lado en Ochoa-Tocachi et al (2016) la duracioacuten promedio de los pulsos bajos seobtuvo a partir de los flujos que se exceden con una probabilidad del 75 (DLQ75) mientras que utilizaronlas duraciones promedio de los pulsos altos midiendo los flujos que se exceden con una probabilidad menoral 25 (DHQ25) Huh et al (2005) utilizaron un enfoque similar para su estudio De hecho (Richter etal 1996 Richter et al 1997 y Gao et al 2012) indican que iacutendices como el DHQ25 y el DLQ75 estaacutendentro de los Iacutendices de Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y el Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) locual los ubica como los maacutes utilizados para caracterizar variacioacuten en el flujo e inferir informacioacuten sobre elcomportamiento de las cuencas

Basados en la revisioacuten de literatura tratando de evitar la redundancia en el uso de iacutendices (Olden y Poff2003) y brindando preferencia a iacutendices IHA e iacutendices RVA para el presente estudio nos enfocamos enlos siguientes iacutendices variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales(R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) yduracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) La Tabla 2 muestra la definicioacuten de cada iacutendice junto consu respectiva foacutermula y unidades

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

Archer D y M Newson (2002) e use of indices of flow variability in assessing the hydrological and instreamhabitat impacts of upland afforestation and drainage Journal of Hydrology 268(1ndash4) 244ndash258 httpsdoiorg101016S0022-1694(02)00171-3

Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

Bruijnzeel L (1990) Hydrology of moist tropical forests and effects of conversion A state of knowledge review Unesco(Vol 129) httpsdoiorg1010160022-1694(91)90061-L

Brunner G (2016) HEC-RAS Hydraulic Reference Manualpdf Hydrologic Engineering Center US Army Corpsof Engineers httpswwwhecusacearmymilsoftwarehec-rasdocumentationHEC-RAS205020Reference20Manualpdf

Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

uphysical_geographyhydrology~text=Hydrology202D20the20study20of20thethe20generation20of20hydroelectric20power

Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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1 para regiones semi-aacuteridas (oms y Sheldon 2000) Otros iacutendices se basan en la curva de duracioacuten decaudales (FDC) La pendiente entre el 33 y el 66 de la curva de duracioacuten de caudales (FDC) se hautilizado anteriormente como un indicador de regulacioacuten hidroloacutegica (Olden y Poff 2003) Una pendientepronunciada se asocia con una respuesta raacutepida de la cuenca a la precipitacioacuten mientras que una curva conpendiente suave representa un comportamiento amortiguado y una capacidad de almacenamiento mayor(Ochoa-Tocachi et al 2016)

En ocasiones se usan percentiles de flujo en la FDC o muacuteltiplos de alguacuten flujo en particular en la FDCArcher y Newson (2002) utilizaron el flujo mediano (M) como referencia En su estudio se midioacute el nuacutemerode pulsos y las duraciones totales de estos por sobre varios umbrales Entre ellos el umbral 5M (5 veces el flujomediano) y 10M (10 veces el flujo mediano) Para flujos bajos Sikka et al (2003) utilizoacute el iacutendice de flujosbajos (LFI) seleccionando el percentil 95 como umbral Con dicho umbral se obtiene el flujo que se excedeel 95 del tiempo Por otro lado en Ochoa-Tocachi et al (2016) la duracioacuten promedio de los pulsos bajos seobtuvo a partir de los flujos que se exceden con una probabilidad del 75 (DLQ75) mientras que utilizaronlas duraciones promedio de los pulsos altos midiendo los flujos que se exceden con una probabilidad menoral 25 (DHQ25) Huh et al (2005) utilizaron un enfoque similar para su estudio De hecho (Richter etal 1996 Richter et al 1997 y Gao et al 2012) indican que iacutendices como el DHQ25 y el DLQ75 estaacutendentro de los Iacutendices de Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y el Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) locual los ubica como los maacutes utilizados para caracterizar variacioacuten en el flujo e inferir informacioacuten sobre elcomportamiento de las cuencas

Basados en la revisioacuten de literatura tratando de evitar la redundancia en el uso de iacutendices (Olden y Poff2003) y brindando preferencia a iacutendices IHA e iacutendices RVA para el presente estudio nos enfocamos enlos siguientes iacutendices variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales(R2FDC) el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) yduracioacuten promedio de los pulsos altos (DHQ25) La Tabla 2 muestra la definicioacuten de cada iacutendice junto consu respectiva foacutermula y unidades

Andy Giler-Ormaza et al Anaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropica

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

Archer D y M Newson (2002) e use of indices of flow variability in assessing the hydrological and instreamhabitat impacts of upland afforestation and drainage Journal of Hydrology 268(1ndash4) 244ndash258 httpsdoiorg101016S0022-1694(02)00171-3

Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

Bruijnzeel L (1990) Hydrology of moist tropical forests and effects of conversion A state of knowledge review Unesco(Vol 129) httpsdoiorg1010160022-1694(91)90061-L

Brunner G (2016) HEC-RAS Hydraulic Reference Manualpdf Hydrologic Engineering Center US Army Corpsof Engineers httpswwwhecusacearmymilsoftwarehec-rasdocumentationHEC-RAS205020Reference20Manualpdf

Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

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Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

Los caudales en ms-1 se muestran a continuacioacuten Q50 de las microcuencas son 0065 (LM) 0079 (RP) y0340 (SS) El caudal umbral para pulsos bajos Q75 es 0048 (LM) 0058 (RP) y 0250 (SS) mientras que elcaudal umbral para flujos altos Q25 es 0145 (LM) 0120 (RP) y 0430 (SS) Seguacuten Trancoso et al (2016)una mayor disponibilidad de agua subterraacutenea conduce a un aumento en la contribucioacuten del flujo base queestabiliza la respuesta del flujo y aproxima los valores de los flujos altos y bajos hacia el flujo medio llevandode esa forma el flujo hacia una condicioacuten maacutes perenne Por lo tanto las aguas subterraacuteneas mismas que se creetienen influencia en nuestras cuencas de estudio seriacutean un mecanismo hidroloacutegico dominante que puedecontrolar los iacutendices de caudales relacionados a los caudales altos y bajos

Los caudales se adaptan reconociendo las limitaciones existentes en cuanto a logiacutestica y recursosdisponibles Sin embargo una potencial fuente de errores que aquiacute se ha evitado es la presencia de medicionesen condiciones de flujo no permanente (FNP) (Chow 1959) que de realizarse podriacutean producir doscaudales diferentes para un mismo calado (Baldassarre y Montanari 2009) dependiendo de si se estaacute aforandoen el segmento de aumento o en la curva de recesioacuten del hidrograma Sin embargo no trabajar con FNP limitoacutelos aforos y se requirioacute mayor extrapolacioacuten en interpolacioacuten de la curva de descarga En cuanto al ajuste de lacurva de descarga para SS la curva es de tipo potencial sin embargo para LM y RP la mejor curva de descargaes del tipo polinoacutemica la cual seguacuten Baldassarre y Montanari (2009) podriacutea proveer un mejor ajuste y unamejor representacioacuten que las curvas de tipo potencial

Los resultados de los iacutendices se resumen en la Tabla 3

En cuanto a la variacioacuten de caudales el coeficiente de variacioacuten (QVAR) para las tres microcuencasresultoacute en 117 (LM) 08 (RP) 045 (SS) Seguacuten Ochoa-Tocachi et al (2016) valores anuales menores a 11indicariacutean una baja variabilidad del flujo Por otra parte oms y Sheldon (2000) nos indican que valoresanuales maacutes bajos se han encontrado para regiones huacutemedas en Europa (02) Asia (02) y Norteameacuterica(03) Kuenz et al ( 2017) reportan para Europa valores que estaacuten mayormente entre cero y 13 con valoressuperiores a 15 en regiones mediterraacuteneas sujetas a mayor estreacutes hiacutedrico Por otra parte valores anualespromedios en regiones aacuteridas o semi-aacuteridas estaacuten alrededor del 099 En el caso del sur de Australia concondiciones semi-aacuteridas se reportan valores de coeficiente de variacioacuten particularmente altos de 26 y 32para cuencas con aacutereas de drenaje de 48000 km y 650000 km produciendo caudales medios entre 19ms-1 y 124 ms-1 respectivamente (oms y Sheldon 2000) Las microcuencas aquiacute estudiadas presentariacuteanvalores relativamente altos en comparacioacuten con sus contrapartes de otras regiones huacutemedas pero en un rangoaceptable Esto podriacutea responder a la marcada estacionalidad de la precipitacioacuten en Manabiacute y a cambios enel uso de la tierra

Analizando la capacidad de regulacioacuten hiacutedrica de las cuencas las tres microcuencas tienen un iacutendice deregulacioacuten hidroloacutegica (IHR) menor a 05 (018 LM 026 RP 034 SS) lo cual indicariacutea que su capacidad deregulacioacuten hidroloacutegica no es alta (Ochoa-Tocachi et al 2016) Sin embargo y en contraste la pendiente en

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

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Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

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Brunner G (2016) HEC-RAS Hydraulic Reference Manualpdf Hydrologic Engineering Center US Army Corpsof Engineers httpswwwhecusacearmymilsoftwarehec-rasdocumentationHEC-RAS205020Reference20Manualpdf

Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

uphysical_geographyhydrology~text=Hydrology202D20the20study20of20thethe20generation20of20hydroelectric20power

Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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el tercio medio de la FDC (ver Figura 2) es baja (R2FDC gt -07) para las tres microcuencas (-069 LM -060RP -0495 SS) lo que indicariacutea una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica (Ochoa-Tocachi et al 2016)Como referencia valores de R2FDC alrededor de -2 se ha encontrado para ecosistemas de Puna huacutemedamientras que valores R2FDC alrededor de -3 se encontroacute para Puna Seca En el este de Australia en cuencasque van desde climas tropicales hasta climas mediterraacuteneos se ha encontrado que cuencas maacutes empinadastienen valores altos de pendiente de la FDC algunos mayores a 6 y que dichas cuencas estaacuten caracterizadaspor mayores influencias de la lluvia y el dominio del flujo de retorno en sus hidrogramas indicando que elagua no permanece almacenada por mucho tiempo (Trancoso et al 2016) Los resultados de R2FDC entre-05 y -07 son similares a la de los paacuteramos ecuatorianos y del norte del Peruacute

Seguacuten Monsalve (1995) los extremos de las FDC pueden brindar cierta informacioacuten sobre las cuencas(VerFigura 4) Enfocaacutendonos en la parte inferior derecha de la FDC (parte baja) se observa que las tresmicrocuencas tienen curvas del tipo 1 y 2 lo cual es un indicador de que i) aguas subterraacuteneas aportan caudalesa la cuenca ii) la permeabilidad es regular o mala y iii) una capacidad de retencioacuten de agua de regular a buenaEn cuanto a la parte superior izquierda de la FDC (parte alta) esta se clasifica como Curva tipo 1 para lastres microcuencas lo que es un indicador de una cuenca pequentildea en zona montantildeosa donde la lluvia tienelugar en pocos meses del antildeo Monsalve (1995) indica que cuencas con FDC de curva tipo 1 en su parte altaldquopodriacutean tener alta capacidad de drenaje y poca capacidad de retenerel agua rdquo p281

Las duraciones promedio de pulsos altos y bajos encontradas en nuestro estudio estaacuten dentro de los rangosreportados en la literatura Noacutetese sin embargo que estos rangos son amplios En el estudio de Archer yNewson (2002) para una microcuenca templada (15km) se encuentran duraciones promedio de pulsos queson menores a 35 horas (146 diacuteas) para flujos 3M (3 veces el valor mediano) Mientras que para flujos 10Mlas duraciones promedio no exceden las 12 horas Huh et al (2005) en Norteameacuterica tomando datos dediferentes cuencas encontraron duraciones promedio entre 3 y 22 diacuteas para pulsos altos Para pulsos bajosse encontraron duraciones promedio entre 0 y 75 diacuteas De forma similar Richter et al (1996) presentanduraciones de pulsos entre 3 y 7 diacuteas para un riacuteo con percentiles de caudal bajo y alto igual a 97 ms-1 y 258ms-1 respectivamente (rango usual de caudales) Finalmente para un riacuteo de 1 milloacuten de km de aacuterea aportanteGao et al (2012) las duraciones van de 20 a 50 diacuteas En nuestras tres cuencas las duraciones de pulsos altos

Andy Giler-Ormaza et al Anaacutelisis del comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropica

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

REFERENCIAS

Arcement G y V Schneider (1989) Guide for selecting Manningrsquos roughness coeficient for natural channels and floodplains Retrieved from httpspubsusgsgovwsp2339reportpdf

Archer D y M Newson (2002) e use of indices of flow variability in assessing the hydrological and instreamhabitat impacts of upland afforestation and drainage Journal of Hydrology 268(1ndash4) 244ndash258 httpsdoiorg101016S0022-1694(02)00171-3

Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

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Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

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Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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y bajos estaacuten entre 035 y 244 diacuteas un reflejo de cuencas pequentildeas y con cierta similitud a los hallazgos deArcher y Newson (2002)

Los valores de los iacutendices son maacutes similares entre LM y RP (aportantes al embalse La Esperanza) SS(aportante a Poza Honda) presenta valores que son un tanto diferentes a LM Y RP Esta similitud deresultados podriacutea estar relacionada con las caracteriacutesticas fiacutesicas de las microcuencas en particular laspendientes y la forma de las cuencas Las pendientes son maacutes altas en LM y RP y la morfologiacutea se clasificacomo CO para las aportantes al embalse La Esperanza y SO para la aportante al embalse Poza Honda LasFDC son tambieacuten maacutes similares entre LM y RP

Se debe considerar que el periodo de tiempo de nuestro anaacutelisis es sub-anual en promedio 5 mesestomando 2 meses de la temporada lluviosa y 3 meses de la temporada seca Este periodo es menor al usual (1antildeo) reportado mayormente en la literatura Sin embargo los 5 meses representan las dos uacutenicas temporadasexistentes (seca y lluviosa) en la regioacuten costera del Ecuador Por esto creemos que los resultados aquiacute obtenidospueden ser uacutetiles como una aproximacioacuten a los resultados anuales que especulamos no son muy diferentesNo obstante se recomienda que se continuacutee este anaacutelisis para periodos de 12 meses durante varios antildeos Deesa forma se podriacutea tener una mejor idea del comportamiento anual de los caudales del aacuterea de estudio

Conclusiones

El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento hidroloacutegico de cuencas hidrograacuteficas tropicalesutilizando iacutendices Para evitar la redundancia en el uso de iacutendices y brindando preferencia a Indicadores de

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

XZ LC DA JPG contribuyeron con la recoleccioacuten de datos Todos los autores contribuyeron con elprocesamiento de datos AGO JRA JF y MC lideraron la depuracioacuten de datos Todos los autores hancontribuido al desarrollo de ideas y al proceso de reflexioacuten y anaacutelisis

Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

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Baldassarre G Di y A Montanari (2009) Uncertainty in river discharge observations a quantitative analysis 913ndash921

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Chow V (1959) Open-Channel Hydraulics New York McGraw-HIll Higher Education 680 pDatmouth College (sf) Research Guides Defining hydrology and hydrography httpsresearchguidesdartmouthed

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Elsenbeer H y R A Vertessy (2000) Stormflow generation and flowpath characteristicsin an Amazonian rainforest catchment Hydrological Processes 14(14) 2367ndash2381 httpsdoiorg1010021099-1085(20001015)1414lt2367AID-HYP107gt30CO2-H

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Alteracioacuten Hidroloacutegica (IHA) y al Enfoque de Rango de Variabilidad (RVA) aquiacute nos hemos enfocado enlos iacutendices de variacioacuten diaria del flujo (QVAR) pendiente de la curva de duracioacuten de caudales (R2FDC)el Iacutendice de Regulacioacuten Hidroloacutegica (IRH) duracioacuten promedio de los pulsos bajos (DLQ75) y duracioacutenpromedio de los pulsos altos (DHQ25) Se seleccionaron 3 microcuencas con aacutereas menores a 9 km en lacosta del Ecuador y se registraron sus caudales en alta resolucioacuten temporal durante un periodo de tiempoque abarcoacute las temporadas huacutemeda y seca de un antildeo

Los resultados de QVAR indicariacutean una variabilidad del flujo relativamente baja acorde con otras regionessemi-huacutemedas Se obtuvo valores de IHR que sentildealan una capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica que no es altapero en contraste R2FDC es baja lo que indica una buena capacidad de regulacioacuten hidroloacutegica Las DLQ75y DHQ25 indican magnitudes de flujo raacutepidamente cambiantes (flashy) a moderadamente cambiantes Serecomienda que se continuacutee este anaacutelisis por periodos de varios antildeos De esa forma se podriacutea tener unamejor idea del comportamiento anual de las cuencas Mirando maacutes allaacute creemos que los resultados aquiacuteobtenidos pueden servir como una liacutenea base para evaluar futuros efectos de los cambios en el uso de la tierraA conocimiento de los autores esta es la primera vez que los iacutendices seleccionados se aplican para la regioacutencostera del Ecuador

Contribucioacuten de los autoresAGO lideroacute la escritura y desarrollo del manuscrito el disentildeo de investigacioacuten y la recoleccioacuten de datos

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Agradecimientos

Quisieacuteramos agradecer a las personas que colaboraron con datos y trabajo de campo en particular a LuisZambrano Miguel Molina Jordano Valladares Verny Santos Miller Rodriacuteguez y Sergio Donoso

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ANEXO

Simbologiacutea utilizada en el presente manuscrito