UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y AMBIENTAL

ESCUELA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA

TESIS DE GRADO

CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE LAS VERTIENTES OCCIDENTALES DEL VOLCÁN ANTISANA COMO PARTE DE LOS ESTUDIOS DE LOS GLACIARES Y PÁRAMOS FRENTE AL CAMBIO CLIMÁTICO

Trabajo que se presenta como requisito para optar por el título de Ingeniera en Geología

Autora: Carolina Alvarado

Quito, abril de 2009 DECLARACIÓN DE ORIGINALIDAD

En calidad de Miembros del Tribunal de Grado, designado por la Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental de la Universidad Central del Ecuador, declaramos que:

La presente tesis: “CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE LAS VERTIENTES OCCIDENTALES DEL VOLCÁN ANTISANA COMO PARTE DE LOS ESTUDIOS DE LOS GLACIARES Y PÁRAMOS FRENTE AL CAMBIO CLIMÁTICO”, realizada por la señorita Elizabeth Carolina Alvarado Obando, ha sido revisada y verificada.

Por lo tanto, damos fe de la originalidad de este trabajo.

MIEMBROS DEL TRIBUNAL

Ing. Leonardo Astudillo DIRECTOR DE TESIS

Ing. Francisco Viteri Ing. Galo Albán PRIMER VOCAL SEGUNDO VOCAL

2 AUTORIZACION

Autorizo a la BIFIGEMPA, para que esta tesis sea diseminada a través de su biblioteca Virtual por el INTERNET.

Att.

------Carolina Alvarado CI-1720077245

3 Dedicatoria:

Dedico este trabajo a mis padres, en retribución por todo su esfuerzo para darme educación.

4 Agradecimientos:

A Dios A mi familia y amigos.

A la Escuela de Geología de la Universidad Central, a mis tutores y profesores.

A la Unidad Ejecutora del Proyecto Ríos Orientales de la Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable por todo el apoyo brindado.

A sus funcionarios, quienes a más de su conocimiento, me brindaron su amistad.

5 RESUMEN DOCUMENTAL:

Tesis sobre hidrogeología, específicamente origen de vertientes. El objetivo fundamental es prever fuentes de abastecimiento de agua para Quito, a través de la caracterización hidrogeológica de las vertientes. Problemas identificados: futura escasez de agua, poca importancia al cuidado de los páramos, falta de datos meteorológicos de la zona. La hipótesis dice: la caracterización hidrogeológica, permite conocer el origen de las vertientes, definir las propiedades de las aguas y de los acuíferos involucrados. Marco Referencial: geología regional, hidrogeología y clima del Antisana. Con estudios teóricos sobre: hidrografía, flora y fauna, situación económica y uso del suelo, estaciones hidrométricas, glaciares y acuíferos. Metodología de campo: reconocimiento geológico, inventario de puntos de agua, toma de muestras de agua y roca, elaboración de mapas temáticos, estudio fotogeológico, cuantificación de reservas. La conclusión general se refiere al origen de las aguas, contrario a las afirmaciones cuyo origen se cree que en su mayoría son de glaciares. Con la recomendación de realizar perforación en los acuíferos, a fin de definir su potencia y su transmisividad.

DESCRIPTORES:

CATEGORIAS TEMATICAS:

6 DOCUMENTAL SUMMARIZE:

Thesis about Hydrogeology, specifically origin of Antisana`s slopes. The fundamental objective is find sources of supply of water for Quito, through the hydrogeology characterization of the slopes. Identified problems: future shortage of water, little importance under the care of the moors, lack of data meteorological of the area. The hypothesis says: the hydrogeology characterization, allows to know the origin of the slopes, to define the properties of the waters and of the aquifers involved. Marco Referential: regional geology, hydrogeology and climate of the Antisana. With theoretical studies on: hydrography, flora and fauna, economic situation and use of the floor, hydrometric stations, glaciers and aquifer. Field methodology: geologic recognition, inventory of points of water, taking of samples of water and rock, elaboration of thematic maps, fotogeology study, quantification of reservations. The general conclusion refers to the origin of the waters, contrary to the statements whose origin is believed that in its majority they are of glaciers. With the recommendation of make perforation in the aquifers, in order to define their power and their transmisitivy.

DESCRIBERS:

THEMATIC CATEGORIES:

7 INDICE 1. INTRODUCCIÓN 12 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 12 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 13 1.3 OBJETIVOS 14 1.3.1 Objetivo general 14 1.3.2 Objetivos específicos 14 1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA 15 1.5 HIPÓTESIS 15 1.6 DEFINICIÓN DE VARIABLES 16 1.6.1 Variable independiente 16 1.6.2 Variable dependiente 16 1.7 INFORMACIÓN DISPONIBLE 18 1.8 METODOLOGÍA 21 1.8.1 Trabajo de gabinete 21 1.8.2 Trabajo de campo 22

2 GENERALIDADES 24 2.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA 24 2.2 HIDROGRAFÍA 25 2.2.1 Cuenca del río Antisana 25 2.2.2 Cuenca del río Jatunhuaycu 25 2.2.3 Cuenca del río Micahuaycu 26 2.2.4 Cuenca del embalse La Mica 26 2.2.5 Cuenca del río Diguchi 27 2.2.6 Lagunas 27 2.2.7 Glaciares 29 2.3 FLORA Y FAUNA 30 2.4 SITUACIÓN ECONÓMICA 31 2.5 USO DE SUELO 32 2.6 VÍAS DE ACCESO 34 2.7 ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS Y SITIOS DE AFORO 35 2.8 PROYECTO RÍOS ORIENTALES (PRO) 36 2.9 SISTEMA MICA - QUITO SUR 37

3 GEOLOGÍA 39 3.1 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL 39 3.2 GEOLOGÍA DE LA ZONA DE ESTUDIO 42 3.2.1 Fotointerpretación 42 3.2.2 Geomorfología 44 3.2.3 Estratigrafía y litología 51 3.3 SUELOS 67 3.4 GEODINÁMICA EXTERNA 67 3.4.1 Factores tectónicos 67 3.4.2 Factores volcánicos 71 3.4.3 Factores de remoción en masa 72 3.5 POROSIDAD Y PERMEABILIDAD DE LAS ROCAS 73

4 HIDROLOGÍA 74 4.1 FACTORES CLIMÁTICOS 74 4.1.1 Precipitaciones 74 4.1.2 Temperatura del ambiente 79

8 4.1.3 Humedad Relativa 79 4.1.4 Viento 80 4.1.5 Evaporación 81 4.1.6 Heliofanía 81 4.2 FACTORES HIDROLÓGICOS 82 4.2.1 Glaciares 82 4.2.2 Infiltración 86 4.2.3 Caudal de escorrentía 87 4.2.4 Evapotranspiración 91 4.3 CARACTERIZACIÓN FÍSICO – QUÍMICA DEL AGUA 92 4.3.1 Caracterización Física 92 4.3.2 Caracterización Química 99 4.4 COBERTURA VEGETAL Y SU INFLUENCIA EN EL RÉGIMEN HIDROLÓGICO 104 4.5 ECOLOGÍA 106

5 HIDROGEOLOGÍA 109 5.1 RECONOCIMIENTO HIDROGEOLÓGICO 109 5.2 MODELACIÓN DE LA POTENCIALIDAD Y LA DINÁMICA DEL ESCURRIMIENTO 116 5.2.1 Cuenca del río Jatunhuaycu antes de la captación 118 5.2.2 Cuenca del río Antisana antes de la unión con el río Micahuaycu 122 5.2.3 Cuenca del río Micahuaycu antes de la unión con el río Antisana 125 5.2.4 Cuenca del Río Diguchi antes de la captación 127

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 129 6.1 CONCLUSIONES 129 6.2 RECOMENDACIONES 131

7 GLOSARIO 134

8 BIBLIOGRAFÍA 139

9 LISTA DE ANEXOS 144

9 LISTA DE FIGURAS

FIG. 1: Ubicación de la zona de estudio dentro del PRO ...... 24 FIG. 2: Esquema de los glaciares del volcán Antisana...... 30 FIG. 3: Reserva Ecológica Antisana ...... 32 FIG. 4: Sectores de pastoreo ...... 33 FIG. 5: Vías de acceso a la zona de estudio ...... 34 FIG. 6: Ubicación del Proyecto Ríos Orientales...... 36 FIG. 7: Mapa simplificado de los terrenos del Ecuador...... 40 FIG. 8: Esquema geodinámico del noroccidente de América del Sur ...... 41 FIG. 9: Granitoides triásicos...... 55 FIG. 10: Ubicación de la “Caldera Chacana”...... 58 FIG. 11: Litología de la Formación Pisayambo ...... 60 FIG. 12: División longitudinal del arco volcánico ecuatoriano...... 61 FIG. 13: Columna estratigráfica de la formación Yacupamba ...... 64 FIG. 14: Principales fallas y lineamientos alrededor de la zona de estudio...... 70 FIG. 15: Mapa de peligros potenciales asociados con el volcán Antisana...... 72 FIG. 16: Formación de un deslizamiento retrogresivo ...... 73 FIG. 17: Método de las isoyetas...... 78 FIG. 18: Espesor de capa de nieve sobre la zona de ablación del glaciar 12 para el 2006 en tres balizas representativas (1C06C, 3C06C, 5C05C)...... 84 FIG. 19: Contorno para el glaciar Los Crespos, período 2004 – 2006 ...... 85 FIG. 21: Componentes de un hidrograma...... 117

LISTADO DE FOTOS

FOTO 1: Laguna La Mica...... 29 FOTO 2: Laguna Santa Lucía...... 29 FOTO 3: Fauna de la zona de estudio ...... 30 FOTO 4: Venado en los páramos del río Antisana...... 31 FOTO 5: Zona de pajonales muy intervenidos ...... 33 FOTO 6: Obras del Sistema Mica Quito Sur ...... 38 FOTO 7: Volcán Antisana...... 48 FOTO 8: Laguna formada en el glaciar “11”...... 49 FOTO 9: Flujo de lava cerca de la laguna Sta. Lucía ...... 50 FOTO 10: Paisaje lacustre – palustre alrededor del embalse La Mica ...... 51 FOTO 11: Cuellos volcánicos Suchos y Chusalongo ...... 59 FOTO 12: Volcánicos antiguos Antisana formando parte del cono estratado ...... 62 FOTO 13: Flujo de lava al margen izquierdo del Río 13-14...... 62 FOTO 14: Imagen Satelital del flujo Antisanilla...... 63 FOTO 15: Afloramientos de la F. Yacupamba en la cuenca del Jatunhuaycu...... 63 FOTO 16: Segregación de un flujo de barro en una ruptura de pendiente ...... 66 FOTO 17: Pequeño coluvio en el Río Jatunhuaycu...... 67 FOTO 18: Flanco occidental del volcán Antisana...... 82 FOTO 19: Glaciar 11...... 83 FOTO 20: Glaciar “Los Crespos” o 12...... 83 FOTO 21: Glaciar 14...... 86 FOTO 22: Vegetación almohadillada suave en el Río Micahuaycu...... 105 FOTO 23: Pajonales en el Río Micahuaycu ...... 105 FOTO 24: Zona de erosión en la Cuenca del río Jatunhuaycu ...... 106

10 Lista de gráficos

GRAF. 1: Precipitación media mensual en la estación La Mica; período 1987 a 2008...... 75 GRAF. 2: Temperatura media mensual en la estación La Mica período 1987-2000...... 79 GRAF. 3: Humedad relativa estación La Mica, período 1987-2000 ...... 80 GRAF. 4: Rosa de los vientos para el 2006 del glaciar Crespos en la estación SAMA ...... 80 GRAF. 5: pH promedio en las cuencas y subcuencas...... 93 GRAF. 6: Conductividad promedio de las cuencas y subcuencas...... 91 GRAF. 7: Sólidos disueltos en el agua de las cuencas y subcuencas ...... 94 GRAF. 8: Relación entre conductividad y sólidos disueltos...... 99 GRAF. 9: Diagrama de Piper ...... 101 GRAF. 10: Hidrograma de la cuenca Jatunhuaycu A Captación...... 122 GRAF. 11: Hidrograma de la cuenca Antisana AJ Micahuaycu período 2000 – 2008...... 124 GRAF. 12: Hidrograma de la cuenca Micahuaycu AJ Antisana período 2001 - 2008...... 126 GRAF. 13: Hidrograma de la cuenca Diguchi AJ Antisana...... 127

Lista de Tablas Tabla N°1: Estaciones y puntos de aforo en el área de estudio...... 35 Tabla N°2: Distribución estratigráfica regional “tipo”...... 53 Tabla N°3: Capa de agua media caída sobre cada cuenca ...... 78 Tabla N°4: Valores medios, mínimos y máximos de las medidas meteorológicas...... 81 Tabla N°5: Área, caudal y módulos específicos para cada cuenca y subcuenca ...... 87 Tabla N°6: Contenido de elementos expresados en miliequivalentes...... 101 Tabla N°7: Litotipos de suelos y rocas con similar comportamiento hidrogeológico...... 110 Tabla N°8: Clasificación de las unidades geológicas según su comportamiento hidrológico ...... 112 Tabla N°9: Caudales específicos de la cuenca Jatunhuaycu y sus subcuencas...... 119 Tabla N°10: Caudales específicos de la cuenca Antisana y sus subcuencas...... 123

Lista de Mapas MAPA 1: Mapa Base ...... 28 MAPA 2: Modelo de elevación ...... 45 MAPA 3: Mapa de pendientes...... 46 MAPA 4: Mapa geomorfológico...... 47 MAPA 5: Mapa geológico...... 54 MAPA 6: Mapa de Suelos Superficiales ...... 69 MAPA 7: Mapa de isoyetas e isotermas preliminares de la zona de estudio ...... 77 MAPA 8: Mapa de caudales instantáneos ...... 89 MAPA 9: Mapa de caudales específicos por cuencas y subcuencas...... 90 MAPA 10: Mapa de temperatura...... 95 MAPA 11: Mapa de pH...... 96 MAPA 12: Mapa de conductividades ...... 97 MAPA 13: Mapa de sólidos disueltos...... 98 MAPA 14: Mapa de cobertura vegetal ...... 107 MAPA 15: Mapa de Pisos Ecológicos...... 108 MAPA 16: Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico e Inventario de Puntos de Agua ...... 115 MAPA 17: Mapa de Dinámica Subterránea y Potencialidad...... 121 MAPA 18: Sitios recomendados para ubicación de pluviómetros y perforación ...... 133

11 1. INTRODUCCIÓN

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El agua, líquido vital, constituye uno de los elementos primordiales para conservar la vida; y desde la antigüedad está ligada definitivamente con el desarrollo de las civilizaciones, razón por la cual, el hombre ha creado varios métodos y técnicas para tener acceso al beneficio que, de estos recursos hídricos, la naturaleza ofrece.

En nuestro planeta, un 97,5% del total del agua se concentra en los océanos; mientras que, sólo el 2,5 % restante, es agua dulce. Los glaciares, la nieve y el hielo de los cascos polares representan casi el 80% del agua dulce; el agua subterránea, el 19% y el agua de superficie, fácilmente accesible, sólo el 1%; esta baja cantidad de agua de la superficie se encuentra principalmente en lagos, ríos y humedales. (Cifras extraídas del 2° Informe de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo, 2006)

La prospección de agua se complica con el tiempo; la población mundial, en constante crecimiento, requiere cada vez una mayor cantidad de agua para el consumo, y poco a poco, las fuentes que la proveen son más inaccesibles y ello supone que se encarezcan los procesos para su obtención.

La población mundial alcanza aproximadamente los 6.706 millones de habitantes, según cálculos de las Naciones Unidas, el requerimiento anual de agua por habitante en países desarrollados es de aproximadamente 2.200m3; en cambio, en los países en desarrollo tal requerimiento es de 1.100m3. (Cifras extraídas del 2° Informe de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo, 2006)

Este aumento poblacional sumado al acelerado crecimiento de dióxido de carbono en la atmósfera y otros gases de invernadero, aspectos que fueron ratificados en el panel intergubernamental sobre Cambio Climático realizado en Paris en el año 2007, constituye un hecho que preocupa a varios organismos internacionales.

En conocimiento de estas circunstancias, el Ecuador ha suscrito y ratificado la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC) y el

12 Protocolo de Kyoto de la CMNUCC; acuerdos que enmarcan la urgencia de emprender globalmente acciones de adaptación al Cambio Climático de una manera congruente con las prioridades nacionales de desarrollo sostenible. Las instituciones directamente relacionadas con el tema del Cambio Climático son: el Consejo Nacional de Desarrollo Sustentable, el Comité Nacional del Clima (CNC) con sus grupos de trabajo; y el Ministerio del Ambiente y su Unidad técnica de Cambio Climático.

Por su parte, desde 1994 la Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable de Quito (EMAAP - Q), a través de la Unidad Ejecutora del Proyecto Ríos Orientales (UEPRO), ha desarrollado varias investigaciones sobre recursos hídricos y mediante un convenio específico de cooperación científico – técnica firmado en el 2008 con el Institut de Recherche pour le Devéloppement (IRD), se lleva a cabo el Estudio de los aportes de agua de los glaciares del Antisana conjuntamente con los páramos y las aguas subterráneas y su evolución frente al cambio climático, ya que, según se afirma en el convenio suscrito, más del 78% de ríos que nacen en los glaciares y páramos del Antisana y Cotopaxi proveen de agua potable a la ciudad de Quito y sus parroquias rurales.

Con el fin de complementar estos estudios y, con base en el convenio suscrito entre la Universidad Central del Ecuador (UCE) y la EMAAP-Q, se ha propuesto como proyecto de titulación de Ingeniera en Geología, el tema: CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE LAS VERTIENTES OCCIDENTALES DEL VOLCÁN ANTISANA COMO PARTE DE LOS ESTUDIOS DE LOS GLACIARES Y PÁRAMOS FRENTE AL CAMBIO CLIMÁTICO.

1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Una caracterización hidrogeológica de las vertientes occidentales del volcán Antisana, determinará el origen del agua; su composición química, las características físico– químicas y su posibilidad de utilización con miras a garantizar la oferta de agua para el Distrito Metropolitano de Quito?

13 1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo general

Caracterizar hidrogeológicamente las vertientes occidentales del Volcán Antisana.

1.3.2 Objetivos específicos

 Definir las características geológicas e hidrogeológicas con base en descripciones mineralógicas y petrográficas de la zona de estudio.

 Elaborar un inventario de puntos de agua en el sector.

 Determinar la composición química y las propiedades físico – químicas, de las aguas de las vertientes.

 Elaborar los mapas temáticos: geológico, de ubicación de puntos de agua, hidrogeológicos, cobertura vegetal, etc.

 Estimar en cada cuenca la cantidad de agua originada tanto por el deshielo del glaciar, cuanto por las lluvias y por los aportes subterráneos.

 Aportar nueva información sobre las vertientes y su utilización con miras a garantizar la oferta de agua para Quito.

 Contribuir a la conservación y protección de los páramos y glaciares del Volcán Antisana.

14 1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

El presente estudio constituye un esfuerzo por recavar datos técnicos, tanto geológicos como hidrogeológicos de las vertientes occidentales del volcán Antisana. Datos que, se espera aporten, con valiosa información para los estudios de glaciares y páramos frente al cambio climático.

Al realizar esta caracterización y obtener los datos necesarios se determinan: origen, propiedades, composición, características físico – químicas de estas vertientes y la dinámica del agua en la zona, aspectos éstos que se ilustran en el mapa hidrogeológico.

Igualmente, se espera resaltar la importancia que se debe dar a la conservación de los glaciares y páramos en nuestro país, pues constituyen una fuente importante de recursos hídricos que permitirán cubrir diversas necesidades.

De esto se beneficiará toda la población del Distrito Metropolitano de Quito, que tendría garantizado el suministro de agua para los próximos años.

Tomando en consideración lo expuesto y, como un aporte importante hacia esta rama del conocimiento, he creído conveniente presentar este estudio, previo a la obtención del título de Ingeniera en Geología, como un aporte importante hacia esta rama del conocimiento.

1.5 HIPÓTESIS

Mediante la evaluación hidrogeológica de las vertientes occidentales del volcán Antisana, se determinará: el origen del agua, composición química, características físico – químicas y su utilización con miras a garantizar la oferta de agua para el Distrito Metropolitano de Quito.

15 1.6 DEFINICIÓN DE VARIABLES

1.6.1 Variable independiente

Caracterización hidrogeológica de las vertientes occidentales del volcán Antisana

1.6.1.1 Definición nominal Según el Diccionario, la variable independiente se define como:

. Caracterizar: dar carácter o distinguir a una persona o cosa en sus atributos y rasgos propios.

. Hidrogeología: parte de la geología que estudia las aguas subterráneas en general.

. Vertiente: desnivel, talud, escarpa, declive o sitio por donde corre o puede correr agua; cada una de las pendientes de una montaña que van de la cima a la base.

. Occidental: perteneciente al occidente u oeste

. Volcán: abertura en la superficie terrestre por la que salen materiales procedentes del interior (sólidos, líquidos y gaseosos) a temperaturas muy elevadas.

1.6.1.2 Definición operacional Una caracterización hidrogeológica, constituye un análisis, desde el punto de vista geológico, de las características físicas y químicas de las aguas; definir las formaciones permeables e impermeables de la zona; estimar el porcentaje de agua superficial, subterránea, hipodérmica que tiene participación en las vertientes que nacen del lado occidental del volcán Antisana.

1.6.2 Variable dependiente

Origen, composición, características físico – químicas y su utilización con miras a garantizar la oferta de agua para el Distrito Metropolitano de Quito

16 1.6.2.1 Definición nominal

Según el Diccionario, la variable independiente se define como:

. Origen: principio, nacimiento, manantial, raíz y causa de una cosa.

. Composición: acción y efecto de componer. Constituir, formar, dar ser a un cuerpo o agregado de varias cosas o personas.

. Características: aplicase a la cualidad que da carácter o sirve para distinguir una persona o cosa de sus semejantes.

. Física: ciencia que tiene por objeto el estudio de las leyes que rigen los fenómenos relativos a la materia y a la energía.

. Química: ciencia que estudia la composición y propiedades de la materia, sus transformaciones y las correspondientes variaciones de energía.

. Utilización: acción y efecto de utilizar. Servirse de algo o de alguien en general para un fin preciso.

. Garantizar: asegurar, dar garantías.

. Oferta: promesa de dar, cumplir o ejecutar alguna cosa.

. Agua: sustancia formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, líquida entre 0 y 100 °C, inodora, insípida, en pequeñas cantidades es incolora y verdosa o azulada en grandes masas.

. Distrito: cada una de las demarcaciones administrativas en que se subdivide un territorio, una población o un Estado.

. Metropolitano: relativo a la metrópoli. Ciudad más importante de un Estado.

1.6.2.2 Definición operacional

Mediante la caracterización hidrogeológica de las vertientes occidentales del volcán Antisana, se podrá determinar el origen del agua que circula por estas vertientes, su composición química, características físico – químicas con miras a garantizar, de manera conveniente, la oferta de agua para la ciudad de Quito.

17 1.7 INFORMACIÓN DISPONIBLE

Desde que el INERHI concedió a la EMAAP-Q el uso de los caudales del río Antisana, Jatunhuaycu, Diguchi y Desaguadero en 1981, se iniciaron los estudios necesarios para la construcción de la Fase I del Sistema Mica – Quito Sur.

En 1982, el Instituto Geográfico Militar publica en su Revista Geográfica número 17, un artículo realizado por Black1 titulado “Los Páramos del Antisana”. En 1986, el Banco Central del Ecuador en su revista Cultura, volumen VIII, publicó un artículo escrito por el mismo Black titulado: “Conservación de los recursos alto andinos. Antisana, un caso de estudio”.

A partir de la década del 90, el IRD (Instituto de Investigaciones para el Desarrollo) de Francia en cooperación con sus contrapartes sudamericanas ha puesto especial atención sobre algunos glaciares ubicados en Bolivia, Perú y Ecuador mediante la implementación de una red de monitoreo, la cual suministra regularmente los datos acerca del balance de masa y todo lo concerniente a la hidrología. En el Ecuador este programa se lleva adelante con la participación del IRD, el INAMHI (Instituto Ecuatoriano de Meteorología e Hidrología) y la EMAAP-Q (Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable de Quito); a través de la UEPRO (Unidad Ejecutora del Proyecto Ríos Orientales) que, mediante la firma de un convenio, han impulsado este tipo de investigaciones.

En el año 1994, la Corporación Editora Nacional en conjunto con la Escuela Politécnica Nacional publican, en el folleto Contexto Geológico del Espacio Físico Ecuatoriano, un artículo realizado por Hall y Mothes titulado: “Tefroestratigrafía holocénica de los volcanes principales del valle interandino, Ecuador”, el cual, entre otros, incluye estudios sobre los volcanes Antisana, Cotopaxi y Quilotoa.

Igualmente en 1994, se realizaron las Terceras Jornadas en Ciencias de la Tierra en la Escuela Politécnica Nacional; en cuyas memorias se encuentran temas muy

* Juan Black Maldonado nació en Pintag en 1946, tenía varios proyectos para el Antisana en los que contemplaba el aprovechamiento de las riquezas de la tierra dentro de un equilibrio y respeto a la naturaleza; trabajó allí desde 1979 a 1981 período en el que estudio la ecología del páramo del Antisana. Fue también representante de la Fundación Darwin.

18 importantes para el desarrollo de este estudio como son: “Historia Eruptiva del volcán Antisana”; “Revisión de la Historia Glacial del Ecuador”, ambos realizados por Hall y Mothes y, “Un perfil petrológico y geoquímico en el arco magmático ecuatoriano: volcanes Atacazo, Antisana y Sumaco”, elaborado por Barragán y Geist.

En 1997, se adjudicó la construcción de la primera fase del Sistema Mica – Quito Sur, al consorcio TECHINT- COMINTRAC y a la empresa INA BRONCO CONSTRUCTORES. En el año 1999, la EMAAP-Q elaboró el Informe de Hidrología de los Diseños Definitivos del Proyecto de agua potable La Mica – Quito Sur.

En el año 2000 se realizó el proyecto “Glacier evolution in the tropical Andes during the last decades of the 20th century: Chacaltaya, Bolivia, and Antisana, Ecuador” por Francou, Cáceres, Ramírez y Mendoza. En ese mismo año Yépez y Ramón elaboraron para la EMAAP–Q, el estudio “Riesgos volcánicos en la zona de influencia del PRO”.

En el 2001, se presentó un informe Geológico Geotécnico para el Proyecto Ríos Orientales, complementado por otros dos estudios: “Investigaciones Geotécnicas a nivel de prefactibilidad del Proyecto de agua potable Ríos Orientales” realizado por Guachamín X, en el año 2005, y “Estudio Geológico – Geotécnico a nivel de prefactibilidad del Proyecto de agua potable Ríos Orientales”, en el año 2006.

La EMAAP–Q, en el 2002 efectuó un estudio de geología, geotecnia y peligrosidad por fenómenos naturales de origen geológico y un mapa digitalizado de la geología general escala 1:1000000 del Proyecto Ríos Orientales”. En el año 2003, se construyó el embalse La Mica, como parte del Sistema Mica – Quito Sur. En el año 2004, surgió otro proyecto por parte del IRD enfocado en la influencia de los patrones climáticos en los glaciares, titulado: “New evidence for an ENSO impact on low-latitude glaciers: Antisana 15, Andes of Ecuador”, realizado por Francou, Vuille, Favier y Cáceres.

En el año 2005, se publicó el estudio “Glaciares del Ecuador: Antisana y Carihuayrazo. Balance de masa, topografía, meteorología e hidrología”, realizado por Cáceres, Maisincho, Taupin, Francou, Cadier, Delachaux, Bucher, Villacis, Paredes, Chazarin, Garcés y Laval. Ese mismo año, la Fundación Antisana efectuó el “Estudio de factibilidad de actividades productivas para proteger la cuenca alta del río Antisana y el

19 corredor turístico de influencia”, como parte del programa Parques en Peligro, llevado a cabo con la colaboración de la EMAAP-Q.

En el 2007, se firmó el Convenio Específico de Cooperación Científica y Técnica entre la EMAAP-Q y el IRD, para el estudio de los aportes de agua de los glaciares del Antisana conjuntamente con los páramos y las aguas subterráneas y su evolución frente al cambio climático. Con base en este convenio, se elaboró, en septiembre de 2008, el balance de masa, topografía, pluviometría, meteorología e Hidrología de los Glaciares del Antisana y Carihuairazo del año 2006.

Mediante un convenio entre la EMAAP-Q y el Ministerio del Ambiente con la colaboración del Banco Mundial, como parte del Proyecto Regional Andino de Adaptación al Cambio Climático, en el año 2007 se realizó el estudio hidrológico a nivel de prefactibilidad de las cuencas aportantes de los ríos Antisana, Quijos, Blanco Grande y Papallacta.

En cuanto a tesis elaboradas, en la biblioteca de la Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental de la Universidad Central del Ecuador, se encontraron dos tesis referentes al Antisana, sus autores: Cáceres y Vallejos. Cáceres (2003) en su tesis titulada: COMPORTAMIENTO DE UN GLACIAR DE LA CORDILLERA REAL DEL ECUADOR EN RELACIÓN CON LOS FACTORES CLIMÁTICOS, CAMBIOS GEOMÉTRICOS REGISTRADOS SOBRE EL GLACIAR EN EL PERÍODO 1995 – 2001. ESTUDIO REALIZADO EN EL GLACIAR 15 ALFA DEL ANTISANA, en el capítulo de recomendaciones, manifiesta:

Es necesario emprender un nuevo estudio específico sobre la hidrología del páramo situado bajo el nevado del Antisana, para conocer de manera clara y precisa como es afectado el régimen hidrológico de la cuenca por las variaciones que sufre el glaciar debido a la influencia climática. (p. 309).

Concordantemente con esto, el régimen hidrológico se vería afectado por las variaciones climáticas que sufren los glaciares, pero se debería complementar con una evaluación hidrogeológica que permita definir otros parámetros que también afectan el régimen hidrológico. De esta forma, se podrá determinar un porcentaje aproximado de las aguas provenientes tanto del derretimiento del glaciar como de vertientes subterráneas o de escorrentía. Esta investigación ha constituido un apoyo al desarrollo del presente trabajo para la recopilación de información del sector, en

20 especial, de las condiciones climatológicas que prevalecen en la zona del Antisana y ha sido un aporte también para la geología del mismo.

1.8 METODOLOGÍA

1.8.1 Trabajo de gabinete Estas actividades incluyen:

1. Recopilación y análisis de la información general sobre la zona de estudio. Se analizó la información geológica e hidrológica, mediante la revisión de proyectos y estudios anteriores elaborados por la EMAAP-Q, IRD y otras instituciones

2. Revisión y edición de la cartografía escala 1:25.000 disponible en la EMAAP-Q, mediante el uso del software ARCGIS 9.2

3. Estudio fotogeológico e interpretación de fotografías aéreas (1993) proporcionadas por la EMAAP-Q, que sirvieron para la elaboración de los mapas geomorfológico y fotogeológico preliminares que fueron afinándose con los diferentes reconocimientos de campo. Esta interpretación fue de gran ayuda para definir el verdadero trazado de los drenajes, ya que en la cartografía 1:25.000 publicada por el IGM se encontraron algunas imprecisiones.

4. Caracterización de las unidades litológicas mapeadas mediante análisis petrográficos y petrológicos de muestras de mano y láminas delgadas.

5. Análisis e interpretación de los datos obtenidos en el campo, mediante la elaboración de gráficos, figuras, esquemas, fichas y la elaboración de mapas temáticos, plasmando en ellos, la información obtenida.

6. Análisis mediante gráficos y tablas de los datos de caudales multianuales aforados en varias cuencas de la zona de estudio; que sirvió para definir el régimen hidrológico de cada una de las cuencas involucradas y obtener una

21 aproximación de la distribución de las aguas (deshielo, superficial, hipodérmica y subterránea) en las mismas.

7. Del muestreo químico en el que se analizó los contenidos de calcio, cloro, bicarbonatos, magnesio, sulfatos, carbonatos, sodio y potasio; se elaboraron gráficos de Piper y de Zhuber, tablas de contenido y figuras de distribución de los diferentes elementos químicos en el área mediante el Software SURFER 8.0.

8. Elaboración del informe final del estudio.

1.8.2 Trabajo de campo Se realizaron inspecciones de campo de las diferentes vertientes occidentales del Antisana, en cada una de ellas se tomaron los siguientes datos:

- Físicos: temperatura, conductividad, pH, sólidos disueltos, mediante el conductivímetro – peachímetro, proporcionado por la EMAAP-Q; de las vertientes involucradas y los manantiales encontrados en la zona. - Hidrológicos: medición de caudales instantáneos en varias secciones de los ríos y manantiales considerados en el estudio. - Geológicos: columnas estratigráficas, cortes en las secciones de aforo de los ríos y descripción de afloramientos. - Químicos: recolección de muestras de agua de los ríos y manantiales para los ensayos químicos en los laboratorios de la EMAAP-Q, esta información se complementó con el muestreo realizado por el IRD.

Los recorridos realizados en el área, objeto de este estudio, se detallan a continuación:

- Cuenca Yacupamba, desde su nacimiento en la planicie que lleva su mismo nombre hasta la confluencia con el río Jatunhuaycu, continuando aguas abajo por este último hasta el sitio de la captación del Sistema La Mica – Quito Sur de la EMAAP-Q.

22 - Cuenca 13 y 14, desde antes de la unión con el río que desciende desde la laguna Santa Lucía, hasta unos pocos metros después de la unión con el manantial Black.

- Cuenca del río Micahuaycu, desde su nacimiento en las faldas occidentales del volcán Antisana hasta antes de la confluencia con el río Antisana.

- Cuencas de los ríos Alambrado y Sarpache 2, desde los nacimientos hasta sus desembocaduras en el embalse La Mica.

- Cuenca alta del río Jatunhuaycu, desde su nacimiento hasta antes de la unión con la quebrada Yacupamba.

- Cuenca baja del río Jatunhuaycu desde la confluencia con la quebrada Yacupamba hasta la captación de la EMAAP-Q.

- Cuenca del río Diguchi desde su nacimiento hasta la unión con el río Antisana.

- Subcuenca del río Moyas desde el nacimiento de uno de sus ramales hasta su desembocadura en el embalse La Mica.

- Reconocimiento de las subcuencas de la parte sur del embalse, desde la quebrada Socavón hasta la presa.

- Cuenca del embalse la Mica desde el río Moyas hasta el muelle.

- Reconocimiento del Glaciar Los Crespos

- Subcuenca Humboldt desde la estación hidrométrica Los Crespos hasta la estación hidrométrica Humboldt; y desde el Glaciar 11 hasta la confluencia del río “11” con el río Los Crespos.

- Reconocimiento del Glaciar 14 y de los alrededores de la laguna Santa Lucía.

23 2 GENERALIDADES

2.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA

El área de estudio comprende las vertientes localizadas al oeste del volcán Antisana ubicado en la Provincia del Napo sobre la cordillera Oriental; aproximadamente a unos 55 kilómetros al sur - este de Quito.

FIG. 1: Ubicación de la zona de estudio dentro del PRO

(Fuente: UEPRO)

24 2.2 HIDROGRAFÍA

El área, objeto del presente estudio, comprende las siguientes cuencas: río Antisana, río Jatunhuaycu, río Micahuaycu, embalse La Mica y río Diguchi; estas se encuentran conformadas, a su vez, por varias subcuencas.

2.2.1 Cuenca del río Antisana

Esta es una cuenca de forma triangular cuyo vértice superior se encuentra en la cima del casquete de hielo del volcán Antisana; limita al norte con la cuenca del río Tuminguina, por el oeste con la cuenca del río Jatunhuaycu y por el sur con la cuenca del río Micahuaycu. (ver mapa 1)

Los afluentes que forman el río Antisana nacen radialmente de los glaciares 11, 12, 13 y 14 del Antisana y, de manera radial, se empalman y confluyen hacia el sur - sur oeste. Tiene un área de 17,3 kilómetros cuadrados, su punto de cierre está ubicado antes de la unión con el río Micahuaycu y se divide en dos subcuencas:

Subcuenca Humboldt: formada por los ríos “11” y Crespos que nacen de los glaciares “11” y “12” respectivamente. Subcuenca “13-14”: cuyos ríos nacen de los glaciares “13” y “14”.

2.2.2 Cuenca del río Jatunhuaycu

Tiene como límite norte las elevaciones conocidas como San Agustín Sucho y Chusalongo Grande, su punto de cierre está ubicado en el sitio de aforo antes de la captación de agua para el proyecto Mica – Quito Sur; posee un área de 38,1 kilómetros cuadrados. (ver mapa 1)

El río Jatunhuaycu nace en los páramos del Cerro Chuzalongo (entre los 4.800 y los 4.150 msnm), corre inicialmente en sentido sur - sur este y luego sur - oeste hasta

25 unirse con el río Antisana, siguiendo el límite que forma la ruptura de pendiente de la cima cordillerana con la planicie ondulada, zona comprendida entre los 4.150 y los 3.900 msnm. Aproximadamente en la parte media de su curso, recibe, por su margen izquierda, las aguas del río Yacupamba.

Para este estudio se la ha dividido en tres subcuencas:

Subcuenca Jatunhuaycu alto Subcuenca Jatunhuaycu antes de la confluencia con el río Yacupamba Subcuenca Yacupamba antes de la unión con el río Jatunhuaycu

2.2.3 Cuenca del río Micahuaycu

Se ubica en las faldas occidentales del volcán Antisana, con su vértice superior proyectado aproximadamente hacia el glaciar “11”, tiene un área de 8,43 kilómetros cuadrados y su punto de cierre se localiza antes de la junta con el río Antisana. Esta es una cuenca alargada cuyo vértice nace en el flanco superior del estratocono Antisana y sigue una dirección sur -oeste, limita al norte con la cuenca del río Antisana y por el sur con la cuenca del embalse La Mica. (ver mapa 1)

2.2.4 Cuenca del embalse La Mica

Tiene un área de 25 kilómetros cuadrados, su punto de cierre está ubicado en el río Desaguadero. Está conformada por tres subcuencas (ver mapa 1), con sus correspondientes ríos que drenan directamente sus aguas al embalse:

Subcuenca Alambrado: se ubica en las faldas sur occidentales del Antisana. Subcuenca Sarpache 2: pertenece a una zona semi - pantanosa ubicada en la falda sur - occidental del volcán Antisana. Subcuenca Moyas: se origina en las elevaciones del mismo nombre ubicadas al sur - este del embalse.

26 2.2.5 Cuenca del río Diguchi

Se encuentra apartada de las cuencas anteriores, en un sector localizado al sur - occidente del embalse, se la tomó como una cuenca testigo al no tener influencia de los deshielos del casquete glaciar del Antisana. Tiene un área de 5,06 kilómetros cuadrados y su punto de cierre está ubicado antes de la captación de agua para el proyecto Mica – Quito Sur (ver mapa 1).

Todas estas cuencas pertenecen a la vertiente del Atlántico, drenadas a través del río Antisana hacia la cuenca del río Napo.

Otras cuencas ajenas a este estudio pero que son importantes para los diferentes sistemas y proyectos de la EMAAP-Q son:

- Papallacta, ubicada al norte del volcán, con sus afluentes los ríos Tambo, Tuminguina y Blanco, que actualmente aportan sus aguas al proyecto Papallacta.

- Quijos, que bordea las faldas sur y este del volcán, recibe las aguas de los ríos H, I, J, Tablas, Azufrado, Semiond, Cambuyacu, Huagrayacu, entre otros.

- Cosanga, ubicada también hacia el sur - este del volcán, con sus afluentes el Oritoyacu, Bermejo, Legma Playa, Yanayacu Chico, Yanayacu Grande y Aliso.

2.2.6 Lagunas En el área de estudio, existen dos lagunas, que se describen a continuación.

2.2.6.1 Laguna La Mica

Está ubicada al sur occidente del volcán a 3.900 metros de altitud, entre los cerros Micaloma, Loma Gorda y Moyas (Ver mapa 1). Su cubeta en forma aproximada de U, fue creada por modelamiento glaciar en las rocas del basamento volcánico, pero el represamiento natural que formó la laguna, fue originado por subsecuentes flujos de lodo que descendieron desde los flancos del volcán por el cauce del río Antisana; las fuertes pendientes de sus márgenes evidencian también la intervención de esfuerzos tectónicos, especialmente al sur de la laguna.

27 MAPA 1. Mapa Base La laguna La Mica sirvió para la construcción del embalse; el cual tiene un área de 3,45 kilómetros cuadrados. Su perímetro es 9,54 kilómetros, la profundidad media es de 12,8 metros y la profundidad máxima es de 25,6 metros. (EMAAP - Q)

FOTO 1: Laguna La Mica

Es alimentada por los ríos Moyas, Sarpache, Alambrado, pequeños riachuelos en la zona pantanosa y afloramientos de agua mineral ubicados al este de la laguna.

2.2.6.2 Laguna Santa Lucía Laguna de origen glaciar, se ubica al noroccidente del Antisana. Tiene un área aproximada de 7 hectáreas. Sus aguas provienen posiblemente de los glaciares “13” y “14”; de la laguna el agua es desciende hacia el sur hasta juntarse con el río “13-14”. (Ver mapa 1)

FOTO 2: Laguna Santa Lucía

2.2.7 Glaciares A partir de los 4.800 msnm hasta la cumbre, el volcán Antisana esta cubierto por un casquete de hielo compuesto por 17 lenguas glaciares inventariadas por la “World Glacier Inventory”; el hielo cubre un área aproximada de 23,8 kilómetros cuadrados y está rodeado por depósitos morrénicos. (EMAAP - Q – Banco Mundial) FIG. 2: Esquema de los glaciares del volcán Antisana

(Fuente: IRD)

2.3 FLORA Y FAUNA

En los páramos se pueden distinguir especies vegetales como: almohadillas (Anagallis minima, Bartsia laticrenata, Eleocharis, entre otras), chuquiraguas (Chuquiraguas jussieui), musgos (Rigodium implexum), orquídeas (Orquidaceae), cola de mono (Licopondium), gencianas (Geniana Lutea), remanentes de bosques de pantza (Polylepis) y puma maqui (Oreopanax) y extensas áreas cubiertas por pajonales (de los géneros Calamagrostis, Festuca, Stipa).

FOTO 3: Fauna de la zona de estudio

30 Para este estudio, se ha elaborado un mapa de cobertura vegetal, la misma que tiene relación directa con el régimen hídrico de la zona; el tema se encuentra referido en el capítulo 4.

En cuanto a la fauna, predominan las siguientes especies:

Aves: Los páramos del Antisana albergan a 78 especies de aves, entre las que se destacan: el cóndor, el cuscungo, el curiquingue, el colibrí estrella, el pato, el azulejo, la lechuza, el canta bonito, la golondrina y el gavilán de espalda colorada.

Mamíferos: Las especies más abundantes son: el venado de cola blanca, el conejo, el zorrillo, el lobo de páramo y el murciélago; en menor cantidad se cuentan: el oso de anteojos, la danta, el chucuri, la cervicabra, el ciervo enano y el puma.

Anfibios y peces: Entre los anfibios se puede nombrar la rana marsupial; en peces existe la preñadilla como única especie nativa; en 1995 se introdujo la trucha en la mayoría de Ríos y cuerpos de agua del área, especialmente la variedad arco iris. (Fundación Antisana)

FOTO 4: Venado en los páramos del Río Antisana

2.4 SITUACIÓN ECONÓMICA El volcán Antisana y sus alrededores forman parte de La Reserva Ecológica Antisana, tiene una superficie de 120.000 hectáreas y se ubicada entre las provincias de Pichincha y Napo. Las actividades económicas se reducen al turismo, a la pesca controlada y, en gran parte, a labores de pastoreo.

31 FIG. 3: Reserva Ecológica Antisana

(Fuente: EMAAP - Q)

Entre los principales atractivos naturales y de interés turístico de esta área protegida están: en primer lugar, la presencia imponente del coloso Antisana con sus nieves perpetuas; luego están las lagunas, donde puede practicarse la pesca deportiva, como única actividad permitida pero controlada. Los turistas suelen visitar las lagunas Santa Lucía y La Mica, esta última famosa por la presencia de truchas gigantes que viven y proliferan en sus aguas.

2.5 USO DE SUELO

El uso del suelo en la zona de estudio es limitado por encontrarse gran parte en la Reserva Ecológica Antisana. Fuera de la reserva y del área de estudio, las zonas de Pinantura, Las Secas y la Cocha, constituyen áreas de cultivos de ciclo corto como habas, papas, avena y cevada (Fundación Antisana)

En el área de estudio, la vegetación de almohadillas ha sido poco intervenida por el pastoreo, no así las extensas zonas de pajonales; la figura 4 ilustra claramente los sectores donde se realiza esta actividad.

32 FIG. 4: Sectores de pastoreo

(Modificado de: Fundación Antisana)

Las zonas de pajonales intervenidos son superficie donde el sobrepastoreo de ovinos ha sido un proceso muy antiguo por lo que la degradación y deterioro de la vegetación de pajonal es más severa. Presentan la vegetación más rala y baja; en las zonas muy intervenidas únicamente se pueden observar relictos de la vegetación nativa de pajonales en medio de la vegetación nueva que ha surgido posteriormente sobre suelos compactados sujetos a procesos erosivos.

FOTO 5: Zona de pajonales muy intervenidos

33 2.6 VÍAS DE ACCESO

Desde Quito puede accederse hasta la zona, donde han tenido lugar estas investigaciones, a través de la carretera asfaltada Quito – Píntag en una distancia de 32 Km, luego, por una vía considerada como camino vecinal, pero en buenas condiciones, y en una distancia aproximada de 15 Km, se llega hasta prácticamente las faldas del volcán Antisana; en sus páramos y alrededores también se cuenta con algunas vías de acceso que han facilitado las labores de campo tan importantes para esta investigación.

FIG. 5: Vías de acceso a la zona de estudio

(Modificado de: Fundación Antisana)

Para acceder hasta ciertas partes de las cuencas, especialmente a aquellas ubicadas en las faldas medias e inferiores del volcán ha sido necesario utilizar los senderos y las huellas que han quedado marcados por la circulación ocasional de algunos vehículos con doble tracción.

34 2.7 ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS Y SITIOS DE AFORO

La EMAAP-Q y el IRD con fines de investigación han instalado varias estaciones en el área de estudio que aportan con datos importantes acerca de los factores climatológicos e hidrológicos referentes especialmente a caudales y a láminas de precipitación. Igualmente, la EMAAP-Q realiza continuamente mediciones de caudal en varios puntos a lo largo de los ríos y manantiales que están dentro de la zona en estudio. (ver mapa 1)

Tabla N°1: Estaciones y puntos de aforo en el área de estudio COORDENADAS* ALTURA COD. NOMBRE TIPO ESTE NORTE msnm H21 Estación Humboldt HIDROMÉTRICA 810437 9943624 4054 H25 Estación Los Crespos HIDROMÉTRICA 814987 9945887 4493 H15 Estación 15 HIDROMÉTRICA 816073 9948978 4525 P00 Glaciar CLIMATOLÓGICA 817123 9947944 4850 P04 Antisana CLIMATOLÒGICA 815888 9948851 4555 Hidrometeorológica La P05 Mica CLIMATOLÓGICA 809054 9942411 3930 P07 Totalizador Los Crespos PLUVIÓMETRO 815078 9945699 4516 Totalizador Morrena Los P08 Crespos PLUVIÓMETRO 815832 9945614 4678 Totalizador camino Los P10 Crespos PLUVIÓMETRO 813247 9945052 4261 P11 Totalizador Desaguadero PLUVIÓMETRO 813852 9943929 4264 P03 Totalizador PLUVIÓMETRO 816271 9948470 4555 PLUVIÓMETRO Y P02 Morrena PLUVIÓGRAFO 816805 9948201 4785 PLUVIÓMETRO Y P09 Páramo PLUVIÓGRAFO 812350 9946318 4269 MS02 Antisana AJ Micahuaicu AFORO 808906 9941067 3941 MS03 Micahuaico AJ Antisana AFORO 808953 9941114 3949 Jatunhuaico antes de MS05 captación AFORO 807874 9940892 3945 MS06 Antisana DJ Micahuaicu AFORO 808915 9941015 3937 Río Diguchi antes MS04 captación AFORO 804902 9936975 3940 MS07 Río Desaguadero AFORO 808958 9939902 3920 MS08 Río Alambrado AFORO 812362 9940492 3920 MS10 Río Sarpache 2 AFORO 812739 9939981 3920 Río Antisana, Estación MS21 Humboldt AFORO 810429 9943630 4010 Quebrada, Glaciar Los MS28 Crespos AFORO 814987 9945887 4521 MS09 Río Moyas AFORO 812967 9939331 3960

(Fuente: EMAAP - Q – IRD) * UTM, PSAD 56, zona 17 sur

35 2.8 PROYECTO RÍOS ORIENTALES (PRO)

El aprovechamiento de los ríos de la vertiente oriental ya estuvo contemplado en el primer Plan Maestro de Agua Potable y Alcantarillado de Quito de 1977, realizado por el Consorcio Camp Dresser & Mc Kee (USA) Consultores Asociados Ecuatorianos, donde se planteó la idea de construir, en etapas futuras, un túnel de 19 Km. entre Papallacta y Pifo, para trasvasar hacia Quito las aguas de los ríos del sector de Papallacta y Antisana.

El 10 de febrero del 2004, mediante Resolución No.008 - 2004 de la Gerencia General, se creó la “Unidad Ejecutora Proyecto Ríos Orientales – UEPRO”, como Unidad Técnico-Administrativa de la EMAAP-Q, con el objeto de iniciar, obtener y desarrollar, a la brevedad posible los estudios del Proyecto Ríos Orientales, a fin de garantizar el suministro de agua potable e industrial al Distrito Metropolitano de Quito, a partir del año 2015 hasta el año 2055, mediante un proyecto autofinanciable, gracias a la venta del agua potable y energía hidroeléctrica que produzca, y sustentable al incluir en el manejo ambiental las cuencas aportantes. Las fuentes hídricas del PRO se encuentran a unos 70 Km. al sur – este de Quito, sobre los páramos de la vertiente oriental de la Cordillera Real, en el límite provincial entre Pichincha y Napo. (EMAAP –Q)

FIG. 6: Ubicación del Proyecto Ríos Orientales

(Fuente: EMAAP – Q)

36 Entre las principales obras que conforma el esquema general de PRO se destacan tres embalses de regulación multianual que se ubica en los ríos Tamboyacu (33 millones de m3 de volumen útil), Maquimallanda (5.9 millones de m3) y Cosanga (19,1 millones de m3); los 45 Km. de tubería de la conducción principal hasta llegar a Papallacta, 47 Km de túneles en los que se incluye el túnel transcordillerano Papallacta – Paluguillo de 20,06 Km.

Cabe mencionar las tres centrales hidroeléctricas que extraerán la energía hidráulica acumulada en los embalse (potencia conjunta de 20,2 Mw), así como la Cascada de Centrales Hidroeléctricas localizada en el Callejón Interandino, cuya potencia total instalada de 193,5 Mw será aprovechada en los periodos cuando la demanda de agua potable lo permita (EMAAP–Q)

2.9 SISTEMA MICA - QUITO SUR

El aprovechamiento de las aguas del río Antisana, estuvo considerado dentro del Proyecto Mica – Tambo por el INERHI, que luego, el 12 de enero de 1981, fue concedido a la EMAAP–Q el uso de los caudales de los ríos Antisana, Jatunhuaycu, Diguchi y Desaguadero (Ver mapa 1).

Con estos antecedentes, la EMAAP-Q con financiamiento del BID, construyó la Fase I del Sistema Mica – Quito Sur, que en la actualidad, a más de ofertar a la ciudad de Quito un caudal de 1.700 litros por segundo, genera al Sistema Nacional Interconectado, una potencia de 9,5 Mw de energía hidroeléctrica en la Central de El Carmen (EMAAP - Q).

El conjunto de obras que constituyen el proyecto, son:

- Tres captaciones: Antisana, Jatunhuaycu y Diguchi; diseñadas para captar 1.500 l/s, 400 lt/s, y 150 lt/s. Respectivamente. - Embalse de regulación multianual con un volumen útil de 23 millones de m3. - Línea de conducción principal hasta Quito, conformada por 42,8 Km. de tubería de acero y, a través de dos túneles en una longitud de 3,2 Km. - Central hidroeléctrica El Carmen.

37 - Línea de transmisión de energía - Planta de tratamiento en el sector de El Troje, al sur de Quito. - Tanques de almacenamiento de agua potable en el sector sur de la ciudad de Quito, tuberías de transmisión y una estación de bombeo.

FOTO 6: Obras del Sistema Mica Quito Sur (a. Estación el Carmen, b. Planta de tratamieto El Troje, c. Embalse la Mica, d. Captación Jatunhuaycu; Fuente: EMAAP - Q)

Para la Fase II del Sistema, se prevé proporcionar al embalse un caudal adicional de 200l/s, mediante la captación de los ríos “I” y “J” que nacen del flanco sur del volcán Antisana y desembocan en el río Quijos.

38 3 GEOLOGÍA

El basamento en el Ecuador se formó por la unión de rocas de naturaleza autóctona y alóctona que se remontan desde épocas paleozoicas a cenozoicas Terrenos alóctonos de afinidad oceánicos dominan la región Costa y Cordillera Occidental; arcos de islas oceánicos se localizan en las Cordilleras Occidental y Real (Litherland et al., 1994); rocas ígneas intrusivas y depósitos volcánicos se encuentran en la Cordillera Real y Zona Subandina; terrenos metamórficos de origen continental forman parte del Cinturón Metamórfico de El Oro el basamento del Valle Interandino; rellenos sedimentarios cretácicos a paleógenos en la cuenca Oriente y secuencias sedimentarias turbidíticas hacia el occidente.

Todos estos terrenos fueron acrecionados sobre el cratón Guayanés durante importantes períodos de acreción (evento Peltetec, en la Cordillera Real y acreció de los terrenos Pallatanga y Macuchi en la Cordillera Occidental).

3.1 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL

La zona de estudio se ubica sobre los sectores altos de la Cordillera Real, que constituye el rasgo morfológico más importante y está conformada por terrenos alóctonos (Feininger y Bristow, 1980; McCourt et al., 1984; Megart y Lebrat, 1987), acrecionados al margen de Sudamérica desde el Cretáceo medio (Egüez, 1986; Van Thournout, 1991), e intruidos por granitoides de tipo S e I del Mesozoico temprano, y cubiertos por volcanismo Cenozoico

Las divisiones Salado, Loja y Alao, (véase Figura 7) enlazados con los Terrenos o Divisiones Piñón – Macuchi de la Cordillera Occidental y Costa a través de una sutura y también con los Terrenos Chaucha – Guamote. Hacia el oriente los Terrenos de la Cordillera Real se juntan con el Terreno Amazónico a través de una faja conocida como Región Subandina, siendo, en este caso, la junta tectónica Cosanga - Nangaritza lo más relevante.

39 FIG. 7: Mapa simplificado de los terrenos del Ecuador.

(Modificado de Litherland et al. 1994.)

El proceso de subducción de la Placa Oceánica Nazca bajo la Placa Continental América del sur, es el responsable de la evolución tectónica neógena y cuaternaria de los Andes Septentrionales con la subsiguiente actividad sísmica y volcánica, proceso que posiblemente provocó el crecimiento del continente. (ver figura 8)

En la zona de estudio, la División o Terreno Loja, constituye el basamento profundo que, por el occidente está en contacto litotectónico con el Terreno Alao y por el oriente con el Terreno Salado. Estos contactos, que tienen una dirección aproximada norte – sur, son fallas transpresionales y de sobrecorrimiento, a lo largo de las cuales, las unidades geológicas se amontonan o cabalgan entre sí.

40 FIG. 8: Esquema geodinámico del noroccidente de América del Sur

(Tomado de: Gutscher et al., 1999)

En la cima de la Cordillera Real, justamente donde se encuentra este proyecto, se marca el contacto entre los materiales volcánicos terciarios y cuaternarios con las rocas metamórficas, es aquí donde se identifica un escalón tectónico formado posiblemente por la presencia de una falla importante, que a la vez constituye una vía para la efusión de materiales magmáticos. (EMAAP - Q)

Hacia el oriente de la posible falla, la denudación es intensa, entalla gargantas y quebradas con vertientes escarpadas, mientras que al occidente se presenta más homogéneo y regular por el relleno de rocas volcánicas y la presencia de una potente capa de piroclastos.

41 3.2 GEOLOGÍA DE LA ZONA DE ESTUDIO

La geología de la zona de estudio se encuentra descrita bajo los subtítulos de fotointerpretación, morfología, litología y estratigrafía, cobertura de suelos y peligros geológicos o dinámica externa.

El uso de la información secundaria compilada y sintetizada en forma de mapas temáticos, precisados con los reconocimientos de campo, ha sido fundamental en la calificación de las propiedades hidrodinámicas y de la condición hidrogeológica. Durante el trabajo de campo no solamente se han mapeado las características litológicas y estructurales sino que se ha analizado también la relación de estas facies geológicas con el agua.

Se elaboró un mapa de suelos considerando tanto la presencia de suelo vegetal como la capa de piroclastos que forma un manto generalizado, similar a la llamada Formación Cangahua. En forma secundaria, también se han tomado en cuenta los peligros geológicos.

3.2.1 Fotointerpretación

Las fotografías aéreas utilizadas para el análisis datan de 1993, a escala 1:60 000 tomadas por el Instituto Geográfico Militar, corresponden al Proyecto Carta Geológica Nacional y son las siguientes:

Rollo Línea de vuelo Fotografías 160 5 31723 a 31727 160 7 31702 a 31705

Para la interpretación de las fotografía, se ha considerado rasgos importantes como: tono, textura, drenaje, sección de los valles, pendientes, estructuras; los cuales, caracterizan de alguna forma, el comportamiento y la forma de los materiales presentes en la zona.

Tono.- El cono volcánico del Antisana se encuentra cubierto por un grueso casquete glacial que confiere, como es natural, un tono blanco nítido a ese sector de la foto,

42 inmediatamente debajo de éste se encuentra la presencia, a manera de una corona o anillo, de depósitos potentes de morrenas que se manifiestan con un tono predominantemente gris claro. Los flujos de lava generalmente cubiertos por ceniza tienen tonos entre el gris medio y el gris oscuro.

Las montañas y colinas circundantes al cono presentan tonos manchados de gris medio a gris claro. Finalmente los valles en que se depositaron materiales provenientes principalmente de flujos de lodo, generalmente tienen tonos grises claros a excepción de las partes más deprimidas de los valles en donde, por la presencia permanente de humedad, los tonos se oscurecen.

Textura.- Predomina una textura granular media en las morrenas, algodonosa y manchada en los depósitos de avalanchas que se ubican en los flancos sur y orientales del volcán. Los flujos de lava antiguos y modernos por la cobertura de ceniza, tienen texturas finas al igual que los valles; es común observar una textura granular media a gruesa en los sectores escarpados de estos flujos y en ciertos lugares en las partes altas de las colinas donde afloran rocas sin cobertura de ceniza.

Drenaje.- En la zona de morrenas, inmediatamente debajo del casquete glacial, la actividad fluvial ha marcado un patrón de drenaje subparalelo de baja densidad; hacia abajo, en los flancos del volcán, igualmente el drenaje sigue siendo de baja a media densidad pero con un marcado patrón radial espaciadamente subdendrítico. En las partes de menor declive y en los valles ondulados semiplanos se mantiene también el mismo patrón de drenaje; en algunos lugares debido a la baja pendiente, se torna meándrico y, a momentos incluso se hace intermitente, es decir, desaparece por tramos para volver a aparecer a una cierta distancia aguas abajo.

Sección de los valles.- Los valles modelados por el paso de los glaciares presentan su típica forma de “U” amplia, pero, en las partes más deprimidas de los mismos, los cursos de agua han excavado quebradas de perfiles en “V” predominantemente estrechas y profundas.

43 Pendientes.- La zona está marcada por una gran variedad de desniveles con pendientes entre suaves, medias y fuertes; mostradas en el Mapa 3, el cual fue generado con la ayuda del software ARCVIEW 9.2.

Estructuras.- Se han identificado una serie de lineamientos, fallas y estructuras gracias a la fotointerpretación, las cuales se muestran en el Mapa 5, y serán descritas en el subtitulo de geodinámica externa.

3.2.2 Geomorfología

El paisaje del área de estudio es el resultado de la interacción de la actividad volcánica y de los procesos denudativos cuyos principales agentes lo constituyen las glaciaciones, las lluvias, fuerzas tectónicas y la gravedad.

Para poder cumplir con el objetivo de hacer un reconocimiento hidrogeológico y su dinámica, se han particularizado las condiciones morfológicas en mapas temáticos referentes a altitud (Mapa 2), pendientes (Mapa 3) y morfología (Mapa 4), que tienen que ver directamente con el comportamiento de los procesos de escurrimiento y recarga.

La morfogénesis de la zona en estudio es el resultado directo de la agradación o acreción de materiales volcánicos por un lado y, por otro, los agentes denudativos climáticos que han prevalecido; los primeros son algo mayores que los segundos, especialmente alrededor del volcán Antisana, y viceversa en la cuenca del Río Quijos en donde la denudación ha dejado al descubierto el basamento metamórfico profundo (EMAAP – Q).

La evolución fisiográfica del área de estudio está ligada al desarrollo de la actividad volcano - geotectónica de este sector de la Cordillera Real, esto se ha ilustrado en las figuras 7 y 8. El área se encuentra sobre una División o un Terreno litotectónico de la era Paleozoica, cubierto por volcánicos terciarios y cuaternarios. Dentro y fuera de la zona de estudio se distinguen las siguientes unidades morfológicas: Edificio Volcánico Antisana, Planicies y Cumbres – Vertientes Montañosas.

44 MAPA 2: Modelo de elevación MAPA 3: Mapa de pendientes

46 MAPA 4: Mapa geomorfológico 3.2.2.1 Estratovolcán Antisana

En el Edificio Volcánico Antisana de 5.758 msnm y 14 Km. de base, se distinguen las siguientes formas: casquete glaciar, franja periglaciar actual, laderas o flanco del volcán y flujos de lavas recientes. Cada una de estas formas tiene sus propias características fisiográficas que permiten describirse y correlacionarse con unidades geológicas.

FOTO 7: Volcán Antisana

Casquete glaciar: el volcán Antisana desde aproximadamente 4800 msnm hasta su cumbre esta cubierto por un casquete de hielo que cubre los domos y cráteres del volcán, sobre esos elementos la actividad glaciar ha tallado y dejado escarpes y anfiteatros. Conforme se forman las lenguas glaciares alrededor del casquete, se encajonan en las depresiones y dejan atrás respaldos escarpados, circos, valles colgados y demás formas que afectan las cumbres volcánicas. (ver mapa 4)

Franja periglaciar actual: el retiro acelerado de los glaciares ha dejado una franja periglaciar representada por morrenas laterales, de fondo y frontales constituidas por amontonamientos de materiales desprendidos y arrastrados, pueden encontrarse formando valles con fondos aplanados y, en sus extremos, paredes abruptas e inestables. Por lo general, entre estos depósitos y las lenguas glaciares existe una ruptura de pendiente donde con frecuencia se forman lagunas y lagunillas que receptan el agua de deshielo.

FOTO 8: Laguna formada en el glaciar “11”

Laderas o flancos del volcán: debajo de la franja periglaciar están los flancos del estratocono con pendientes menos abruptas que las anteriores, en sus faldas se observan claramente patrones de drenaje radiales.

Esta unidad se encuentra cubierta por una capa de ceniza volcánica que incrementa su espesor pendiente abajo; el cono está bastante bien conservado a diferencia de otros volcanes como el Pasochoa y el Sincholahua que han sido sometidos a una fuerte erosión.

Los flancos del estratocono Antisana tienen pendientes que muy variables, donde existen: vertientes superiores medias muy disectadas con laderas convexas, y, vertientes inferiores con pendientes moderadas a suaves y con leves disecciones.

En laderas con pendientes más suaves aprovecha la ceniza volcánica para mantenerse in situ, mientras que de las pendientes más abruptas se desprende y acumula al pie formando suelos coluviales.

Flujos de lava recientes: Sobre los flancos del estratocono Antisana existen flujos de lava recientes que forman valles invertidos, cuyos vértices sobresalen en el paisaje a manera de dorsales; tienen poca cobertura de ceniza y su superficie es bastante irregular. (Ver mapa 4)

49 FOTO 9: Flujo de lava cerca de la laguna Sta. Lucía

3.2.2.2 Planicies El basamento antiguo sufrió durante el cuaternario cuatro glaciaciones relacionables con las identificadas en el hemisferio norte del continente americano a saber: Donau, Nebrasca, Kansas, Illinois y Wisconsin, cada una de ellas modificando los registros y depósitos de la anterior.

Las formas que prevalecen sobre la paleogeografía de la zona del proyecto corresponden a la última glaciación (Wisconsin) y cuyos escombros de denudación junto con los materiales provenientes de la actividad volcánica, han rellenado los valles y depresiones formando planicies.

Paisajes palustres – lacustres: algunas planicies, debido al drenaje impedido, se han transformado en zonas palustres – lacustres, esto ocurre alrededor de la laguna La Mica y en una parte del río Jatunhuaycu al margen derecho. (Ver mapa 4)

50 FOTO 10: Paisaje lacustre – palustre alrededor del embalse La Mica

Paisaje de planicies inclinadas: corresponden a zonas planas con poca o ninguna inclinación, se ubican generalmente en los valles. Las planicies, que en ciertos casos se presentan sobre las cumbres, tienen un control estructural y, es importante señalar que la actividad volcánica reciente, ha modelado el paisaje convirtiendo las formas angulosas de estas cumbres en superficies algo onduladas.

3.2.2.3 Paisaje montañoso

El modelado glaciar ha actuado sobre los terrenos paleozoicos y volcano terciarios – pleistocénicos continuando su proceso con la erosión fluvial holocénica. Los paisajes actuales han sido discriminados e ilustrados en el Mapa 4.

Paisaje montañoso volcánico: La prolongación de los flancos del estratocono Antisana y la presencia de rocas volcánicas hacia el occidente y sur occidente transforma el paisaje en relieves de cumbres generalmente redondeadas, localmente con la presencia de escarpes moderados y afloramientos de roca, formado terrenos más regulares.

Paisaje montañoso metamórfico: Hacia el sur y sureste las cimas o líneas de cumbres son generalmente más agudas y los afloramientos rocosos forman cuchillas y crestas pronunciadas. Este modelado se puede apreciar en los valles del río Quijos Sur y sus afluentes, donde se nota que la entalladura de “U” cambia a valles en “V”, es decir que la actividad fluviátil predomina aguas abajo (ver mapa 4).

El curso de estos ríos cruza en forma transversal los terrenos metamórficos paleozoicos. El modelado se caracteriza por una disección, aguda, irregular y asimétrica, controlada por los alineamientos estructurales en dirección norte – sur.

3.2.3 Estratigrafía y litología La Cordillera Real que junto con la Cordillera Occidental constituyen la columna vertebral del Ecuador, atraviesa el país con una dirección NNE - SSO, esta zona pertenece a la porción noroccidental de la Cordillera de Los Andes. La evolución

51 geotectónica es responsable de su actual conformación. La sierra norte y central de la cordillera de los Andes en el Ecuador está dominada por volcanes nevados que llegan a alrededor de los 6.000 m de altura.

El área de estudio ocupa un segmento de la cumbre y parcialmente de las vertientes altas de la Cordillera Real de los Andes; la zona tiene un basamento profundo metamorfizado compuesto por rocas paleozoicas, este zócalo está cubierto por productos volcánicos Miopliocuaternarios y, a su vez, por estratovolcanes y centros de emisión, a manera de potentes paquetes volcánicos. Parte de este cinturón metamórfico constituye el basamento del área donde se ubica el Proyecto Ríos Orientales.

El cinturón metamórfico de la Cordillera Real, de acuerdo con Litherland et al (1994) y Aspen y Litherland (1992), está divido en terrenos litotectónicos separados por grandes sistemas de fallas, estos terrenos son: Guamote, Alao, Loja, Salado y Zamora. Estas divisiones se encuentran interrumpidas por cuerpos granitoides de tipo S (sedimentarios) e I (ingneos) del Mesozoico temprano, y cubiertos por materiales volcánicos del Cenozoico.

A nivel regional, sobre el basamento metamórfico, se ubica una extensa secuencia de lavas andesíticas y piroclastos que corresponden a la Formación Pisayambo. Litherland et al (1993), asignan a la Formación Pisayambo un espesor de entre 1.000 y 2.000 m., y su edad se ubica entre el Mioceno y Plioceno.

Los estratovolcanes y sus productos que se encuentran coronando la Cordillera Real, corresponden a un volcanismo Cuaternario y están edificados sobre volcánicos antiguos o directamente sobre el basamento metamórfico. Los volcanes Antisana, Cayambe, Pambamarca, Complejo Chacana – Yangarola, Sincholagua, Cotopaxi, Quilindaña, Altar, Tungurahua y Sangay son parte del segmento septentrional de la Cordillera Real.

La Tabla 2 presenta la estratigrafía de la zona en estudio correspondiente al Mapa Geológico (Mapa 5), donde se muestra las unidades geológicas, y las estructuras tectónicas más relevantes e importantes para el objeto del estudio.

52 Tabla N°2: Distribución estratigráfica regional “tipo”

UNIDAD DESCRIPCIÓN EDAD FORMACIONES Coluvios, aluvios, flujos de barro Holoceno – reciente SUPERFICIALES recientes, depósitos glaciares VOLCÁNICOS RECIENTES Flujos de lava recientes Holoceno ANTISANA Secuencia semirítmica de lutitas, FORMACIÒN arenas, flujos de barro antiguos, Cuaternario YACUPAMBA lapilli de pómez. VOLCÁNICOS ANTIGUOS Estructura volcánica del Antisana Pleistoceno ANTISANA BASAMENTO Formación Pisayambo Mioceno – Plioceno- VOLCÁNICO Pleistoceno BASAMENTO Paleozoico Grupo Metamórfico: División Loja METAMÓRFICO (Elaborado por: Carolina Alvarado)

Estas unidades geológicas han servido de base para el análisis de la calidad hidrogeológica de la zona de estudio.

3.2.3.1 Basamento metamórfico (Pzla – Trl)

Aspden & Litherland (1992) definieron cinco unidades litotectónicas separadas por fallas regionales de rumbo Norte – Sur (rumbo Andino). este a oeste, se consideran las siguientes “Divisiones o Terrenos”: Zamora, Salado, Loja, Alao y Guamote (ver Gráfico 5), y los límites tectónicos entre éstas son: Falla Cosanga, Falla Llanganates, Frente Baños y Falla Peltetec. Los materiales aflorantes en los sectores aledaños a la zona de estudio pertenecen a las subdivisiones Agoyán(Pzla) y Tres Lagunas(Trl) de la División o Terreno Loja (EMAAP-Q)., sin embargo se ha incluido una descripción de todas las subunidades.

53 MAPA 5: Mapa geológico División Loja (Paleozoico – Triásico)

La División Loja conforma la mayor parte del núcleo de la Cordillera Real, está limitada hacia el oeste con el frente Baños y la División Alao, y hacia el este por la falla Llaganates que sirve de límite con el terreno Salado al norte y la falla Palanda que actúa como límite con la división Zamora al sur. Se caracteriza por la cerrada asociación entre metasedimentos semipelíticos posiblemente paleozoicos pertenecientes a la unidad Chigüinda – Agoyán y los granitoides triásicos de la unidad Tres Lagunas (Litherland et al., 1994)

FIG. 9: Granitoides triásicos

(Tomado de: XIII Congreso Peruano de Geología; Sánchez J., Palacios O., Feininger T.)

Esta División metamórfica comprende la asociación de las unidades: Chiguinda, Agoyán, Monte Olivo, Tres Lagunas y Sabanilla.

Subdivisión Chiguinda, Pzlc. (Paleozoico), se encuentra principalmente al sur de la Cordillera Real formando un cinturón de unos 30Km de ancho y comprende una secuencia semipelítica conformada por cuarcitas de grano fino a medio, esquistos grafitosos, lutitas y filitas negras. La estratigrafía y el clivaje primario son subparalelos inclinados con alto ángulo y con dirección andina, se evidencia más de una fase de deformación. Para esta subdivisión se sugiere una edad Devónico a Pérmico (Litherland et al., 1994)

Subdivisión Agoyán, Pzla. (Paleozoico), forma una franja tectónica angosta debido a una interrupción por fallamiento y plegamiento. Los contactos con otras unidades son de origen tectónico. Esta unidad está íntimamente asociada con el Granito Tres Lagunas, que se presenta en forma de lentejones.

La litología típica de esta unidad es de esquistos de grano medio, con muscovita – granate y gneis de grano grueso, esquistos grafitosos de cuarzo y biotita. Los planos de esquistosidad son generalmente subverticales y la estratificación solamente se distingue cuando hay alternancia de filitas y cuarcitas. (Litherland et al, 1994).

Anfibolitas Monte Olivo Pzm, (Paleozóico), forman un conjunto de esquistos anfiboliticos con hornblenda – cuarzo – calcita – epidota – biotita de afinidad metabasáltica que representan a una fase de diques máficos los cuales cortan a los metasedimentos Chigüinda – Agoyán, se indica una edad paleozóica (Devónico – Carbonífero). (Litherland et al, 1994).

Granito Tres Lagunas Trl (Triásico), su principal característica son sus cristales de cuarzo azul y de feldespato alcalino, el granate es un accesorio. Está asociado con las rocas metasedimentarias Chiguinda y Agoyán en forma de batolito o de fragmentos lenticulares. La apariencia del granito varía de masivo a cizallado o gnéisico.

En sitios donde se ha preservado su textura original, se presenta como granito de grano medio a grueso, con feldespatos alcalinos de color gris de hasta más de 10 cm, cuarzo azul pálido, plagioclasa de color crema, rodeada del feldespato alcalino. El principal mineral máfico es la biotita.

Este granitoide es de naturaleza monzonítica a granodiorítica; los contactos con otras unidades se presumen que son solamente tectónicos. El protolito destruido se convierte en una milonita de tipo SC, pasando por estados de recristalización, distorsión, roturas y penetración mineral. Esta unidad se localizada en el valle del Río

56 Quijos Sur, Río Antisana y camino hacia el valle del Río Cosanga, tal como lo señala el Mapa de CODIGEM y BGS.

Subdivisión Sabanilla, constituida por orto – paragneises de medio a alto grado metamórfico y en algunos casos llegan hasta gneises migmatíticos, formando un cinturón de unos 7Km de ancho ubicado en la parte sur de la Cordillera Real, se encuentra en contacto tectónico con las subdivisiones Chiguinda e Isimanchi. Geoquímicamente, indica una afinidad de granito tipo “S” muy similar a la Unidad Tres Lagunas, por lo que se ha sugerido que las dos comparten el mismo origen (Litherland et al, 1994).

3.2.3.2 Basamento volcánico (Plv)

En la zona de estudio el basamento volcánico está constituido por la Formación Pisayambo.

Formación Pisayambo

El volcanismo en el Terciario se encuentra extendido en los Andes ecuatorianos. En el norte y centro del país se encuentran agrupados en la Formación Pisayambo suprayaciente al basamento de la Cordillera Real (Hungerbühler et al, 2002; Lavenu et al, 1992; Beate et al, 2001). Según algunos autores como Kenerley (1971), este volcanismo se inicia en el Mioceno y llega hasta el mismo Pleistoceno y se restringe a la zona centro - norte del país.

El intenso volcanismo cuaternario se superpone a los grandes estratosvolcanes (Antisana, Cayambe, Reventador, Cerro Negro y Sumaco), frecuentes centros de emisión monogénicos acompañan a la resurgencia de centros de emisión riolítica que se acomodan a fallas regionales formando depresiones alargadas que han sido identificadas como calderas (Pete Hall, mayo 2008).

57 FIG. 10: Ubicación de la “Caldera Chacana”

(Fuente: Investigaciones geológicas a nivel de factibilidad del PRO - EMAAP - Q)

La actividad fluvio glacial ha exhumado esta formación destacando, por erosión diferencial, las partes duras representadas sobretodo por cuellos y lavas.

La edad de la Formación Pisayambo es posplegamiento, datos tomados por Barberi (1988) en la parte basal de la formación sugieren una de edad de 6-5 Ma. Durante el Plioceno las rocas fueron afectadas por erosión fluvial y posteriormente por erosión glaciar.

58 FOTO 11: Cuellos volcánicos Suchos y Chusalongo

Actualmente se le asigna una edad Plio - pleistocénica y se supone que su potencia podría llegar a exceder los 2.000m (TAMS – HAZEN & SAWYER – P.B.I – GEOTÉCNIA – C.I.C., 1998). Esta cubierta por conos volcánicos modernos.

La Formación Pisayambo que conforma el sustento del edificio volcánico Antisana consiste en una secuencia de lavas, depósitos glaciares, brechas, etc. Petrográficamente las rocas de la formación Pisayambo en la Cordillera Real se componen de andesitas con fenocristales de plagioclasa, feldespato zonado y piroxenos (ortopiroxeno y clinopiroxeno) a veces con anfíbol y con magnetita como mineral accesorio, dispuestos en una matriz muy fina formada por vidrio volcánico y feldespatos.

Parte de esta secuencia pudo ser descrita mediante geofísica en los trabajos realizados por la Asociación TAMS – HAZEN & SAWYER – P.B.I – GEOTÉCNIA – C.I.C. en 1998, para la perforación del túnel N.° 2 del Sistema Mica – Quito Sur de la EMAAP – Q. (ver figura 11)

Rodados de parte de esta secuencia (lavas, brechas y tobas alteradas) se observaron cerca del nacimiento del Río Moyas, al sur este de la laguna La Mica.

59 FIG. 11: Litología de la Formación Pisayambo

(Fuente: Estudios de la Asociación TAMS – HAZEN & SAWYER – P.B.I – GEOTÉCNIA – C.I.C. para la perforación del túnel N.° 2 del Sistema Mica – Quito Sur de la EMAAP – Q, 1998)

60 3.2.3.3 Volcánicos Antisana

Los Andes ecuatorianos están caracterizados por la presencia de un volcanismo cuaternario, con estratovolcanes de composición calco-alcalina que se distribuyen sobre la Cordillera Occidental, Valle Interandino, Cordillera Real y zona Subandina Oriental.

Estos volcanes se presentan con una organización bien definida relacionada con las fallas transversales y longitudinales como lo sugirió W. Sauer (1962). En la Figura 12 se ilustra el alineamiento de los volcanes holocénicos relacionados con el basamento profundo que influye en la explosividad y composición del volcán.

FIG. 12: División longitudinal del arco volcánico ecuatoriano

(Modificado de Hall y Beate et al., 1991). Leyenda: 1. volcanes con actividad histórica; 2. Volcanes Plio-Cuaternarios; 3. Volcán Tungurahua.

61 Volcánicos antiguos Antisana, Pv (Pleistoceno - Holoceno) El estratovolcán Antisana está formado por lavas intercaladas con depósitos piroclásticos, lo que le confiere la cualidad de estrato volcán. La composición de las lavas es andesítica con presencia de plagioclasas (An. 20 – 40), anfíboles (Hbl) y feldespatos (Ort), dispuestos en una matriz de vidrio volcánico. La parte meridional del volcán ha sido sometida a una intensa erosión glaciar.

FOTO 12: Volcánicos antiguos Antisana formando parte del cono estratado

Volcánicos recientes Antisana, Hv (Holoceno) En los flancos del volcán y en forma radial se presentan varios flujos jóvenes de composición andesítico – dacitica, con fenocristales de plagioclasas (An. 20 – 40) unidos a cristales euhedrales de piroxeno (ortopiroxeno y cliopiroxeno), con olivino, plagioclasa y cuarzo, dispuestos en un matriz muy fina formada por vidrio volcánico, feldespatos y piroxenos, algo fluidal. En la zona se han mapeado cuatro flujos recientes, mostrados en el mapa 5. El más grande se ubica entre las cuencas 13 – 14 y Humboldt; y da origen al manantial Humboldt.

FOTO 13: Flujo de lava al margen izquierdo del Río 13-14

62 Fuera de la zona de estudio, al noroeste del Antisana, se encuentra el flujo Antisanilla de 11 Km. de largo y 2 de ancho promedio; el cual se origino a partir de una falla a manera de derrame lávico sin erupciones violentas.

FOTO 14: Imagen Satelital del flujo Antisanilla. (Fuente: Google Maps)

3.2.3.4 Formación Yacupamba, Qy (Cuaternario) Denominada así debido a que los principales afloramientos están ubicados en los márgenes de la vertiente Yacupamba. Constituye un depósito de relleno de valles y zonas planas que se formó principalmente por flujos de lodo, caída de cenizas, aluvios, depósitos lacustres y fluviodeltáicos sobre el basamento volcánico plio – pleistoceno.

FOTO 15: Afloramientos de la F. Yacupamba en la cuenca del Jatunhuaycu.

Está formada por depósitos semirítmicos de arenas y lutitas intercaladas con flujos de barro antiguos y lapilli de pómez, como se aprecia en la columna estratigráfica de esta formación (ver figura 13).

63 FIG. 13: Columna estratigráfica de la Formación Yacupamba

(Elaborada por: Carolina Alvarado)

64 La Formación Yacupamba constituye un acuífero generalizado en la zona de estudio, dando origen a manantiales como el Yacupamba 1 y 2, manantial Black, y otros.

3.2.3.5 Formaciones superficiales Bajo este subtítulo se describen los suelos de cobertura, agrupados en depósitos de piroclástos (Qc), depósitos aluviales, coluviales, flujos de barro actuales y lahares.

Piroclástos (Qc): Comprende una secuencia de capas de caída de ceniza volcánica de textura limosa intercalada con capas de lapilli de pómez y moldeada sobre la topografía preexistente de gran extensión lateral. En la zona de estudio, las piroclástoss varían su espesor en alrededor de una decena de metros y se disponen de manera periclinal. En algunos sitios muy localizados, estos piroclastos han sido retrabajados y redepositados en facies eólicas con textura arenosa como en la subcuenca alta del Río Jatunhuaycu.

Petrográficamente están caracterizadas entre dacitas y andesitas, toda esta variación está relacionada con el tipo y distancia del centro emisor, está formada por partículas volcánicas finas, sobre todo: plagioclasa (An. 20 – 40), anfíboles (Hbl), piroxenos (clinopiroxeno), biotita y cuarzo como accesorio.

Forman paredes abruptas en los flancos de las quebradas. Generalmente en la base de cada capa se presenta lapilli de pómez como inicio de un proceso eruptivo. A diferencia de los piroclastos depositados en el callejón interandino, aquí se tienen capas posiblemente depositas sólo en el período holocénico.

Depósitos de flujos de barro, laharíticos y de avalancha: Son recientes y se destacan por su volumen y área de recubrimiento. Son depósitos que contienen bloques de variado tamaño y forma, en una matriz limosa sin estratificación y con poca o ninguna consolidación. En la parte baja de la ladera se encuentran flujos escalonados por rupturas de pendientes con segregación y dispersión de sus materiales. FOTO 16: Segregación de un flujo de barro en una ruptura de pendiente

Se destaca el flujo de lodo ocurrido en 1987, producto del terremoto que ocasionó la ruptura del dique natural de morrenas que contenía una laguna a los pies del glaciar 12; este flujo es claramente identificable en las fotografías aéreas.

Eluvios (suelos residuales): se encuentran en forma continua a lo largo del eje de la vía. Se ubican sobre la sección superior meteorizada de la roca de basamento, tienen laderas con pendientes débiles a moderadas, son generalmente de textura limo - arcillosa.

Depósitos aluviales: son depósitos de cantos y gravas en una matriz limo - arenosa, están sueltas y no presentan estratificación. También se observan formas aterrazadas, semiplanas, en los valles angostos de los cursos de agua que corren desde los flancos del Antisana en forma radial.

Depósitos coluviales (escombros de deslizamientos): se encuentran generalmente al pie de las laderas con pendientes fuertes a muy fuertes, debido a movimientos superficiales rápidos formando derrubios ocasionados por la desintegración y caída de los materiales del talud; también están ubicados localmente sobre las laderas con pendientes moderadas a fuertes, donde han sufrido movimientos superficiales lentos (reptación).

Los materiales de los coluvios muchas veces están mezclados con cenizas o se interestratifican con materiales de los aluvios. En la cuenca formada alrededor de la laguna La Mica se tienen terrenos hamacados en los conos de deyección y los coluvios al pie de los relieves escarpados que terminan en los valles.

66 FOTO 17: Pequeño coluvio en el Río Jatunhuaycu.

3.3 SUELOS El mapa de suelos fue elaborado en base a observaciones de campo y tomando en cuenta la geología, cobertura vegetal, morfología, etc. Se consideraron cinco tipos de suelos, como se muestra en el Mapa 6.

3.4 GEODINÁMICA EXTERNA

Bajo este título se analizan los procesos geodinámicos externos por tener importancia en la caracterización hidrogeológica del proyecto, por un lado los procesos tectónico- estructurales y por otro la actividad volcánica que, junto con el clima producen no solamente peligros de deslizamientos sino también la degradación por los fenómenos denudativos y de caída.

3.4.1 Factores tectónicos Influyen en el comportamiento estructural de los materiales en la zona de estudio especialmente en la fracturación secundaria de los basamentos metamórficos y volcánicos que, cuando se encuentran en superficie sufren descompresión y presentan permeabilidades fisurales.

67

MAPA 6: Mapa de Suelos Superficiales El Sistema Transcurrente Dextral, relacionado con el movimiento hacia el NNE del bloque andino noroccidental, ocurre a través de las fallas inversas del Sistema del Frente Subandino Oriental que absorbe la deformación compresiva E – O del bloque andino septentrional con respecto al continente mientras que, las fallas inversas del Sistema del Frente Subandino Occidental absorben la energía en el Callejón Interandino. El sistema Transcurrente Dextral aprovecha las discontinuidades para desarrollar el movimiento, ocasionando que la foliación metamórfica tenga rumbo NE- SW. (EMAAP – Q)

Los trabajos desarrollados en el campo y gabinete sobre imágenes y fotografías aéreas, en este y otros estudios, han confirmado la presencia de estas estructuras. En la zona de estudio está identificada la falla El Abra, falla del Río Quijos, lineamiento Antisana, una posible falla importante que marca el contacto entre los materiales volcánicos y metamórficos; y otros lineamientos representados en el mapa 5. En la figura 14, se muestra las principales fallas y lineamientos de manera regional, alrededor del área de estudio.

FIG. 14: Principales fallas y lineamientos alrededor de la zona de estudio

(Modificado de: Propuesta de red vial básica para optimizar el desarrollo de la zona nororiental del DMQ; Asociación ASTEC – F. Romo Consultores – León & Godoy, escala aprox. 1:1´235.000) La falla geológica El Abra, comprobada con geofísica en el Proyecto Mica Tambo, es una estructura relacionada con el Sistema Transcurrente Dextral y se presenta con fallas conjugadas evidenciadas por la presencia de milonitas y estrías en las rocas volcánicas (EMAAP-Q). Esta falla ubicada al occidente de la laguna La Mica tiene un dirección NNE, sufre una desviación hacia el NE y se alinea con el valle del Río Blanco Grande; por sus dimensiones puede estar constituyendo un embalse o un drenaje subterráneo.

El lineamiento Antisana con dirección NW - W aún no ha sido confirmado como un Brechas Papallacta elemento tectónico. Parece que junto con la falla El Abra se ha generado una cuenca “pull-apart” en el sector de la intersección dentro del valle del Río Antisana.

3.4.2 Factores volcánicos

La actividad volcánica considerada como un beneficio evidente dentro del objetivo del N presente estudio, se muestra en el proceso constructivo del cono volcánico del Antisana con la conformación de las facies volcánicas alternando con otros depósitos, dispuestos en forma radial con inclinaciones que aumentan conforme aumenta de altura el edificio.

En orden de importancia, los productos volcánicos que conforman el cono son: flujos de lava, piroclástos, flujos piroclásticos, escombros de deslizamientos y depósitos glaciares. Dentro de los valles y, generalmente fuera del ambiente del edificio volcánico, predominan los depósitos de degradación del cono representados por los flujos de lodo, los lahares generados al transitar flujos piroclásticos por el casquete glaciar y fluvioglaciares. Estas capas posteriormente se constituyen en facies hidrogeológicas con diferentes transmisividades.

En la figura 15 se muestra el mapa de peligros volcánicos potenciales asociados con el volcán Antisana, elaborado por el Instituto Geofísico de la EPN, según este mapa los principales peligros son los flujos piroclásticos, los flujos de lodo y la caida de piroclástos

71 FIG. 15: Mapa de peligros potenciales asociados con el volcán Antisana

(Fuente: Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional)

3.4.3 Factores de remoción en masa Los flancos superiores del cono volcánico Antisana con los depósitos glaciares y afloramientos rocosos de los flujos de lava constituyen los terrenos con mayor denudación actual, donde se observan continuos deslizamientos de volteos y resbalamientos de rocas, segregaciones al pie de las morrenas laterales o flujos de lava blocosa y reptaciones por gelivación, entre otros. Los factores desencadenantes para los deslizamientos de mayor magnitud, en un escenario de laderas de fuertes pendientes son principalmente las lluvias intensas y, en forma eventual, los movimientos sísmicos.

El valle del río Antisana ha sido peneplanizado por frecuentes flujos lahariticos, escombros de deslizamiento y flujos de barro, estos últimos aumentaron su frecuencia debido al calentamiento global que ha acelerado el retiro de las lenguas glaciares y ha dejado lagunas represadas por morrenas frontales. Las roturas continuas de estos represamientos han dado lugar a subsecuentes flujos de barro que van depositándose en los valles adyacentes al cono volcánico, formando depósitos coalescentes con transmisividades importantes.

72 Los valles por los que corren los ríos y afluentes presentan deslizamientos de las capas que forman los flancos, generalmente son capas de cenizas volcánicas limoarcillosas con bajas resistencias al corte que, con lluvias intensas y el fenómeno de socavación al pie, colapsan y forman los coluvios, en las laderas se ha observado también que estas capas tienden a comportarse como flujos con subsecuentes deslizamientos retrogresivos.

FIG. 16: Formación de un deslizamiento retrogresivo

(Tomado de: http://ocw.uis.edu.co/educommons/ingenieria-civil/estabilidad-de-taludes/clase1- 1/1_Caracterizacion_de_los_movimientos.pdf)

3.5 POROSIDAD Y PERMEABILIDAD DE LAS ROCAS

En el área de estudio del PRO hay zonas con diferentes características hidrogeológicas. Las rocas metamórficas son prácticamente impermeables, pues, solamente presentan macro permeabilidad por descompresión de la foliación.

Las rocas volcánicas terciarias y pleistocénicas consolidadas presentan generalmente macro permeabilidad secundaria y sólo presentan porosidad intergranular de manera aislada, los depósitos arenosos que se intercalan entre los flujos de lava.

Los productos volcánicos cuaternarios (lavas, tobas, brechas, cenizas y piroclastos) presentan mejores condiciones de porosidad y permeabilidad intergranular y macro permeabilidad secundaria, lo cual puede dar lugar a la formación de acuíferos.

La Formación Yacupamba, conformada por multicapas de flujos de barro, aluviales, caídas de ceniza, flujos piroclásticos retrabajados, sedimentos lacustres y deltaicos constituye una unidad con permeabilidad intergranular a diferentes niveles. Los depósitos recientes representados por los flujos de barro y aluvios constituyen una unidad con permeabilidad intergranular importante, así como también las morrenas y fluvioglaciares (outwash).

73 4 CLIMA E HIDROLOGÍA

4.1 FACTORES CLIMÁTICOS

“La zona de estudio se encuentra bajo la influencia de dos tipos de climas: el correspondiente a la zona interandina que afecta la parte ubicada junto a la divisoria de aguas, y el del oriente que influye en las cabeceras de los Ríos Antisana y Quijos” (Informe final de Hidrología EMAAP-Q; E. Ayabaca, A. De la Cruz; Pág.:11).

Debido a la ubicación y a la elevada posición altimétrica (3200 a 5758 msnm), la zona participa de dos pisos climáticos:

- Microtérmico o piso frío (llamado en algunos países hispanoamericanos como "piso de páramo"), desde los 2500 ó 3000 msnm hasta el nivel de las nieves perpetuas (aproximadamente, a los 4700 msnm.

- Gélido, helado o de nieves perpetuas, a partir de los 4700 m de altitud, cota donde se ubica, aproximadamente, la isoterma de los 0 ºC.

El clima está definido por la orografía y los factores climáticos como: precipitaciones, temperatura, humedad, evaporación, heliofanía y vientos.

4.1.1 Precipitaciones

Las precipitaciones en la zona de estudio, están claramente influenciadas por la topografía. Se puede observar en el mapa de isoyetas e isotermas (mapa 7), que el Volcán Antisana constituye una barrera natural para las masas de aire provenientes de la amazonía que son las que generan precipitaciones, en consecuencia se crea una zona relativamente seca en la “sombra proyectada por el cono”.

74 Mientras que, fuera del área de influencia del Antisana, las masas de aire húmedo logran ingresar por los valles de los Ríos Quijos y Antisana, aumentando el volumen de precipitaciones en dichas zonas.

En el Gráfico 1 se muestra el hietograma para la estación La Mica, en él se observa la influencia de los dos climas, por una parte el del callejón interandino que presenta dos picos de precipitación, el principal en abril y otro menor en octubre – noviembre; y por otra parte el de la zona oriental que presenta un solo pico en junio – julio.

GRAF. 1: Precipitación media mensual en la estación La Mica; período 1987 a 2008

PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL 110 100 90 80 70 60 50 40

Precipitación (mm) 30 20 10 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

(Fuente: EMAAP-Q)

Cabe mencionar que, debido a la altitud de la zona de estudio (mayor a 3.200), las precipitaciones también se presentan en forma de nieve, granizo, escarcha y rocío; la medición de estas precipitaciones en todas sus formas es compleja y esto impide conocer su magnitud total.

El Mapa 7 de isoyetas e isotermas, sirvió para el cálculo de la lamina de agua media caída sobre las cuencas.

75

MAPA 7: Mapa de isoyetas e isotermas preliminares de la zona de estudio “La utilización de las isoyetas es el procedimiento más racional y preciso para el calculo de la capa de agua media caída sobre una cuenca” (Tratado práctico de las agua subterráneas; G. Castani; Pág.:14).

Se usó la siguiente fórmula: (P  S )  (P  S )  ....  (P  S ) P  1 1 2 2 n n  S

FIG. 17: Método de las isoyetas

Donde: P = precipitación media S = superficie parcial de la cuenca comprendida entre dos isoyetas sucesivas Pn = media aritmética de los valores dados para las dos curvas que la limitan.  S = área total de la cuenca

Aplicando la fórmula, se obtuvo los siguientes resultados:

Tabla N°3: Capa de agua media caída sobre cada cuenca

CUENCA PRECIPITACIÓN Jatunhuaycu A Captación 740 mm Antisana AJ Micahuaycu 816 mm Micahuaycu AJ Antisana 820 mm Embalse la Mica 937 mm Diguchi 798 mm Precipitación media total 759 mm (Elaborado por: Carolina Alvarado) 4.1.2 Temperatura del ambiente Según los registros de la estación La Mica proporcionados por la EMAAP-Q, la temperatura media multianual durante el período considerado, fue de 4,1° C, en el Gráfico 2 se muestra la variación de la temperatura mensual interanual.

GRAF. 2: Temperatura media mensual en la estación La Mica período 1987-2000

TEMPERATURA

6

5

4

3 (°C)

2

1

0 ENE FEB MAR AR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

(Fuente: Estudios hidrológicos a nivel de prefactibilidad del PRO – EMAAP-Q; 2005)

La temperatura diaria puede tomar valores comprendidos entre 18° C y -5.5° C, estas variaciones impiden que la escarcha, la nieve y el granizo se mantengan en el terreno por períodos superiores a dos o tres días, y que el agua de los Ríos y laguna no se congelen. (EMAAP – Q)

4.1.3 Humedad Relativa La humedad relativa es la relación entre la cantidad de agua existente en la atmósfera por unidad de volumen y la cantidad de vapor de agua que la atmósfera podría contener si se encontrare saturada a la misma temperatura, por lo tanto, es proporcional a la presión del vapor de agua.

La humedad relativa media mensual en la estación La Mica fue de 64,2 %, en el período 1987 – 2000. En el Gráfico 3 se presenta la variación mensual de la humedad relativa.

79 GRAF. 3: Humedad relativa estación La Mica, período 1987-2000 HUMEDAD RELATIVA

80 70 60 50 40 (%) 30 20 10 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

(Fuente: Estudios hidrológicos a nivel de prefactibilidad del PRO – EMAAP-Q; 2005)

4.1.4 Viento El viento es una magnitud vectorial que representa la dirección y la velocidad. La información obtenida del anemógrafo instalado en La Mica, indica que la velocidad media del viento es de 4,6 km/h, con una dirección preferencial SE-NO, y se presenta con mayor fuerza en el período de julio a septiembre. (EMAAP-Q)

En el anemómetro de la estación SAMA* del IRD, ubicado en el glaciar 12, la distribución del viento presenta una mayor concentración en los cuadrantes noreste y sureste.

GRAF. 4: Rosa de los vientos para el 2006 del glaciar Crespos en la estación SAMA

(Modificado de: Informe del año 2006 Glaciares del Ecuador Antisana y Carihuairazo; L. Maisincho; IRD – INAMHI – EMAAP-Q)

* La estación SAMA es de tipo móvil y ha sido instalada en diferentes sitios y altitudes del glaciar “15” y “12” o Crespos.

80 “Los flujos de vientos durante la mayor parte del año provienen, igual que la lluvia, de la amazonía, además se debe tomar en cuenta que el cuerpo del glaciar es capaz de producir vientos catabáticos, los cuales descienden desde la parte alta hacia el pie del glaciar”. (Informe del año 2006 Glaciares del Ecuador Antisana y Carihuairazo; L. Maisincho; IRD – INAMHI – EMAAP-Q; pág 80).

En la tabla 4 se presenta un resumen de los valores medios, mínimos y máximos registrados en la Estación La Mica y que se han utilizado para la caracterización climática de la zona de estudio.

Tabla N°4: Valores medios, mínimos y máximos de las medidas meteorológicas

DATOS METEOROLÓGICOS – ESTACIÓN LA MICA (campamento) VELOCIDAD MEDIA DEL PRECIP. TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA VIENTO (mm) (°C) (%) (Km/h) media máxima media mínima Máxima media mínima máxima media mínima 778 9,6 4,1 -0,8 78,5 64,2 37,2 6,4 4,6 2,3 (Fuente: Estudios hidrológicos a nivel de prefactibilidad del PRO – EMAAP-Q; 2005)

4.1.5 Evaporación

Este es un proceso mediante el cual las moléculas de agua, bajo la influencia de las radiaciones solares, adquieren energía para pasar de su estado líquido a vapor. Depende de algunos factores como: la humedad relativa y la temperatura del aire, la temperatura del agua, la radiación solar, el viento y la presión atmosférica. En la zona de estudio, la evaporación media interanual en el período 1988 – 1992, registrado en la estación La Mica, fue igual a 796,6 mm con un máximo de 863mm y un mínimo de 720 mm. (EMAAP-Q)

4.1.6 Heliofanía

Conocida también como brillo solar, en el período 1988–1991, tuvo un valor medio de 4,3 horas/día, el valor máximo ocurrió en junio y el mínimo en abril. (EMAAP-Q)

81 4.2 FACTORES HIDROLÓGICOS

Bajo este subtítulo se ha considerado a los glaciares factor hidrológico debido al papel importante que tienen en las condiciones y vida del sector, ya que interactúan con el clima local e inciden en el régimen de caudales, principalmente en la cuenca del Río Antisana que presenta un aumento de caudal entre las 13:00 y las 15:00 horas debido al derretimiento de los glaciares 11, 12 o Crespos, 13 y 14. También se ha incluido el análisis de la infiltración, los caudales de escorrentía y la evapotranspiración.

4.2.1 Glaciares Los glaciares existentes dentro de la zona de estudio son: 11, 12, 13 y 14, de los cuales el único que es monitoreado por el IRD y la EMAAP – Q, es el glaciar 12.

FOTO 18: Flanco occidental del volcán Antisana (Fuente: IRD)

4.2.1.1 Glaciar 11: No es propiamente un glaciar sino parte de los restos o escombros de un glaciar, en cuyo pie se ha formado una laguna de la que nace el río 11, con un caudal de 13,7 l/s. Debido a la ausencia de morrenas y del fenómeno de outwash, este río no presenta el color pardo lechoso característico de los ríos que nacen de los deshielos.

82 FOTO 19: Glaciar 11

4.2.1.2 Glaciar 12:

“En el año 2004, el área del glaciar era de 1,71 km2, para el año 2006 el área medida fue de 1,70 km2, con una reducción del 0,6%. Este valor comparado con el porcentaje de reducción del glaciar 15, es mínimo puesto que éste tiene un valor aproximado de 37,2% tomando como referencia la interpretación aerofotométrica del año 1956 o de 24,5% tomando la del año 1993” (Informe del año 2006 Glaciares del Ecuador Antisana y Carihuairazo; B. Cáceres; IRD – INAMHI – EMAAP-Q; pág: 80 )

FOTO 20: Glaciar “Los Crespos” o 12

En el año 2006 el espesor de la capa promedio de nieve del Glaciar 12 fue de 5cm; para los meses de febrero, mayo, octubre y noviembre, la línea de equilibrio se localizó entre los 5.000 y 5.150m, debido a que la acumulación de nieve fue nula.

83 Para enero, marzo y abril, dicha línea se ubicó un poco más abajo, a nivel de los 4.850m, debido a que la acumulación de nieve fue de, entre 6 y 10cm. Sólo en julio y agosto la línea de equilibrio estuvo al nivel de la parte terminal de la lengua ya que la acumulación de nieve fue mayor a 10cm. (Informe del año 2006 Glaciares del Ecuador Antisana y Carihuairazo; B. Cáceres; IRD – INAMHI – EMAAP-Q; pág. 27 )

En la figura 18 se observa el espesor promedio mensual de la capa de nieve para el año 2006 en diferentes balizas. En la figura 19 se muestra el resultado de comparar los contornos del glaciar 12 entre los años 2004 y 2006; esto implica que el glaciar estuvo sujeto a una moderada ablación.

FIG. 18: Espesor de capa de nieve sobre la zona de ablación del glaciar 12 para el 2006 en tres balizas representativas (1C06C, 3C06C, 5C05C).

(Tomado de: Informe del año 2006 Glaciares del Ecuador Antisana y Carihuairazo; B. Cáceres; IRD – INAMHI – EMAAP-Q)

84 FIG. 19: Contorno para el glaciar Los Crespos, período 2004 – 2006

(Modificado de: Informe del año 2006 Glaciares del Ecuador Antisana y Carihuairazo; B. Cáceres; IRD – INAMHI – EMAAP-Q)

4.2.1.3 Glaciar 13: Al pie de este glaciar se ha formado una laguna de la que nace un pequeño río que luego de juntarse con las aguas del deshielo del glaciar 13, constituyen el río conocido como 13-14.

4.2.1.4 Glaciar 14: Está formado por dos lenguas glaciares cuyos desplazamientos han dejado depósitos morrénicos acumulados en un valle glaciar estrecho.

85 FOTO 21: Glaciar 14

4.2.2 Infiltración

La infiltración representa la cantidad de agua que penetra en el suelo y en el subsuelo. Una parte del agua infiltrada pasa a alimentar las aguas subterráneas. La magnitud de la infiltración depende de varios factores como: la cobertura vegetal, el tipo de suelo, la permeabilidad y porosidad de las formaciones geológicas presentes.

Para el presente estudio, la infiltración aproximada se calculó tomado en cuenta los caudales de los manantiales o afloramientos de agua con caudales superiores a 2 l/s. El caudal anual se puede expresar en términos de milímetros aplicando la siguiente expresión: t I  Qm  1.000 (Castani) S

Donde:

I = infiltración anual en milímetros Qm = caudal medio de los manantiales en metros cúbicos por segundo t = periodo de tiempo de un año, expresado en segundos (31´536.000) S = área de la cuenca en metros cuadrados

Por ejemplo: la lámina de infiltración anual para el área de estudio de 115 Km2 con un caudal medio de los manantiales existentes de 0,6 m3/s, es de 178 mm al año.

86 4.2.3 Caudal de escorrentía

Para el análisis de la disponibilidad del recurso hídrico, se ha analizado los datos de aforo de la EMAAP-Q para cada una de las cuencas y subcuencas consideradas para el presente estudio, además se han tomado medidas de caudales instantáneos a lo largo de los ríos principales de cada cuenca como se indica en el mapa 8.

El análisis de los hidrogramas de cada cuenca, se incluye en el Capitulo 5, correspondiente a Hidrogeología. En la tabla 5 se presenta un resumen de las áreas, caudales promedio y caudales específicos correspondientes a cada cuenca y subcuenca:

Tabla N°5: Área, caudal y módulos específicos para cada cuenca y subcuenca

ÁREA CAUDAL CAUDAL ESPECÍFICO NOMBRE 2 2 (Km ) (l/s) (l/s/K m ) Cuenca Jatunhuaycu A Captación 38,1 307 8,06 Subcuenca Jatunhuaycu AJ Yacupamba 16,6 180 10,8 Subcuenca Jatunhuaycu (estación) 12,5 103 8,25 (i) Subcuenca Yacupamba AJ Jatunhuaycu 7,25 75,0 10,3 Cuenca Antisana AJ Micahuaycu 38,3 512 13,4 Manantial Humboldt 4,35 204 46,9 Subcuenca Humboldt DJ Manantial 17,3 472 27,3 Subcuenca Glaciar Crespos 2.67 64 23.9 Subcuenca 13-14 17,9 78,1 4,36 Cuenca Micahuaycu AJ Antisana 8,43 237 28,1 Cuenca Embalse La Mica (Desaguadero) 25,0 627 25,08 Subcuenca Alambrado 3,49 82,1 23,5 Subcuenca Sarpache 2 2,83 183 64,8 Subcuenca Moyas 3,00 109 36,2 Cuenca Diguchi A Captación 5,06 76,9 15,2 (Fuente: aforos EMAAP-Q)

(i) Módulo calculado con el promedio de los caudales instantáneos del 2008/11/26 y del 2008/03/03.

El caudal total de las cuencas estudiadas, es de 1.700 l/s o 1,7 m3/s aproximadamente. En el mapa 9 se muestran los caudales específicos para cada cuenca y subcuenca, observándose que estos guardan relación con la tendencia de las isoyetas. El análisis del mapa permite concluir que son menores los caudales específicos en aquellas zonas donde la precipitación también es menor, como es el caso de la cuenca del Río Jatunhuaycu.

87

MAPA 8: Mapa de caudales instantáneos MAPA 9: Mapa de caudales específicos por cuencas y subcuencas

90 4.2.4 Evapotranspiración La evaporación es el proceso por el cual el agua pasa de su estado líquido a vapor. La transpiración es el fenómeno, mediante el cual, las plantas extraen humedad del suelo y lo liberan al aire como vapor. La evapotranspiración constituye, entonces, la suma de todas las pérdidas de agua por la transformación de ésta en vapor.

“La evapotranspiración es función esencialmente del volumen de agua presente y, por consiguiente, del grado de humedad del suelo, el que limita con frecuencia su acción. Así, la evapotranspiración real ER que aparece en las condiciones naturales de humedad del suelo, está estrechamente vinculada a éste; de ello se desprende la necesidad de introducir la noción de evapotranspiración potencial EP, que representa la cantidad de agua que resultaría evaporada y transpirada si las reservas de agua fuesen suficientes para compensar las pérdidas máximas. Cuando el contenido de agua del terreno es suficiente, la evapotranspiración real es igual a la evapotranspiración potencial. En caso de déficit es inferior.” (Castani, 1971; pág.:63, 64)

No se tienen valores medidos de evapotranspiración en la zona de estudio, debido a la complejidad que representa efectuar mediciones de los parámetros necesarios para su cálculo teórico. El cálculo de la evapotranspiración se puede realizar usando métodos teóricos como el de Thornthwaite, Turc, o en forma indirecta mediante la fórmula del balance hídrico general, como se muestra a continuación:

P  I  Esc  Er (Castani) Er  P  I  Esc

Donde: P = precipitación media anual (mm) I = infiltración media anual (mm) Esc = escorrentía (mm) Er = evapotranspiració real

Por ejemplo: para la zona de estudio se tiene una precipitación media anual de 759 mm al año, una infiltración media anual de 178 mm y una escorrentía superficial de 467 mm al año; por tanto se obtuvo que la evapotranspiración calculada mediante el balance hídrico es de aproximadamente 114 mm al año. 4.3 CARACTERIZACIÓN FÍSICO – QUÍMICA DEL AGUA

4.3.1 Caracterización Física

Se obtuvieron los datos de pH, conductividad, sólidos disueltos y temperatura a lo largo de las cuencas involucradas en el estudio.

4.3.1.1 Factor temperatura

La temperatura influye en las medidas tanto de conductividad como de sólidos disueltos. En la zona de estudio, las temperaturas registradas están en el rango de 2 a 19° C, el mínimo valor se obtuvo en el agua de deshielo del glaciar Crespos, y el máximo, de una vertiente en la margen izquierda del Río Jatunhuaycu. (ver Mapa 10)

4.3.1.2 Factor pH

Es un indicador de la acidez de cualquier sustancia. Está determinado por el número de iones libres de hidrógeno. El pH del agua puede variar entre 0 y 14. Cuando el pH de una sustancia es mayor de 7, se la clasifica como básica y, ácida, cuando el pH es inferior a 7.

El pH es un factor logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH disminuirá en una unidad. Cuando una solución se vuelve cien veces más ácida, el pH disminuirá en dos unidades. El término común para referirse al pH es la alcalinidad.

El agua de las cuencas y subcuencas de la zona de estudio, ha registrado un pH promedio de 7,57, con un valor mínimo de 6,3 (más ácida) en el manantial Yacupamba y un valor máximo de 8,16 (más básica) en la cuenca del río Diguchi. (ver Mapa 11)

92 GRAF. 5: pH promedio en las cuencas y subcuencas

(Elaborado por: Carolina Alvarado)

4.3.1.3 Factor conductividad

Se define como la capacidad de una sustancia para conducir la corriente eléctrica, es lo contrario de la resistencia eléctrica. La unidad de medición utilizada comúnmente es micro Siemens / cm2 (µS/cm2)

En este estudio se ha definido un rango para diferenciar entre aguas subterráneas, superficiales y mixtas (Mapa 12)

Agua lluvia o superficial <30 Agua mixta 30-90 Agua subterránea >90

En el gráfico siguiente, se muestra la conductividad promedio de cada una de las cuencas y subcuencas; las cuencas con mayor valor de conductividad tienen más aporte de aguas subterráneas.

93 GRAF. 6: Conductividad promedio en las cuencas y subcuencas

CONDUCTIVIDAD

270 240 210 180 150 120 90 60 micro S /cm2 30 0

Diguchi Moyas Sarpache 2 Alambrado 1 Cuenca 13-14

Subcuenca Humboltd Sucuenca Yacupamba Micahuaycu Aj Antisana

Jatunhuaycu AJ Yacupamba

(Elaborado por: Carolina Alvarado)

4.3.1.4 Factor sólidos disueltos Define la cantidad de sólidos presentes disueltos en el agua.

GRAF. 7: Sólidos disueltos en el agua de las cuencas y subcuencas

SOLIDOS DISUELTOS

140 120 100 80

PPM 60 40 20 0 Moyas 14 AJ Diguchi Socavón Humboltd Sucuenca Subcuenca (estación) Sarpache 2 Cuenca 13- Aj Antisana Yacupamba Micahuaycu A Captación Alambrado 1 Jatunhuaycu Jatunhuaycu Jatunhuaycu

(Elaborado por: Carolina Alvarado)

En la zona de estudio, la mayor cantidad de sólidos disueltos se presenta en la subcuenca del Alambrado, y la menor cantidad en la subcuenca de los Ríos 13 – 14. (Mapa 13)

94 MAPA 10: Mapa de temperatura MAPA 11: Mapa de pH

96 MAPA 12: Mapa de conductividades

97 MAPA 13: Mapa de sólidos disueltos

98 La conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea esta concentración, mayor será la conductividad. Esta relación se puede observar en el gráfico 8.

GRAF. 8: Relación entre conductividad y sólidos disueltos

(Elaborado por: Carolina Alvarado)

4.3.2 Caracterización Química

Los datos fueron obtenidos de los ensayos realizados por el IRD en los Ríos Antisana, Jatunhuaycu, Micahuaycu, Crespos, y de los ensayos realizados con apoyo de la EMAAP-Q en los ríos Alambrado, Diguchi, Moyas, Salto, Sarpache, Manantial Black, Socavón, vertientes del río Jatunhuaycu, Manantial Yacupamba 1 y 2. Se analizó: bicarbonatos, carbonatos, calcio, magnesio, cloruros, sulfatos, sodio y potasio. (ver anexos)

Los resultados de estos análisis se muestran en la Tabla 6, y están expresados en miliequivalentes para su mejor manejo en los gráficos. La distribución de estos elementos en la zona de estudio, se muestra en los Anexos.

Tabla N°6: Contenido de elementos expresados en miliequivalentes

Muestras Ca++ Mg++ Na+ K+ Cl- SO4= CO3= HCO3- mEq/l mEq/l mEq/l mEq/l mEq/l mEq/l mEq/l mEq/l

CRESPOS 0.30 0.41 0.08 1.11 0.17 0.21 0.99 0.54

HUMBOLT 0.50 0.49 0.12 1.71 0.20 0.31 1.50 0.81

JATUNHUAYCU A C 0.90 0.82 0.21 2.94 0.85 0.08 2.56 1.38

MICAHUAYCU 0.74 0.74 0.27 3.76 1.55 0.46 2.27 1.24

ANTISANA DJ 0.65 0.74 0.17 2.31 0.39 0.27 2.08 1.12

ANTISANA AJ 0.45 1.07 0.18 2.41 0.37 0.23 2.31 1.25

SALTO (vertiente) 0.35 0.49 0.10 1.42 0.06 0.08 1.44 0.78

YACUPAMBA 2 0.80 0.74 0.16 2.18 0.14 0.12 2.34 1.27

SOCAVÓN 0.30 0.33 0.07 0.93 0.06 0.08 0.96 0.52

MOYAS 0.30 0.12 0.05 0.67 0.09 0.08 0.63 0.34

SARPACHE 0.27 0.54 0.11 1.57 0.19 0.11 1.23 0.96

ALAMBRADO 1.16 1.42 0.28 3.98 0.37 0.46 3.90 2.12

DIGUCHI 0.43 0.72 0.12 1.63 0.09 0.12 1.74 0.94

BLACK 0.73 0.93 0.17 2.34 0.22 0.10 2.49 1.35

LAGUNA 0.34 0.49 0.08 1.14 0.09 0.06 1.23 0.67

YACUPAMBA 1 0.76 0.79 0.16 2.18 0.16 0.11 2.34 1.27

JATUNHUAYCU 1 2.30 1.02 0.41 5.74 1.27 0.51 4.98 2.70

JATUNHUAYCU 2 0.67 0.72 0.13 1.82 0.08 0.07 2.07 1.12

GRAF. 9: Diagrama de Piper (Elaborado por: Carolina Alvarado)

102 Del análisis de estos datos, mediante el Diagrama de Piper, se concluye que las aguas en la zona de estudio son de tipo bicarbonatadas sódicas. Este tipo de aguas se forman cuando aguas bicarbonatadas cálcico – magnésicas infiltradas en rocas ígneas, al permanecer en el subsuelo por algún tiempo, sufren un intercambio iónico hacia el sodio como se puede observar en la Figura 20.

FIG. 20: Diagrama de evolución hidrogeoquímica de las aguas

(Modificado de: Notas del curso Hidrogeoquímica Ambiental; Puerto Vallarta, 2002)

Pero dentro de esa clasificación e aguas bicarbonatadas sódicas, en la zona de estudio se puede distinguir tres grupos: A, B, C

Grupo A: representado por la mayoría de muestras tomadas, se incluyen en este grupo las muestras de los manantiales Humboltd, Black, Yacupamba 1 y 2. Tienen menor cantidad de sodio y potasio, pero presentan mayor cantidad de carbonatos y tienen una tendencia de crecimiento en sulfatos y cloruros, hacia el centro del área de estudio (ver anexo 5). Son aguas que no han permanecido mucho tiempo en el subsuelo debido a que presentan buena cantidad de carbonatos

Grupo B: constituido por muestras tomadas en el río Sarpache y el Salto (parte superior). Presentan mayor cantidad de sodio, potasio y bicarbonatos que el grupo A.

Grupo C: constituido por las muestras tomadas en el río Micahuaycu, se diferencia de los otros grupos por tener mayor cantidad de sodio, potasio, sulfatos y cloruros, pero presenta menor cantidad de carbonatos. Son agua con mayor tiempo de permanencia en el subsuelo antes de aflorar, por lo que son más enriquecidas en estos elementos.

4.4 COBERTURA VEGETAL Y SU INFLUENCIA EN EL RÉGIMEN HIDROLÓGICO

Se ha considerado conveniente incluir a la cobertura vegetal dentro del capítulo de hidrología, debido al papel importante que este factor cumple en la regulación del agua en la zona. El mapa de cobertura vegetal (mapa 14) fue elaborado en base a observaciones de campo, información secundaria, fotointerpretación y relacionándolo con el régimen hídrico de la zona de estudio. Para el efecto se han considerado 8 unidades, las mismas que se describen a continuación:

Casquete glaciar: extensa masa de hielo permanente sin cobertura vegetal, ubicado aproximadamente sobre los 4.700 msnm en el lado occidental del Antisana.

Franja periglaciar actual: cubierta en mínimos porcentajes por líquenes y musgos.

Vegetación de tundra pluvial andina: se ubica aproximadamente desde los 4.500 msnm hacia arriba. Esta dominada por líquenes, musgos y pocas plantas fanerógamas. Tienen hojas muy pequeñas a diferencia de las raíces que son muy desarrolladas. El suelo de esta formación vegetal se encuentra cubierto por una capa de permafrost, donde pueden sobrevivir únicamente las plantas más resistentes al frío, a la desecación fisiológica y al viento. (Fundación Antisana, 2000).

Vegetación almohadillada: constituida por plantas pequeñas pegadas al piso a manera de almohadillas, acumulan importantes cantidades de agua y la retienen hasta su saturación, una vez saturadas van liberando el agua en exceso en un periodo de uno o más días.

Según su consistencia se las ha dividido en almohadillada suave y dura.

Suave: presente en suelos drenados semi – pantanosos.

104 FOTO 22: Vegetación almohadillada suave en el Río Micahuaycu

Dura: presente en suelos drenados, se encuentra generalmente asociado a pajonales.

Pajonales: formados en su mayor parte por especies de hierbas con hojas delgadas que forman cúmulos, se encuentran asociados con la vegetación almohadillada dura o con chuquiraguas, generalmente se encuentran en las zonas topográficamente más elevadas. Al ocurrir una precipitación normal, el pajonal retiene pequeñas cantidades de agua, la cual en el transcurso de horas es escurrida casi en su totalidad. En el anexo 8, se ha incluido fichas que muestran la influencia de las principales formaciones vegetales (pajonal y almohadillas) en el régimen hídrico de la zona de estudio.

FOTO 23: Pajonales en el río Micahuaycu

Zona pantanosa: formada por vegetación almohadillada suave saturada con agua, lo que origina un drenaje semi-impedido

Zona de erosión: sin cobertura vegetal, constituida por arenales debido a permanentes actividades de sobrepastoreo. Esta zona se ubica en la margen izquierda de la parte alta del río Jatunhuaycu, tiene, según las fotografías aéreas de 1993, un área aproximada de 1 km2, pero, por lo que se ha podido observar actualmente, es una zona que parece estar recuperándose.

105 FOTO 24: Zona de erosión en la Cuenca del río Jatunhuaycu al fondo el volcán Antisana

4.5 ECOLOGÍA

En la zona de estudio, por efectos de la incidencia de ciertos factores que influyen en forma directa en el clima, como son principalmente la precipitación, la orografía y la vegetación, se ha podido elaborar un mapa en el que se diferencian dos pisos ecológicos (Mapa 15)

Páramo pluvial Sub Andino: se desarrolla a partir de los 3.400 msnm, su temperatura media oscila entre 2 y 8° C y la precipitación es de aproximadamente 1.100mm al año. Es frecuente la presencia de nubosidad, neblina, garúa, baja insolación y heliofanía y vientos de alta intensidad en especial en la época seca (EMAAP-Q – Ministerio del Ambiente - Banco Mundial). Este piso ecológico se ha dividido en dos zonas:

Páramo de pajonales: formado en su mayor parte por especies de hierbas con hojas delgadas que forman cúmulos de pajonal.

Páramo de almohadillas: constituido por una vegetación almohadillada suave, se ubica en sectores planos y, sobre todo, húmedos

Tundra pluvial Andina: desarrollada sobre los 4.500msnm hasta los límites de los glaciares, la temperatura media fluctúa ente 2 y –4° C, las precipitaciones son inferiores a 800mm. (EMAAP-Q – Ministerio del Ambiente – Banco Mundial). El suelo se encuentra apenas cubierto por líquenes, musgo o por plantas muy pequeñas pero con raíces bastante desarrolladas.

106 MAPA 14: Mapa de Cobertura Vegetal MAPA 15: Mapa de Pisos Ecológicos

108 5 HIDROGEOLOGÍA

5.1 RECONOCIMIENTO HIDROGEOLÓGICO

Consiste en determinar la potencialidad de los mantos acuíferos, su aporte al escurrimiento superficial y su dinámica dentro de las cuencas hidrográficas, todo esto relacionado o interpretado en función de las unidades geológicas, suelos, cobertura vegetal y morfología.

El método de superposición de mapas temáticos y el mapa de isoyetas, permite determinar los posibles sistemas acuíferos y su dinámica en las cuencas hidrográficas, esto se ha contrastado y precisado en forma sucesiva con los caudales obtenidos en los manantiales y con las apreciaciones efectuadas de los afloramientos de agua durante los reconocimientos de campo.

Para el presente trabajo, en primer término se ha elaborado el Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico a escala 1:25.000 que recoge en forma espacial, las características de permeabilidad de las unidades geológicas discriminadas previamente, de todos los terrenos que conforman las cuencas hidrogeológicas. Esta clasificación se ha hecho de manera cualitativa conceptual, pero, la presencia de los manantiales y sus caudales, han permitido que la clasificación sea un tanto más real.

La gran variedad litológica de los materiales del sitio de estudio se ha agrupado sistemáticamente, utilizando el criterio, volcanogénico, altimétrico, de pendientes, cobertura de suelos, entre otros.

Estos litotipos de suelos y rocas de similar comportamiento hidrogeológico que son aplicables solamente en la zona de donde se generó la información técnica de campo del presente estudio, se describen en la Tabla 7 , y se ha complementado con la información secundaria obtenida de los estudios realizados en la zona para el Proyecto La Mica Quito Sur. Tabla N°7:Litotipos de suelos y rocas con similar comportamiento hidrogeológico

LITOTIPOS DE SUELOS Y ROCAS DE SIMILAR COMPORTAMIENTO HIDROGEOLÓGICO Permeabilidad Unidad litológica DESCRIPCIÓN estimada K en (cm/s) Materiales depositados por corrientes de agua en el Aluvios cauce activo o en terrazas, son de textura arenosa con 10-3 gravas y, permeabilidad , cantos y trazas de limo. Escombros de suelos y rocas dispuestos en forma Coluvios caótica y con variada textura, son el producto de 10-3 - 10-5 deslizamientos acumulados al pie de los taludes.

Suelos permeabilidad permeabilidad meteorizados y -4 Eluvios 10 vegetarizados. Limos orgánicos. Materiales dejados por el retiro de la lengua glaciar. Depósito Glaciar (till- -4 -5 Constan de Arena gravosa con limo, presencia de 10 -10 morrena) cantos y permeabilidad bloques.

Sedimentos finamente laminados, de textura arcillosa -7 Depósito lacustre 10 o limo arcillosa

Depósitos de afluentes en la laguna. Consisten en -3 -5 Lacustre deltaico 10 – 10 Arenas medias a finas, localmente grava arenosa. Desfogue o rotura de lagunas represadas en los depósitos glaciares que se redepositan, lavan y -2 -5 Flujo de barro 10 – 10 segregan. Grava arenosa con limo a arena limosa con grava fina. Escombros de deslizamientos o flujos de lodo, originados por la permeabi volcánica. Arena limosa -3 -6 Lahar –avalancha 10 - 10 con grava, presencia frecuente de cantos y bloques (fragmentos angulosos) Ceniza Caída de permeabilid de textura limosa. 10-6 Lapilli Caída de permeabilid de textura arenosa, pomácea. 10-2 permeabilid de colapso de nube eruptiva o derrumbe Flujo piroclático de domo. Grava arenosa con limo, permeabilida de 10-4 pómez y líticos. Andesitas piroxénicas de color gris, duras, masivas, -3 -6 Lavas pliocénicas 10 – 10 con fracturación secundaria local Andesitas de color gris, duras con fracturación -2 -5 Lavas recientes 10 – 10 primaria. Esquistos, gneises, cuarcitas, anfibolitas, permeabilida, en profundidad son impermeables, en Rocas metamórficas superficie por el fenómeno de descompresión o 10-8 – 10-3 desconfinamiento, presentan permeabilidad secundaria

(Elaborado por: Carolina Alvarado)

Los acuíferos se desarrollan en las unidades geológicas cuyas características son propicias y adecuadas, considerando sobretodo aspectos de permeabilidad, especialmente en aquellas con porosidad intergranular y permeabilidad por fisuración o secundaria, el comportamiento de estos acuíferos en cuanto a su escurrimiento y

110 recarga se relaciona con la morfología, la estructura y la cobertura vegetal, entre otros aspectos; las permeabilidades pueden ser: medias, bajas o altas

La presencia de unidades geológicas permeables no garantiza la existencia de acuíferos en profundidad, ni tampoco los límites deben coincidir con los de la unidad geológica y peor con la cuenca hidrográfica. La presencia de manantiales y de acuíferos se determina solamente a través de perforaciones y pruebas de bombeo. Para este proceso de cartografiado, el análisis de las propiedades físico-químicas y la secuencia de los caudales son importantes porque definen el aporte o pérdida del caudal así como la presencia de la tabla de agua.

La evaluación de acuíferos confinados colgados se ha efectuado, tanto por interpretación geológica como por las observaciones realizadas durante las investigaciones geotécnicas, en la construcción de los túneles del Proyecto Mica-Quito Sur.

Los acuíferos aislados y colgados son frecuentes en algunas unidades geológicas y, bajo esta consideración, han sido agrupados de acuerdo con la leyenda siguiente:

1.- Unidades geológicas sin consolidación, permeables por porosidad intergranular. Este grupo incluye los depósitos aluviales, flujos de lodo, y arenas, como depósitos poco consolidados.

2.- Unidades geológicas con permeabilidad secundaria, son las unidades geológicas que constituyen los flujos volcánicos recientes.

3.- Terrenos mixtos con la presencia de unidades geológicas muy heterogéneas, contienen agua en forma aislada sin conexión, alterados tectónicamente con cambios laterales múltiples.

4.- Terrenos con unidades geológicas impermeables, estos comprenden áreas con pequeños acuíferos o sin ellos.

111 Tabla N°8: Clasificación de las unidades geológicas según su comportamiento hidrológico

CLASIFICACIÓN TRANSMISIVIDAD FORMACIÓN 1a: Buena transmisividad Formación Yacupamba 1. Unidades geológicas sin Aluvios, flujos de barro, consolidación, permeables 1b: Regular transmisividad conos de deyección, por porosidad intergranular depósitos glaciares 2. Unidades geológicas 2a: Elevada transmisividad Flujos volcánicos recientes con permeabilidad 2b: Media a baja Volcánicos antiguos secundaria transmisividad Antisana Basamento volcánico (F. 3. Formaciones volcánicas con transmisividad variables Pisayambo) Basamento metamórfico 4. Formaciones geológicas prácticamente impermeables (Pzla – Trl) (Elaborada por: Carolina Alvarado)

En forma más amplia, las formaciones permeables pueden discriminarse con mayor detalle, de la siguiente manera:

1.- Unidades geológicas sin consolidación, permeables por porosidad intergranular 1a.- Son unidades que contienen mantos acuíferos de elevada transmisividad, multicapas de arenas permeables, flujos de lodo y aluviales. 1b.- Son unidades similares a las anteriores pero con valores menores de transmisividad, ya sea por falta de permeabilidad o por espesor insuficiente, están constituidas por aluviales recientes, flujos de barro menores y morrenas (arenas limosas).

2.- Unidades geológicas con permeabilidad secundaria: 2a.- Presentan elevada permeabilidad como los flujos de lava del tipo AA con características blocosas, dan lugar a manantiales importantes con elevados valores de transmisividad. 2b.- Secuencia de capas de lava antiguas fisuradas y con intercalaciones de tobas impermeables y flujos piroclásticos de mediana permeabilidad, cuya morfología y cobertura permitan la recarga y el escurrimiento subterráneos.

112 3.- Secuencias de unidades geológicas con permeabilidad variable, similar a la anterior, es decir, secuencia de capas con una permeabilidad restringida pero con cobertura y morfología no susceptibles a formar un manto muy localizado.

4.- Unidades geológicas prácticamente impermeables que se identifican especialmente con las rocas metamórficas paleozoicas de la División Loja y de los Granitos Tres Lagunas, esta unidad generalmente cubierta por escombros, podría, en algunos casos constituir acuíferos libres, pero muy localizados.

A pesar de que en las perforaciones geotécnicas realizadas para el proyecto Mica- Quito Sur en 1999 se encontraron acuíferos confinados, no se realizaron los ensayos de bombeo respectivos.

El trabajo ha sido desarrollado bajo el criterio de agrupar las unidades geológicas de similar permeabilidad en grandes sistemas acuíferos. El mapa que contiene la información de permeabilidad de las formaciones geológicas cobra importancia al incorporarse también en él toda la información sobre los manantiales con su caudal. (ver Mapa 16)

Como, no en todos los sitios, se han confirmado la presencia de mantos acuíferos, es válido considerar un mapa de reconocimiento hidrogeológico preliminar. El hecho de haber señalado los valores de algunas surgencias, permite especular sobre su recarga y estimar los balances hídricos correspondientes.

Una visión del Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico Preliminar ha permitido realizar el análisis del comportamiento del caudal base. Los manantiales inventariados se han dividido en tres categorías: caudales menores de 10 l/s, caudales entre 10 y 50 l/s y caudales mayores de 50 l/s; con esto también se representa la suma de caudales de los manantiales, que aproximadamente es de 600 l/s.

113

MAPA 16: Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico e Inventario de Puntos de Agua 5.2 MODELACIÓN DE LA POTENCIALIDAD Y LA DINÁMICA DEL ESCURRIMIENTO

El objetivo principal del presente estudio consiste en definir, de manera preliminar, los aportes subterráneos de las zonas aledañas al volcán Antisana, en comparación con los datos hidrológicos obtenidos al pie del casquete de hielo, considerando el cambio climático.

Por tanto, ha sido necesario realizar una delimitación y calificación de los acuíferos discriminados en el Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico Preliminar, para esto, se los ha distribuido en grupos o sistemas bajo criterios específicos y diferenciados en cuanto a su circulación, potencialidad y origen.

Estos criterios obedecen a que los acuíferos se agrupan dentro de una misma cuenca hidrográfica por tener una característica de conductividad común o también porque se agrupan dentro de varias cuencas hidrográficas interrelacionadas entre sí.

Los sistemas utilizados para las investigaciones de los glaciares, ha hecho posible que se delimiten de tal manera las cuencas que de por sí constituyan unidades prácticas de estudio, por ejemplo hay cuencas en las que no existe influencia de los deshielos y que servirán como base comparativa para las demás.

En este trabajo se han analizado la potencialidad y la dinámica de cinco sistemas, a saber: Jatunhuaycu, Antisana, Micahuaycu, embalse La Mica y Diguchi, cada uno de ellos presenta acuíferos, cuya importancia radica en que representan más del 30% del escurrimiento superficial.

Inicialmente, en el Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico se pudieron distinguir acuíferos por porosidad intergranular o por fisuramiento, acuíferos aislados locales y terrenos sin acuíferos. Esta distribución espacial ha sido luego tomada en cuenta para los análisis de los escurrimientos totales en las cuencas y subcuencas drenantes que al comienzo fueron definidas.

Para la diferenciación de los acuíferos dentro de las cuencas hidrogeográficas se han considerado criterios litológicos y tectónicos. Como se puede ver en las 5 cuencas, los acuíferos disponen de un drenaje y recarga comunes pero mantienen su individualidad; así tenemos que el acuífero Yacupamba que tiene parcialmente un espacio dentro de la cuenca Antisana, es diferente al acuífero Humboldt, pero comparten las recargas.

Potencialidad de los sistemas: El presente trabajo ha tenido el objetivo de evaluar la importancia que tiene la escorrentía subterránea en relación con la escorrentía superficial a partir del inventario de puntos de agua y del análisis de los hidrogramas.

Determinación del aporte subterráneo: El valor del aporte subterráneo (Qb) que no es otro sino el caudal base o escorrentía del acuífero libre, se ha tratado de precisar tomando en cuenta los factores climáticos, geomorfológicos y la calidad de los datos. Usualmente el aporte subterráneo o caudal base mensual se relaciona con el caudal registrado durante el estiaje, asumiendo que las aportaciones son constantes a lo largo del año, es decir, Qb = 12Qe.

En la zona de estudio no existe una marcada época de estiaje por lo que, para este método, se ha tomado en consideración únicamente la época con menores precipitaciones, pero, realizando la respectiva corrección, por tanto el Qb es un valor conocido dentro de los elementos que integran el hidrograma y corresponde al flujo subterráneo.

También se tiene otro valor conocido que es la lámina de lluvia sobre cada cuenca, que igualmente, constituye parte importante de los elementos de un hidrograma. Al tener estos dos valores conocidos, se pudo estimar el porcentaje de agua hipodérmica (interflujo) de cada cuenca hasta completar el 100% de agua.

Para determinar el porcentaje de agua proveniente de glaciar, se contó con los datos de las estaciones hidrométricas del glaciar Crespos y de aforos realizados de las vertientes provenientes de los glaciares involucrados.

FIG. 21: Componentes de un hidrograma

117 (Elaborado por: Carolina Alvarado)

5.2.1 Cuenca del río Jatunhuaycu antes de la captación (38,1 Km2)

Gran parte de esta cuenca se encuentra en la “sombra” que, el volcán Antisana, proyecta de los vientos húmedos provenientes de la Cuenca Amazónica, por ello las isoyetas en estos lugares se reducen a valores entre 700 y 900mm.

El valle del Río Jatunhuaycu está compuesto por materiales de relleno con morfología plana (Qy) que se formó principalmente por avenidas de lahares, flujos de lodo, caída de cenizas, aluviales y depósitos lacustres acumulados en las depresiones intermontanas del basamento volcánico Plio-pleistoceno (Plv).

La parte más occidental de la planicie llamada Formación Yacupamba está cubierta por depósitos lacustres (Hp), actualmente constituye una zona semi-pantanosa a cuyo rededor y sobre la zona plana de la Formación mencionada ha crecido una vegetación almohadillada dura sobre cenizas limo-arcillosas. Las cumbres redondeadas que limitan a esta cuenca por el norte y este, están cubiertas por pajonales que han proliferado sobre cenizas volcánicas limosas.

118 La cuenca está cubierta en un 50% por pajonales, 30% por vegetación almohadillada dura, 10% por zona pantanosa, 5% por vegetación almohadillada blanda, y 5% por zona erosionada.

La cuenca del río Jatunhuaycu y sus subcuencas, presentan los siguientes caudales específicos:

Tabla N°9: Caudales específicos de la cuenca Jatunhuaycu y sus subcuencas.

CAUDAL ESPECÍFICO NOMBRE (l/s/km2) Subcuenca Jatunhuaycu Alto 10,31 Subcuenca Yacupamba 10,34 Subcueca Jatunhuaycu (antes junta Yacupamba) 10,84 Cuenca Jatunhuaycu (antes de la Toma) 8,06 (Fuente: aforos proporcionados por la EMAAP-Q)

El módulo con el valor de 10,84 l/s/km2 para el río Jatunhuaycu antes de la junta con el Río Yacupamba, es consecuente con la disminución de las lluvias que ocurren en este sector, comparado con los módulos de las otras cuencas. El módulo cuyo valor es de 8,06 l/s/km2 en Jatunhuaycu antes de la Toma, puede explicarse por un trasvase desde el acuifero Yacupamba hacia la cuenca del Río Antisana. (ver mapa 16 y 17)

Con los aforos realizados en el río Jatunhuaycu, antes de la captación, se ha construido el hidrograma utilizando los caudales medio mensuales registrados entre los años 2002 y 2008, donde observamos que el aumento de caudales se inicia a fines de marzo con un máximo de 355 l/s; a partir del mes de junio ocurre un descenso rápido hasta agosto para cubrir el ciclo en el mes de enero.

En consecuencia, se deduce que el mayor caudal subterráneo ocurrirá entre los meses de enero y junio, en cambio que el incremento de las reservas subterráneas, posiblemente ocurra a partir del mes de agosto, es decir, después de unos cuatro meses del mes más lluvioso que se registra en la región. En el Gráfico 10, se muestra el hidrograma del río Jatunhuaycu del período 2000 – 2008, que sirvió de base para los análisis correspondientes.

119

MAPA 17: Mapa de Dinámica Subterránea y Potencialidad GRAF. 10: Hidrograma de la cuenca Jatunhuaycu A Captación.

RÍO JATUNHUAYCU A. CAPTACIÓN

100 400 90 350 80 300 70 60 250 PRECIPITACIÓN

50 200 l/s mm CAUDAL 40 150 30 100 20 10 50 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MESES (Fuente: aforos EMAAP - Q)

Se estima que los aportes al escurrimiento total se encuentran dentro del siguiente rango: Acuífero generalizado libre 80% Agua hipodérmica 08% Agua superficial 12% Agua de deshielos 0%

5.2.2 Cuenca del río Antisana antes de la unión con el río Micahuaycu (38,3 Km2)

Esta cuenca, igual que la del río Jatunhuaycu está dentro de la “sombra pluvial” que, hacia el oeste, provoca el volcán Antisana con sus 5.758msnm; sin embargo, se registra un leve incremento de la lluvia con la altura; en la cuenca la precipitación anual es de 700 a 1000 mm.

Una parte de la cuenca del río Antisana está integrada por el flanco escarpado e irregular del estrato cono del volcán Antisana, donde se han diferenciado los productos volcánicos antiguos y recientes (Pv y Hv). En el anillo externo del flanco se encuentran los planos disectados de las Formación Yacupamba y las planicies de relleno de flujos de barro subsecuentes y de depósitos aluviales. En el anillo interior o franja periglaciar escarpada se acumulan los depósitos glaciares que deja el casquete al retirarse por el deshielo. Solamente en el sector norte de la cuenca se presentan cumbres escarpadas del Cerro Chuzalongo y Suchos, como ventos volcánicos en proceso de denudación.

La potencia de la ceniza volcánica varía según morfología y la cronoestratigrafía; mientras en la zona periglaciar, donde se localizan los depósitos glaciares (morrenas) y afloran rocas del volcanismo antiguo del Antisana no existe cobertura de ceniza, en cambio, se observa una capa de apenas decímetros, sobre los actuales flujos de lava y, con espesores métricos sobre la Formación Yacupamba y el basamento volcánico.

La cuenca está cubierta en un 35% por vegetación almohadillada dura, 15% por pajonales, 15% por vegetación de tundra pluvial, 15% por glaciares, 10% por morrenas y 10% por vegetación almohadillada blanda.

La cuenca Antisana está conformada por dos subcuencas, la una a partir de los glaciares 11 y 12 (Los Crespos) que cerca de la confluencia con el río Micahuaycu cuenta con la estación hidrométrica Humboldt, y la cuenca que se forma a partir de los glaciares 13 y 14; en estas subcuencas se han obtenido los siguientes módulos específicos:

Tabla N°10: Caudales específicos de la cuenca Antisana y sus subcuencas

CAUDAL ESPECÍFICO NOMBRE (l/s/km2) Cuenca Subcuenc AJ Micahuaycu 13,4 Subcuenca Humboldt 15,49 Subcuenca 13 – 14 4,36

(Elaborado por: Carolina Alvarado)

Para la interpretación se ha incluido: Manantial Humboldt 47,0 l/s/km2

La subcuenca del manantial Humboldt tiene un alto módulo efectivo, que se debe a que las aguas infiltradas se canalizan a través de los paleolechos en las cuencas invertidas por los flujos de lava recientes o actuales, de tal manera que, por el paleolecho Humboldt, drena el agua de la cuenca 13 – 14, pero también hay un trasvase efectivo desde la subcuenca Humboldt hacia la cuenca Micahuaycu.

123 Probablemente parte del escurrimiento subterráneo de la subcuenca Yacupamba cruza hacia la del río Antisana; esto sucede por la secuencia generalizada de una o más facies de la Formación Yacupamba cuyo “trend” está dispuesto de norte a sur.

Las medidas registradas en el río Antisana, antes de la junta con el río Micahuaycu, muestran un régimen bimodal con caudales máximos del orden de los 580 l/s (promedio mensual) al comienzo del mes de junio, con un “lag” o tiempo de retardo de dos meses en relación con el período de precipitaciones (ver gráfico 11).

Otro máximo de caudales del orden de los 520 l/s a comienzos de noviembre sin que haya un “lag” en relación con el régimen de lluvias regional, lo que posiblemente representa un régimen local para la cuenca del río Antisana.

Llos caudales se incrementan desde el mes de marzo y llegan a ser máximos a inicios del mes de julio, aunque algo más tarde que en la cuenca del Río Jatunhuaycu, el descenso de los caudales termina también más tarde, en el mes de octubre, para ascender bruscamente en noviembre y continuar su leve descenso en forma irregular para cerrar su ciclo en el mes de marzo.

El flujo subterráneo tiene su máxima descarga entre los meses de marzo y julio con un incremento de reservas a partir de agosto, es decir, después de cuatro meses del mes más lluvioso, igual que la cuenca del río Jatunhuaycu.

GRAF. 11: Hidrograma de la cuenca Antisana AJ Micahuaycu período 2000 – 2008

RÍO ANTISANA A.J. MICAHUAYCU 100 700 90 600 80 70 500 60 400 PRECIPITACIÓN L/s mm 50 CAUDAL 40 300 30 200 20 100 10 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MESES

(Fuente: aforos EMAAP - Q)

124 Con base en los valores del inventario de puntos de agua contrastados con los datos de los aforos realizados durante el reconocimiento, se tiene que para el escurrimiento total, los aportes son los siguientes:

Acuífero libre 60 % Agua hipodérmica 10 % Agua superficial 15 % Agua de deshielo 15 %

5.2.3 Cuenca del río Micahuaycu antes de la unión con el río Antisana (8,43 Km2)

Esta cuenca se encuentra en el extremo sur del cono de “sombra pluvial” originado por el volcán Antisana. En el sector intermedio de la cuenca se levanta una barrera montañosa escarpada a manera de testigo del basamento volcánico (Plv); aguas arriba la cuenca se desarrolla sobre terrenos suaves a moderados constituidos por materiales volcánicos antiguos (Pv) y recientes (Hv) del Antisana, y, solamente en el pequeño vértice donde se inicia la cuenca existen terrenos abruptos constituidos por depósitos glaciares (morrenas).

La ceniza volcánica dispuesta a manera de depósitos piroclásticos cubre en forma generalizada toda la cuenca y tiene su mayor espesor en los sitios donde cubre las unidades geológicas antiguas y es de menor espesor sobre los depósitos modernos.

La cuenca está cubierta en un 40% por vegetación almohadillada suave, un 20% por vegetación almohadillada dura, un 20% por pajonales, un 10% por vegetación de tundra pluvial y un 10% por suelo sin cobertura representado por morrenas.

La cuenca del río Micahuaycu se inicia al pie de las morrenas y probablemente tiene una pequeña influencia del glaciar a través del flujo volcánico reciente que nace fuera de la cuenca, pero, cerca de cruzar la barrera montañosa del basamento volcánico Pliocuaternario, hay un importante aporte de agua subterránea que viene canalizada a través del flujo de lava (Hv), así se explica su elevado caudal específico de 28,1 l/s/km2 comparado con el caudal específico del Río Antisana que es de 13,4 l/s/km2.

125 El hidrograma de la cuenca del río Micahuaycu muestra un caudal que puede considerarse como base o aporte subterráneo del orden de 166 l/s. Los caudales comienzan a incrementarse a partir del mes de enero con un máximo en junio. El vaciado del manto subterráneo ocurre en el mes de agosto (ver grafico 12)

A partir del mes de agosto ocurre la curva de agotamiento predominantemente del manto subterráneo, representado por acuíferos generalizados de mediana transmisividad en la parte baja de la cuenca y, de los acuíferos de permeabilidad por fracturación primaria en la parte alta de la cuenca.

GRAF. 12: Hidrograma de la cuenca Micahuaycu AJ Antisana período 2001 - 2008

RÍO MICAHUAYCU A.J. RÍO ANTISANA 100 450 90 400 80 350 70 300 60 250 PRECIPITACIÓN l/s

mm 50 200 CAUDAL 40 150 30 20 100 10 50 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MESES

(Fuente: aforos EMAAP - Q)

Del reconocimiento hidrogeológico con los datos del inventario de puntos de agua, contrastados con los aforos realizados, se estiman los siguientes aportes al escurrimiento total: Acuífero libre 60 % Agua hipodérmica 15 % Agua superficial 25 % Agua de deshielo 0 %

126 5.2.4 Cuenca del río Diguchi antes de la captación (5,06 Km2)

Posee un caudal promedio de 76,9 l/s según los datos de aforos para el período 2000- 2008, lo que le confiere a la cuenca un caudal específico de 15,2 l/s/km2. El valle del río Diguchi está formado por aluviales y depósitos glaciares, sobre el basamento volcánico de la formación Pisayambo.

La cuenca está cubierta en un 90% por pajonales en suelos limosos negros y un 10% por vegetación almohadillada suave en suelos de limosos con arena.

El gráfico 13 corresponde al hidrograma general de esta cuenca, en la que se observa que junio es el mes con mayor caudal, mientras que febrero es el mes con menor caudal. El “lag” respecto a los máximos de precipitación es de 2 meses aproximadamente, mientras que el vaciamiento de los mantos acuíferos ocurre desde el mes de septiembre.

GRAF. 13: Hidrograma de la cuenca Diguchi AJ Antisana

CUENCA DIGUCHI A. CAPTACIÓN

100 200 90 180 80 160 70 140 60 120 PRECIPITACIÓN l/s

mm 50 100 CAUDAL 40 80 30 60 20 40 10 20 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MESES

(Fuente: EMAAPQ)

Del reconocimiento hidrogeológico con los datos del inventario de puntos de agua, contrastados con los aforos realizados, se estiman los siguientes aportes al escurrimiento total:

127 Acuífero libre 17 % Agua hipodérmica 28 % Agua superficial 55 % Agua de deshielo 0 %

Este análisis no fue posible realizarlo en la Cuenca del la Laguna la Mica, debido a que no se tiene aforos actuales en el río Desaguadero, y porque el caudal está regulado por el embalse. Sin embargo, mediante los aforos instantáneos en cada subcuenca, del análisis del hidrograma y de las observaciones, se ha podido estimar los aportes al escurrimiento total:

Acuífero libre 35 % Agua hipodérmica 15 % Agua superficial 50 % Agua de deshielo 0 %

128 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 CONCLUSIONES

 El Estudio: “Caracterización Hidrogeológica de las Vertientes Occidentales del Volcán Antisana como parte de los Estudios de los Glaciares y Páramos Frente al Cambio Climático”, permite tener un concepto más claro sobre la interacción entre los terrenos volcánicos y las lluvias expresada bajo el término de escorrentía. Este estudio toma una mayor importancia considerando que de estas vertientes se abastece del Sistema de Agua Potable La Mica – Quito Sur.

 El Mapa de Reconocimiento Hidrogeológico constituye una primera aproximación para la evaluación del potencial acuífero de la zona estudiada representado principalmente por la Formación Yacupamb; el análisis de este mapa, complementado con los datos de aforos e inventario de puntos de agua, ha permitido determinar y cuantificar el movimiento subterráneo del agua entre las subcuencas.

 La dinámica del escurrimiento superficial está controlada fundamentalmente por la morfología, representada por: cumbres onduladas, laderas empinadas al pie del Antisana y algunos relictos de cuellos volcánicos; esta gruesa capa volcánica descansa sobre un basamento metamórfico de la era Paleozoica. Una potente secuencia de piroclásticos cubre toda la zona estudiada excepto los depósitos aluviales, los flujos de lava y los depósitos glaciares actuales.

 La pérdida del casquete de hielo del volcán Antisana puede dar lugar a que se produzcan dos fenómenos físicos: el uno representaría un atenuante frente a cualquier actividad volcánica del Antisana y el otro ocasionaría un acelerado derretimiento y, consecuentemente, un aumento aparente en la escorrentía.

 Los acuíferos libres tienen un papel preponderante en la regulación del caudal de escurrimiento y transvase de cuencas hidrográficas, este comportamiento está ligado directamente al régimen de lluvias de la zona siendo aporte mínimo

129 en la cuenca alta del río Jatunhuaycu y máximo en la subcuenca del Río Moyas.

 Los procesos denudativos y agradacionales que ocurren alrededor del volcán Antisana, lejos de ser un peligro ha constituido un factor preponderante en la formación de los acuíferos, principalmente con los llamados desfogues que no son más que flujos de barro que en forma subsecuente y coalescente rellenan los valles y, cuando adoptan una morfología apropiada, se constituyen en unidades geológicas importantes como ha sucedido con la Formación Yacupamba.

 De la información sobre la construcción del túnel de transvase del Proyecto La Mica – Quito Sur, entre El Salto y Pullurima se pudo constatar la importancia que tiene el basamento volcánico antiguo representado por la Formación Pisayambo, donde se distinguen las facies volcanogénicas que constituyen acuíferos confinados, semiconfinados y colgados, los mismos que, durante la excavación, se vaciaron e intercomunicaron convirtiéndose en un interesante aporte de aguas subterráneas. En esta unidad geológica la permeabilidad ocurre principalmente por fracturación.

 De acuerdo con la paleogeografía y los actuales flujos de lavas y flujos de barro se pudo determinar que la dirección del transvase de aguas subterráneas entre las subcuencas se debe a la paleo geomorfología volcánica.

 Los materiales que, por su porosidad efectiva, han contribuido en la constitución de acuíferos generalizados o aislados, en orden de importancia son: la formación Yacupamba, los flujos de barro actuales, flujos de lava recientes, volcánicos antiguos del Antisana, y basamento volcánico antiguo (F. Pisayambo).

 Dentro de los cauces aparentes y activos se presentan aluviales y coluviales que constituyen reservorios localizados y temporales especialmente durante los períodos de lluvias intensas.

 El limitante para el desarrollo del presente estudio ha sido los escasos datos hidrometeorológicos con los que se ha contado, ello ha impedido realizar

130 análisis más profundos sobre la lluvia útil que está libre de la evapotranspiración.

 El embalse de la laguna La Mica se encuentra en un valle glaciar cuyo represamiento natural es consecuencia de la acumulación de continuos flujos de barro que también fueron utilizados para la construcción del terraplén de la presa. Éste embalse junto con la zona pantanosa que lo rodea constituye el mayor porcentaje de área de la cuenca embalse La Mica.

 Las zonas de recarga están ubicadas principalmente en las partes altas de los respaldos de las cuencas, especialmente en zonas sin mayor cobertura de ceniza volcánica, también dentro de los valles en los sitios con cobertura vegetal almohadillada y finalmente en los cauces aparentes y activos de los ríos.

 En la zona de estudio, con base en la composición química se ha podido distinguir tres grupos de aguas: el grupo A formado por aguas meteóricas (río Antisana) y subterráneas (Manantial Humboltd) con poco tiempo de permanencia; el grupo B formado por aguas subterráneas con regular tiempo de permanencia en el subsuelo (río Sarpache) y; el grupo C formado por aguas subterráneas con mayor tiempo de permanencia en el subsuelo (río Micahuaycu).

6.2 RECOMENDACIONES

 Para tener un mayor conocimiento de las condiciones atmosféricas y meteorológicas prevalecientes en la zona de los páramos, se debería contar con estaciones meterorológicas similares a las instaladas al pie del Glaciar 15. Por lo pronto deberían colocarse pluviómetros totalizadores en forma altitudinal, guardando concordancia con la dirección de las corrientes húmedas que llegan de la cuenca amazónica, así como también, medidores de precipitaciones ocultas en forma de: lluvias horizontales, rocío, neblina y escarcha. (ver mapa anexo)

131  Se recomienda realizar una perforación aproximada de 100 metros, con las respectivas pruebas de bombeo y ensayos sobre la Formación Yacupamba y la instalación de piezómetros con monitoreo automático. Debe estudiarse la dinámica de la formación de los depósitos glaciares anulares, debidos al derretimiento acelerado del casquete de hielo del Antisana. (ver mapa anexo)

 Debería complementarse la preservación de esta Área Protegida retirando o limitando el pastoreo de ganado ovino, bovino y equino dentro de la cuenca vertiente del Proyecto La Mica-Quito Sur por la contaminación y erosión que ellos producen.

 Se recomienda extender este tipo de reconocimientos hidrogeológicos a todas las vertientes que nacen del volcán Antisana.

 Es necesario realizar estudios especiales donde se presentan anomalías geotérmicas como son: la zona de Piedra Azufre, Manantial del lado derecho del Jatunhuaycu, afloramientos de agua termomineral en la cola de la laguna La Mica, los estudios deben contar con levantamientos geológicos de detalle, prospección hidrogeoquímica y ensayos geofísicos.

 Realizar una modelación de hidráulica subterránea para cada una de las facies volcanogénicas, especialmente aquellas que muestran buena transmisividad, pues podrían constituir embalses subterráneos naturales de los que se podría extraer agua de excelente calidad.

 Continuar con las investigaciones sobre el peligro volcánico potencial del Antisana, asociado con la llamada Caldera Chacana, pues así, o se tendrían elementos de juicio para definir el riesgo volcánico sobre el sistema La Mica – Quito Sur sino también sobre el Proyecto Ríos Orientales.

 Es necesario considerar el recurso que ofrecen las aguas subterráneas con un criterio estratégico, cuyo uso, además de la calidad alimentaría que por sí representa, sería una excelente reserva para casos de emergencia. Otro de los beneficios de estas fuentes de agua subterránea radica en que, al encontrarse en zonas altas, su explotación y servicio se simplifican porque se conducirían sólo por gravedad.

132 MAPA 18: Sitios recomendados para ubicación de pluviómetros y perforación 7 GLOSARIO

Acuífero: cualquier formación geológica por la que circulan o se almacenan aguas subterráneas que puedan ser extraídas para su explotación, uso o aprovechamiento.

Aforo: mediciones realizadas en un cauce con el objetivo de obtener datos básicos para calcular el caudal que pasa por una sección transversal del mismo.

Alóctono: venido de otra parte. Antónimo: autóctono.

Anemómetro: instrumento que mide la velocidad o la fuerza del viento, cuando es capaz de registrarlo se le llama anemógrafo.

Anfibolita: roca metamórfica formada por anfíboles fundamentalmente, y plagioclasa, con textura masiva y color verde oscuro.

Basamento: corteza terrestre situada por debajo de los depósitos sedimentarios y que llega hasta la discontinuidad de Mohorovicic.

Brecha volcánica: roca formada por fragmentos de rocas volcánicas y fragmentos de las rocas encajantes a veces, cementados por cenizas y lapillis.

Buzamiento o Echado: ángulo que forma la superficie de un estrato con la horizontal, medido en el plano que contiene la línea de máxima pendiente.

Cabalgamiento: conjunto de capas rocosas de edad más antigua que se superponen sobre otras de edad más moderna por efecto de presiones laterales.

Cauce principal: el canal principal que capta y conduce el agua hasta la descarga de una cuenca.

Caudal base: gasto o caudal que proviene del agua subterránea.

Ceniza: son aquellos productos piroclásticos menores a 2 mm.

Ciclo del agua: también se le llama ciclo hidrológico. Es el transporte vertical y horizontal del agua en cualquiera de sus estados entre la tierra, la atmósfera y los mares.

Clivaje: aptitud de un mineral o una roca para dividirse según planos paralelos, sean cristalográficos (exfoliación), estratigráficos o tectónicos (lajado, hojosidad).

Cronoestratigrafía: rama de la estratigrafía que se ocupa del conocimiento de la edad y la ordenación de las unidades estratigráficas, así como del establecimiento de la escala estratigráfica mundial.

Cuenca hidrológica: el territorio donde las aguas fluyen al mar a través de una red de cauces que convergen en uno principal, o bien el territorio en donde las aguas forman una unidad autónoma o diferenciada de otras, aún sin que desemboquen en el mar. La cuenca, conjuntamente con los acuíferos. Descarga natural: volumen de agua que descarga una unidad hidrogeológica a través de manantiales, vegetación, ríos y humedales, o subterráneamente a cuerpos de agua (mares, lagos y lagunas).

Diaclasa: fractura de rocas o de materiales sin desplazamiento relativo de las partes separadas.

Discordancia: discontinuidad estratigráfica en la que no hay paralelismo entre los materiales infra y suprayacentes.

Embalse: estanque, lago o cuenca, ya sea natural o artificial, para el almacenamiento, regulación y control del agua.

Erosión: conjunto de fenómenos externos que, en la superficie del suelo o a escasa profundidad, quitan en todo o en parte, los materiales existentes modificando el relieve.

Escarcha: hidrometeoro que se forma similar al rocío pero a temperaturas inferiores a los 0ºC. Apareciendo como un depósito de hielo de aspecto cristalino.

Escurrimiento: parte de la precipitación, nieve o agua de riego que aparece en la superficie en forma de arroyos, ríos, drenajes o alcantarillas.

Esquisto: roca metamórfica susceptible de dividirse en hojas por su alto contenido en minerales micáceos.

Estiaje: niveles más bajos o caudales mínimos de los ríos durante ciertos períodos del año.

Estratificación cruzada: disposición de las laminaciones estratigráficas en forma transversal u oblicua a los planos principales de estratificación de una capa.

Extrusivo: son las rocas ígneas que cristalizan en superficies, bajo condiciones de presión atmosférica, por lo que se desgasifican y enfrían muy rápidamente.

Evaporación: es el proceso por el cual el agua, en la superficie de un cuerpo de agua natural o artificial o en la tierra húmeda, adquiere la suficiente energía cinética de la radiación solar, y pasa del estado líquido al gaseoso.

Evapotranspiración: es la cantidad total de agua que retorna a la atmósfera en una determinada zona por evaporación del agua superficial y del suelo, y por transpiración de la vegetación.

Formación: unidad litoestratigráfica fundamental. Cuerpo de rocas identificado por sus características litológicas y su posición estratigráfica.

Glaciar: masa de hielo, formado sobre la tierra por la compactación y recristalización de la nieve, que se mueve muy lentamente abajo o hacia el exterior por su propio peso.

Granizo: precipitación que se origina en nubes convergentes, en forma de glóbulos o trozos irregulares de hielo. El granizo tiene un diámetro de 5 a 50 milímetros. Los

135 pedazos más pequeños de hielo, cuyo diámetro es de 5 mm ó menos se llaman granizo menudo. Los trozos individuales se llaman piedras de granizo.

Heliógrafo: instrumento que se utiliza para medir las horas de sol en un período de un día, consiste en una esfera de cristal la cual juega el papel de lente concentrador de la luz solar y la proyectada a una cartulina en su parte inferior. La cartulina se quema de acuerdo a la intensidad de la luz.

Hidrografía: descripción y medidas de los cuerpos de agua, como son, océanos, mares, ríos, lagos, embalses, etc.

Hidrograma: cuadro que mide la cantidad de agua que fluye a un punto anterior en función del tiempo.

Hidrología: ciencia que estudia las aguas de la tierra, incluyendo su distribución, circulación, sus propiedades físicas y químicas y su interacción con el medio ambiente y los seres vivos.

Hidrometeorología: parte de la meteorología que estudia la ocurrencia, movimiento y cambios de estado del agua en la atmósfera, o sea, la meteorología aplicada a la hidrología.

Humedales: áreas caracterizadas por la presencia de agua y terrenos más o menos encharcados que permiten el desarrollo de variadas y frágiles biocenosis diferentes a las de su entorno.

Infiltración: caudal de agua de la superficie terrestre en el subsuelo.

Intrusivo/a: que penetra en formaciones ya existentes. Se aplica a las rocas magmáticas emplazadas en estado fluido bajo la superficie y a los macizos que constituyen, se cristalizan lentamente, así como a los diapiros de rocas salinas.

Isoterma: línea que une los puntos de igual temperatura.

Isoyeta: línea que une los puntos de igual precipitación durante un período de tiempo dado.

Lahar: coladas de barro, originadas en las pendientes de los volcanes, cuando capas inestables de ceniza se saturan de agua y fluyen pendiente abajo siguiendo los curso de los ríos y arroyos.

Lapilli: roca piroclástica constituida por pequeños fragmentos de lava menores de 3 cm.

Lecho: fondo del cauce

Masa de aire: extensa porción de aire con características de temperatura y humedad similares en toda su extensión horizontal

Matriz: fracción fina de una roca que forma una masa en la que quedan englobados los cristales, granos o clastos de mayor tamaño.

Metamorfismo: conjunto de procesos que a partir de una roca original cambian la mineralogía y estructura de la misma, pudiendo llegar a formar una nueva roca, por

136 efecto del aumento de la presión y/o temperatura, sin llegar a fundir totalmente la roca original.

Meteorología: ciencia y estudio de los fenómenos atmosféricos y de la atmósfera. Entre las áreas que abarca la meteorología se incluye a: la agricultura, la astrometeorología, la aviación, la hidrometeorología y las meteorología: dinámica, operacional y sinóptica.

Milonita: toda roca triturada más o menos finamente (brecha tectónica). En el s.s. de los petrólogos roca dinamometamórfica que deriva de una roca magmática o metamórfica triturada hasta el punto de que los cristales originales no son identificados a simple vista.

Morena: conjunto de materiales rocosos arrastrados por los glaciares y que quedan depositados al fundirse el hielo.

Neblina: manifestación visible de gotas de agua suspendidas en la atmósfera en o cerca de la superficie de la tierra, reduciendo la visibilidad horizontal a menos de un kilómetro. Se origina cuando la temperatura y el punto del rocío del aire presentan valores similares y existen suficiente núcleos de condensación.

Nieve: precipitación de cristales congelados de hielo, blancos o transparentes, configurados en una compleja forma hexagonal. Por lo general cae de nubes estratiformes, pero puede caer como lluvia de nieve desde otras nubes cumuliformes. Usualmente aparece en forma de apretadas escamas o copos de nieve.

Nivel freático: límite entre la capa del suelo saturado y la capa superior sin saturar.

Paleolecho: fondo del cauce de un río generado en el pasado y enterrado bajo otras capas litológicas posteriores.

Permeabilidad: capacidad de un material para permitir el paso de un líquido, como agua a través de las rocas.

Piroclástica: roca detrítica formada por acumulación de partículas sólidas expulsadas por un volcán, llamadas piroclastos.

Piroxenos: metasilicatos generalmente de hierro y magnesio. Según su cristalización pueden ser Orto cuando son rómbicos y Clino si son monoclínicos.

Placa tectónica: es una gran capa de roca sólida, de forma irregular y generalmente compuesta de material oceánico y continental.

Plagioclasas: feldespatos con diferentes cantidades de sodio y calcio. Forman una serie continua: Albita (0-10%), Oligoclasa (10-30%), Andesina (30-50%), Labrador (50- 70%), Bytownita (70-90%) y Anortita (90-100%). Los porcentajes son de plagioclasa cálcica.

Pluviógrafo: pluviómetro registrador. Aparato registrador de la precipitación. Proporciona información acerca del inicio, duración e intensidad de la lluvia.

Pluviómetro: instrumento para medir la cantidad de lluvia que cae en un lugar y en un espacio de tiempo determinados; el agua recogida por él se mide en litros o milímetros por metro cuadrado.

137 Porosidad: medida de la capacidad de carga de agua de la roca del subsuelo. Con respecto al movimiento de agua, no es sólo la magnitud total de la porosidad que es importante, pero el tamaño de los huecos y el grado en que están interconectadas.

Precipitación: cualquier y todas las formas del agua, en estado líquido o sólido, que cae de las nubes hasta llegar a la tierra. Esto incluye la lluvia, llovizna, llovizna helada, lluvia helada, granizo, hielo granulado, nieve, granizo menudo y bolitas de nieve.

Recarga: volumen de agua que recibe una unidad hidrogeológica, en un intervalo de tiempo específico.

Régimen pluviométrico: distribución mensual o estacional de las precipitaciones en lugar determinado.

Rocío: condensación en forma de pequeñas gotas de agua que se forman en el césped y en otros objetos pequeños cercanos a la tierra cuando la temperatura ha caído al punto del rocío. Esto ocurre generalmente durante las horas de la noche.

Río: corriente de agua natural de gran volumen, de más de un riachuelo o arroyo.

Subcuenca: fracción de una cuenca hidrológica, que corresponde a la superficie tributaria de un afluente o de un sitio seleccionado.

Suelo: capa de la corteza terrestre formada por material meteorizado en el mismo lugar donde actualmente se halla, mezclado con materia orgánica muy superficial.

Toba: depósito o roca volcánica formada por piroclastos soldados.

Transpiración: proceso por el cual la vegetación extrae humedad del suelo y la libera al aire circundante como vapor.

Trasvase: en cuanto a los ríos significa el traslado de por cauces artificiales o naturales desde cuencas con superávit a otras con déficit hídrico.

Trend: tendencia, curso, giro, propensidad, tónica, tender a.

Unidad hidrogeológica: conjunto de estratos geológicos hidráulicamente conectados entre sí, cuyos límites laterales y verticales se definen convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales subterráneas.

Unidad litoestratigráfica: volumen de materiales diferenciado por sus características litológicas.

Vertiente: desnivel, talud, escarpa, declive o sitio por donde corre o puede correr agua; Cada una de las pendientes de una montaña que van de la cima a la base.

Viento catabático: viento asimilable a una brisa descendente de vertiente, muy rápido y de corta duración, originado por el desplome gravitacional a lo largo de una pendiente de una masa de aire muy densa, a consecuencia de intenso enfriamiento, en situaciones de calma anticiclónica.

Volcán: lugar donde la roca ígnea, fundida o fragmentada por el calor sale a través de una abertura desde las partes internas de la tierra a la superficie.

138 8 BIBLIOGRAFÍA

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143 9 ANEXOS

Lista de Anexos

Anexo 1: Cortes Geológicos.

Anexo 2: Tabla de datos e hidrogramas de los sistemas hídricos.

Anexo 3: Análisis químicos.

Anexo 4: Gráfico de Zhuber.

Anexo 5: Mapas de distribución de elementos.

Anexo6: Fichas descripción petrográfica.

Anexo 7: Tabla de Inventario de Puntos de Agua.

Anexo 8: Fichas de la influencia de las principales formaciones vegetales en el régimen hídrico de la zona.

Anexo 9: Fichas de cuencas y subcuencas hidrográficas.

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