Determinación de la brecha hídrica en la distribución de caudales a partir de la cuantificación de la demanda hídrica por uso de suelo. Estudio de caso del canal de riego Tumbaco, Pichincha, Ecuador

Contenido principal del artículo

Jefferson Francisco Cando Bautista
Jorge Andrés Espinosa Marín
https://orcid.org/0000-0002-7924-7502
Wellington Augusto Bastidas Guevara
Carlos Lenin Montúfar Delgado

Resumen

En Ecuador, la administración, operación y mantenimiento de sistemas de riego se encuentra gestionada por juntas de usuarios, las cuales distribuyen el recurso hídrico enfrentando diferentes problemáticas relacionadas con el desconocimiento de la demanda hídrica de los cultivos y condiciones propias del sistema, lo cual crea una brecha entre la oferta y la demanda. Esta investigación propone el desarrollo de una metodología de cálculo del requerimiento hídrico en el canal de riego Tumbaco, con la finalidad de optimizar este recurso, mediante la incorporación de variables de superficie de tierra cultivable, tipo de cultivo, factores edáficos y climáticos para cuantificar adecuadamente los caudales que deben ser entregados en los diferentes sectores de influencia directa del canal. La metodología propuesta es adaptable a diversos territorios y han sido consideradas diferentes estrategias de aplicación de agua, de acuerdo con la realidad de cada sistema. Entre los principales resultados se obtuvo que la irrigación de los ramales que conforman el sistema se encuentra sobreestimada; en el caso del ramal Alangasí-La Merced se establece un requerimiento de 28,80 l s ha-1. Al compararlo con el caudal entregado por la junta de riego, se observa que se distribuye un 247,22 % más de lo necesario, el ramal Chichipata 241,66 l s ha-1 con +44,83 %, ramal Churoloma 132,79 l s ha-1 +35,55 %, ramal El Pueblo 97,3 l s ha-1 +54,16 %, Ilaló 220,83 l s ha-1 +44,91 %, La Viña 68,34 l s ha-1 +119,49 % y San Blas 20,13 l s ha-1 +496,12 %. La metodología desarrollada se puede aplicar para gestionar programas de manejo sustentable de agua a gran escala y como modelo de gestión del recurso hídrico, así como servir de línea base para establecer modelos econométricos en la recaudación de tarifas de cobro por consumo de agua de riego.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

Cargando métricas ...

Detalles del artículo

Cómo citar
Cando Bautista, J. F., Espinosa Marín, J. A., Bastidas Guevara, W. A., & Montúfar Delgado, C. L. (2024). Determinación de la brecha hídrica en la distribución de caudales a partir de la cuantificación de la demanda hídrica por uso de suelo. Estudio de caso del canal de riego Tumbaco, Pichincha, Ecuador . Siembra, 11(1), e6264. https://doi.org/10.29166/siembra.v11i1.6264
Sección
Dossier: Gestión del Agua y del Riego
Biografía del autor/a

Jefferson Francisco Cando Bautista, Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas. Jerónimo Leiton y Gatto Sobral S/N. Ciudadela Universitaria. 170521. Quito. Pichincha, Ecuador

https://orcid.org/0009-0008-2177-7616

Jorge Andrés Espinosa Marín, Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas. Jerónimo Leiton y Gatto Sobral S/N. Ciudadela Universitaria. 170521. Quito. Pichincha, Ecuador

https://orcid.org/0000-0002-7924-7502

Wellington Augusto Bastidas Guevara, Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas. Jerónimo Leiton y Gatto Sobral S/N. Ciudadela Universitaria. 170521. Quito. Pichincha, Ecuador

https://orcid.org/0000-0002-7167-4518

Carlos Lenin Montúfar Delgado, Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas. Jerónimo Leiton y Gatto Sobral S/N. Ciudadela Universitaria. 170521. Quito. Pichincha, Ecuador

https://orcid.org/0000-0003-0458-5002

Citas

Adeyeri, O. E., Laux, P., Ishola, K. A., Zhou, W., Balogun, I. A., Adeyewa, Z. D., y Kunstmann, H. (2022). Homogenising meteorological variables: Impact on trends and associated climate indices. Journal of Hydrology, 607, 127585. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127585 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127585

Aguirre Escobar, C. P. (2017). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal Chichipata, zona 3, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/10522

Ali, M. H., y Mubarak, S. (2017). Effective rainfall calculation methods for field crops: An overview, analysis and new formulation. Asian Research Journal of Agriculture, 7(1), 1-12. https://doi.org/10.9734/ARJA/2017/36812 DOI: https://doi.org/10.9734/ARJA/2017/36812

Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., y Smith, M. (2006). Evapotranspiración del cultivo. Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. FAO. https://www.fao.org/4/x0490s/x0490s00.htm

Alves, M. E. B., Mantovani, E. C., Sediyama, G. C., y Neves, J. C. L. (2013). Estimate of the crop coefficient for Eucalyptus cultivated under irrigation during initial growth. CERNE, 19(2), 247-253. https://doi.org/10.1590/S0104-77602013000200008 DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-77602013000200008

Andrade Betancourt, V. S. (2018). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal Ilaló, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/14055

Boslaugh, S. (2008). Pearson correlation coefficient. Encyclopedia of Epidemiology, 2, 792-794. https://doi.org/10.4135/9781412953948 DOI: https://doi.org/10.4135/9781412953948

Brouwer, C., Goffeau, A., y Heibloem, M. (1985). Irrigation Water Management: Training Manual No. 1 - Introduction to Irrigation. FAO. https://www.fao.org/3/r4082e/r4082e00.htm

Burt, C. M., Clemmens, A. J., Strelkoff, T. S., Solomon, K. H., Bliesner, R. D., Hardy, L. A., Howell, T., y Eisenhauer, D. E. (1997). Irrigation performance measures: Efficiency and uniformity. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 123(6), 423-442. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1997)123:6(423) DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1997)123:6(423)

Calderón Baños, S. P. (2014). Evaluación del recurso hídrico en la eficiencia del desarrollo de los cultivos en cinco barrios de Tumbaco, Pichincha. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/3242

Cárdenas Torres, M. A. (2021). Evaluación de la evapotranspiración de productos satelitales en la zona sur del Ecuador, 1990-2013. Universidad Técnica de Machala. http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/16546

Carrera-Villacrés, D. V., Quinteros-Carabalí, J. A., Gómez, A. J., Solano, E. M., Llumiquinga, G. E., y Burgos, C. A. (2019). Dynamic model for the management of water resource and water aptitude for irrigation of the Togllahuayco gorge in the Guangopolo micro-basin. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 344, 012029. https://doi.org/10.1088/1755-1315/344/1/012029 DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/344/1/012029

Cercado Damiany, W. A. (2022). Gestión gubernamental del uso del agua con fines de riego en Ecuador. Universidad Técnica de Babahoyo. http://dspace.utb.edu.ec/handle/49000/13361

Changjiang Institute of Survey, Planning, Desing and Research [CISPDR]. (2016). Plan nacional de la gestión integrada e integral de los recursos hídricos de las cuencas y microcuencas hidrográficas de Ecuador. CISPDR.

Chasiluisa Yanchatuña, N. G. (2017). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal San Blas, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/13742

Cisneros Vaca, M. Y. (2018). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal Chichipata, zona 2, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/14729

Cohen, J. (1988). Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences (2a ed.). Routledge. https://doi.org/10.4324/9780203771587 DOI: https://doi.org/10.4324/9780203771587

Dastane, N. G. (1978). Effective rainfall in irrigated agriculture. FAO. https://www.fao.org/4/x5560e/x5560e00.htm#Contents

Djaman, K., O’Neill, M., Diop, L., Bodian, A., Allen, S., Koudahe, K., y Lombard, K. (2019). Evaluation of the Penman-Monteith and other 34 reference evapotranspiration equations under limited data in a semiarid dry climate. Theoretical and Applied Climatology, 137(1), 729-743. https://doi.org/10.1007/S00704-018-2624-0 DOI: https://doi.org/10.1007/s00704-018-2624-0

Dlouhá, D., Dubovský, V., y Pospíšil, L. (2021). Optimal Calibration of Evaporation Models against Penman–Monteith Equation. Water, 13(11), 1484. https://doi.org/10.3390/W13111484 DOI: https://doi.org/10.3390/w13111484

Espín Mayorga, M. E. (2015). Evaluación de los efectos de la contaminación ambiental en la productividad de los cultivos agrícolas en los barrios La Morita, La Tola, El Arenal, La Esperanza y Collaquí ubicados en la parroquia de Tumbaco, Distrito Metropolitano de Quito. Escuela Politécnica Nacional. http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11852 DOI: https://doi.org/10.29166/revfig.v1i1.1549

Espinosa Marín, J. A., Rivera, D., y Haro Prado, R. (2023). Generation of soil maps permeability. Case study in two cantons of Loja province, Ecuador. Siembra, 10(1), e4321. https://doi.org/10.29166/siembra.v10i1.4321 DOI: https://doi.org/10.29166/siembra.v10i1.4321

Espinosa, J., Hamil, U., Arumí, J., Rivera, D., y Stehr, A. (2011). Evaluación de la vulnerabilidad climática de la cuenca del río Limarí usando un modelo semidistribuido SWAT. Gestión Ambiental, 22, 13-30.

Espinosa, J., y Rivera, D. (2016). Variations in water resources availability at the Ecuadorian páramo due to land-use changes. Environmental Earth Sciences, 75, 1173. https://doi.org/10.1007/s12665-016-5962-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-016-5962-1

Estévez Cadena, B. F. (2017). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco en el ramal el pueblo, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/12674

FAO. 2020. El estado mundial de la agricultura y la alimentación 2020. Superar los desafíos relacionados con el agua en la agricultura. FAO. https://doi.org/10.4060/cb1447es DOI: https://doi.org/10.4060/cb1447es

Franco Puco, J. F. (2018). Cálculo del balance hídrico de pastos en el cantón Latacunga, provincia de Cotopaxi, 2018. Universidad Técnica de Cotopaxi. http://repositorio.utc.edu.ec/handle/27000/8552

GAD Tumbaco. (2015). Plan de desarrollo y ordenamiento territorial. Gobierno Autónomo Descentralizado de Tumbaco. GAD Tumbaco. https://tumbaco.gob.ec/wp-content/uploads/2021/07/PDOTTUMBACO2020nov.pdf

GAD Tumbaco. (2020). Plan de desarrollo y ordenamiento territorial del Gobierno Autónomo Descentralizado de Tumbaco. GAD Tumbaco. https://tumbaco.gob.ec/wp-content/uploads/2021/07/PDOTTUMBACO2020nov.pdf

Guamán Caballero, B. I., y Rodas Velarde, D. S. (2022). Evaluación del balance hídrico en el ecosistema páramo de la cuenca alta del río Tahuando. Universidad Técnica del Norte. https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/13212

Guerra, E., Ventura, F., y Snyder, R. L. (2015). Crop coefficients: A literature review. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142(3), 06015006. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000983 DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000983

Hargreaves, G. H., y Samani, Z. A. (1985). Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture, 1(2), 96-99. https://doi.org/10.13031/2013.26773 DOI: https://doi.org/10.13031/2013.26773

Huang, Z., Yuan, X., y Liu, X. (2021). The key drivers for the changes in global water scarcity: Water withdrawal versus water availability. Journal of Hydrology, 601, 126658. https://doi.org/10.1016/J.JHYDROL.2021.126658 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126658

Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura [IICA], Fundación Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, San Luis Huexotla [Fundación COLPOS], Programa de Cambio Climático, Recursos Naturales y Gestión de Riesgos Productivos [PCRG], y Eje Transversal Innovación y Tecnología [ETIT]. (2017). El agua en la agricultura de las Américas. IICA. http://repositorio.iica.int/handle/11324/6148

Kuzay, M., Tuna, M., y Tombul, M. (2022). Determining the relationship of evapotranspiration with precipitation and temperature over Turkey. Journal of Agricultural Sciences, 28(3), 525-534. https://doi.org/10.15832/ANKUTBD.952845 DOI: https://doi.org/10.15832/ankutbd.952845

Leiva-Zelada, G., y Zelada-Muñoz, S. (2024). Gestión integrada de cuencas hidrográficas en Chile: brechas y oportunidades en la propuesta constitucional. Sustainability, Agri, Food and Environmental Research, 12(2). https://doi.org/10.7770/safer-V13N1-art652

Maigua Barreno, C. D. (2017). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal Churoloma, Zona 2, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/13058

Ministerio de Agricultura y Riego [MINAGRI]. (2015). Manual del cálculo de eficiencia para sistema de riego. MINAGRI. https://www.midagri.gob.pe/portal/download/pdf/manual-riego/manual_determinacion_eficiencia_riego.pdf

Ministerio del Ambiente, Agua y Transición Ecológica [MAATE]. (2021). Plan Nacional de Riego y Drenaje 2021-2026. Resumen Ejecutivo. MAATE. https://www.ambiente.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2022/12/PLAN-NACIONAL-DE-RIEGO-Y-DRENAJE-2021-2026-PARA-PUBLICAR.pdf

Montecé Calderón, V. M. (2018). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal Chichipata, Zona 1, 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/15041

Morales-Salinas, L., Ortega-Farías, S., Riveros-Burgos, C., Neira-Román, J., Carrasco-Benavides, M., y López-Olivari, R. (2017). Monthly calibration of Hargreaves–Samani equation using remote sensing and topoclimatology in central-southern Chile. International Journal of Remote Sensing, 38(24), 7497-7513. https://doi.org/10.1080/01431161.2017.1323287 DOI: https://doi.org/10.1080/01431161.2017.1323287

Moreno Romero, L. A. (2023). Análisis comparativo de métodos empírico-semi-empírico para estimar la evapotranspiración en la provincia de Loja. Universidad Nacional de Loja. https://dspace.unl.edu.ec//handle/123456789/27927

Neves, E. das, Gutierres, M. I. de A., Silva, P. F. da, y Santos, T. M. (2022). Determination of hydric demand through the use of evaporimeters tanks. Research, Society and Development, 11(1), e4611124578. https://doi.org/10.33448/RSD-V11I1.24578 DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v11i1.24578

Ochoa Ortega, E. R. (2017). Caracterización predial y de infraestructura del sistema de riego Tumbaco, ramal Churoloma (Zona 1), 2016. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/13344

Ortiz Calle, R., Pazmiño Mayorga, J., y Chile Asimbaya, M. (2021). Eficiencias en el sistema de riego Tumbaco, Ecuador. Ciencia y Tecnología, 14(1), 1-10. https://doi.org/10.18779/cyt.v14i1.443 DOI: https://doi.org/10.18779/cyt.v14i1.443

Ortiz, R., Tamayo, C., Chile, M., y Méndez, A. (2018). Coeficiente del tanque evaporímetro Clase A para estimar la evapotranspiración de referencia para el valle de Tumbaco. Siembra, 5(1), 16-25. https://doi.org/10.29166/siembra.v5i1.1424 DOI: https://doi.org/10.29166/siembra.v5i1.1424

Ortiz, R., y Chile, M. (2020). Métodos de cálculo para estimar la evapotranspiración de referencia para el Valle de Tumbaco. Siembra, 7(1), 70-79. https://doi.org/10.29166/SIEMBRA.V7I1.1450 DOI: https://doi.org/10.29166/siembra.v7i1.1450

Pérez-Leira, R., Cabrera-Estupiñán, E., Cedeño-Caicedo, G., Delgado-Anchundia, H. E., Mendoza-Briones, A. R., y Chávez-García, L. E. (2018). Irrigation regime for crops in Manabí, Ecuador: Edaphic Study. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(4), 5-12. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542018000400001&lng=es&tlng=en

Poma, M. P., y Usca, M. R. (2020). Estimación del balance hídrico climático (BHC) de las microcuencas del cantón Joya de los Sachas, Orellana. Revista Científica FIPCAEC, 5(5), 3-26. https://doi.org/10.23857/FIPCAEC.V5I5.183

Rodrigues, G. C., y Braga, R. P. (2021). Estimation of reference evapotranspiration during the irrigation season using nine temperature-based methods in a hot-summer mediterranean climate. Agriculture, 11(2), 124. https://doi.org/10.3390/AGRICULTURE11020124 DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture11020124

Romero-Palomares, J., Trezza, R., y Araque, Y. (2019). Métodos Penman modificado, Radiación, Blaney-Criddle y Hargreaves-Samani en relación al método FAO-Penman-Monteith, bajo condiciones del municipio Colón, estado Zulia, Venezuela. Conocimiento Libre Y Licenciamiento (CLIC), (19), 83-93. https://convite.cenditel.gob.ve/publicaciones/revistaclic/article/view/965

Snyder, R. L., Orang, M., Matyac, S., & Grismer, M. E. (2005). Simplified estimation of reference evapotranspiration from pan evaporation data in California. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 131(3), 249-253. https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9437(2005)131:3(249) DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2005)131:3(249)

Soil Conservation Service. (1985). National Engineering Handbook, Part 623. Chapter 2. Irrigation Water Requirements. United States Department of Agriculture. www.wcc.nrcs.usda.gov/ftpref/wntsc/waterMgt/irrigation/NEH15/ch2.pdf

Tacuri Lalangui, S. B. (2023). Validar e implementar una metodología de cuantificación de requerimiento hídrico a partir de uso de suelos en el canal de riego Tabacundo-Pedro Moncayo sector Malchinguí. Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/32546

Thornthwaite, C. W. (1948). An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, 38(1), 55-94. https://doi.org/10.2307/210739 DOI: https://doi.org/10.2307/210739

Thornthwaite, C. W., y Mather, J. R. (1957). Instructions and tables for computing potential evapotranspiration and the water balance. Publications in Climatology, 10(3), 185-311.

Tigkas, D., Vangelis, H., y Tsakiris, G. (2016). Introducing a Modified Reconnaissance Drought Index (RDIe) Incorporating Effective Precipitation. Procedia Engineering, 162, 332-339. https://doi.org/10.1016/J.PROENG.2016.11.072 DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.072

Tipantiza Chicaiza, L. G. (2020). Determinación de la eficiencia de conducción y distribución en el ramal “Alangasí-La Merced” del sistema de riego Tumbaco. Universidad Central del Ecuador. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/21569

Trezza, R. (2008). Estimación de evapotranspiración de referencia a nivel mensual en Venezuela. ¿Cuál método utilizar? Bioagro, 20(2), 89-95. http://www.ucla.edu.ve/bioagro/Rev20(2)/Estimaci%C3%B3n%20de%20evapotranspiraci%C3%B3n.pdf

Villalobos, V., García, M., y Ávila, F. (coords.). (2017). El agua para la agricultura de las Américas (1a ed.). IICA, Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas. https://repositorio.iica.int/bitstream/handle/11324/6148/BVE17109367e.pdf?sequence=1

Wang, X., Zhang, J., Shahid, S., Guan, E., Wu, Y., Gao, J., y He, R. (2016). Adaptation to climate change impacts on water demand. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 21(1), 81-99. https://doi.org/10.1007/S11027-014-9571-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s11027-014-9571-6

Yánez León, C. A. (2023). Identificación de metodología de cuantificación de requerimiento hídrico en el canal de riego Tabacundo-Pedro Moncayo, parroquia La Esperanza. Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/32060