Factores incidentes en los cambios espacio temporales de un canal fluvial en su planicie de inundación: el caso del río Portoviejo (Manabí-Ecuador)

FACTORES INCIDENTES EN LOS CAMBIOS ESPACIO TEMPORALES DE UN CANAL FLUVIAL EN SU PLANICIE DE INUNDACIÓN: EL CASO DEL RIO PORTOVIEJO (MANABÍ, ECUADOR) Olga Varinia Briones Ordóñez Tesis Doctoral presentada a la ilustre Universidad de Sevilla para optar al Título de Doctor en Recursos Naturales y Medio Ambiente. Sevilla, Mayo de 2021 ii APROBACIÓN DEL DIRECTOR Certifico que he leído esta Tesis Doctoral y que la encuentro apropiada tanto en su contenido como en su formato y apariencia externa ___________________________________ Dr. Williams José Méndez Mata, Director Mayo de 2021 Fecha iii DEDICATORIA Dedicado al forjador de mis caminos, Padre Celestial quien me levanta de mis tropiezos y me acompaña siempre. A mis Padres por creer en mí y por su apoyo incondicional en cada paso que doy en mi formación profesional. A mi Familia que me motiva constantemente para alcanzar mis anhelos. iv RECONOCIMIENTO La gratitud que siento en estos momentos por el apoyo recibido, hacen mi deseo de expresar un reconocimiento a las siguientes personas e instituciones: • A la Universidad Técnica de Manabí, Alma Máter de la Docencia Universitaria por permitirme ser parte de ella. • Un reconocimiento especial a mi Director de Tesis; Dr. Williams José Méndez Mata por su paciencia ilimitada y su orientación enriquecedora de conocimientos que inspiraron la elaboración de este trabajo de investigación. • A mi Tutor, Dr. Julián Lebrato Martínez por acompañarme en el proceso de los estudios doctorales. • Al Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo por abrirme las puertas y brindarme información necesaria para desarrollo de la investigación. • A la Universidad de Sevilla por permitirme ser parte del programa de Doctorado en Recursos Naturales y medio Ambiente. ÍNDICE GENERAL pp. APROBACIÓN DEL DIRECTOR……………………………..…………………….. ii DEDICATORIA……………………………………………………………………...... iii RECONOCIMIENTOS……………………………………………...……………….... iv LISTA DE TABLAS…………………….…………………………………………….. vii LISTA DE FIGURAS………….…………………………………………………….... ix RESUMEN………………...…………………………………………………………... xiv ABSTRACT………………………...…………………………………………………. xv INTRODUCCIÓN…………...………………………………………………………… 1 CAPÍTULO I PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN……............................................. 4 • Planteamiento del Problema……………………...…………………. 4 • Justificación……………………...…………………………………. 9 • Objetivos………………………………...………………………….. 10 II MARCO TEÓRICO……………………………...……………………. 11 • Bases Teóricas.…………………….………………………………... 11 • Trabajos Previos……………….……………………………………. 18 III CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁREA DE ESTUDIO…... 24 • Localización y Delimitación del Área de Estudio………...………... 24 • Geología del valle y planicie aluvial del rio Portoviejo…………….. 28 • Cobertura vegetal – uso de la tierra en el valle y planicie aluvial del río Portoviejo………………………………...……………………... 33 pp. IV MATERIALES Y MÉTODOS 38 • Tipo de Investigación……………………………………………….. 38 • Fase de Campo………………………..…………………………….. 38 • Fase de Laboratorio……………………………….………………… 42 V ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS………….…….. 51 • Caracterización y clasificación morfológica de los patrones de meandros……………………………………………………...…….. 51 • Parámetros morfométricos de los patrones de meandros……..…….. 60 • Variabilidad espacio temporal de los patrones de meandros…………………………………………………………… 84 • Biplot Dinámico: Análisis estático………………………………… 91 • Biplot Dinámico: análisis dinámico………………………………… 93 • Factores controles sobre la evolución y la morfología de los meandros……..................................................................................... 106 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………….…………………………. 113 REFERENCIAS……………………………...………………………………………... 115 vii LISTA DE TABLAS pp. TABLA 1 Compilación de la información utilizada en la investigación………………………………………………………………….. 39 2 Distribución de segmentos en el recorrido del río en el área de estudio………………………………………………………………………… 46 3 Distribución de meandros en los segmentos de estudios y sus respectivas variables.………………………………………………………………………. 61 4 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 1 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018…………………………………………………………………………… 65 5 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 2 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018.……………………….…… 65 6 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 3 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018……………………………... 66 7 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 4 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018.……………………………. 66 8 Medidas de resumen para cada segmento según las variables en estudio durante el periodo 2004….……………………………………………………. 74 9 Medidas de resumen para cada segmento según las variables en estudio durante el periodo 2009…………………………………………….…………. 77 10 Medidas de resumen para cada segmento según las variables en estudio durante el periodo 2016.………………………………………………….. 79 11 Medidas de resumen para cada segmento según las variables en estudio durante el periodo 2018.…………………………………...………………….. 81 viii TABLA 12 Comportamiento de los meandros del segmento 1 en el periodo de tiempo de estudio………………………………….……………………………………... 87 13 Comportamiento de los meandros del segmento 2 en el periodo de tiempo de estudio………………………………………….…………………………….. 88 14 Comportamiento de los meandros del segmento 3 en el periodo de tiempo de estudio………………………………………………………………………… 89 15 Comportamiento de los meandros del segmento 4 en el periodo de tiempo de estudio…………………………………………………………………………. 90 16 Valores propios y varianza explicada……………………..…………………... 93 17 Coordenadas de columnas (Variables)………………………………………... 93 18 Coordenadas de filas (segmentos y meandros)……………………………….. 94 19 Contribución relativa del factor al elemento (contribuciones de las filas)...….. 95 20 Contribuciones de las columnas……………………………..……………….. 96 21 Coordenadas de las trayectorias (variables: parámetros morfométricos)……... 96 22 Coordenadas de las trayectorias (variables) segmento 1………..…………….. 97 23 Coordenadas de las trayectorias (variables) segmento 2..…………………….. 97 24 Coordenadas de las TRAYECTORIAS (variables) segmento 3……………… 98 25 Coordenadas de las trayectorias (variables) segmento 4……………………… 98 26 Valores - p para las variables en estudio según los periodos comprendidos entre el 2004 – 2018………….……………………………………………….. 99 27 Valores - p para las variables en estudio según los periodos comprendidos entre el 2004 – 2018……………………………………………………….. 99 28 Coeficiente de determinación de las variables ……………………….. 100 ix LISTA DE FIGURAS pp. FIGURA 1 Localización del área de estudio, río Portoviejo – Manabí – Ecuador……………………………………………………………………. 25 2 Área de estudio, río Portoviejo, desde Colón hasta Sosote. Base cartográfica proporcionada por el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo a escala 1:24.000 elaborado por la autora de la tesis…………………………………….………………………………….. 26 3 Modelo Digital de Elevación del Área de Estudio. Base cartográfica proporcionada por el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo. Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24.000…………………………………………………………………… 27 27 4 Hoja geológica de Portoviejo. Fuente: Instituto de investigación geológico y energético del Ecuador ……………………………………… 30 5 Geología del área de estudio. Base cartográfica proporcionada por el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo. Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000……………………… 31 6 Geomorfología del área de estudio. Base cartográfica proporcionada por el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo. Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000……………………………………………………………………. 33 7 Cobertura vegetal del área de estudio (2004). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000………………………………………………………………......... 35 8 Cobertura vegetal del área de estudio (2009). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000….. 36 9 Cobertura vegetal del área de estudio (2016). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000.……………………………………………………………………. 37 - 1 - INTRODUCCIÓN De acuerdo con Thompson et al. (2016), los ríos por naturaleza exhiben varias formas de canales en función de su descarga y carga de sedimentos que integran los efectos del clima, la vegetación, suelos, geología y fisiografía de cuencas. Los meandros de los ríos son los principales responsables de la construcción y evolución de la llanura aluvial en los tramos bajos fluviales; de hecho, los procesos de erosión y sedimentación desarrollados en los arcos y sectores de inflexión de estos meandros controlan la forma del cauce y la dinámica morfológica y sedimentaria de la llanura de inundación adyacente. La geometría de los meandros varía con el régimen de caudales y la naturaleza de los sedimentos tanto del cauce como de la llanura de inundación, siendo éste uno de los aspectos más ampliamente tratado en el ámbito de la geomorfología fluvial. (Rafael et al., 2015). Entre las características más comunes se considera al río Portoviejo como serpenteante o ameandrado, con un canal que se comporta de formas distintas y comprende una serie de cambios en sus meandros a lo largo de su recorrido, frecuentemente representados como regulares y simples en formas y tamaños, pero en realidad a menudo presentan alguna irregularidad, asimetría y complejidad. Al considerarse río serpenteante por su forma es una fuente de admiración y curiosidad por su proceso de desarrollo, ya que los patrones de meandros son móviles con sus formas migrando río abajo y moviéndose en posición dentro de las llanuras aluviales, produciendo una contribución significativa al cambio de paisaje y así también en ciertos periodos causando problemas para las actividades y estructuras que se encuentran en las riberas ya que en su mayoría están asociadas a las amenzas de las actividades humanas que causan cambios en el régimen de descarga y el flujo de sedimentos los cuales conducen a ajustes morfológicos. Según la ONG CISP & Proyecto Dipecho (2005), La dinámica del río Portoviejo ha permitido identificar algunos factores condicionantes en su evolución, entre ellas se presentan alteraciones en sectores donde se muestran variaciones importantes en los niveles de terraza, esto quiere decir que la llanura de inundación - 2 - del río ha sido modificada en el proceso de expansión urbana y en la instalación de infraestructuras para el desarrollo de la ciudad, lo cual incide en que el cauce vaya perdiendo su movilidad natural y que en su proceso normal de evacuación de crecientes utilice las áreas bajas que ahora se encuentran urbanizadas. Otro aspecto importante de mencionar es el efecto que tienen los puentes en el área de estudio, ya que la sección del cauce es reducida y en consecuencia aumenta la cota de inundación aguas arriba, y los rellenos en las zonas bajas del río que también influyen en su movilidad, generando nuevos sectores con procesos de erosión. La eliminación de la capa vegetal en la parte alta y media de la cuenca influye en el nivel de arrastre de sedimentos que a lo largo de los años se ha ido incrementando. En el marco de las consideraciones teóricas relacionadas con el tema de investigación, se considera lo mencionado por (Isabel Quintana Cobo, 2015), donde expresa que el análisis geodinámico de un gran río presenta desafíos particulares y requiere un enfoque sistémico (interdisciplinar) con el objetivo de facilitar la comprensión de un gran sistema que debido a su magnitud encierra una particular complejidad, ya que se ve afectado por numerosos factores que controlan su desarrollo y evolución. Los enfoques teóricos que se han dado a las más recientes publicaciones han buscado proporcionar explicaciones fundamentales del desarrollo de meandros basado en el trabajo empírico, utilizando pruebas de campo, mapas y fotos, donde se han demostrado variaciones en la morfología de los meandros, la estabilidad y la evolución de los meandros a lo largo del tiempo. Han explicado los mecanismos y las interacciones del proceso utilizando fórmulas matemáticas y métodos estadísticos para su interpretación. Los avances tecnológicos están permitiendo la adquisición de datos de alta resolución y modelos más sofisticados, facilitando una convergencia de enfoques y proporcionando una mayor comprensión de la complejidad y variabilidad de la morfología, los cambios y los mecanismos de los meandros. Tandon & Sinha (2007), exponen que el tema de los grandes ríos se puede abordar desde diferentes perspectivas, que va desde una moderna que enfatiza el transporte hidrológico, de sedimentos y organización en red de grandes ríos, y - 3 - también de un perspectiva estratigráfica que enfatiza la reconstrucción de antiguos grandes sistemas fluviales a través de los métodos de análisis de cuencas sedimentarias. Sin embargo varios estudios indican diferentes puntos de vistas en lo que corresponde a los factores implicados en los procesos de las dinámicas fluviales, entre ellos se analizan las pendientes, las corrientes del canal, alta carga de sedimentos, migración, erosión, inundaciones, perturbaciones antrópicas. Para profundizar lo antes mencionado y por la necesidad de comprender los procesos de movilidad y evolución del canal principal del río Portoviejo, es propósito principal del presente trabajo identificar los factores incidentes en los cambios espacio temporales del canal del río Portoviejo en su planicie de inundación, para esto es necesario desarrollar métodos que nos permitan analizar los parámetros geométricos del canal principal del río que determinan la dinámica real del sistema fluvial, ya que son muy sensibles a experimentar cambios, como consecuencia de intervenciones antrópicas o de la intensificación de las mismas así, como también identificar el comportamiento geomorfológico y funcionamiento del río que en muchas de las ocasiones se ve afectada debido a la carga de sedimentos que transporta el canal, y fenómenos naturales. De esta manera se logrará mantener un equilibrio del canal ya que en algunos casos la alteración de factores pueden llevar a la pérdida de la dinámica fluvial, por otro lado promover una restauración eficaz de espacios degradados que son fundamentales en los procesos ambientales y el desarrollo de la planificación urbana y rural. - 4 - CAPÍTULO I PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Planteamiento del Problema Tal como lo expresa Diana Rosero Suárez (2012), El desencadenamiento de las catástrofes naturales ha golpeado a nivel mundial las sociedades que históricamente se han preparado y sin embargo han recibido el impacto de las mismas. Latinoamérica no es ajena a este fenómeno, lo comenta Murtinho y col. (2013) Bazán y col. (2014), muchas de sus grandes ciudades concentran las poblaciones mayoritarias de cada país, y como consecuencia parte de sus sistemas hídricos se encuentran sometidos a diferentes presiones antropogénicas relacionadas con cambios en la cobertura vegetal y en el uso y manejo del suelo, que alteran con elementos particulares el perfil longitudinal (nacimiento hasta desembocadura) definiendo el incremento de los impactos negativos; que generalmente son menores en las cabeceras, y mayores en la parte media y baja de las cuencas. Jakub Mirijovsky et al. (2015) indica que los ríos por naturaleza son dinámicos en el tiempo y en el espacio donde responden a la variabiliad de las entradas de agua y sedimento, además de las presiones antropogénicas que provocan cambios en el comportamiento y la forma del río. La dinámica de la evolución del meandro es impulsada por varios procesos lineales y no lineales indica Camporeale et al. (2008) por ejemplo, propiedades del suelo, flujo y vegetación ribereña, lo que conduce a la formación de patrones planimétricos que son la clave de los procesos en muchos de los problemas de ingeniería, así como la evaluación de la erosión de las riberas del río y el consiguiente transporte de sedimento son fundamentales para la gestión fluvial, restauración de ríos, además desde el punto de vista medioambiental son importantes las interacciones entre los ecosistemas de las márgenes del río y la dinámica del río. - 5 - Zolezzi et al. (2012), hace referencia a que exite una gran cantidad de estudios sobre el cauce del río, patrones y controles ambientales que han sido propuestos en los últimos cincuenta años. Se diferencian en el objetivo y el enfoque cualitativo o cuantitativo. Clasificaciones descriptivas cualitativas por ejemplo, Brice (1982); Mosley (1987) distinguen los tipos morfológicos sobre la base de indicadores morfométricos. Clasificaciones cualitativas basadas en procesos Schumm (1977); Church (1992), hacen más hincapié en las principales razones de un río para desarrollar la morfología observada. Los predictores cuantitativos son de dos tipos principales: funciones discriminantes que separan las condiciones de ocurrencia de ríos serpenteantes, han sido empíricamente tratadas, por ejemplo, Leopold y Wolman (1957); Ferguson (1987); Huang et al. (2004) se basan en teorías de migraciones o de canales estables donde predicen patrones de canales basados en soluciones lineales de ecuaciones promediadas en profundidad que gobierna la hidromorfodinámcia del flujo del canal. El estudio de Castañeda et al. (2018), muestra en particular la ruptura del equilibrio dinámico del curso fluvial en la curva El Conejo; debido a factores geológicos y a construcciones de obras de ingeniería al tratar de evitar riesgos de inundación. Para esto utilizaron registros fotográficos, y se generaron mapas temáticos utilizando el programa SIG (QGIS), entre los resultados obtenidos se observaron desplazamientos del río meandriforme dejando a su paso un gran depósito de sedimentos. Abad (2012), presenta una interpretación de la morfodinámica del río Ucayali cerca de la ciudad de Pucallpa. Establece zonas con dinámicas diferentes. Aguas abajo de la ciudad de Pucallpa, entre los años 1975 a 1996, se desencadenaron numerosos procesos de erosión, manifestándose a partir de cortes de meandro. Después de estos procesos se mantuvo un cauce recto pasándose a un estado de equilibrio dinámico. Aguas arriba de la ciudad de Pucallpa ocurrieron procesos similares hasta 1998 y después descendió la sinuosidad y la migración lateral. Señala que parece que pudieran producirse periodicidad entre los procesos puramente erosivos y los puramente sedimentarios. Concluye que la investigación debía ir más - 6 - lejos para establecer patrones morfodinámicos a más largo plazo y ver si el canal se adapta a condiciones externas como el cambio climático. (Isabel Quintana Cobo, 2015) El Ecuador debido a su ubicación geográfica y a diversos factores que modifican sus condiciones climatológicas, es considerado un lugar de alto riesgo respecto a los desastres naturales, siendo los más comunes terremotos, erupciones volcánicas, deslizamientos e inundaciones. Las inundaciones que tuvieron lugar en Ecuador a partir de diciembre de 1982 abarcaron extensas zonas de las provincias costeras de los Ríos, Guayas, El Oro, Manabí y Esmeraldas. (Estrategias generales para el control y prevención de la contaminación del agua superficial.pdf, s. f., p. 12). La Provincia de Manabí ha tenido grandes antecedentes de eventos adversos, que han causado daños y pérdidas incalculables. La Ciudad de Portoviejo, capital de la Provincia es una de las poblaciones que se encuentra en las estadísticas de afectación por eventos naturales. No se pueden perder de vista antecedentes históricos importantes que han marcado la memoria colectiva y han causado afectaciones considerables en la Provincia de Manabí, como ocurrió con el fenómeno El Niño, en los años 82-83 y 97-98. A pesar que no se tienen estadísticas precisas, entre los años 83 y 97, en un lapso de casi 15 años sólo se recuerdan algunas temporadas invernales fuertes que no causaron impactos tan severos como los relacionados con el Niño en los años antes mencionados. (Giraldo Rincón Marco Antonio & Valencia Zambrano Xavier, 2005, p. 6) Portoviejo es la capital de la provincia de Manabí, Ecuador. Los datos demográficos indican que en el año 2010 su población era de 280 mil habitantes, con un peso relativo mayoritariamente de población urbana, dado que el 74% del total del cantón reside en esta zona (SNPD, 2014). El río Portoviejo drena un área aproximada de 2108 km2, el mapa hidrográfico del río Portoviejo, se constituye de varias subcuencas y microcuencas. La subcuenca del río Portoviejo incluye 13 microcuencas, la subcuenca del río Chico con siete microcuencas, y la subcuenca del río Bachillero con tres microcuencas. El río atraviesa de forma total o parcial a cuatro cantones de la provincia de Manabí: Santa Ana, Portoviejo, Rocafuerte y Sucre. Todo - 7 - ello apunta a la importancia que posee este río para la región, a lo que se adiciona que constituye la principal fuente de agua para una población de aproximadamente 700 mil habitantes. (Luis Santiago Quiroz Fernández, 2017) La zona media y baja de la cuenca del río Portoviejo se encuentran en un alto grado de degradación ambiental, producto de muchos factores, entre los cuales se anotan, inadecuados asentamientos poblacionales, asolvamiento del cauce principal del río debido a procesos erosivos y contaminación de las aguas a causa de efluentes sanitarios y descargas de productos químicos de uso agrícola y desechos sólidos. El problema se agrava cuando en estaciones lluviosas el cauce principal pierde su capacidad hidráulica y vastas zonas del valle quedan inundadas, lo cual provoca no solo la pérdida de la producción agrícola sino que pone en peligro a la población que habita a lo largo de las riberas del río. Este problema se agudiza en la parte media y baja de la cuenca, donde los asentamientos poblacionales se encuentran en las zonas más amenazadas por las inundaciones, creando áreas de alta vulnerabilidad y riesgo. El río Portoviejo tiene una dinámica particular, su característica ha sido estudiada en diferentes enfoques a lo largo del tiempo, pero en sí no se han evaluado los parámetros morfométricos junto con los factores que inciden en la formación de sus meandros. El área de estudio reúne un gran potencial para el desarrollo de la investigación ya que la mayor parte de las poblaciones están asentadas en las llanuras aluviales afectadas por el comportamiento de los patrones de meandros. Varios autores coinciden en la teoría de que las formas meándricas las encontramos en todos los medios fluviales con diferente pendiente, con mayor o menor carga de sedimentos, con mayor o menor caudal y tamaño, etc (Schumm, 1973; Brice, 1974; Hickin, 1977; Hooke, 1984, 2013). Estas formas que se presentan en los meandros tienden a generarse movimientos de forma longitudinal y lateralmente y tampoco se explica a ciencia cierta cuáles son los factores determinantes de estos cambios. La situación analizada se corrobora con las crecidas que se producen a causa del invierno todos los años, eventos cuyos daños son considerables para la ciudad ya que se alteran los procesos hidrogeomórficos que inducen un tipo diferente de impulso en - 8 - la dinámica del canal, así también las alteraciones que sufre la dinámica del flujo al perder energía por el cambio de pendiente y ampliaciones de secciones del cauce. Los procesos de erosión asociados a laderas inestables y a la actividad antrópica como por ejemplo la deforestación indiscriminada que tiene un nivel de impacto alto en este aspecto ya que genera procesos erosivos osbre las márgenes de los ríos, así mismo el aporte de sedimentos arrastrados por el cauce generando con el tiempo el asolvamiento del canal del río. La urbanización y la construcción de obras de infraestructura no planificada convierten sectores en zonas de riesgo ya que esto conlleva a la generación de inundaciones al reducir la sección del cauce y la invasión de las llanuras aluviales por parte de la dinámica social-urbana. Lo mencionado anteriormente conlleva a la permanente necesidad de establecer una estrategia de prevención que se incorpore en el plan de ordenación territorial cantonal, así como ampliar el panorama de posibilidades de estudios e investigaciones para profundizar el análisis de la dinámica y parámetros morfométricos del canal principal del río Portoviejo, a fin de tomar mejores decisiones respecto a las acciones preventivas y mitigantes que se deben aplicar para un adecuado manejo hidrológico. Es importante mencionar que el análisis de riesgo por inundación zona urbana del cantón Portoviejo realizado por una ONG Italiana en el año 2005 es el único trabajo de investigación donde se involucra el análisis de la dinámica del canal principal del río Portoviejo en su planicie de inundación, elementos indispensables para comprender los cambios espacio temporales del canal como consecuencia de intervenciones antrópicas o de la intensificación de las mismas, sin embargo existen parámetros morfométricos y dinámicos que no se mencionan en los estudios realizados, de ahí la importancia de identificar y analizar los factores incidentes en los cambios espacio temporales del canal ameandrado del río Portoviejo en su planicie de inundación, considerando que la ciudad necesita planificarse en su crecimiento urbano como ciudad capital ya que actualmente existen muchos daños materiales en las zonas urbanizadas y agrícolas, lo cual provoca un impacto negativo en la calidad de vida de los habitantes. - 9 - Justificación De significativa importancia resaltan las autoras Virginia Rubio Fernández y Carmen Hernández (1990) que los ríos, cualquiera que sea el tamaño de su cuenca, experimentan cambios constantes en su forma y las dimensiones de sus parámetros más imporantes, pues constituyen sistemas muy dinámicos controlados por el régimen hidrológico y por las características del transporte de sedimentos. La planicie aluvial del río Portoviejo es parte de un sistema geomorfológico fluvial dinámico que, ha experimentado cambios espaciales en el tiempo y sobre ellos, la acción humana ha sido cada vez más influyente y determinante. Evidentemente las alteraciones causadas por el hombre, cambios de usos de suelo, implican respuestas a corto plazo en el cauce principal. Por esta razón uno de los aspectos necesarios para comprender este complejo esquema evolutivo, además de conocer el comportamiento hidrológico de la cuenca y de sus aspectos geomorfológicos, es el análisis de la dinámica espacio-temporal del canal principal del río en diferentes períodos y, a lo largo de su recorrido en la llanura aluvial. El río Portoviejo representa un nivel de peligrosidad sobre áreas urbanizadas, el comportamiento del río y su dinámica dependen de una serie de variables físicas que condicionan su desplazamiento, por lo tanto es propósito de esta investigación, analizar los factores incidentes en los cambios espacio-temporales de los patrones de meandros del canal principal del río Portoviejo en su planicie aluvial, mediante el análisis de los parámetros morfométricos de sus patrones de meandros. La delimitación de la longitud de recorrido del río definida en 44,41 Km, corrobora la dinámica de los meandros y su influencia en el desempeño de las actividades a desarrollarse en el área. Los parámetros geométricos del canal principal de un río son muy sensibles a experimentar cambios, como consecuencia de intervenciones antrópicas o de la intensificación de las mismas así, como también, cambios en los patrones de meandros, debido a la carga de sedimentos y a las afectaciones en la geometría del canal. Su comprensión permite identificar y evaluar a los factores incidentes en los - 10 - cambios del canal ameandrado que influyen y/o controlan las características de un sistema hidrogeomorfológico. Se recopilan diversos parámetros morfométricos de los meandros de los ríos, más sin embargo, muchos otros parámetros reportados en la literatura recopilada no han sido considerados en sus posibles relaciones con la respuesta hidrológica de un canal ameandrado, y menos aún, como posibles indicadores, índices o elementos bases para lograr establecer controles sobre este. En base a lo expuesto, surge la necesidad de profundizar el tema de la dinámica de los meandros del río en la comprensión de algunos parámetros y/o factores que inciden en el comportamiento y los cambios de la dinámica de los meandros del canal del río en el área de estudio definido. Objetivos Objetivo general Analizar los factores incidentes en los cambios espacio temporales de un canal fluvial del río Portoviejo en su planicie de inundación. Objetivos específicos 1. Cuantificar los parámetros morfométricos de los patrones de meandros identificados en el trazado del río Portoviejo en su planicie aluvial. 2. Analizar estadísticamente la variabilidad temporal de los parámetros morfométricos de los meandros. 3. Interpretar los cambios y tendencias espaciales de los meandros del río Portoviejo. 4. Caracterizar los factores que controlan la morfología de los patrones ameandrados del canal principal del río Portoviejo. - 17 - los ríos ubicados en tramos de gradiente relativamente alto, a nivel mundial, han sido afectados por obras fluviales como la canalización y el caudal, estas han cambiado las formas de esos canales. La migración rápida del canal es un factor de riesgo porque puede conducir a la erosión del banco o rupturas de diques.(Kyuka et al., 2020) La génesis y evolución de los meandros viene determinada pues, por un régimen hidráulico que favorece, de un lado, la labor de zapa y excavación en los puntos donde la lámina de agua de máxima velocidad choca con las márgenes (cóncavas); y de otro, la acumulación en la margen opuesta (convexa) donde se generan bancos emergidos de material aluvial. Este desplazamiento transversal entre márgenes de la línea de máxima velocidad del flujo determina la aparición en el lecho de ríos inicialmente rectos, de una sucesión de pools y riffles. Los primeros, localizados en las cumbres de los meandros, constituyen el resultado de la convergencia de flujos secundarios y son responsables del socavamiento y excavación basal de la margen cóncava. En estos casos, la corriente al chocar contra una margen 56 origina turbulencias particularmente violentas, existiendo un verdadero punto de impacto contra la orilla que genera flujos de retorno en profundidad y que varía en función de la velocidad y altura del agua (tricart, 1977). Los segundos, también llamados rápidos, se localizan en los puntos de inflexión de los meandros, en los tramos en los que tiene lugar la divergencia de los flujos secundarios, que provocan la pérdida de profundidad por deposición de sedimentos y un incremento en la velocidad del flujo. (García Martínez, 2015) Los procesos de avulsión comienzan por un cambio en la geometría de los meandros, de tal forma que el acercamiento de los puntos inflexión llega a un punto en el que se unen y dejan aislado ese meandro (cutoff ) (Knighton, 1999). El efecto del corte de meandros (cut-off ) sobre los ríos meándricos sigue tres fases; una geométrica desde que se reduce la amplitud del meandro, una dinámica cuando se genera transferencia de sedimento y una estructural desde que el sedimento tapona el meandro antiguo y rellena la superficie de la llanura de inundación (Camporeale, Perucca & Ridolfi, 2008). - 18 - Trabajos previos Tal como lo exponen (Castañeda et al., (2018) Los ríos se clasifican generalmente según sus características geomorfológicas; entre ellas se encuentran la pendiente del cauce que se puede clasificar cuantitativa o cualitativamente; el método cuantitativo permite caracterizar la pendiente mediante valores porcentuales en los que se hace referencia al ángulo de inclinación, y el cualitativo desde intervalos muy altos a muy bajos de pendiente; la geomorfología del valle, como parámetro cualitativo, consiste en clasificarlo mediante su forma geométrica, para ello Rosgen (1996) los reúne en tres grupos que son abiertos (valle extenso o relativamente plano con presencia de terrazas), encajados (llanuras de inundación más reducidas lo cual no permite al cauce expandirse a su máximo lateralmente) y cerrados (carente de llanura de inundación debido a que las paredes que controlan el canal son rectas y estrechas). Díaz & Ollero (2005), exponen que estos parámetros geomorfológicos nos brindan información de la progresión lateral del cauce, la extensión de su llanura de inundación, la generación de terrazas y del tipo de control estructural o litológico presente en el cauce de un drenaje. La zona media y baja de la cuenca del río Portoviejo se encuentran en un alto grado de degradación ambiental, producto de muchos factores, entre los cuales se anotan, inadecuados asentamientos poblacionales, asolvamiento del cauce principal del río debido a procesos erosivos y contaminación de las aguas. Cambios significativos del meandro principal del río se presentan con actividades antrópicas y se agravan cuando en estaciones lluviosas el cauce pierde su capacidad hidráulica y vastas zonas del valle quedan inundadas, lo cual provoca no solo la pérdida de la producción agrícola sino que pone en peligro a la población que habita a lo largo de las riberas del río. Leopold (1957) expone que los meandros son ríos con un solo canal, que se conectan continuamente mediante cortos trechos lineales, seguidos de una serie de curvas contrarias entre sí, lo que define una alta sinuosidad; caracterizados a su vez por estar en zonas con poca pendiente, generando un río con baja energía. Muchos de - 19 - los ríos que corren sobre la superficie de la tierra, sin importar sus dimensiones ni su caudal, en algún momento transcurren a través de una gran llanura de inundación, comportándose, así como un río meándrico, de baja energía; el cual es considerado inestable, debido a su gran dinamismo, y constante evolución al pasar del tiempo Dijk, Lageweg & Kleinhans (2012). La construcción de grandes obras de ingeniería, con miras a la expansión socioeconómica, ha llevado a la utilización, de manera intensiva, del subsuelo y de las cuencas hídricas, para fines agrícolas y urbanísticos; así como para garantizar la seguridad de las poblaciones aledañas a los ríos. (Castañeda et al., 2018) Al respecto Hooke (2013), realiza un estudio donde indica varias fases de progreso y diferentes enfoques de la investigación sobre los meandros de los ríos. Desde las relaciones de equilibrio de la morfología del meandro hasta la descarga y el sedimento. Los enfoques teóricos han tratado de proporcionar explicaciones fundamentales del desarrollo del meandro y han producido simulaciones numéricas, así mismo ha empleado el trabajo empírico, utilizando evidencia de campo, mapa y fotografía aérea, ha demostrado variaciones en la morfología del meandro, la estabilidad y la evolución de meandros con el pasar del tiempo para compilar formas y estrangulamientos, ilustrando los mecanismos del proceso y las interacciones. La misma autora en el año 1984 realizó una síntesis de casos de análisis de meandros que provienen de diferentes autores en fechas anteriores, donde se analizan varios parámetros de meandros importantes tales como; sinuosidad, curva de meandro, ancho de la curva, longitud, sedimentación, erosión, modelos de cambios de meandros según Brice 1974 y kondratýev 1968. Comentaron que la geometría de los meandros en planta, puede mostrar que un arco de meandro viene definido por la longitud del canal, anchura, amplitud, radio de curvatura y longitud de onda. Por lo general, dichos parámetros, junto al índice de sinuosidad, son utilizados para clasificar los cauces y determinar la variación de su geometría en el tiempo y a lo largo del valle. En la actualidad, suelen adoptarse relaciones empíricas entre los mismos, integradas incluso en modelos de simulación (Camporeale et al., 2005), para - 20 - establecer comparaciones semi cuantitativas de los trazados anteriores de un mismo río. (De la Riva, 2015) Sarma, (2005) presenta un análisis en el río Brahmaputra tiene su origen en el glaciar Chema Yundung del Tíbet y atraviesa India y Bangladesh. La pendiente del río disminuye repentinamente frente al Himalaya y da como resultado la deposición de sedimentos y un patrón de canal trenzado. La cuenca recibe una precipitación media anual de 300 cm, 66–85% de la cual ocurre en el período de junio a septiembre. La mayoría de los hidrogramas exhiben múltiples picos de inundación que ocurren en diferentes momentos de junio a Septiembre. La carga media anual de sedimentos en suspensión es de 402 millones de toneladas y la descarga media mensual de sedimentos es más alta en junio (19,05%) y más baja en enero (1,02%). Se encontró que la carga del lecho en Pandu era del 5 al 15% de la carga total del río. En la cuenca se encuentran tres tipos de unidades geomórficas importantes. El lecho del río Brahmaputra muestra cuatro Niveles topográficos, con aumento de altura y vegetación. Los canales primarios de primer orden de este río trenzado se dividieron en dos o más canales de segundo orden más pequeños separados por barras e islas. Los canales de segundo orden son de tres tipos. La longitud y el ancho máximos de las barras en el área en estudio son 18,43 km y 6,17 km, respectivamente. La El canal de Brahmaputra se caracteriza por barras de canal medio, barras laterales, barras de boca tributarias y barras unitarias. La geometría de los ríos tributarios serpenteantes muestran que la relación entre la longitud de onda del meandro y el radio de curvatura es más lineal. El canal del El río Brahmaputra ha estado migrando debido al ensanchamiento y avulsión del canal. Los afluentes serpenteantes cambian debido al corte del cuello y al desplazamiento progresivo en las curvas del meandro. Fallo por cizallamiento del banco superior y la licuefacción de materiales arcillosos-limosos son dos causas principales de erosión de las orillas. En este sentido, Eduardo Morais et al. (2016), afirma que los cambios de canales en ríos serpenteantes exhiben naturalmente un comportamiento complejo y comprender la dinámica del río puede ser un desafío en entornos también sujetos a impactos humanos acumulativos. En este trabajo se presenta un análisis del río - 21 - Peixe, Brasil, durante el período 1962-2008 a partir de fotografías aéreas e imágenes satelitales, complementado por un mapa histórico de 1907. Se realiza un análisis de los patrones espaciales y temporales de los mecanismos de cambio de canal y morfometría de curvas y de la sinuosidad y variaciones morfodinámicas. Los canales ameandrados son un vasto campo de investigación, expone Güneralp et al. (2012) que abarca una amplia variedad de escalas de tiempo y espacio, dominios ambientales, enfoques conceptuales y metodológicos. Chin et al. (2013) comenta que la urbanización a menudo aumenta la escorrentía de las tormentas, las descargas máximas y las tasas de erosión de los canales de los ríos. Costa de California ha experimentado una rápida urbanización durante las últimas décadas y tiene el potencial de degradación del cauce. Varios condados de California han implementado planes de gestión de hidromodificación (HMP) para proteger los canales de la erosión, pero pocos estudios han cuantificado el impacto de la urbanización en la geometría del canal en diversos entornos geológicos a escala de condado. Se utilizó una encuesta sinóptica de sitios de campo por la Red de Intercambio de Datos Ambientales de California y encuestas de campo adicionales para desarrollar Curvas de geometría hidráulica que relacionan el área de la sección transversal completa del banco (Axs), el ancho (w), la profundidad media (d) y la descarga, (Qbf) al área de la cuenca (Aw) en el condado de San Diego. Se compararon curvas regionales para sitios urbanos y de referencia y a otras curvas regionales desarrolladas para el sur de California. Se utilizaron modelos de regresión múltiple para identificar controles dominantes de cuencas hidrográficas y canales en la geometría, porcentaje de cobertura impermeable, precipitación anual media, geología subyacente, pendiente longitudinal, grupo de suelo hidrológico y tamaño de partícula del canal. La mayoría (68%) de los canales urbanos y 78% de los pequeños canales urbanos fueron ampliados. Ampliación de canales en cuencas hidrográficas pequeñas interrumpió la correlación entre Aw y las dimensiones del banco, y el I% fue el único predictor significativo de la geometría del canal en las cuencas hidrográficas urbanas. La respuesta del canal difiere según el canal sustrato: los canales con lecho de arena incidieron y experimentaron un agrandamiento extremo de - 22 - hasta 115 x los ejes de los sitios de referencia, mientras que los canales con lecho de grava se ensancharon y mostraron menos agrandamiento (b7 x los ejes de referencia). Las respuestas de los canales a la urbanización se observaron en las escalas de condado con una dispersión significativa sobre la región curvas y ecuaciones de regresión. Los canales urbanos tienen una alta probabilidad de ampliación, con mayor riesgo de arroyos con lecho de arena, pero la magnitud de la ampliación no era predecible a partir de las características de la cuenca o el canal. El alcance cada vez mayor de las actividades humanas y el cambio climático pueden tener efectos notables en los sistemas fluviales; De ahí en adelante, un conocimiento exhaustivo de estos efectos es esencial para mitigar sus consecuencias desfavorables. (Tímea Kiss & Viktória Blanka, 2012) hace un análisis de los cambios hidromorfológicos causados por el cambio climático y los impactos humanos en la sección del río Hernád, donde evalúan las respuestas morfológicas de este río desde una perspectiva de prevención de inundaciones en el cual se encuentra como principal cambio morfológico la evolución de curvas secundarias en meandros grandes. Continuando con trabajos de fechas más recientes, jakub Mirijovsky et al. (2015) comentan que los ríos son naturalmente dinámicos en el tiempo y el espacio, y responden a la variabilidad de los aportes de agua y sedimentos y a las presiones antropogénicas que provocan cambios en el comportamiento y la forma del río. Los autores en el estudio describen la evolución de una parte del río Morava y el meandro Kenicky en el área protegida de Litovelské Pomoraví, cerca de la ciudad de Olomouc. La investigación presenta un desarrollo histórico del área de estudio utilizando fotos aéreas, imágenes UAV y mediciones geodésicas. Las mediciones e imágenes a largo plazo utilizando tecnologías UAV que han permitido recopilar una gran cantidad de información. González (2016), hace una aproximación y análisis de los patrones de canal de alta y baja siuosidad del cacuce principal del río Portuguesa, Llanos – centro occidentales Venezuela. Su determinación se realizó fundamentalmente mediante el uso del Índice de Sinuosidad (IS) y, en menor grado, del Índice de Entrelazamiento (IE); ambos índices se relacionaron con la pendiente del río y otros factores que inciden en - 23 - el trazado del cauce. Básicamente, los resultados indican la presencia de tramos sinuosos y meándricos, que se alternan con pequeños tramos rectos a lo largo del río. En general, se concluye que el río Portuguesa es de cauce único, caracterizado por la presencia alterna de canales rectos, sinuosos y meándricos, asociados a los cambios de pendiente y otros factores como la planicie aluvial cohesiva, resistencia de los bancos a la erosión, la vegetación que circunda al canal y la neotectónica. D’Alpaos et al. (2017), muestra los patrones ameandrados como características universales de los paisajes, en su trabajo hace un análisis de la migración de los meandros, donde a través de fotografías aéreas e imágenes satelitales en diferentes tiempos muestra múltiples eventos de corte durante la evolución. De la misma manera Alessandro Ielpi (2017) hace un análisis donde muestra que la vegetación ejerce fuertes controles sobre la sinuosidad fluvial, proporcionando estabilidad bancaria y amortiguando la escorrentía superficial. Estos controles se manifiestan en paisajes densamente vegetados, mientras que los sistemas fluviales escasamente vegetados se han pasado por alto. Este estudio integra los registros de medición y detección remota de los meandros del río. Viero et al. (2018) presenta un studio de los cortes de meandros y expone que son mecanismos autógenos típicos de muchos ríos serpenteantes con amplias secciones transversales, grandes codos de curvatura, altas descargas y altos gradientes de flujo sobre la ribera. El acortamiento del bucle de meandro original a través de un canal de derivación produce un mayor gradiente de la superficie del agua y, por lo tanto, aumenta el transporte general. Como consecuencia, el ancho medio del canal, así como la forma en planta de las curvas serpenteantes adyacentes a la que pasa por alto por la rampa tienden a reajustarse progresivamente. La ocurrencia de este tipo de corte es uno de los eventos más fascinantes y menos predecibles en la evolución de los ríos, ya que una multiplicidad de factores de control está involucrados en la formación de los límites de la rampa. - 24 - CAPÍTULO III CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁREA DE ESTUDIO Localización y delimitación del área de estudio El área de estudio seleccionada se encuentra ubicada en el territorio Ecuatoriano, dentro de la región costera en la provincia de Manabí, y se enmarca dentro del sistema hidrográfico de la cuenca del río Portoviejo, zona correspondiente particularmente a la planicie aluvial del río Portoviejo zona afectada por los eventos de inundaciones y cambios en los patrones de meandro sucedidos en varios periodos de tiempo. El río Portoviejo es un sistema hidrográfico independiente que nace en la Cordillera Costanera y desemboca en el Océano Pacífico, con un recorrido de 123 kilómetros, siguiendo una dirección predominante Este – Oeste. La Cuenca del Río Portoviejo se encuentra ubicada en la parte central de la Provincia de Manabí con una extensión es de 2076 Km2. Para efectos de estudio se ha delimitado una extensión del río desde el Sur en la Parroquia Urbana Colón del cantón Portoviejo, definido por las coordenadas UTM: X= 565850,5263, Y= 9876315,162, y el tramo se extiende hasta el sitio rural Sosote del cantón Rocafuerte que se encuentra hacia el Norte del territorio del cantón Portoviejo, definido por las coordenadas UTM: X= 560223,724556 , Y= 9894499,20324 , donde a lo largo de este tramo atraviesa el canal principal del río Portoviejo. Se ha establecido mediante la herramienta de geoprocesos del software ArcGIS versión 10.4.1. un Buffer con un radio de acción de 2,5 km del eje principal del canal hacia cada lado margen del río, generando un área total de estudio que cuenta con 13397,103 Ha. y una longitud de recorrido del río de 44,41 Km. 25 Figura 1. Localización del área de estudio, río Portoviejo – Manabí – Ecuador. 26 Figura 2. Área de estudio, río Portoviejo, desde Colón hasta Sosote. Base cartográfica proporcionada por el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo a escala 1:24.000 elaborado por la autora de la tesis. 33 Figura 6. Geomorfología del área de estudio. Base cartográfica proporcionada por el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Portoviejo. Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000. 34 Cobertura vegetal - uso de la tierra en el valle y planicie aluvial del río Portoviejo La base de datos que se obtuvo, es el resultado de un riguroso proceso de tratamiento de las imágenes de satélite como se describe en la metodología, lo que ha hecho posible obtener los datos de coberturas geográficas para los cuatros años de estudio. Durante el periodo de estudio entre los años (2004 – 2009 – 2016- 2018) en el área se observa un crecimiento de nuevas zonas pobladas con asentamientos no consolidados sobre todo hacia el margen derecho del río donde además se intensifican los pastizales y cultivos en las márgenes del río hacia la zona norte. En el transcurso de los años hasta el 2016 (figura 9), se identifica el crecimiento de actividades de cultivo permanente hacia la zona norte y sur en las márgenes del río y luego de dos años (figura 10) correspondiente al año 2018 se puede observar la intervención de actividades agropecuarias sobre todo en toda la zona norte. La interacción entre los factores naturales y los humanos determina en términos generales la forma como el río se desplaza por un lugar determinado. La eliminación de la capa vegetal en la parte alta y media de la cuenca ha significado que al presentarse las precipitaciones aumente el escurrimiento superficial y ocurre un mayor arrastre de desechos existentes en suelo los cuales son transportadas por el río, ocasionando la sedimentación o azolvamiento del cauce, que a su vez se traduce en la reducción de la capacidad del río de transportar más carga líquida y en consecuencia la probabilidad de generar inundaciones. 35 Figura 7. Cobertura vegetal del área de estudio (2004). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000. 36 Figura 8. Cobertura vegetal del área de estudio (2009). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000. 37 Figura 9. Cobertura vegetal del área de estudio (2016). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000. 38 Figura10. Cobertura vegetal del área de estudio (2018). Base cartográfica proporcionada por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGAP). Mapa elaborado por la autora de la tesis a escala 1:24000. 39 CAPÍTULO IV MATERIALES Y MÉTODOS Tipo de investigación La metodología como parte del desarrollo de esta investigación, responde a múltiples tratamientos de sistemas de información geográfica y así también de softwares aplicados tanto a fase de campo, como a la fase de laboratorio correspondiente a los análisis de la documentación y la fase de oficina donde se desarrolla la estadística apoyada en los softwares InfoStat y RStudio, los cuales han permitido interpretar el comportamiento de los parámetros morfométricos y su influencia en los meandros. Fase de Campo Los ríos ameandrados son muy importantes para la ecología y la biodiversidad, ofreciendo una variedad de tipos de hábitat, y muchos de estos canales y llanuras de inundación asociadas son una amenaza para las actividades humanas, lo cual impulsa mucha investigación, y tendencias que requiere la comprensión de las formas y la dinámica del río. Para ésta comprensión se realizó un reconocimiento de los distintos sectores donde se podría trabajar, los cuales fueron identificados desde Colón hasta Sosote recorriendo el cauce principal del rio Portoviejo. Dentro de esta fase se identifica y sistematizan: Compilación de información Para este estudio y para la creación de los mapas se utilizó la información de las fuentes que se detallan en la siguiente tabla: 40 Tabla 1 Compilación de la información utilizada en la investigación MAPA CAPA FUENTE ESCA LA AÑO OTROS DATOS Mapa DEM Modelo Digital de Elevación DEM GAD Portoviejo 3X3m tamaño del pixel 2016 Mapa cobertura y uso de la tierra Cobertura y uso de la tierra MAGAP, MAE, IEE 1:100.000 2004, 2009, 2016, 2018 Mapa de relieve Relieve GAD Portoviejo 1:100.000 2017 Mapa de ubicación Área de estudio Investigador 1:30.000 2019 Esta capa se la delimitó por la autora de la tesis utilizando como base Google Earth y el DEM Mapa de relieve y geología Relieve, Geología DEM GAD Portoviejo 3X3m tamaño del pixel 2016 Esta capa ha sido delimitada por la autora de la tesis usando como base el DEM y empleando herramientas de análisis espacial en ArcGIS Mapas de precipitación Precipitación Climate engine 1:100.000 2004, 2009, 2016, 2018 Se utilizaron las capas ráster disponibles en el geo portal de CLIMATE ENGINE para cada año en mención Mapa de meandros y secciones de ríos Meandros y secciones de los ríos Autora de la tesis 1:300 2004, 2009, 2016, 2018 Ésta información fue generada por la autora de la tesis delimitando el rio Portoviejo en los diferentes años de estudio, así mismo seccionando e identificando los meandros. 41 Tabla 1 (cont.) Compilación de la información utilizada en la investigación MAPA CAPA FUENTE ESCALA AÑO OTROS DATOS Fotos Satelitales Google Earth 300 m. escala de pantalla. 2004, 2009, 2016, 2018 Ortofotos Autora de la tesis. 1:5000 2004, 2009, 2016, 2018 Esta información se generó para poder realizar el trazado del río en los distintos periodos de estudio. Herramientas utilizadas para la elaboración de mapas, generación de capas y obtención de datos. Se ubicaron los registros de interpretaciones fotogeológicas que van desde el año 2004 hasta el 2018 mediante registros proporcionados en la tabla anterior, en los cuales se enfatizaron los estudios al canal del río Portoviejo en su recorrido desde la parroquia Colón hasta el sitio Sosote. Luego de ello se realizó una búsqueda, mediante la herramienta google siguiendo el curso del río para la impresión de imágenes satelitales que luego nos sirvan para elaborar las ortofotos. Se generó la georrefereciación a partir del lienzo del mapa bajo el código geográfico WGS84, para esto se utilizaron los software AutoCad y ArcGIS versión 10.4.1, se emplearon las herramientas de geoprocesos para la edición del área de estudio, tales como buffer, unión, disolve, intersect, así mismo las herramientas de análisis espacial para medir parámetros morfométricos, entre las que nombramos extracion by mask, surface, reclassify, distance. Para la creación de shapefiles se utilizaron las herramientas de edición: puntos, líneas y polígonos, además de Layout para el resultado del diseño y creación de los mapas temáticos. (fig.11). 42 Figura 11. Esquema Jerárquico para la generación de mapas temáticos y la obtención de los parámetros morfométricos de los meandros. 49 Medición de los parámetros morfométricos de los meandros Las mediciones y cálculos de los parámetros morfométricos de los meandros que se consideran para análisis, se llevaron a cabo en un primer momento sobre la cartografía digitalizada, con la ejecución de los comandos del software ArcGIS 10.4.1. Se utilizó como base la capa shapefile del rio Portoviejo en cada año, a través de herramientas de análisis espacial se pudo determinar los valores de cada una de estas variables. La información obtenida se organizó en bases de datos diseñadas en hojas de cálculo del software Microsoft Excel, y posteriormente con esta misma información básica y el empleo de las ecuaciones o expresiones matemáticas que definen al resto de los parámetros morfométricos, se procedió a los respectivos cálculos de nuevos parámetros. El sistema de análisis de meandros ha sido adaptado a la caracterización que provee (JM Hooke, 2013) donde nos muestra controles y mecanismos de interpretación de la movilidad de los meandros y las técnicas de caracterización y análisis de los meandros del río identificados los cuales fueron: parámetros de curvatura, ajuste de curvas, análisis espectral, análisis gráfico y modelo. Así mismo se identifican: (L) longitud de cuello de meandro, (A) longitud del eje, (W) ancho del río, (R) radio de curvatura, (S) longitud de curvatura, (c) sinuosidad mediante la ecuación C=S/L. Figura 19. Parámetros 50 morfométricos medidos en cada meandro de estudio. Algunas clasificaciones o agrupaciones de tipos generales expone (JM Hooke, s. f.), quien asignó secciones de canales serpenteantes como estables, móvil (migrando) y cambiante (en características). Ferguson (1981) ha discutido Los ríos británicos en términos de tres tipos: meandros activos (erosión en el exterior, depositando en el interior de las curvas), canales de baja sinuosidad que cambian activamente (actividad no concentrado en las curvas, principalmente trenzado) y canales estables o inactivos que pueden ser canales sinuosos, regulares, irregulares o rectos. El Instituto del estado hidrológico ruso también tiene una clasificación de procesos de canal que incluye clases de meandros libres, incompletos y limitados (Kondrat'yev y Popov, 1967). Se han identificado en la literatura tipos y secuencias de cambios en meandros, algunos simplemente en estudios de casos que documentan los cambios en un flujo en particular, otros forman la base de la generalización o modelado de cambios, aunque a menudo en forma gráfica. Como resultado de los experimentos con canales de las décadas de 1940 y 1960, se reconoce la movilidad de los meandros, con la migración siendo considerado el comportamiento habitual y el crecimiento de los meandros que tienen lugar en la fase inicial de desarrollo de un canal recto, aunque se pensaba que los cortes ocurrir donde hay variaciones en el material (Tiffany y Nelson, 1939; Friedkin, 1945). Se han realizado clasificaciones y modelos más detallados del comportamiento real en los ríos, desarrollado en la última década como se indicó anteriormente. De estos diversos análisis se desprende que ciertas categorías generales pueden reconocidos incluso si su definición exacta no está clara. Estas son migraciones simples, migración confinada, crecimiento (extensión), crecimiento lobular y compuesto, retracción y corte, cambios irregulares como islas y curvas estables (Hooke y Harvey, 1983). (figura 20). Siguiendo con la metodología de Hooke (Figura 19) se calculan los parámetros morfométricos en cada meandro, la información obtenida se organizó en bases de datos diseñadas en hojas de cálculo del software Microsoft Excel, y posteriormente con esta misma información básica y el empleo de las ecuaciones o expresiones 51 matemáticas que definen al resto de los parámetros morfométricos, se procedió a sus respectivas estimaciones, (Tablas 4, 5, 6 y 7). Cálculo y/o Estimación de los Análisis Estadísticos En específico, los análisis estadísticos de la variabilidad temporal de los parámetros morfométricos de los meandros del canal principal del río Portoviejo, fueron: media, mediana, desviación estándar, coeficiente de variación, mínimo y máximo, cuartil uno, cuartil tres. Su estimación se realizó en la misma base de datos (hojas de cálculo del software Microsoft Excel) en la que fueron sistematizados y organizados los valores de los parámetros morfométricos de los meandros organizados por segmentos, y las mediciones y cálculos de cada meandro en estudio. La caracterización general de los meandros se representa gráficamente por medio de box-plots e histogramas, los cuales fueron elaborados con el software InfoStat y Microsoft Excel. Esta investigación presenta un análisis de Biplot dinámico con apoyo del software RStudio que como expresa (DES_Egido MiguélezJF_Biplot Dinamico.pdf, s. f.) este pretende estudiar la relación que existe en un conjunto de datos multivariantes, que ocurren en más de una ocasión. Los métodos de Análisis Biplot tal como lo expone (Librero & Villardón, s. f.) han sido utilizados combinados con diversas técnicas multivariantes para proporcionar resultados más precisos. Con este procedimiento se observa la dinámica del modelo, teniendo en cuenta las trayectorias de los segmentos por meandro y los años en estudio. Cada trayectoria es el camino que han seguido los diversos elementos hasta llegar a su posición en la situación de referencia, año 2018. Así mismo un biplot dinámico: análisis estático con los datos que contiene a la longitud del cuello del meandro, amplitud del meandro, ancho del cauce del río, Radio de curvatura del meandro, Longitud del meandro, Sinuosidad como (variables), los segmentos y meandros como (individuos) y los periodos (2004 – 2018) como (situaciones). Para este estudio se tomó como 52 referencia el año 2018 que es el más actual, que se encuentra en la información y que refleja la realidad del momento. CAPITULO V ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Caracterización y clasificación morfológica de los patrones de meandros Knighton, (1999) expone que los ríos naturales desarrollan una amplia gama de canales formas, cuyas características varían en función de posición dentro del sistema fluvial. Ya sea que esa posición se defina en términos topográficos, geométricos o de flujo regulado, el elemento más llamativo del cambio fluvial ocurre en la dirección aguas abajo. A medida que el agua fluye cuesta abajo, la energía potencial se convierte gradualmente en cinética forma, de donde se utiliza para realizar erosiones y trabajo de transporte una vez que se determina un nivel crítico. De acuerdo con Perucca et al. (2016), el desarrollo de la llanura aluvial está asociado con la acreción lateral a lo largo del canal estable geometría. A lo largo de los ríos cambiantes, la sedimentación de la llanura aluvial no solo es más compleja debido a cambios en la posición del canal, sino también en la presencia del canal de corte, que exhiben patrones de desbordamiento. Un río se puede definir como meandrico cuando su sinuosidad es mayor que 1,5, entendiendo la sinuosidad (S) como la relación existente entre la longitud del cauce principal (Lr) y la del valle que drena (Lv); entonces: S = Lr/Lv > 1,5 (Leopold & Wolman, 1960). Parece existir cierta relación fundamental entre el ancho de un cauce y la longitud del meandro y entre el ancho del cauce y el radio de curvatura (Richards, 1982; Nanson & Hickin, 1983) (Isabel Quintana Cobo, 2015). Tal como lo expresa Rafael et al., (2015) la geometría de los meandros varía con el régimen de caudales y la naturaleza de los sedimentos tanto del cauce como de la llanura de inundación, siendo éste uno de los aspectos más ampliamente tratado en 53 el ámbito de la geomorfología fluvial (Bridge y Dominic, 1984; Hooke, 2007, entre otros). En planta, un arco de meandro viene definido por la longitud del canal, anchura, amplitud, radio de curvatura y longitud de onda (Leopold y Wolman, 1957). Por lo general, dichos parámetros, junto al índice de sinuosidad, son utilizados para clasificar los cauces y determinar la variación de su geometría en el tiempo y a lo largo del valle. De acuerdo con Hooke (1984), son algunas las clasificaciones referentes a las formas de meandros que han sido cuestionadas, entre ellas las de Schumm (1963) que son cinco clases de patrones basados en criterios de la sinuosidad, tres de los cuales son serpenteantes: regulares, irregulares y tortuoso. Expone Randle, (2006) que las curvas serpenteantes de los ríos se observan en los canales naturales de los ríos, a todas las escalas y en todas las partes del mundo. El modelo de migración de canales asume que el río es capaz de ajustar la alineación de su canal, pendiente, ancho y profundidad entre los límites no erosionables del valle del río. Estos ajustes ocurren para que la capacidad de transporte de sedimento del canal del río coincida con la tasa de suministro de sedimentos aguas arriba sin deposición o erosión a lo largo del lecho del canal. La literatura especializada abunda tanto en las relaciones entre morfología de canales y transporte de sedimentos (Leopold &Wolman, 1960), que es fácil caer en el error de pensar que el sedimento es la única causa de los meandros, y esto no es así. Las aguas desprovistas de sedimentos que escurren sobre el hielo de los glaciares hacen canales meándricos. También los cursos de agua fría que ingresan en cuerpos de aguas cálidas, y las corrientes marinas cálidas en masas de agua fría (corrientes de densidad), desarrollan patrones serpenteantes. (Isabel Quintana Cobo, 2015). Leopold, (1994) comenta que el meandro es un fenómeno puramente hidrodinámico. Al describir la forma de los meandros del río Portoviejo sobre el área de estudio, dos aspectos son de interés: la forma de la línea central del canal, y el grado de paralelismo del canal márgenes considerando lo expresado en el capítulo 2 de Canales ameandrados y depósitos laterales (1982), donde se reconocen cuatro tipos de planes en su evolución, siguiendo a Brice (1974) en preferencia a Chitale (1970), las cuales son, simétrica simple, asimétrica simple, compuesto simétrico y compuesto 54 asimétrico (Figura 20 a) que de forma más detallada lo podemos observar en las tablas 12, 13, 14 y 15 correspondientes a la evolución de los meandros de cada segmento de estudio. 55 Figura 20. Modelos de secuencias de desarrollo de meandros. (a) Secuencia de curvas simétricas simples a asimétricas y compuestas. (b) Elongación, desviación y desarrollo compuesto, (c) Secuencia de elongación de las extremidades con piscina adicional y rifles en las extremidades. (d) Secuencia de migración, crecimiento y desarrollo de compuestos hasta el corte, (JM Hooke, 2013). Figura 21. Evolución espacio temporal de los meandros del segmento 1: Colón – Puente El Guabito. (La imagen LANDSAT de base corresponde al año2018) Figura 22. Evolución espacio temporal de los meandros del segmento 2: Puente El Guabito – Ciudadela Nuevo Portoviejo. (La imagen LANDSAT de base corre Figura 23. Evolución espacio temporal de los meandros del segmento 3: Ciudadela Nuevo Portoviejo - Picoazá. (La imagen LANDSAT de base corresponde a 65 En particular, como se muestra en la (figura 26) (tabla 4), correspondiente al segmento 1, el número de curvas para los parámetros longitud del cuello del meandro (L), Longitud o amplitud del eje del meandro (A), Longitud de la curvatura del meandro (S) y Sinuosidad del meandro (C) son similares en su desarrollo entre los años 2004, 2009, 2016 y 2018, sin embargo en el parámetro Ancho del cauce (W) podemos observar que el meandro 6 sufre una notoria disminución del año 2004 al año 2009, y en Radio de curvatura del meandro (R) además del meandro 6 se ve afectado el meandro 4 donde del 2004 al 2009 presenta un aumento y luego disminuye hacia el 2016. En el segmento 2 (figura 27) (tabla 5), las curvas del parámetro Longitud o amplitud del eje del meandro (A), de los meandros 2 y 3 tienen a disminuir hacia el año 2018 mientras que los meandros 3 y 4 bajan un poco entre los años 2009 y 2016 y luego aumenta hacia el 2018. En las curvas del parámetro Ancho del cauce (W) los meandros 1, 2, 3 encuentran similitud en su evolución, lo que no sucede con el meandro 4 que se mantienen la curva hasta el 2016 y de ahí hasta el 2018 con tendencia a disminuir. Lo mismo sucede con el parámetro Radio de curvatura del meandro (R) donde el meandro 4 se diferencia del comportamiento relacionado a los demás meandros aumentando la curva hacia el 2016 y luego hacia el 2018 disminuye. En el parámetro de sinuosidad estas diferencias las presenta el meandro 2 que hacia el año 2018 disminuye considerablemente. En el segmento 3 (figura 28) (tabla 6), el meandro 1 marca diferencias considerables en la evolución del desarrollo en los parámetros Longitud de la curvatura del meandro (S), Ancho del cauce (W), Longitud o amplitud del eje del meandro (A), Longitud del cuello del meandro (L), entre el año 2004 y 2009, en los cuales el resto de meandros mantienen una curva similar de su comportamiento. El segmento 4 (figura 29) (tabla 7), muestra en el caso del parámetro de sinuosidad (C) aumentos en el meandro 1 del 2004 al 2009 y sufre una disminución considerable al 2016 donde se mantiene entre sus rangos hasta el 2018, los meandros 2, 3, 4 tienen un comportamiento similar. En el parámetro Radio de curvatura del meandro 2 aumenta del 2004 al 2009 y luego disminuye entre el 2016 y 2018, lo que 66 no sucede con el meandro 4 que disminuye del 2004 al 2009 y luego aumentó hacia el 2016. El parámetro Longitud o amplitud del eje del meandro (A) el comportamiento del meandro 1 es diferente a los demás que se mantienen entre sus rangos, este meandro marca una diferencia disminuyendo hacia el año 2016. En el segmento 1 y 2 aguas arriba del cauce donde la zona es mayormente agrícola se observan claramente las variaciones que se muestran en el ancho del cauce (W) y por ende la modificación en el radio de curvatura del meandro (R), así mismo se evidencia el caso del segmento 3 donde los parámetros morfométricos de los patrones de meandros han sido en su mayoría modificados por intervenciones antrópicas y con el crecimiento urbano de la ciudad capital, se observan a todos los parámetros morfométricos con incrementos de variaciones entre ellos y por ende esto va afectando al segmento 4 lo cual se puede observar claramente en los gráficos de análisis. En la Figura 30 se observa a cada parámetro morfométrico comparado entre segmentos para cada uno de los años de estudio con los valores promedios de los meandros muestreados, donde se destacan con mayor variación en el parámetro Longitud del cuello del meandro (L) longitud y amplitud del eje del meandro ( A), ancho del cauce (W) y longitud de la curva de meandro (S), para el segmento 3 que corresponde al área urbana de Portoviejo, sin embargo en otros parámetros como es el radio de curvatura del meandro (R) y la Sinuosidad (C) aguas arriba de la ciudad donde la actividad predominante es agrícola vemos variaciones en efectos, que han sido retribuidos y relacionados con los efectos de la ciudad que han tenido repercusiones en los cambios de meandros aguas arriba. Tabla 4 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 1 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018. Tabla 5 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 2 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018. Meandro Nº Longitud del cuello del meandro (L) m Amplitud del meandro (A) m Ancho del cauce del río (W) m Radio de curvatura del meandro ( R ) m Lon 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 1 138,00 124,00 124,00 129,00 57,00 74,00 55,90 95,10 10,00 8,00 25,80 26,00 60,00 62,00 62,00 58,00 205,00 2 104,00 90,00 91,80 90,00 159,00 166,00 145,00 40,00 14,00 5,00 20,30 20,00 19,00 15,00 18,00 0,00 377,00 3 165,00 165,00 155,00 106,00 134,00 167,00 158,00 87,70 16,00 1,00 20,50 13,00 36,00 44,00 44,00 35,00 397,00 4 224,00 179,00 160,00 149,00 162,00 137,00 101,00 151,00 18,00 25,00 22,30 13,00 39,00 42,00 61,00 49,00 329,00 Meandro Nº Longitud del cuello del meandro (L) m Amplitud del meandro (A) m Ancho del cauce del río (W) m Radio de curvatura del meandro ( R ) m Lo 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 1 123,00 142,00 120,00 147,00 173,00 162,00 152,00 178,00 10,00 6,00 17,30 9,60 36,00 37,00 44,00 19,00 392, 2 157,00 133,00 133,00 132,00 106,00 113,00 103,00 119,00 19,00 6,00 14,00 10,00 21,00 16,00 28,00 23,00 269, 3 121,00 111,00 94,00 95,00 85,00 81,00 70,00 114,00 7,00 9,00 27,50 11,00 42,00 32,00 29,00 20,00 236, 4 138,00 129,00 160,00 137,00 77,00 77,00 89,00 88,00 11,00 7,00 17,40 11,00 27,00 57,00 16,00 15,00 230, 5 168,00 166,00 159,00 170,00 202,00 182,00 161,00 172,00 21,00 20,00 30,10 31,00 17,00 21,00 25,00 25,00 479, 6 329,00 289,00 295,00 275,00 121,00 143,00 125,00 139,00 88,00 5,00 23,30 10,00 97,00 85,00 90,00 80,00 504, Tabla 6 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 3 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018. Meandro Nº Longitud del cuello del meandro (L) m Amplitud del meandro (A) m Ancho del cauce del río (W) m Radio de curvatura del meandro ( R ) m Longitud de 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 1 401,00 729,00 729,00 233,00 165,00 294,00 274,00 303,00 86,00 8,00 22,90 18,00 18,00 20,00 13,00 15,00 545,00 1.159,00 2 722,00 712,00 698,00 703,00 492,00 360,00 407,00 409,00 22,00 19,00 61,00 15,00 62,00 68,00 58,00 78,00 1.196,00 1.170,00 3 238,00 230,00 188,00 246,00 183,00 162,00 170,00 173,00 18,00 7,00 52,00 18,00 40,00 41,00 32,00 25,00 447,00 418,00 4 188,00 164,00 163,00 147,00 192,00 185,00 150,00 154,00 12,00 11,00 19,10 20,00 37,00 33,00 37,00 33,00 514,00 531,00 5 236,00 194,00 194,00 160,00 199,00 188,00 180,00 168,00 12,00 14,00 33,80 22,00 36,00 43,00 32,00 49,00 544,00 527,00 Tabla 7 Cálculo de los Parámetros morfométricos de los meandros del segmento 4 para los años de estudio 2004, 2009, 2016, 2018. Meandro Nº Longitud del cuello del meandro (L) m Amplitud del meandro (A) m Ancho del cauce del río (W) m Radio de curvatura del meandro ( R ) m Longitud 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 1 115,00 71,00 163,00 154,00 204,00 177,00 35,00 44,00 2,00 18,00 33,00 33,00 17,00 47,00 17,00 26,00 461,00 437, 2 110,00 265,00 265,00 170,00 64,00 128,00 99,00 63,00 2,10 20,00 34,00 24,00 40,00 88,00 73,00 42,00 181,00 361, 3 177,00 150,00 156,00 138,00 125,00 159,00 162,00 109,00 2,00 26,00 21,00 38,00 67,00 60,00 66,00 60,00 406,00 418, 4 124,00 135,00 227,00 223,00 261,00 266,00 272,00 228,00 1,80 25,00 17,00 20,00 77,00 67,00 109,00 103,00 619,00 618, 69 Figura 26. Comportamiento de los meandros del Segmento 1 (COLÓN - PUENTE EL GUABITO), de acuerdo con cada variable en estudio: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S), Sinuosidad (C). 0 200 400 600 800 1000 2004 2009 2016 2018 Longitud del cuello del meandro (L) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 Meandro 6 0 200 400 600 2004 2009 2016 2018 Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 Meandro 6 0 20 40 60 80 100 2004 2009 2016 2018 Ancho del cauce (W) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 Meandro 6 0 20 40 60 80 100 120 2004 2009 2016 2018 Radio de curvatura del meandro (R) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 Meandro 6 0 200 400 600 800 1000 1200 2004 2009 2016 2018 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 Meandro 6 0 2 4 6 8 2004 2009 2016 2018 Sinuosidad del meandro (C) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 Meandro 6 70 Figura 27. Comportamiento de los meandros del Segmento 2 (PUENTE EL GUABITO – CDLA NUEVO PORTOVIEJO), de acuerdo con cada variable en estudio: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S), Sinuosidad (C). 0 200 400 600 800 1000 2004 2009 2016 2018 Longitud del cuello del meandro (L) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 200 400 600 2004 2009 2016 2018 Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 20 40 60 80 100 2004 2009 2016 2018 Ancho del cauce (W) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 0 20 40 60 80 100 120 2004 2009 2016 2018 Radio de curvatura del meandro (R) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 0 200 400 600 800 1000 1200 2004 2009 2016 2018 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 2 4 6 8 2004 2009 2016 2018 Sinuosidad del meandro (C) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 71 Figura 28. Comportamiento de los meandros del Segmento 3 (CIUDADELA NUEVO PORTOVIEJO - PICOAZÁ), de acuerdo con cada variable en estudio: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S), Sinuosidad (C). 0 200 400 600 800 1000 2004 2009 2016 2018 Longitud del cuello del meandro (L) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 0 200 400 600 2004 2009 2016 2018 Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 50 100 2004 2009 2016 2018 Ancho del cauce (W) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 -30 20 70 120 2004 2009 2016 2018 Radio de curvatura del meandro (R) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 Meandro 5 0 200 400 600 800 1000 1200 2004 2009 2016 2018 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 2 4 6 8 2004 2009 2016 2018 Sinuosidad del meandro (C) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 72 Figura 29. Comportamiento de los meandros del Segmento 4 (PICOAZÁ - SOSOTE), de acuerdo con cada variable en estudio: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S), Sinuosidad (C). 0 200 400 600 800 1000 2004 2009 2016 2018 Longitud del cuello del meandro (L) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 200 400 600 2004 2009 2016 2018 Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 20 40 60 80 100 2004 2009 2016 2018 Ancho del cauce (W) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 20 40 60 80 100 120 2004 2009 2016 2018 Radio de curvatura del meandro (R) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 -300 200 700 1200 2004 2009 2016 2018 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 0 2 4 6 8 2004 2009 2016 2018 Sinuosidad del meandro (C) Años Meandro 1 Meandro 2 Meandro 3 Meandro 4 73 Figura 30. Comparación entre variables según segmentos para cada periodo en estudio. 0 200 400 600 800 1000 S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4 2004 2009 2016 2018 Longitud del cuello del meandro (L) (m) Años 0 20 40 60 80 100 S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4 2004 2009 2016 2018 Ancho del cauce (W) (m) Años 0 20 40 60 80 100 120 S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4 2004 2009 2016 2018 Radio de curvatura del meandro (R) (m) Años 0 200 400 600 800 1000 1200 S1 S3 S1 S3 S1 S3 S1 S3 2004 2009 2016 2018 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) Años 0 2 4 6 8 S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4 2004 2009 2016 2018 Sinuosidad del meandro (C) Años 0 200 400 600 S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4 2004 2009 2016 2018 Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) Años 74 En la Figura 31 se observa el comportamiento de los segmentos muestreados para cada parámetro morfométrico, haciendo referencia en cada segmento una magnitud promedio entre los 4 años de estudio. En este caso está claro que la mayor variabilidad la encontramos en los segmentos 3 y 4 y fundamentalmente para los parámetros longitud de la curva del meandro (L), longitud y amplitud del eje del meandro ( A) y longitud de la curva de meandro (S), sin embargo se observa una disminución en lo que corresponde a los parámetros; ancho del cauce (W), radio de la curvatura del meandro (R) y Sinuosidad del meandro (C) para los cuatro segmentos de estudio. Figura 31. Comportamiento del rio Portoviejo teniendo en cuenta los cuatro segmentos estudiados según para cada variable: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S), Sinuosidad (C), durante el periodo 2004 – 2009 – 2016 - 2018. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 L A W R S C Magnitudes promedios (m) Parámetros Morfométricos S1 S2 S3 S4 81 Tabla 10 Medidas de resumen para cada segmento según las variables en estudio durante el periodo 2016. Año Segmento Variable n Media D.E. E.E. CV Mín Máx Mediana Q1 Q3 2016 S1 L 6 160,17 70,58 28,82 44,07 94 295 146 120 160 A 6 116,67 35,81 14,62 30,7 70 161 114 89 152 W 6 21,33 6,35 2,59 29,75 14 30 20 17 27 R 6 38,67 26,73 10,91 69,12 16 90 28,5 25 44 S 6 363,5 122,48 50 33,69 255 569 333,5 271 419 C 6 2,39 0,6 0,24 25,1 1,69 3,29 2,35 1,93 2,71 S2 L 4 132,5 31,92 15,96 24,09 91 160 139,5 91 155 A 4 114,75 46,71 23,35 40,7 55 158 123 55 145 W 4 22,23 2,55 1,27 11,46 20,3 25,8 21,4 20,3 22,3 R 4 46,25 20,56 10,28 44,46 18 62 52,5 18 61 S 4 294,75 79,48 39,74 26,96 196 381 301 196 330 C 4 2,34 0,94 0,47 40,24 1,58 3,63 2,08 1,58 2,46 S3 L 5 394,4 291,73 130,47 73,97 163 729 194 188 698 A 5 236,2 106,74 47,74 45,19 150 407 180 170 274 W 5 37,58 18,29 8,18 48,67 19 61 33 22,9 52 R 5 34,4 16,07 7,19 46,72 13 58 32 32 37 S 5 689,4 372,65 166,65 54,05 312 1126 510 447 1052 C 5 2,2 0,74 0,33 33,54 1,59 3,24 1,82 1,64 2,72 S4 L 4 202,75 52,37 26,19 25,83 156 265 195 156 227 A 4 142 100,99 50,5 71,12 35 272 130,5 35 162 W 4 26,25 8,54 4,27 32,53 17 34 27 17 33 R 4 66,25 37,85 18,93 57,14 17 109 69,5 17 73 S 4 504,5 285,76 142,88 56,64 183 878 478,5 183 498 C 4 2,48 1,27 0,64 51,31 1,12 3,87 2,46 1,12 3,19 82 Figura 34. Gráficos de Box-plots para comparar los segmentos del rio Portoviejo en estudio, de acuerdo con las variables: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S) y Sinuosidad (C) durante el periodo 2016. S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 200 400 600 800 S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 200 400 600 S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 20 40 60 Ancho del cauce (W) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 20 40 60 80 100 Radio de curvatura del meandro (R) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 200 400 600 800 1000 1200 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 2 4 6 Sinuosidad del meandro (C) Longitud del cuello del meandro (L) (m) Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) 83 Tabla 11 Medidas de resumen para cada segmento según las variables en estudio durante el periodo 2018. Año Segmento Variable n Media D.E. E.E. CV Mín Máx Mediana Q1 Q3 2018 S1 L 6 159,33 61,69 25,19 38,72 95 275 142 132 170 A 6 135 35,04 14,31 25,96 88 178 129 114 172 W 6 13,77 8,46 3,45 61,47 9,6 31 10,5 10 11 R 6 30,33 24,57 10,03 81,01 15 80 21,5 19 25 S 6 388 94,88 38,73 24,45 302 524 366 308 462 C 6 2,55 0,54 0,22 21 1,91 3,26 2,41 2,2 3,14 S2 L 4 118,5 25,88 12,94 21,84 90 149 117,5 90 129 A 4 93,45 45,48 22,74 48,67 40 151 91,4 40 95,1 W 4 18 6,27 3,14 34,84 13 26 16,5 13 20 R 4 35,5 25,49 12,74 71,8 0 58 42 0 49 S 4 239,75 103,08 51,54 43 123 374 231 123 237 C 4 1,96 0,48 0,24 24,48 1,37 2,51 1,98 1,37 2,12 S3 L 5 297,8 230,65 103,15 77,45 147 703 233 160 246 A 5 241,4 111,34 49,79 46,12 154 409 173 168 303 W 5 18,6 2,61 1,17 14,02 15 22 18 18 20 R 5 40 24,62 11,01 61,54 15 78 33 25 49 S 5 675,6 300,67 134,47 44,5 390 1130 585 460 813 C 5 2,7 1,02 0,46 37,78 1,59 3,66 3,13 1,61 3,49 S4 L 4 171,25 36,89 18,45 21,54 138 223 162 138 170 A 4 111 82,64 41,32 74,45 44 228 86 44 109 W 4 28,75 8,22 4,11 28,59 20 38 28,5 20 33 R 4 57,75 33,21 16,61 57,51 26 103 51 26 60 S 4 469,75 274,51 137,25 58,44 176 839 432 176 449 C 4 2,65 1,14 0,57 43,16 1,14 3,76 2,85 1,14 3,25 84 Figura 35. Gráficos de Box-plots para comparar los segmentos del rio Portoviejo en estudio, de acuerdo con las variables: Longitud del cuello del meandro (L), Amplitud del meandro (A), Ancho del cauce del río (W), Radio de curvatura del meandro (R), Longitud del meandro (S) y Sinuosidad (C) durante el periodo 2018. S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 200 400 600 800 Longitud del cuello del meandro (L) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 200 400 600 Longitud o Amplitud del eje del meandro (A) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 20 40 60 Ancho del cauce (W) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 20 40 60 80 100 Radio de curvatura del meandro (R) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 200 400 600 800 1000 1200 Longitud de la curvatura del meandro (S) (m) S1 S2 S3 S4 Segmentos 0 2 4 6 Sinuosidad del meandro (C) 85 En el año 2018 todos los meandros sufren migraciones sin embargo podemos observar que la tendencia a alcanzar mayores límites de variabilidad es el segmento 3 en el parámetro longitud o amplitud del eje del meandro (A) y en el parámetro longitud de la curvatura de meandro (S) el segmento 3 y en el radio de curvatura el segmento 4 podría alcanzar los valores más altos. Si hacemos una comparación de la mediana por parámetro, en el año 2004 observamos que para la longitud del cuello del meandro (L) aumenta en el segmento 3, para la amplitud del eje del meandro (A) para el ancho del cauce (W) y para la longitud de la curvatura del meandro (S), a diferencia de los parámetros Radio de la curvatura del meandro (R) y la sinuosidad tienen da aumentar en el segmento 4. En el año 2009 aumenta la Longitud del cuello del meandro (L), la longitud o amplitud del eje del meandro (A) y la longitud de la curvatura del meandro (S) para el segmento 3. A diferencia del segmento 4 aumenta en las variables Ancho del cauce (W), Radio de curvatura del meandro (R) y sinuosidad del meandro (C). En el año 2016 aumenta la longitud del cuello del meandro (L) la longitud o amplitud del eje del meandro (A) el ancho del cauce (W) y la longitud de la curvatura del meandro (S) en el segmento 3. A diferencia del segmento 4 que es mayor en los parámetros Radio de curvatura del meandro (R) y en la sinuosidad que se mantienen casi en el mismo rango los 4 segmentos. La mediana del 2018 muestra aumentos en el segmento 3 para los parámetros Longitud del cuello del meandro (L), longitud o amplitud del eje del meandro (A), longitud de la curvatura del meandro (S) a diferencia del segmento 4 que muestra aumentos en el parámetro Ancho del cauce (W), radio de la curvatura del meandro (R), Sinuosidad (C). 86 Variabilidad espacio temporal de los patrones de meandros La variabilidad espacio temporal de los patrones de meandros está impulsada por varios procesos entre los que nombra Camporeale et al., (2008) para ríos meandricos: (1) el alargamiento continuo del eje del río, con formación de lóbulos simples o compuestos, (2) la migración aguas abajo (a veces aguas arriba) del bucles de meandro, y (3) la ocurrencia de eventos de corte. En el presente trabajo, destacamos el papel desempeñado por estos últimos procesos y su interacción con los parámetros morfométricos. Hooke (2013), presenta una serie de análisis en cuanto a los procesos de variación de los meandros, entre los que hace referencia a: Migración Se ha demostrado por muchos estudios de campo y canales que los meandros en el aluvión migran gradualmente en la dirección aguas abajo. El artículo de Carey (1969) señala que los meandros libres se agrandan lateralmente y luego se cortan. Sin embargo, el ejemplo de Carey del Río Rojo muestra que la migración tiene lugar, y Brice (1977) encontraron en el río Sacramento que el tipo más común de el movimiento es migración. Sin embargo, puede ser que la mayor parte de la migración sea, de hecho, limitada, incluso en amplias llanuras aluviales, la composición de los sedimentos no es consistente, lo que significa que la migración generalmente no es simétrica, incluso si de otra manera sería por los movimientos desiguales, esto eventualmente resulta en cortes. Migración confinada Muy comúnmente, los canales de los ríos no tienen libertad para migrar sobre una amplia llanura aluvial, al estar restringidos por características o depósitos en el valle. Esto puede impedir tanto la migración y el crecimiento de meandros por lo que se modifican las curvas. Matthes (1941) y Tanner (1955) sugirieron varios factores que pueden ser responsables de la anomalía de meandros "apilados" o 87 deformados, incluidos los bancos blandos localmente, diversas formaciones no aluviales, estructura geológica, estructuras de ingeniería y confluencias de arroyos. Los factores varían en el número de curvas que es probable afectar. Yarnykh (1978) sugiere que las curvas del ápice agudas y alargadas se deben al confinamiento. Crecimiento y desarrollo de compuestos Los términos crecimiento o extensión se utilizan para aumentar la amplitud y el desarrollo de la curvatura perpendicular al eje del valle. Obviamente, las curvas deben crecer en sus comienzos. En 1947, Matthes pudo sugerir que el alargamiento indebido de una curva parece ser una deformidad o anormalidad más que una característica normal de meandros de arroyos. Ahora está surgiendo evidencia de que se está produciendo un crecimiento continuo y un alargamiento considerable, un fenómeno común en los ríos y que esto a menudo implica el desarrollo de asimetría y formas compuestas (por ejemplo, Brice, 1974; Hooke y Harvey, 1983). Ocurrencia de diferentes tipos de cambio Una cuestión importante se refiere a la distribución real y la aparición de estos tipos de cambio en ríos serpenteantes. Ferguson (1977) ha advertido sobre las dificultades de distinguir tendencia de fluctuación. En teoría, se esperaría que, si una corriente está en equilibrio, entonces incluso si las curvas individuales exhiben crecimiento o corte, la longitud total de la trayectoria y la sinuosidad permanecerían aproximadamente constantes. Laczay (1977) ha dicho para los ríos húngaros que hay un aumento general a largo plazo en longitud del camino, pero acortamientos locales. Matthes (1947) asumió que, en su forma natural estado que el río Mississippi había mantenido una longitud aproximadamente constante, pero encontró que la tasa de cortes de cuello de 1,8 ml / año no compensaba el habitual alargamiento de 4,8 ml / año. La diferencia la compensaron los cortes de los conductos. Varios estudios han demostrado disminuciones en la sinuosidad durante los últimos 100 años. En el caso del río Portoviejo, se pueden apreciar los cambios y características que han sufrido los meandros en el transcurso de los años, en las tablas 12, 13, 14 y 88 15, donde se muestran crecimientos en épocas de fuertes precipitaciones, migraciones en áreas urbanas, agropecuarias donde la actividad agrícola ha sido intensificada, y también encontramos cut-offs en zonas deforestadas para utilizar en los pastizales y cultivos permanentes. (Cut-offs): cortes de meandros en el cauce afluente pueden traer consigo cambios sensibles en el punto de confluencia; pero también, rectificaciones de trazado en el cauce principal, asociados al tapón hidráulico que se produce en las áreas de confluencia cuando coinciden las puntas de crecida de ambas corrientes fluviales.(García martínez, 2015) Se han analizado los procesos siguiendo el canal desde el año 2004, 2009, 2016 y 2018, entre los segmentos se presentan procesos de crecimientos, migraciones y desarrollan puntualmente procesos de cut-offs o cortes de meandros. Si los analizamos de forma más detallada observamos en el segmento 1 y 2 se presentan para la mayoría de meandros variaciones relacionadas a los procesos de migración y cut-off, donde uno de los factores más relacionados a la causa que provoca estas variaciones es la cobertura vegetal. El uso actual del suelo en la zona, está caracterizado por la erosión que han sufrido las cuencas altas por la tala de árboles y el cambio del uso del suelo por la introducción de la agricultura y ganadería. La ampliación de la frontera agrícola ha repercutido en una producción cada vez más creciente de sedimentos. Asi también encontramos en todos los meandros variaciones en el año 2016 donde presentan procesos de crecientes debido a las fuertes precipitaciones que se presentaron en el mes de Marzo del mismo año. En las estaciones lluviosas el cauce principal pierde su capacidad hidráulica y vastas zonas del valle quedan inundadas, lo cual provoca no solo la pérdida de la producción agrícola sino que pone en peligro a la población que habita a lo largo de las riberas del río. Este problema se agudiza en la parte media y baja de la cuenca, donde los asentamientos poblacionales se encuentran en las zonas más amenazadas por las inundaciones, generándose áreas de alta vulnerabilidad y riesgo. En este caso del segmento 3 lo que encontramos son migraciones cofinadas debido a que sus variaciones sean limitadas al estar en áreas urbanas consolidadas. Tabla 12 Comportamiento de los meandros del segmento 1 en el periodo de tiempo de estudio. Nº MEANDRO MOVILIDAD DEL MEANDRO EVOLUCIÓN DEL MEANDRO CAUSA DE LA EVOLUCIÓN Y MOVILIDAD DEL MEANDRO 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 1 Migración confinada Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Inundación Terremoto Agrope 2 Migración confinada Crecimiento Migración confinada Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Inundación Terremoto Agrope 3 Crecimiento Migración Compuesto Simétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Simétrico Compuesto Simétrico Inundación Terremoto Agrope 4 Migración confinada Crecimiento Migración confinada Compuesto Simétrico Compuesto Simétrico Compuesto Simétrico Compuesto Asimétrico Inundación Terremoto Agrope 5 Migración confinada Crecimiento Migración confinada Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Inundación Terremoto Agrope 6 Migración confinada Crecimiento Migración confinada Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Compuesto Asimétrico Inundación Terremoto Agrope Tabla 13 Comportamiento de los meandros del segmento 2 en el periodo de tiempo de estudio. Nº MEANDRO MOVILIDAD DEL MEANDRO EVOLUCIÓN DEL MEANDRO CAUSA DE LA EVOLUCIÓN Y MOVILIDAD DEL MEANDRO 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 2009 2016 2018 2004 1 Crecimiento Migración Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Inundación Terremoto Agropecuari 2 Crecimiento Cut-off Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Inundación Terremoto Agropecuari 3 Crecimiento Migración Compuesto Simétrico Simple Simétrico Compuesto Simétrico Compuesto asimétrico Inundación Terremoto Agropecuari 4 Crecimiento Migración Simple Simétrico Simple Simétrico Simple Simétrico Compuesto asimétrico Inundación Terremoto Agropecuari 97 Tabla 19 Contribución relativa del factor al elemento (contribuciones de las filas) Eje 1 Eje 2 S1_1 0 66 S1_2 337 71 S1_3 246 151 S1_4 491 108 S1_5 46 38 S1_6 210 172 S2_1 294 23 S2_2 794 177 S2_3 629 69 S2_4 14 0 S3_1 392 99 S3_2 844 144 S3_3 11 871 S3_4 10 792 S3_5 138 848 S4_1 450 135 S4_2 360 25 S4_3 6 395 S4_4 572 277 98 Tabla 20 Contribuciones de las columnas Eje 1 Eje 2 L 753 207 A 875 1 W 26 71 R 427 27 S 957 15 C 68 850 Tabla 21 Coordenadas de las trayectorias (variables: parámetros morfométricos) Variable: L Variable: A Variable: W Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 3,855 1,79 2004 3,506 1,243 2004 3,925 1,724 2009 4,413 1,214 2009 2,73 0,142 2009 1,346 -1,41 2016 4,398 1,024 2016 3,636 0,097 2016 2,885 3,109 2018 3,682 1,932 2018 3,968 0,124 2018 -0,681 -1,13 Variable: R Variable: S Variable: C Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 1,74 -0,31 2004 3,205 0,917 2004 -0,497 -1,225 2009 1,167 0,242 2009 3,591 0,322 2009 -1,735 -0,625 2016 1,87 -0,915 2016 4,1 -0,484 2016 -0,114 -2,28 2018 2,772 -0,697 2018 4,15 -0,512 2018 1,103 -3,912 99 Tabla 22 Coordenadas de las trayectorias (variables) segmento 1 Individuo: S1_1 Individuo: S1_2 Individuo: S1_3 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 -0,057 -0,629 2004 -1,181 0,893 2004 -1,043 0,771 2009 -0,112 0,078 2009 -1,168 1,064 2009 -1,171 0,391 2016 -0,131 -1,009 2016 -1,067 0,571 2016 -1,449 -0,649 2018 -0,025 -0,427 2018 -0,869 0,399 2018 -0,913 -0,716 Individuo: S1_4 Individuo: S1_5 Individuo: S1_6 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 -1,347 1,093 2004 0,026 -0,377 2004 0,341 -0,947 2009 -0,946 1,008 2009 -0,08 -0,31 2009 1,05 1,3 2016 -1,318 1,005 2016 -0,409 -0,474 2016 1,068 0,455 2018 -1,195 0,561 2018 -0,336 -0,305 2018 0,975 0,882 Tabla 23 Coordenadas de las trayectorias (variables) segmento 2 Individuo: S2_1 Individuo: S2_2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 -1,081 1,129 2004 -0,445 -1,169 2009 -0,892 0,817 2009 -0,241 -1,715 2016 -1,291 0,511 2016 -0,763 -1,375 2018 -0,955 0,266 2018 -2,512 1,186 Individuo: S2_3 Individuo: S2_4 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 -0,331 0,139 2004 -0,251 1,278 2009 0,307 0,202 2009 -0,496 0,445 2016 -0,189 -0,112 2016 -0,671 0,586 2018 -1,238 0,41 2018 -0,107 0,008 100 Tabla 24 Coordenadas de las TRAYECTORIAS (variables) segmento 3 Individuo: S3_1 Individuo: S3_2 Individuo: S3_3 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 - 0,159 -0,031 2004 5,776 2,104 2004 0,276 0,837 2009 4,098 2,807 2009 5,013 2,113 2009 0,181 1,201 2016 3,481 2,45 2016 4,544 0,922 2016 -0,779 -0,156 2018 1,728 -0,867 2018 5,359 2,215 2018 -0,145 1,28 Individuo: S3_4 Individuo: S3_5 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 0,475 -0,059 2004 0,667 0,54 2009 0,43 -0,624 2009 0,561 -0,122 2016 0,001 -0,859 2016 0,114 -0,614 2018 -0,092 -0,806 2018 0,616 -1,525 Tabla 25 Coordenadas de las trayectorias (variables) segmento 4 Individuo: S4_1 Individuo: S4_2 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 0,222 -1,199 2004 -1,36 1,233 2009 0,486 -4,249 2009 0,414 1,154 2016 -2,088 1,164 2016 0,165 0,384 2018 -1,954 1,068 2018 -0,69 -0,183 Individuo: S4_3 Individuo: S4_4 Eje 1 Eje 2 Eje 1 Eje 2 2004 0,246 0,523 2004 1,968 -2,603 2009 0,105 -0,746 2009 1,566 -2,755 2016 0,536 -1,078 2016 3,064 -1,835 2018 -0,212 -1,66 2018 2,566 -1,786 101 Tabla 26 Tabla anova para las variables durante los periodos en estudio F anova - plano: 1-2 2004 2009 2016 2018 L 42,305 12,695 13,638 193,33 A 16,352 13,96 26,67 56,2 W 1,064 2,46 7,334 0,857 R 2,66 1,068 2,489 6,646 S 27,11 14,203 31,513 273,167 C 0,542 0,691 3,275 89,473 Tabla 27 Valores - p para las variables en estudio según los periodos comprendidos entre el 2004 – 2018 p-valor F - plano: 1-2 2004 2009 2016 2018 L 0 5e-04 3e-04 0 A 1e-04 3e-04 0 0 W 0,3684 0,1171 0,0055 0,443 R 0,1006 0,3669 0,1145 0,0079 S 0 3e-04 0 0 C 0,5917 0,5153 0,0642 0 La tabla 28, muestra los valores de los coeficientes de determinación de las proyecciones que indican la calidad de representación de las variables. Se ha marcado con rojo los coeficientes que tienen un valor no significativo del estadístico de F del ANOVA de la regresión, observando que el valor p-valor no significativo corresponde con la variable mal representada en el análisis biplot, que para este estudio es la variable del ancho del cauce del río. 102 Tabla 28 Coeficiente de determinación de las variables R2 2004 2009 2016 2018 L 0,841 0,6134 0,6303 0,9603 A 0,6715 0,6357 0,7693 0,8754 W 0,1174 0,2352 0,4783 0,0968 R 0,2496 0,1178 0,2373 0,4538 S 0,7721 0,6397 0,7975 0,9715 C 0,0635 0,0795 0,2905 0,9179 El siguiente grafico (Figura 37), representa las trayectorias por segmento del rio Portoviejo y cada uno de los meandros para el periodo 2004, 2009, 2016, 2018 teniendo en cuenta cada variable. Se puede observar, que la etiqueta de cada segmento por meandro está ubicada en la situación de referencia (año 2018), al observar que no es posible ver con claridad las trayectorias de cada segmento por meandro, se decidió ampliar la escala para detallar mejor la información (Figura 38, Figura 39 y Figura 40). En la figura 37, muestra la ampliación del grafico por trayectoria de los segmentos 1, 3, 4, para algunos de sus meandros teniendo en cuentas las variables en estudio, encontrando para el segmento 3 meandro 2, existe una reducción en la variable Longitud del cuello del meandro (L) para el periodo 2016 y nuevamente aumenta relativamente hasta su lugar de origen para el año 2018. En el segmento 3, meandro 1 se observa un aumento en la Longitud del cuello del meandro (L) del 2004 al 2009, luego disminuye un poco para el año 2016 y por último se observó que el Radio de curvatura del meandro (R), la amplitud del meandro y su Longitud disminuyen para el periodo 2016 – 2018. En el caso del Segmento 1 meandro 6 se muestra que la variable Longitud del cuello del meandro (L) tiene pequeñas variaciones entre los años 2004, 2009, 2016 y 2018, lo cual se observa un comportamiento parecido con la Sinuosidad (C) en el segmento 4 meandro 4. 103 Figura 37. Biplot dinámico: Trayectorias de los segmentos del rio Portoviejo por meandro para el periodo 2004 – 2018 104 Figura 38. Ampliación para observar mejor la trayectoria de los segmentos por meandro para el periodo 2004, 2009, 2016, 2018. 105 Para el segmento 3 meandro 4 (figura 39), se ve claramente que para el periodo 2004 – 2009 hay un descenso en la sinuosidad (C) que luego baja también para el año 2016 junto con la variable ancho del cauce del río (W) y sigue así hasta el 2018. Para el segmento 4 meandro 3, se puede ver una reducción en la sinuosidad (C) en el periodo desde el 2004 hasta el 2018 junto con la variable del ancho del cauce del río (W). En los segmentos 2 meandro 3, segmento 1 meandro 5, segmento 4 meandro 1, segmento 4 meandro 2, segmento 3 meandro 3, se observa un comportamiento creciente pero en este caso hay que resaltar que no existe una relación directa con las variables en estudio, es decir las variaciones son mínimas en su comportamiento. Las variables ancho del cauce del río (W) y Sinuosidad (C) inciden en el segmento 4 meandro 3 en el año 2018, segmento 3 meandro 4, segmento 1 meandro 5 en los años 2016 y 2018. En este caso los parámetros radio de curvatura del meandro (R) y Longitud del meandro (S) están correlacionados entre sí. La figura 40 muestra los restantes segmentos ubicados en el segundo cuadrante (S1_2, S2_1, S1_3, S1_4, S2_2), en donde se observa, que estos no tienen una relación directa con las variables longitud del cuello del meandro (L), amplitud del meandro (A), Sinuosidad (C), Longitud del meandro (S), radio de curvatura del meandro (R), sin embargo, para estos existe un comportamiento con altibajos durante los periodos en estudio, esto quiere decir que se han mantenido relativamente estables sin cambios abruptos durante el periodo de la investigación y tienen una relación directa con el parámetro ancho del cauce del río (W). Este grupo de meandros también estarían directamente relacionados con el parámetro radio de curvatura del meandro (R) En el caso del parámetro ancho del cauce del río (W) incide directamente en el comportamiento del segmento 1 meandro 3 para el año 2016 y 2018, así también está presente en el segmento 2 meandro 2 en el año 2004 y 2016. 106 Figura 39. Ampliación para observar mejor la trayectoria de los segmentos por meandro para el periodo 2004, 2009, 2016, 2018. 113 Figura 44. Evolución de los meandros del segmento 4, antes y después de las afectaciones, año 2004 y 2018. 114 Sin embargo en el segmento 2 los meandros presentan el mismo comportamiento entre la Longitud de la curvatura del meandro (S) y la sinuosidad (C). También encontramos un río meandriforme (figura 43), con una movilidad regular en el segmento 3, donde existe presencia de asentamientos humanos consolidados (área urbana). En su movilidad se observan crecimientos frente a eventos naturales en el transcurso de los años, sobre todo se destaca para el año 2016 que es el periodo que tuvo la presencia de un evento natural como es la inundación y un mes después la ciudad enfrentó un Sismo de magnitud 7.8, sin embargo el sismo no incide en cambios. Cabe recalcar que corte de meandro que se aprecia claramente en la figura 41, fue generado por la construcción del puente papagayo. Figura 45. Cambios en el meandro 1 del segmento 4 causados por cortes de meandros, antes y después de las afectaciones, año 2004 y 2018. Por último revisamos los meandros del segmento 4 (figura 44), que como los demás segmentos agrícolas también han sido afectados por migraciones causadas por acumulación de sedimento y cortes de meandros puntuales como es el caso del meandro 1 (figura 45). Entre los cambios que sufrieron los parámetros morfométricos en el periodo de tiempo entre 2004 y 2018 podemos decir que: la longitud del cuello del meandro disminuyó en el año 2009, la amplitud del meandro también disminuyó, el ancho del cauce aumentó 16 metros, el radio de curvatura del meandro aumentó, la longitud del meandro disminuyó. Para el año 2016 la longitud del cuello del meandro se duplicó, la amplitud del meandro disminuyó significativamente, el ancho del cauce también se duplicó, y la longitud del meandro y sinuosidad disminuyeron significativamente. 115 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los estudios de la dinámica de los patrones de meandros han permitido analizar las tendencias de cambio observadas en el sistema fluvial que en este caso es el río Portoviejo. Se puede concluir que los factores de tipo geomorfológico no constituyen un papel determinante ni en el proceso de cortes de meandros ni en la migración. El desplazamiento de los meandros se ve afectado por la erosión del suelo y el material que se moviliza. Las causas de crecientes de meandros se ven afectadas al recibir mayor volumen de agua. Lo que si es determinante es la migración que tienen los meandros donde la principal causa es el proceso erosivo del suelo por la tala del bosque y la eliminación de la cubierta vegetal protectora en suelos no aptos para uso agrícola, que de paso los tampoco existe un manejo adecuado para cultivar y cosechar lo cual hace que el suelo quede totalmente desprotegido y expuesto a la erosión. Finalmente, otra causa para la erosión y los movimientos en masa es el sobrepastoreo, que provoca tanto la compactación del suelo, impermeabilizándolo y produciendo el aumento de la escorrentía superficial, como también la disturbación de las capas superficiales del suelo y el posterior arrastre a través del agua. Los cortes de meandros algunos son provocados por la erosión del suelo que da como respuesta una autoregulación natural del meandro. Los cambios morfológicos también son causados por las migraciones confinadas que resultarn del confinamiento del cauce por el hombre, un ejemplo es el segmento 3 (zona urbana de Portoviejo) donde solo se producen migraciones confinadas, pues el río ya no tiene espacio para moverse libremente, las obras de ingeniería junto al cauce lo limitan. Si analizamos los parámetros morfométricos que sufren cambios causados por procesos de crecimiento (en este caso por influencia de fuertes precipitaciones) son aumentos de: longitud del cuello del meandro (L), longitud o amplitud del eje del meandro (A), el ancho del cauce (W) y la longitud de la curvatura del meandro (S). En los procesos de migraciones, cortes y por ende abandonos de meandros aumentan los parámetros: Longitud de la curvatura del meandro (S), Radio de curvatura del 116 meandro (R), Longitud o amplitud del eje del meandro (A), ancho del cauce (W) y finalmente estos incidirán finalmente en la Sinuosidad del meandro (C). Al estar confinado el segmento 3, finalmente produce que el segmento 4 tenga fuertes procesos de migraciones que lleven a cortes debido a que desde un punto de vista sedimentológico, los meandros abandonados actúan como zonas de captación de sedimento dentro de la llanura, registrando las facies sedimentarias de las inundaciones, desde el momento de abandono hasta su relleno completo. 117 REFERENCIAS Aalto, R., Lauer, J. W., & Dietrich, W. E. (2008). Spatial and temporal dynamics of sediment accumulation and exchange along Strickland River floodplains (Papua New Guinea) over decadal-to-centennial timescales. Journal of Geophysical Research, 113(F1), F01S04. https://doi.org/10.1029/2006JF000627 Alessandro Ielpi. (2017). Controls on sinuosity in the sparsely vegetated Fossálar River, southern Iceland. http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.03.013 Antonela Volonté. (2017). Geomorfología Fluvial Aplicada Al Peligro De Crecidas. 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