HIDROLOGIA DEL VALLE DE YABUCOA

Recursos de Agua de Puerto Rico
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El Valle de Yabucoa ubica en la región sureste de Puerto Rico, en la cuenca de los ríos Guayanés, Arenas, Limones, Ingenio, la Quebrada Guayabota, y el Caño Santiago. Estas cuencas representan un área de captación de aproximadamente 46 millas cuadradas (mi2), siendo el Río Guayanés el cauce principal (34 mi2), descendiendo desde 1,633 pies sobre el nivel del mar (psnm) en las laderas sureste de la Cordillera Central hasta desembocar en el Mar Caribe al este de la ciudad de Yabucoa. En su descenso precipitado, recibe contribuciones de flujo del Río Prieto, el Río Arenas, el Río Limones y el Río del Ingenio, así como las Quebradas Alejandro, Guayabo, Cortadera y Aguacate. La cuenca también incluye el Río Ingenio (5.5 mi2) y el Caño Santiago (6.0 mi2), que fluyen directamente al Mar Caribe en las cercanías del Puerto de Yabucoa. Este puerto fue excavado 2,000 pies tierra adentro en el 1970, penetrando en el valle aluvial al oeste de la desembocadura del Río Guayanés en la Bahía de Yabucoa. El puerto permite el anclaje de tanqueros que transportan aceite y otros combustibles a las facilidades de almacenaje en la antigua refinería que operaba en la zona. La cuenca es primordialmente rural, excepto por la zona urbana de Yabucoa, ubicada al oeste de la desembocadura del Río Guayanés. Cultivos de vegetales y frutas abundan en las laderas, mientras que pastos y ganado predominan hacia el valle. Los cultivos de caña de azúcar desaparecieron en las últimas décadas. El Censo Federal de 2010 estimó la población de la cuenca en 37,950 habitantes.  
EN CONSTRUCCION

El clima en la cuenca del Río Guayanés es sub-tropical, con variaciones anuales en la lluvia similares al resto de las cuencas en la Región Este, incluyendo el período de estiaje a principios de año y la época de lluvias abundantes en mayo y desde septiembre a diciembre. La lluvia promedio anual en la cuenca es de 82 pulgadas, variando desde 87 pulgadas en las laderas de la Cordillera Central a 79 pulgadas en la costa. En la parte alta de la cuenca en la Cordillera Central en el sector Colonia Laura, la lluvia promedio anual excede 100 pulgadas (NWS, 2010). Los efectos orográficos del viento en las laderas de la cordillera son evidentes en aguaceros y tronadas vespertinas frecuentes en la época de lluvia.  
En el centro urbano de Yabucoa la lluvia promedio anual es de 79.2 pulgadas, como se ilustra en la figura a la izquierda. En años de estiaje la precipitación promedio anual puede disminuir a 57 pulgadas. La evapotranspiración promedio anual consume aproximadamente el 60 % de la lluvia sobre la cuenca (49 pulgadas en años normales y 43 pulgadas en años de sequías severas). El balance de 33 pulgadas discurre hacia la costa por el Río Guayanés y sus tributarios, o se infiltra al acuífero aluvial en el valle costanero. Esta zona es también uno de los puntos en la Isla donde por donde más frecuentemente penetran los huracanes y tormentas tropicales.  Yabucoa y la zona este-sureste han sido devastados por varios huracanes, incluyendo a San Felipe (1928); Santa Clara (1956); y Georges (1998).
AGUAS SUPERFICIALES
La lluvia abundante en la parte oeste de la cuenca de los ríos Guayanés, Limones e Ingenio inducen escorrentías relativamente cuantiosas y contínuas la mayor parte del año.  El USGS ha operado varias estaciones para medir flujos promedios diarios en estos tributarios en la cuenca y al presente opera dos estaciones en el Río Guayanés (50083500 (aguas arriba de la confluencia de los ríos Guayanés y Limones) y 50085100 (en la antigua Central Roig)).  La ubicación general de estas dos estaciones se ilustra en la siguiente figura. La estación cerca de la Colonia Laura (50082810, a la izquierda en anaranjado) operó desde 1968-82 en el lugar donde se propuso un embalse anteriormente.
NWS, 2012
La primera gráfica a la derecha ilustra el flujo promedio diario (Qpd) en el Río Guayanés en la estación en la zona montañosa de la cuenca (en la Colonia Laura, 50082800). Este flujo es relativamente abundante debido a las intensas lluvias en esta parte de la Cordillera Central. El promedio de lluvia en la cuenca que drena esta estación (4.69 mi2) es de aproximadamente 100 pulgadas anuales. La escorrentía promedio anual (en base a los datos limitados de 1969-82) es de aproximadamente 10,000 pcs/año, lo que equivale a 24.5 millones de metros cúbicos (Mm3).  Este volumen permitiría llenar un embalse de 5 Mm3 unas 4.9 veces al año (parámetro denominado  "tasa de renovación"). En comparación, el embalse Loíza en Trujillo Alto tiene una tasa de renovación de aproximadamente 20 veces, mientras que Cerrillos (Ponce) y Caonillas (Utuado), embalses de alta capacidad, exhiben tasas de renovación de 0.9 y 6.0 veces/año respectivamente. Estas variaciones se deben a la lluvia abundante en la zona de Utuado y la escasa lluvia en la zona de Ponce. 

La segunda gráfica ilustra la escorrentía en el Rio Guayanés cerca de Yabucoa.  En el punto de la estación del USGS 50083500, el flujo promedio anual es de aproximadamente 27,000 acres-pies (66.2 Mm3, casi cuatro veces el flujo en la estación en la Colonia Laura).  Este aumento se debe al incremento en el área de captación (17.2 mi2) y las contribuciones de flujo de la Quebrada Guayabota (al sur de la cuenca) y el Rio Limones (al noreste).

La gráfica final ilustra el flujo en la estación 50085100 en la antigua Central Roig (molino de caña de azúcar) cerca de Yabucoa. El área de captación en este punto es de 26.6 mi2, y el promedio anual de flujo es de aproximadamente 30,000 acres-pies (73.6 Mm3).  Este estimado incluye las extracciones de aproximadamente 6,720 acres-pies anuales (6 mgd) por parte de la AAA para alimentar las plantas de filtración en Yabucoa y Humacao.
Los datos de los flujos promedios diarios (Qpd) de estas estaciones operadas por el USGS pueden utilizarse para evaluar la cantidad promedio anual de escorrentía (Qa) que produce la cuenca.  Además, estos datos proveen información sobre los flujos máximos y mínimos, particularmente los flujos residuales o ambientales representados por la frecuencia del 99 % del tiempo (Q99).  Estos datos se ilustran gráficamente en los hidrogramas abajo.
La geología del Valle de Yabucoa ilustrada en la figura a la derecha (USGS, 1994) incluye aluvión con espesores entre 60 hasta 110 metros que descansan sobre rocas impermeables granodioríticas del Batolito de San Lorenzo. El espesor del aluvión aumenta desde la costa hacia el noreste, y desde el centro de los ríos del valle hacia las colinas hasta extinguirse en las laderas de las montañas que forman el valle.El aluvión, compuesto de arena, residuos calcáreos, cienos, y barros mezclados con gravas y rocas, forma un acuífero que exhibe porosidades de hasta un 15 % y conductividades hidraúlicas entre 16-20 pies por día, permitiendo el almacenaje y flujo de grandes cantidades de agua subterránea.  La escorrentía desde las laderas y quebradas en la cuenca se infiltra al acuífero descargando hacia la costa en el Puerto de Yabucoa. Anders (USGS, 1973) estimó la capacidad de almacenaje del acuífero en aproximadamente 60 billones de galones (227 millones de m3 (Mm3)), lo que es equivalente a 4 veces la capacidad del Embalse Toa Vaca (el de mayor tamaño en Puerto Rico con 61.7 Mm3). Estos valores no implican que todo el volumen almacenado está disponible para extracción. El acuífero se mantiene en un equilibrio dinámico entre la recarga (estimada por Anders en 20 mgd), y las extracciones. Como se indica en el siguiente párrafor, la extracción de más de 15 mgd resultaría en intrusión salina en la parte baja del valle. 

AGUAS SUBTERRANEAS
El desarrollo industrial y agrícola del Valle de Yabucoa comenzando en la década de 1950 indujo la extracción de hasta 20 millones de galones de agua por día (mgd) del acuífero. La Central Roig operaba una red de pozos que extraían hasta 10 mgd para riego agríola, mientras que en la parte baja del valle, la antigua refinería Gulf (luego Shell) operaba pozos que extraían una cantidad similar para usos en la producción de gasolina y aceites lubricantes. Estudios y modelos matemáticos preliminares del acuífero desarrollados por el USGS en 1973 demostraron que las extracciones en exceso de 15 mgd resultarían en intrusión salina en el aluvión en una franja cercana a los ríos Guayanés e Ingenio y  el Caño Santiago.  El cierre de las operaciones de la Central Roig en el 2002, y el cierre posterior de la refinería Shell redujeron significativamente las extracciones de agua subterránea en el valle. Datos recientes del USGS no documentan intrusión salina en el acuífero.
USGS Atlas of Ground Water in Puerto Rico, 1994
Hidrogramas de datos del USGS, 2012