cuenca hidrografica SUBACHOQUE

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HIDROLOGIA Y CLIMATOLOGIA - 2015588 ESTACION METEOROLÓGICA DIEGO ALEJANDRO ABREU MARTINEZ RONALD BAUTISTA MILCIADES MEDINA

TABLA DE CONTENIDO Introducción. 1. Alcances de la Práctica. 2. Objetivos. 2.1. Objetivo General. 2.2. Objetivos Específicos. 3. Marco Teórico. 3.1. Conceptos básicos del manejo de la cuenca. 3.1.1. Que es una cuenca hidrográfica. 3.1.2. Que ocurre en una cuenca hidrográfica. 3.1.3. Por qué la Cuenca se considera como un sistema 3.2. Características morfometricas de la cuenca hidrográfica 3.2.1. Determinación de las Características Físicas de una Cuenca Hidrográfica 3.2.2. Relieve y altitud. 3.2.3. Pendiente 3.2.4. Orientación 3.2.5. Área 3.2.6. Perímetro 3.2.7. Parámetros asociados a la longitud 3.2.8. Forma 3.2.8.1. Indice o coeficiente de compacidad 3.2.8.2. Factor de forma 3.2.8.3. Coeficiente de forma 3.2.8.4. Radio o relación de elongación 3.2.8.5. Radio o relación de circularidad 3.2.9. Patrones de Drenaje. 3.2.9.1. Redes de Drenaje. 3.2.9.2. Densidad de Drenaje. 3.2.9.3. Constante de estabilidad del río. 3.2.10. Clasificación de las corrientes fluviales. 3.2.11. Clasificación hidrológica de los suelos. 3.3. CURVA HIPSOMÉTRICA DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA 3.4. POMCA. 4. Procedimiento. 5. Muestra de cálculos resultados y análisis. 5.1. Cuenca hidrográfica del rio Bogotá.

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5.1.1. Características de la cuenca del rio Bogotá. 5.1.1.1. El recurso hídrico 5.1.1.2. Aspectos climáticos 5.1.1.3. Cobertura Vegetal 5.1.1.4. Uso del suelo 5.1.2. Respuestas a las preguntas 5.1.2.1. Pasos para la formulación del POMCA del río Bogotá? 5.1.2.2. ¿Cómo Ingeniero Agrícola en que pasos podría actuar como consultor? 5.1.2.3. Con base en la lectura del POMCA para el río Bogotá, señale los que usted considere son los proyectos prioritarios para desarrollar en la cuenca del río Bogotá. 5.2. La cuenca del rio Subachoque 6. Conclusiones y recomendaciones 7. BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCIÓN Una cuenca hidrográfica es una unidad de territorio donde las aguas fluyen naturalmente conformando un sistema interconectado, en el cual interactúan aspectos biofísicos, socioeconómicos y culturales1. Por esta razón la protección de los recursos Hídricos es un tema que día a día cobra mayor importancia dada la gran problemática que la degradación de este recurso representa para la humanidad. En el marco de las cuencas hidrográficas estas representan una vía idónea no solo para aprovechar racionalmente estos recursos sino también, para la mitigación y reducción de la vulnerabilidad ante los desastres naturales. En el aspecto socioeconómico de la cuenca se requiere una apropiada planificación, información sobre la disponibilidad de sus recursos. El uso adecuado de la cuenca hidrográfica debe responder, por lo tanto a los diferentes planes de ordenamiento y manejo en donde se debe tener en cuenta la localización de los cultivos, prácticas de manejo de suelos y ganado para que sede un manejo integral de sus componentes, lográndose con ello tomar decisiones en forma más acertada sobre el uso y manejo sostenible de la cuenca hidrográfica. Las características fisiográficas en cierta medida producen una estimación cualitativa y adicionalmente son usadas a través de modelos de regresión para realizar la estimación en forma cuantitativa de la escorrentía que podría generar la cuenca, es decir, su potencial de generación de agua. La protección de las cuencas hidrográficas en un tema vital para la protección actual y futura no solo de los recursos naturales del área circundante a la cuenca hidrográfica sino también de los seres vivos que se ven directamente afectados a los cambios de la misma. En éste trabajo se estudia la cuenca del río Bogotá, y la subcuenta del rio Chipata ubicado en el municipio de Guasca Cundinamarca.

1

http://www.corpoamazonia.gov.co:85/Planes/cuencas.htm

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1. ALCANCES DE LA PRÁCTICA Al finalizar este taller se estará en capacidad de digitalizar y definir características morfológicas de una cuenca hidrográfica y dar un uso adecuado a programas de trabajo que se lleguen a utilizar como Map Windows, Hidrosig, Arcgis y otras herramientas tecnológicas que facilitan esta labor, A través de las herramientas mencionadas, se determinarán las características de la cuenca total del Río Bogotá tomando las características determinadas por el POMCA y la del Río Subachoque Teniendo en cuenta, que para interpretar y disponer de una cuenca hidrográfica no solo es necesario poseer los conocimientos técnicos, propios del ingeniero, sino al mismo tiempo, los conocimientos políticos (legislación), socioeconómicos y culturales del entorno para realizar una adecuada formulación de las necesidades y los propósitos con los que debe ser desarrollado un POMCA o cualquier otro proyecto en el que se esté participando durante la actividad profesional, se revisan las disposiciones para la cuenca del Río Bogotá de acuerdo al POMCA generado para esta. Esta práctica permite realizar un acercamiento real a la caracterización de una cuenca hidrográfica, ya que como ingenieros agrícolas debemos estar en capacidad de realizar esta tarea cuando se nos sea requerido. Este taller nos permitirá además de mejorar nuestra capacidad en el manejo de Argis, aplicar otras herramientas computacionales de gran utilidad; El HidroSIG que es una herramienta eficaz desarrollada por la Universidad Nacional De Colombia- Sede Medellín que es una herramienta interesante y seguramente de mucha utilidad en el desarrollo de la ingeniería agrícola.

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2. OBJETIVOS 2.1.

OBJETIVO GENERAL

Determinar las características morfo métricas de una cuenca hidrográfica para inferir como establecer las relaciones que existen entre estas y algunos aspectos hidrológicos. 2.2.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Determinar las características fisiográficas de la cuenca, buscando involucrar lo relacionado con la morfología, drenaje, cobertura vegetal y manejo, entre otros. Relacionar las características fisiográficas de la cuenca con la dinámica del agua que cae y escurre al interior de la misma. Estudiar los elementos de política diseñados para el manejo y recuperación de las cuencas hidrográficas. Usando Arcgis se determinaran las características fisiográficas que puedan ser extraídas para toda la cuenca del río Subachoque.

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3. MARCO TEORICO 3.1. CONCEPTOS BÁSICOS DEL MANEJO DE CUENCAS 3.1.1. Qué es una cuenca Hidrográfica La Cuenca Hidrográfica se define como la unidad territorial natural que capta la precipitación, y es por donde transita el escurrimiento hasta un punto de salida en el cauce principal o sea es un área delimitada por una divisoria topográfica denominada parte-agua que drena a un cauce común. La cuenca hidrográfica es un territorio definido por la línea divisoria de las aguas en la cual se desarrolla un sistema hídrico superficial, formando una red de cursos de agua que concentran caudales hasta formar un río principal que lleva sus aguas a un lago o mar. Físicamente, la cuenca representa una fuente natural de captación y concentración de agua superficial y por lo tanto tiene una connotación esencialmente volumétrica e hidrológica. Al mismo tiempo la cuenca, y sobre todo el agua captada por la misma, es una fuente de vida para el hombre aunque también de riesgo cuando ocurren fenómenos naturales extremos como sequías o inundaciones o el agua se contamina. 3.1.2. Qué ocurre en una cuenca hidrográfica En la cuenca producen, relaciones, interacciones e interrelaciones y es un sistema natural dinámico de elementos físicos, biológicos, sociales, económicos y políticos que se relacionan entre sí, evolucionando permanentemente en función de las actividades antrópicas. Constituye el espacio indicado para combinar adecuadamente: el manejo forestal con el ordenamiento integral de los recursos naturales donde se hagan compatibles las demandas sociales con las capacidades o soporte de la naturaleza y en donde el hombre juega un rol principal ya que con sus decisiones y comportamiento, puede producir cambios positivos o negativos en las cuencas. 3.1.3. Por qué la Cuenca se considera como un sistema Como se ha dicho, la cuenca la conforman componentes biofísicos como el agua, y el suelo; biológicos como la flora y la fauna y antropocéntricos que se refieren a las actividades socioeconómicas y culturales que desarrolla el hombre como principal actor. Todos estos componentes están interrelacionados y deben de estar en equilibrio ya que al afectarse uno de ellos pone en peligro todo el sistema. Esto significa que es necesario estudiar y conocer cada uno de estos componentes pero la mejor manera es hacerlo considerando todo el sistema que en este caso es la cuenca. Hay dos aspectos muy importantes que presentan las Cuencas Hidrográficas y están referidos a los siguientes:

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Posibilidad de organizar a la población, en relación a la temática ambiental en función de un recurso (el agua) y un territorio compartido (la cuenca) superando la barrera impuesta por los límites político-administrativos y facilitando las comunicaciones entre ellos. Mayor facilidad para la ejecución de acciones dentro de un espacio donde se puede conciliar los intereses de los distintos actores en torno al uso del territorio de la cuenca, al uso múltiple del agua y el control de fenómenos naturales adversos.

Factores Físicos

LOS COMPONENTES DE LA CUENCA Factores Biológicos Factores Humanos

Factores Ambientales -Ecológicas (interrelación entre los componentes del medio). -Diversidad biológica (elemento de control y equilibrio dentro de un ecosistema). -La estructura y el funcionamiento del nivel trófico. -Las cadenas alimenticias. -El bienestar humano.

-El relieve y sus -El suelo -La población (Los relaciones con el (Condiciones de análisis de clima. fertilidad, aptitud localización espacial, -La pendiente. natural para la de movilidad, de -La formación y el producción de composición y de uso del suelo. alimentos). características -Los sistemas de -Ecosistemas con la sociales). drenaje. delimitación de las -La infraestructura y -Los procesos comunidades los servicios. erosivos. vegetales que -La estructura -Las aguas existen en ellas. económica. (características -La fauna (riqueza -La organización morfométricas). biológica de un espacial (ocupación .Volúmenes de territorio). del territorio de su escorrentía e -La ecología. cultura, de su infiltración. tecnología y -Régimen de necesidades). caudales. -Aspectos geológicos y geomorfológicos. -Tipos de suelo y su aprovechamiento. -El clima. -La clase de vegetación. Tabla No.1. Componentes de la cuenca. (CAR, 2001). 3.2 CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

Las características de una cuenca y de las corrientes que forman el sistema hidrográfico pueden representarse cuantitativamente mediante índices de la forma y relieve de la cuenca y de la

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conexión con la red fluvial. Muchos de los índices son razones matemáticas, por lo que pueden utilizarse para caracterizar y comparar cuencas de diferentes tamaños.

El ingeniero e hidrólogo estadounidense Robert E. Horton fue el primero que estableció un método cuantitativo para analizar las redes de drenaje. Esta clasificación de las corrientes, desarrollada a comienzos de la década de 1940, establece una estructura jerárquica. En el sistema original de Horton, una corriente que constituye la cabecera de un río y carece de afluentes pertenece a la primera categoría. Dos corrientes de primera categoría se unen para formar una corriente de segunda categoría; dos corrientes de segunda categoría se unen para formar una de tercera categoría, y así sucesivamente. Este sistema de clasificación muestra cómo se une cada corriente a la red y cómo está conectada la red en su conjunto. Los índices expresan el número y la longitud de la corriente, el cociente de bifurcación y el área de drenaje. El número de corriente representa la cantidad de corrientes de cada categoría de una cuenca de drenaje determinada. La longitud de corriente mide la longitud media de una corriente de cada categoría, y se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de una categoría dada por el número de corrientes de que consta. La longitud de corriente aumenta exponencialmente al ascender de categoría. El cociente de bifurcación es la proporción existente entre el número de corrientes de una categoría y el de la siguiente. Se calcula dividiendo el número de corrientes de la categoría inferior por el número de corrientes de la superior; suele ser constante en la mayoría de las redes y oscila entre 3 y 5. El área de drenaje representa la extensión de drenaje media de las corrientes de cada categoría; aumenta exponencialmente al ascender de categoría. Horton estableció en 1945 leyes estadísticas de la composición de las redes de drenaje en las que relacionaba la categoría, número, longitud y área de drenaje de las corrientes. Las leyes de Horton, como se las denomina, fueron modificadas y ampliadas con posterioridad, principalmente por los investigadores estadounidenses A. N. Strahler y R. L. Shreve. No obstante, este enfoque estadístico de la morfometría ha sido criticado recientemente por autores como el geógrafo K. S. Richards porque, según su opinión, carece de fundamento dentro de la física de formación de canales y caudales de aguas; asimismo, se ha señalado que la recopilación de datos morfométricos adolece de varios problemas relacionados con la escala de los mapas y los ajustes dinámicos de la red durante las inundaciones. Además, los estudiosos del tema están divididos con respecto a la determinación de las cabeceras de muchas corrientes fluviales. La morfometría hidrográfica actual tiende a centrarse en el área, longitud, forma, atributos del relieve y densidad de drenaje de la cuenca. Los índices principales empleados para analizar la forma y relieve de la cuenca son el cociente de alargamiento y el cociente de relieve. El primero se calcula dividiendo el diámetro de un círculo de la misma área que la cuenca de drenaje por la longitud máxima de la cuenca. Es muy importante tener en cuenta esta proporción para comprender la hidrología de la cuenca y calcular los riesgos de inundación. Esto se debe a que, dada una determinada cantidad de lluvia, cuanto menos alargada sea la cuenca, mayor será la

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escorrentía máxima y antes alcanzarán las aguas la salida o desembocadura. La ratio de relieve se define como la diferencia de altura entre el punto más bajo y el más alto de la cuenca dividida por la longitud máxima de la misma. La proporción de conversión de energía potencial en energía cinética de las aguas que recorren la cuenca depende del cociente de relieve. La escorrentía suele ser más rápida en las cuencas con pendiente, lo que provoca caudales más elevados y mayor poder erosivo. La densidad de drenaje está considerada como un índice relevante; se calcula dividiendo la longitud total de los canales por el área global de la cuenca. Es una medida de la textura de la red, y expresa el equilibrio entre el poder erosivo del caudal terrestre y la resistencia del suelo y rocas de la superficie. Los valores oscilan entre 5 km de canal por km2 en piedra arenisca, permeable y resistente a la erosión, y 500 km por km2 en tierras arcillosas, impermeables y muy erosionables. La escorrentía y el caudal máximo aumentan considerablemente con la densidad de drenaje. (Franquet, J., 2005) 3.2.1 Determinación de las Características Físicas de una Cuenca Hidrográfica Las características físicas de una cuenca son elementos que tienen una gran importancia en el comportamiento hidrológico de la misma. Dichas características físicas se clasifican en dos tipos según su impacto en el drenaje: las que condicionan el volumen de escurrimiento como el área y el tipo de suelo de la cuenca, y las que condicionan la velocidad de respuesta como el orden de corriente, la pendiente, la sección transversal, etc. Existe una estrecha correspondencia entre el régimen hidrológico y dichos elementos por lo cual el conocimiento de éstos reviste gran utilidad práctica, ya que al establecer relaciones y comparaciones de generalización de ellos con datos hidrológicos conocidos, pueden determinarse indirectamente valores hidrológicos en secciones de interés práctico donde falten datos o donde por razones de índole fisiográfica o económica no sea factible la instalación de estaciones hidrométricas. Siguiendo el criterio de investigadores como Ven Te Chow (1964), se pueden definir como Cuencas Pequeñas aquellas con áreas menores a 250 km2, mientras que las que poseen áreas mayores a los 2500 km2, se clasifican dentro de las Cuencas Grandes. La medición de la superficie de la cuenca se puede llevar a cabo mediante la utilización de un planímetro o, a través de la digitalización planimétrica en un sistema de diseño gráfico asistido por computadora (ILWIS).

La morfometría hidrográfica actual tiende a centrarse en el área, longitud, forma, atributos del relieve y densidad de drenaje de la cuenca. Los índices principales empleados para analizar la forma y relieve de la cuenca son el cociente de alargamiento y el cociente de relieve. El primero se calcula dividiendo el diámetro de un círculo de la misma área que la cuenca de drenaje por la longitud máxima de la cuenca. Es muy importante tener en cuenta esta proporción para

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comprender la hidrología de la cuenca y calcular los riesgos de inundación. Esto se debe a que, dada una determinada cantidad de lluvia, cuanto menos alargada sea la cuenca, mayor será la escorrentía máxima y antes alcanzarán las aguas la salida o desembocadura. 3.2.2. Relieve y altitud. La influencia del relieve sobre la respuesta hidrológica de la cuenca es importante, puesto que a mayores pendientes corresponden mayores velocidades del agua en las corrientes y menor será el tiempo de concentración de la cuenca. La altitud media, entendida y relacionada con el rango de alturas y la elevación de la cuenca, es determinante de la temperatura y la precipitación. Llamas (1993) 

Relación de relieve

Schumm (1956) propone una expresión muy simple para la descripción del relieve, la relación de relieve Rr en función de la longitud de la cuenca L y de la diferencia de altura entre la salida de la cuenca y el punto más alto en la línea divisoria de la cuenca h:

Ecuación No.1. Relación de Relieve. Schumm, 1956. 3.2.3. Pendiente Según Heras (1972), se entiende por pendiente media de una cuenca a la media ponderada de todas las pendientes correspondientes a áreas elementales en las que pudiéramos considerar constante la máxima pendiente. El método más antiguo para obtener la pendiente media consiste en ponderar las pendientes medias de superficies o bandas de terreno en las que queda dividida la cuenca por las curvas de nivel.

Ecuación No.2. Determinación de la pendiente. Donde S es la pendiente media de la cuenca, Δh la equidistancia entre curvas de nivel, Lcn la longitud de todas las curvas de nivel y Al área total de la cuenca. También se puede obtener la pendiente media de una cuenca como el cociente entre la diferencia de elevación máxima medida entre el punto más alto del límite de la cuenca y la

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desembocadura del río principal, y la mitad del perímetro de la cuenca (Llamas, 1993):

Ecuación No.3. Determinación de la pendiente de una cuenca hidrográfica. Llamas, 1993. Donde: H es la citada diferencia de cota y P el perímetro de la cuenca. Según Benson (1959), la pendiente media de una cuenca puede asimilarse a la pendiente de la recta trazada entre los puntos que se encuentran al 85 % y al 10 % de distancia a partir del punto más alejado del punto de desagüe siguiendo el curso principal. Sin embargo, la pendiente media puede resultar un índice poco significativo, pues se pueden tener cuencas con igual valor de pendiente media pero con perfiles hipsométricos distintos. Es más descriptivo, y útil, tener una idea precisa de la distribución de las pendientes de una cuenca. Ello se refleja en el histograma de frecuencias, cuya obtención, antiguamente, consistía en elegir aleatoriamente una serie de puntos de la cuenca, cuyo número depende de las dimensiones de la misma, hacer pasar por cada uno de ellos el segmento más corto que intercepte a las dos curvas de nivel que enmarcan dicho punto, y determinar la pendiente de esa recta, utilizando los valores así obtenidos para construir el histograma de frecuencias. Así, en lugar de representar toda la cuenca por un valor de pendiente único, se tiene una distribución de frecuencias. Se puede así hablar de un valor medio, de una mediana, de un valor más probable, etc. Actualmente, con el desarrollo en los últimos años de numerosos sistemas de información geográfica, se han incorporado en muchos de ellos aplicaciones que permiten la obtención de campos de pendientes, a partir de un modelo de elevación digital del terreno, cuya única limitación es el tamaño o resolución de las áreas elementales de información o celdas. 3.2.4. Orientación Se entiende por orientación de la cuenca a su dirección geográfica según la resultante de la pendiente general. Este concepto es importante porque distintos elementos pueden relacionarse con la orientación de la superficie y entre ellos se tienen: (Llamas, 1993).    

El número de horas que la cuenca está expuesta al sol. Este es un elemento muy importante en la medida que aumenta la latitud de la cuenca. Puede ser el factor principal en el cálculo de la evaporación y la evapotranspiración. Las horas en las que incide el sol sobre la ladera de la cuenca. La dirección de los vientos dominantes. La dirección del movimiento de los frentes de lluvia.

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

Los flujos de humedad.

3.2.5. Área Es uno de los parámetros más importantes, siendo determinante de la escala de varios fenómenos hidrológicos tales como, el volumen de agua que ingresa por precipitación, la magnitud de los caudales, etc. El área de la cuenca se define como la proyección horizontal de la superficie de la misma y se puede medir directamente del mapa topográfico. Desde el punto de vista hidrológico es más importante esta proyección horizontal que la superficie real de la cuenca. El “área superficial real” o el “área de la superficie real” consideran la pendiente de la cuenca que se puede relacionar con el área de la cuenca mediante la siguiente expresión:

Ecuación No. 4. Área superficial real en función con el área de la cuenca. Dónde A es la superficie medida en el mapa, i el ángulo que define la pendiente media de la cuenca. Como este ángulo de inclinación de las laderas es, en general, pequeño, los valores de AS y A son prácticamente iguales. El área superficial real puede parecer una medida representativa de la magnitud de la cuenca pero en realidad es una medida ambigua que se puede prestar a equivocaciones. La proyección horizontal, que es perpendicular a la aceleración de la gravedad es mucho más coherente. 3.2.6. Perímetro El perímetro P es la longitud del límite exterior de la cuenca y depende de la superficie y la forma de la cuenca. 3.2.7. Parámetros asociados a la longitud   

Longitud de la cuenca: Es la longitud de una línea recta con dirección “paralela” al cauce principal Longitud del cauce principal: La longitud de un río es la distancia entre la desembocadura y el nacimiento. Longitud máxima (Lm) o recorrido principal de la cuenca: Es la distancia entre el punto de desagüe y el punto más alejado de la cuenca siguiendo la dirección de drenaje. El recorrido principal, es la máxima distancia recorrida por el flujo de agua dentro de la cuenca.

La longitud del recorrido principal añade al cauce principal el recorrido en ladera hasta el punto

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de la cuenca más alejado del desagüe siguiendo la dirección de drenaje. Las longitudes se obtienen generalmente de la medición en mapas topográficos, cuando el mapa está en papel se pueden medir con un compás, una regla, una rueda para mapas (opisometro), o leyendo las coordenadas en los puntos de cambio de dirección y calculando las distancias entre los puntos con coordenadas conocidas o se digitalizan y las longitudes se calculan en el mapa digital. Ganetal (1989) argumentan que la longitud de una línea intrínsecamente sinuosa tiende a incrementarse a medida que ella se mide con mayor precisión. Ellos sugieren que se debe utilizar la Longitud Fractal de la Corriente (Lf) como una medida estandarizada. En un mapa la corriente se puede medir utilizando un compás con una abertura determinada como un número determinado de tramos de igual longitud. De esta manera para cada abertura del compás X es necesario un número Z de veces para obtener la longitud L, repitiendo la medida para distintos valores de X se obtienen distintos valores de L con los que se puede hacer una regresión simple en el espacio logarítmico de L en función de X y se obtiene una ecuación de ajuste del tipo

Ecuación No. 5. Determinación de la longitud. Ganetal, 1989. Donde a y b son las constantes de la regresión y la longitud fractal Lf

Ecuación No. 6. Longitud fractal. La dimensión fractal D está dada por la expresión

Ecuación No. 7. Dimensión fractal Otra longitud que se puede encontrar es la longitud del cauce hasta el punto más cercano al centroide. La determinación del centroide puede hacerse analíticamente, como para el cálculo del momento de inercia de una superficie. Empíricamente, se hace aprovechando el hecho de que el centroide debe coincidir con el centro de gravedad de un cuerpo con la forma de la cuenca y un espesor contante. Coeficientes de sinuosidad topográfica e hidráulica: El coeficiente de sinuosidad topográfica, S t, es el cociente entre la longitud del valle Lv, y la del eje del río Le, y el de sinuosidad hidráulica, Sh, es el cociente entre la longitud directa Ld, en línea recta entre las extremidades y la del eje del río. (En los tres casos, las longitudes son las proyecciones de los valores reales sobre un plano horizontal).

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Ecuación No. 8. Determinación del coeficiente de sinuosidad topográfica e hidráulica.

3.2.8. Forma La forma de la cuenca es la configuración geométrica de la cuenca tal como está proyectada sobre el plano horizontal. Tradicionalmente se pensaba que era de gran importancia y que podía incidir sensiblemente en el tiempo de respuesta de la cuenca, es decir, al tiempo de recorrido de las aguas a través de la red de drenaje, y, por consiguiente, a la forma del hidrograma resultante. En la actualidad no se da tanta importancia a la forma de la cuenca. Para determinar la forma de una cuenca se utilizan varios índices asociados a la relación áreaperímetro. Los más comunes son: 3.2.8.1. Indice o coeficiente de compacidad El índice o coeficiente de compacidad Kc se debe a Gravelius, y es la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área que la cuenca. Llamas (1993) da la siguiente expresión:

Ecuación No. 9. Coeficiente de compacidad. Llamas, 1993. Dónde P y A son el perímetro y el área de la cuenca, respectivamente. En cualquier caso, el coeficiente será mayor que la unidad, tanto más próximo a ella cuanto la cuenca se aproxime más a la forma circular, pudiendo alcanzar valores próximos a 3 en cuencas muy alargadas. 3.2.8.2.

Factor de forma

El factor de forma, Rf fue definido por Horton, como el cociente entre la superficie de la cuenca y el cuadrado de su longitud:

Ecuación No. 10. Factor de forma. Horton. Donde L es la longitud máxima o recorrido principal de la cuenca. Mediante este parámetro se relacionan otros parámetros morfométricos de la cuenca, según Llamas (1993), el perímetro puede estimarse mediante la expresión:

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Ecuación No. 11. Determinación del perímetro. Llamas, 1993. Dónde A es la superficie de la cuenca, Rf el factor de forma y k, n y m coeficientes cuyos valores medios son, respectivamente, 4, 0.5 y 0.5. 3.2.8.3.

Coeficiente de forma

El coeficiente de forma, Kf es la relación entre la anchura media Bm de la cuenca y la longitud L.

Ecuación No. 12. Coeficiente de forma. 3.2.8.4.

Radio o relación de elongación

El radio o la relación de elongación Re definido por Schumm, es la relación entre el diámetro de un círculo de área igual a la cuenca y la longitud de la cuenca L. Expresando el diámetro en función del área de la cuenca A resulta:

Ecuación No. 13. Relación de elongación. Schumm. 3.2.8.5.

Radio o relación de circularidad

El radio o la relación de circularidad, Rci, es el cociente entre el área de la cuenca A y la del círculo cuyo perímetro P es igual al del la cuenca:

Ecuación No. 14. Ecuación de relación de circularidad.

3.2.9. Patrones de drenaje Cuando la escorrentía se concentra, la superficie terrestre se erosiona creando un canal. Los canales de drenaje forman una red que recoge las aguas de toda la cuenca y las vierte en un único río que se halla en la desembocadura de la cuenca. El clima y el relieve del suelo influyen en el patrón de la red, pero la estructura geológica subyacente suele ser el factor más

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relevante. Los patrones hidrográficos están tan íntimamente relacionados con la geología que son muy utilizados en geofísica para identificar fallar e interpretar estructuras. La clasificación de los principales patrones incluye las siguientes redes: dendríticas (en forma de árbol), enrejadas, paralelas, rectangulares, radiales y anulares. 3.2.9.1 Redes de Drenaje El ingeniero e hidrólogo estadounidense Robert E. Horton fue el primero que estableció un método cuantitativo para analizar las redes de drenaje. Esta clasificación de las corrientes, desarrollada a comienzos de la década de 1940, establece una estructura jerárquica. En el sistema original de Horton, una corriente que constituye la cabecera de un río y carece de afluentes pertenece a la primera categoría. Dos corrientes de primera categoría se unen para formar una corriente de segunda categoría; dos corrientes de segunda categoría se unen para formar una de tercera categoría, y así sucesivamente. Este sistema de clasificación muestra cómo se une cada corriente a la red y cómo está conectada la red en su conjunto. Los índices expresan el número y la longitud de la corriente, el cociente de bifurcación y el área de drenaje. El número de corriente representa la cantidad de corrientes de cada categoría de una cuenca de drenaje determinada. La longitud de corriente mide la longitud media de una corriente de cada categoría, y se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de una categoría dada por el número de corrientes de que consta. La longitud de corriente aumenta exponencialmente al ascender de categoría. El cociente de bifurcación es la proporción existente entre el número de corrientes de una categoría y el de la siguiente. Se calcula dividiendo el número de corrientes de la categoría inferior por el número de corrientes de la superior; suele ser constante en la mayoría de las redes y oscila entre 3 y 5. El área de drenaje representa la extensión de drenaje media de las corrientes de cada categoría; aumenta exponencialmente al ascender de categoría. Horton estableció en 1945 algunas reglas estadísticas de la composición de las redes de drenaje en las que relacionaba la categoría, número, longitud y área de drenaje de las corrientes. Las leyes de Horton, como se las denomina, fueron modificadas y ampliadas con posterioridad, principalmente por los investigadores estadounidenses A. N. Strahler y R. L. Shreve. No obstante, este enfoque estadístico de la morfometría ha sido criticado recientemente por autores como el geógrafo K. S. Richards porque, según su opinión, carece de fundamento dentro de la física de formación de canales y caudales de aguas; asimismo, se ha señalado que la recopilación de datos morfométricos adolece de varios problemas relacionados con la escala de los mapas y los ajustes dinámicos de la red durante las inundaciones. 3.2.9.2 Densidad de drenaje La densidad de drenaje está considerada como un índice relevante; se calcula dividiendo la longitud total de los canales por el área global de la cuenca. Es una medida de la textura de la red, y expresa el equilibrio entre el poder erosivo del caudal terrestre y la resistencia del suelo y rocas de la superficie. Los valores oscilan entre 5 km de canal por km2 en piedra arenisca

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permeable y resistente a la erosión, y 500 km por km2 en tierras arcillosas, impermeables y muy erosionables. La escorrentía y el caudal máximo aumentan considerablemente con la densidad de drenaje. (Horton, 1945).

Ecuación No.15. Densidad de drenaje. (Horton 1945). Este parámetro es, en cierto modo, un reflejo de la dinámica de la cuenca, de la estabilidad de la red hidrográfica y del tipo de escorrentía de superficie. Carlston (1963) determinó que el drenaje está relacionado con los aspectos hidrológicos del sistema de canales de la cuenca. Así, la densidad de drenaje la asoció con la transmisividad del suelo, el caudal o flujo base, el caudal medio anual por unidad de área y la recarga. La densidad de drenaje también depende de las condiciones climáticas; por ejemplo, de la precipitación anual media o de la intensidad de lluvia. Chorley (1957) relacionó la densidad de drenaje con el clima y la vegetación, según la expresión:

Ecuación No. 16. Relación de la densidad de drenaje con el clima y la vegetación. Chorley, 1957 La densidad de drenaje es un indicador de la respuesta de la cuenca ante un aguacero, y, por tanto, condiciona la forma del hidrograma resultante en el desagüe de la cuenca. A mayor densidad de drenaje, más dominante es el flujo en el cauce frente al flujo en ladera, lo que se traduce en un menor tiempo de respuesta de la cuenca y, por tanto, un menor tiempo al pico del hidrograma. 3.2.9.3.

Constante de estabilidad del río

La constante de estabilidad de un río, propuesta por Schumm (1956) es el valor inverso de la densidad de drenaje:

Ecuación No.17. Constante de estabilidad. Schumm, 1956. Representa, físicamente, la superficie de cuenca necesaria para mantener condiciones hidrológicas estables en una unidad de longitud de canal. Puede considerarse, por tanto, como una medida de la erodabilidad de la cuenca. Así, regiones con suelo rocoso muy resistente, o

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con suelos altamente permeables que implican una elevada capacidad de infiltración, o regiones con densa cobertura vegetal, tienen valores altos de la constante de estabilidad y bajos de densidad de drenaje. Por el contrario, una baja constante de estabilidad, o una elevada densidad de drenaje, es característica de cuencas con rocas débiles, escasa o nula vegetación y baja capacidad de infiltración del suelo. 3.2.10 Clasificación de las corrientes fluviales La red de corrientes se origina con el agua que recorre una superficie cuyo relieve y erosión vienen determinados por la geología de la región y la estructura subyacente. Las corrientes pueden clasificarse en cinco tipos atendiendo a su relación con la estructura de la zona. 

   

Corriente consecuente es aquella cuyo curso sigue la pendiente inicial del terreno, determinada por la geología. En las rocas plegadas, las consecuentes longitudinales fluyen a lo largo de depresiones alineadas al eje de plegamiento; las consecuentes laterales fluyen por los márgenes laterales de estas depresiones. Las corrientes subsecuentes son afluentes de un río consecuente, se forman por la erosión remontante y fluyen a lo largo de las líneas de debilidad que presenta la estructura subyacente, tales como líneas de fallas o estratos débiles. Las corrientes resecuentes, también denominadas corrientes consecuentes secundarias, son afluentes de las corrientes subsecuentes y discurren en la misma dirección que las consecuentes, pero son más jóvenes. Las corrientes obsecuentes son aquellas que fluyen en dirección contraria a las consecuentes. Las corrientes insecuentes son las que no guardan una relación obvia con la estructura y no siguen un patrón predeterminado.

3.2.11 Clasificación Hidrológica de los Suelos Las propiedades del suelo son determinantes en los procesos de infiltración y de escorrentía de las aguas en tres fases: superficial, subsuperficial y subterránea, dentro del ciclo hidrológico, conformado por los diferentes procesos de circulación del agua en la atmósfera y la superficie terrestre. Para la clasificación de los suelos es necesario tener en cuenta los siguientes conceptos básicos:  Tasa de Infiltración: Es la tasa de entrada del agua por la superficie del suelo; es una variable controlada por las condiciones superficiales.  Tasa de transmisión: Es la tasa a la cual se mueve el agua en el suelo; es una variable controlada por las características de los horizontes. Los suelos se clasifican en cuatro grupos: A, B, C escurrimiento.

y D, de acuerdo con el potencial de

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

A: Bajo Potencial de Escorrentía

Suelos con alta tasa de infiltración, aun si están muy húmedos. Constituidos, principalmente, por arenas o gravas, son profundos a bien drenados o excesivamente drenados. Este tipo de suelo favorece una alta tasa de transmisión de agua. 

B: Moderadamente Bajo Potencial de Escorrentía

Suelos con tasa de infiltración moderada, incluso si están húmedos; son de moderadamente profundos hasta profundos, moderadamente bien drenados hasta bien drenados, con texturas de moderadamente finas hasta moderadamente gruesas y permeabilidad de moderadamente lenta hasta moderadamente rápida. Tienen una tasa de transmisión moderada de aguas. 

C: Moderadamente Alto Potencial de Escorrentía

Suelos con tasa de infiltración lenta, aún si están húmedos; poseen una capa que impide el movimiento del agua hacia abajo. Tienen texturas de moderadamente finas hasta finas y tasa de transmisión baja de agua. 

D: Alto Potencial de Escorrentía

Suelos con tasa de infiltración muy lenta, incluso si están húmedos. Son principalmente arcillosos, con alto potencial de expansión, nivel freático permanentemente alto, con una capa arcillosa cerca de la superficie y muy baja tasa de transmisión de agua. 3.3.

CURVA HIPSOMÉTRICA DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

Se define como curva hipsométrica a la representación gráfica del relieve medio de la cuenca, construida llevando en el eje de las abscisas, longitudes proporcionales a las superficies proyectadas en la cuenca, en km2 o en porcentaje, comprendidas entre curvas de nivel consecutivas hasta alcanzar la superficie total, llevando al eje de las ordenadas la cota de las curvas de nivel consideradas. La altura o elevación media tiene importancia principalmente en zonas montañosas donde influye en el escurrimiento y en otros elementos que también afectan el régimen hidrológico, como el tipo de precipitación, la temperatura, etc. Para obtener la elevación media se aplica un método basado en la siguiente fórmula: 𝐻=

∑(𝑐𝑖 𝑎𝑖 ) 𝐴

Donde; 𝐻 = Elevación Media de la Cuenca Hidrográfica.

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𝑐𝑖 = Cota media del área 𝑖, delimitada por dos curvas de nivel. 𝑎𝑖 = Área 𝑖 entre las curvas de nivel. 𝐴 = Área total de la cuenca.

3.4.

POMCA

Es el Plan de Manejo y Ordenamiento de una Cuenca, es el planeamiento del uso y manejo sostenible de sus recursos naturales renovables, de manera que se consiga mantener o restablecer un adecuado equilibrio entre el aprovechamiento económico de tales recursos y la conservación de la estructura físico-biótica de la cuenca y particularmente de sus recursos hídricos. También es el marco para planificar el uso sostenible de la cuenca y la ejecución de programas y proyectos específicos dirigidos a conservar, preservar, proteger o prevenir el deterioro y/o restaurar la cuenca hidrográfica.

4.

PROCEDIMIENTO

Las características morfométricas de la cuenca se calcularon en dos pasos: 1. Se utilizó el software HidroSIG a. De acuerdo con la lectura del POMCA del río Bogotá, se contestaron las preguntas propuestas en la guía del taller (Ver análisis de resultados). 2. Se seleccionó una cuenca de la parte alta del río Bogotá, en nuestro caso se escogió la cuenca cuyo cauce principal es el río Subachoque, ubicado en el municipio de subachoque Cundinamarca, que cuenta con una estación limnigrafica Puente Manrique (2120800) cerca al punto de interés.

a. Se utilizó la información de caudal diario, suministrada por la CAR. b. Se utilizó el Argis para digitalizar la cuenca que se ha delimitado con base en planos del IGAC (los planos se entregan cómo anexo del informe). PLANCHAS 20711b , 2081vb-d c. Con base en la tesis de Terán (1990), se obtuvieron características fisiográficas para nuestra cuenca. d. Utilizando Arcgis, se determinaron características fisiográficas, que luego se compararon, con las que se encontraron sin utilizar el software.

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e. Se halló la curva hipsométrica. f. Se respondieron las preguntas planteadas en el taller. 5. La cuenca que se pone en estudio, es decir, la cuenca del río Subachoque es una subcuenca de la cuenca del río Bogotá por este motivo inicialmente se definen unas características iniciales de esta con el ánimo de introducirnos en los parámetros y características que se estudiaran adelante para el Río Subachoque. 5.1. LA CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO BOGOTÁ 5.1.1. Características de la cuenca del río Bogotá Se ubica en la parte central del departamento de Cundinamarca, con una superficie de 569460 ha. El río Bogotá tiene una longitud de 335 km; en Chocontá su caudal medio es de 2.6 m 3/s; en Alicachín, al límite de la Sabana de Bogotá por el sur, llega a 29 m3/s, y en su desembocadura en el río Magdalena asciende a 52 m3/s. La siguiente es la identificación de las subcuencas que aportan caudal a la cuenca del Río Bogotá, consulta hecha en la CAR. TABLA 1. Sub-cuencas Río Bogotá 2010 No

Nombre

Área extensión Ha

%

2120-10 2120-08 2120-01 2120-02 2120-15 2120-17 2120-13 2120-04 2120-19 2120-03 2120-16 2120-12 2120-18 2120-11 2120-06 2120-05 2120-07 2120-14

Río Bogotá (sector Tibitoc- Soacha) Río Balsillas Río Bajo Bogotá Río Apulo Río Neusa Embalse de Tominé Río Teusaca Río Medio Bogotá (Sector salto-apulo) Río Alto Bogotá Río Calandaima Río Bogotá (Sisga Tibitoc) Río Frio Embalse de Sisga Río Chico Embalse de Muña Río Bogotá (sector Soacha-Salto) Río Soacha Río Negro

71.284 62.442 54.431 48.505 44.735 37.428 35.818 31.650 27.615 26.840 25.397 20.160 15.526 14.189 13.422 10.825 4.052 3.390

12.01 10.60 9.20 8.20 7.60 6.40 6.10 5.40 4.70 4.60 4.30 3.40 2.60 2.40 2.30 1.80 0.70 0.60

589.143

100.00

Área

de

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estudio

Fuente: Tabla 2 de subcuencas del río Bogotá CAR

5.1.1.1.

El recurso hídrico

El caudal medio anual de la cuenca es de 52.56 m3/s; las subcuencas que mayores aportes hacen son las de los ríos Tunjuelo, Teusacá, Balsillas – Subachoque y medio Bogotá, con caudales superiores a 4 m3/s. En cuanto a las aguas subterráneas, para la parte alta de la cuenca, cuya área de recarga es de 388.7 km2, la oferta es de 39.83 x 106 m3/año; para la parte media, con área de recarga de 1.356.85 km2, la oferta natural corresponde a 61.58 x 106 m3/año; para la parte baja, con un área de recarga de 247.5 km2, la oferta es de 26.6 x 106 m3/año. 5.1.1.2.

Aspectos climáticos

Se encuentran áreas húmedas como las de la parte inferior de las subcuencas de los ríos Teusacá, Fucha, Tunjuelo y Bogotá medio; zonas subhúmedas y semisecas en las subcuencas de los ríos Apulo y sectores del alto y bajo Bogotá; territorios semiáridos como los del río Balsillas y sectores de Apulo, y otras con régimen árido como las de los ríos Frío, Chicú y una zona del Balsillas. 5.1.1.3.

Cobertura Vegetal

La zona de páramo y subpáramo, sobre un área total de 87131 ha, no tiene cobertura de bosques primarios pero sí 12144 ha de bosques secundarios y 10904 ha en matorrales de carácter secundario. En el piso frío, con un área total de 339993 ha, la cobertura de bosque secundario es de 16013 ha y la de matorrales de carácter secundario 23563 ha. En el piso templado el área total asciende a 51008 ha, con 36660 de bosque secundario y 438 de matorrales secundarios. El piso tropical, con un área de 91008 ha, presenta una cobertura de bosque secundario de 6953 ha y en matorral de 9542. 5.1.1.4.

Uso Del Suelo

Las tierras bajo cobertura de protección llegan a 165605 ha, 29.09% del total; de esta superficie el 3.18% corresponde a vegetación de páramo. Las áreas intervenidas corresponden a tierras en cultivos permanentes, 0.07% (411.75 ha),

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tierras en cultivos temporales con sectores de pastos 10.5% (59.756 ha), zonas en pastos 50.36% (286.668 ha), para un total de 346.837 ha, que corresponden al 60.93% de la cuenca. Las zonas sin cobertura vegetal equivalen al 9.98% de su superficie y están representadas por cuerpos de agua y humedales el 0.9%; por zonas construidas, el 6.29% por áreas en invernadero, el 0.71%, por áreas degradas intensivamente, el 1.07%, y en canteras el 0.94%. 6.1 Características Fisiográficas del Río Bogotá Tabla 3. Características fisiográficas de la Cuenca del Río Bogotá

Parámetro Área de la cuenca [km2] Orden de Horton Magnitud Longitud total [km] Longitud del canal principal [km] Cota máxima en la cuenca [m] Cota en la salida [m] Distancia al centroide [m] Perímetro [km] Pendiente media [%]

Valor 5831.25 6 706 3704.79 219.21 3915.0 425.0 112.74 606.68 7.32

5.1.2. Respuesta a las preguntas. 5.1.2.1.

Pasos para la formulación del POMCA del río Bogotá?

A. Reconocimiento de la cuenca, ubicación geográfica, limitación, conformación municipal, identificación de las subcuencas y su respectiva participación. B. Cálculo del relieve y la pendiente de la cuenca de acuerdo con la clasificación de Horton. C. Establecer la caracterización climatológica de la cuenca seleccionando las estaciones localizadas en toda la cuenca del río y sus alrededores, determinando la variabilidad espacial e la precipitación, la temperatura y la evaporación, por medio de las isolineas y la distribución temporal de los parámetros más relevantes. D. A partir del estudio de los caudales medios mensuales aportados por la cuenca, se definió la oferta hídrica para dos escenarios del ciclo hidrológico (meses secos y meses húmedos), con el fin de determinar posteriormente, contando con las demandas sobre la cuenca, el balance Oferta – Demanda y el índice de escasez de la misma. Se determinaron las características hidrológicas de la subcuencas, la oferta y la demanda estimada de agua subterránea. E. Diferenciación de las zonas según la clasificación geomorforlógica, se identificaron las siguientes: ▪ Las subcuencas del altiplano y sus bordes.

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▪ La cuenca baja y media del Río Bogotá. F.Determinación de las características del suelo y su capacidad de uso. G. Determinación de la cobertura forestal por cada subcuenca. H. Determinación de la fauna presente en la cuneca. I. Determinación de las características socioeconómicas de la cuenca, densidad poblacional J. Determinación de la cobertura vegetal, su distribución en la cuenca, su uso. Se realizó una comparación de la cobertura vegetal en la cuenca a través del tiempo. K. Determinación de la situación ambiental de la cuenca definiendo cuatro tipos de áreas estratégicas por las características de sus ecosistemas. L. Se ubican las áreas protegidas y las próximas a declarar, los impactos ambientales, se calcula el índice de calidad del agua. M. Se realiza un estudio de las amenazas y la vulnerabilidad de la cuenca, obteniendo amenazas por inundaciones, por incendios forestales, y pos sismos. N. Una vez analizados todos los elementos ambientales, se generó la Zonificación Ambiental de la cuenca. Dicha zonificación se realizó bajo un enfoque ecosistémico, es decir, partiendo del reconocimiento del conjunto de relaciones y procesos de los componentes ambientales y socioeconómicos presentes en estos ecosistemas. O. Se definen los conflictos de uso. P. se relaciona la problemática encontrada en la cuenca con la de cada subcuenca, ya sea de tipo ambiental, socioeconómico o físico. Q. Se realiza el diseño de los escenarios futuros de uso coordinado y sostenible del suelo, las aguas, la flora y la fauna presentes en la cuenca. R. Se determinan los escenarios tendenciales, alternativos. S. se realiza un ejercicio de prospectiva comunitaria realizando talleres con la población que incluyen una visión a futuro dentro de 13 años. T.Una vez identificadas las características y necesidades e la cuenca se procede a la formulación del plan, que incluye: a) Fundamentos del plan.

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b) Criterios orientadores en la formulación del POMCA U. Planteamiento de programas estratégicos.

5.1.2.2. ¿Cómo Ingeniero Agrícola en que pasos podría actuar como consultor? Como Ingeniero Agrícola, se puede participar de la caracterización de una cuenca en los pasos que en el punto anterior hemos nombrado como B, C, D, F, M, P, Q, T(b) la caracterización climatológica y la determinación de las variables hidrológicas de la cuenca y de las características del suelo y su respectivo uso. Con apoyo en conjunto con otros profesionales (ingenieros forestales, ambientales), en la determinación de la cobertura vegetal, su distribución en la cuenca y su uso, y especialmente en la formulación de planes estratégicos relacionados con el sector agrario que afecten o tengan influencia en la cuenca Ítem

Consultoría

Aguas Subterráneas

Planteamientos de metodologías del buen uso de las aguas subterráneas dentro de la cuenca hidrográfica

Físicas

Determinación de las características fisiográficas de una cuenca estudiada. Planeación y ejecución de un plan de ordenamiento territorial

Hidráulica

Planeamiento y diseño de obras civiles para el eficiente manejo del agua

Institucional

Interventoría ante las instituciones públicas y privadas que tengan influencia en un proyecto de manejo de una cuenca hidrográfica

Uso del Agua

Contraloría del adecuado y racional uso del recurso hídrico

Uso del Suelo

Definir los usos adecuados a los cuales pueden ser sometidos los suelos de una región especifica

Tabla 5. Asistencia y consultoría del Ingeniero Agrícola

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5.1.2.3. Con base en la lectura del POMCA para el río Bogotá, señale los que usted considere son los proyectos prioritarios para desarrollar en la cuenca del río Bogotá. Es necesario coordinar los diferentes planes de inversión de los 41 municipios y del Distrito, con los de la Gobernación, la CAR y los recursos de cofinanciación de la Nación, de forma que se maximicen sinergias y se armonicen las diferentes prioridades con la disponibilidad de los recursos y la oportunidad de las inversiones. Como parte de las obras de saneamiento del Río Bogotá, se incluye la recuperación de los humedales del Distrito Capital; en esta etapa, el Distrito y la CAR han acordado realizar inversiones a corto plazo en los humedales Juan Amarillo, Jaboque, La Vaca, Tibanica, El Say, y Techo. En las etapas posteriores se recuperarán los restantes humedales de Bogotá, es decir Torca, Guaymaral, Córdoba, La Conejera, Capellanía, El Burro y Lago Timiza20. Estos acuerdos se encuentran sujetos a cambios en función de las disposiciones legales vigentes. Se deben fortalecer y dinamizar los esquemas de producción más limpia promovidos por las autoridades ambientales, con el objetivo de que el sector productivo disminuya las cargas contaminantes aportadas a los cuerpos hídricos. Continuidad y fortalecimiento en las funciones de control: el fortalecimiento de las funciones de supervisión y control hace parte de la gestión de las autoridades ambientales y constituye una herramienta importante para mejorar el conocimiento del comportamiento de vertimientos, así como para la reducción de cargas contaminantes. Recuperación Área Forestal Protectora - Cuenca Alta del Río Bogotá. La CAR gestionará la adquisición de los predios que sean necesarios con el fin de recuperar el Área Forestal Protectora del Río Bogotá de la cuenca alta, que actualmente está siendo ocupada por las industrias de curtido de pieles. Esta adquisición se hará con el producto que genere la venta de algunos predios de propiedad de la Corporación, los cuales fueron adquiridos en desarrollo del Programa de saneamiento ambiental de la Cuenca Alta del río Bogotá CAR-BID. Reubicación de hogares vinculados a curtiembres: el Gobierno Nacional apoyará con subsidios de vivienda rural el proceso de reubicación de hogares localizados en la ronda del Río Bogota, vinculados a curtiembres. Para ello, con la asistencia técnica del MAVDT y conforme a los criterios y lineamientos del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, las entidades territoriales presentarán proyectos de vivienda nueva en la convocatoria del Banco Agrario para proyectos vinculados a los programas de política sectorial rural. Planes de inversiones Etapa secundaria como resultado de la etapa anterior, estarán definidos los objetivos de calidad del recurso hídrico de acuerdo con lo definido en el POMCA elaborado por la CAR, los municipios habrán incorporado los costos de operación y mantenimiento en las tarifas, y se habrán definido las acciones complementarias a ejecutar, ajustándose a la disponibilidad de recursos y garantizando la complementariedad entre proyectos. Para la priorización de acciones se tendrán en cuenta los criterios fijados en el documento CONPES 3177 y en el reglamento técnico del sector, RAS-2000. Cabe anotar que el tratamiento de aguas residuales se considera como una actividad complementaria a los servicios públicos de alcantarillado, de tal forma que los costos de dicho tratamiento también pueden ser incorporados en las tarifas

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6.

LA CUENCA DEL RIO SUBACHOQUE

Subachoque se encuentra situado a 4 grados, 56 minutos de latitud norte y a 55 grados, 11 minutos de longitud sobre el Meridiano de Greenwich. Se ubica entre los 2.663 y 3.650 metros de altura sobre el nivel del mar. El piso térmico de la Sabana y del Altiplano de Cundinamarca, termina en el territorio o Tablón de Subachoque, pues del Guamal y de El Tablazo hacia el occidente comienza el descenso donde se encuentran las tierras de clima cálido. El Municipio de Subachoque se encuentra ubicado en la Provincia Sabana de Occidente, a una distancia de 35 Km. de Bogotá D. C. se encuentra en la conformación geográfica del valle del río Subachoque y parte de su territorio está en la hoya de la Quebrada de Nimicé que corresponde a la cuenca del río Negro. Con los límites: Oriente: Tabio y Tenjo; Norte Zipaquira; Occidente San Francisco, Pacho y Supata; Al Sur Madrid y el Rosal. Su superficie abarca una extensión total de 21,153 hectáreas, divididas en 81,3 Has, que incluyen el casco urbano de Subachoque y el casco urbano de la Inspección de La Pradera y 21.071 Has corresponden al área rural, con una temperatura promedio de 13° C. presentando zonas de clima frío y páramo. La precipitación promedio anual es de 890 mms, Siendo principal cuenca hidrográfica el río Subachoque. Se encuentra a una altura que oscila entre los 2600 y 3700 metros sobre el nivel del mar. Sus partes más altas están en el cerro de la soldadesca en la inspección de El Guamal y el cerro de El Tablazo en la vereda Pantano de Arce. Es un territorio que tiene una forma de valle arcabuco, localizado entre dos cordilleras: al oriente la serranía de Canica y al occidente la de Chicabocha o el Tablazo, incrustado entre éstas, conforma el valle de Subachoque, prolongación de la Sabana de Bogotá; está comunicado con la ciudad capital por carretera completamente pavimentada El Municipio de Subachoque, es uno de los ciento quince (115) municipios que constituyen el departamento de Cundinamarca. De acuerdo a su posición Geográfica el Municipio de Subachoque, limita por el norte con el Municipio de Pacho, por el sur con Madrid y El Rosal, por el oriente con Zipaquirá, Tabio y Tenjo por el Occidente con San Francisco y Supatá; y el conserva la siguiente clasificación de suelos; Alfisoles, molisoles y vertisoles se presentan especialmente al occidente de la cordillera oriental. Por la parte central surgen hacia el norte con menor intensidad estos suelos, notándose presencia azonal de los histosoles, ya por el flanco oriental de la cordillera solo aparecen en pequeñas manchas alfisoles y molisoles. Por acuerdo de la CAR 17 de 1993 están en protección las quebradas Paramillo y queseras pertenecientes a esta cuenca, y del 11 de junio de 1997 el nacimiento del Río Subachoque y Pantano Arce, en el municipio existe extracción de minerales como la grava, carbón.

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Área de la Cuenca

𝐴 = 126171754m2 = 12617.1754Ha Perímetro de la Cuenca

𝑃 = 62216 𝑚 = 62.216 𝑘𝑚 Longitud Cauce Principal

𝐿 = 28896.903 𝑚 = 28.896903 𝑘𝑚 Longitud de la cuenca

=

.

=

.

Densidad de Drenaje

𝐷𝑑 = Donde; 𝐿 = Longitud de la cuenca. 𝐴 = Área de la cuenca.

𝐿 = 0.03114𝐾𝑚 𝐴

Sinuosidad

𝑆𝑖𝑛 =

𝐿 = 1.30255 𝐿𝑠

Donde; 𝐿 = Longitud de la cuenca, medida desde la salida hasta el límite, cerca de la cabecera del cauce principal, a lo largo de una línea recta. 𝐿𝑆 = Longitud real de la cuenca. Pendiente de Cauce Principal

𝑆=

𝐻 (3744 𝑚 − 2609 𝑚) = = 0.039278 𝐿 28896.903 𝑚

Altura Media de la Cuenca Hidrográfica ESTE

NORTE 988000,0 989000,0 989000,0 989000,0 989000,0 989000,0 989000,0 989000,0 990000,0 990000,0

1039000,0 1038000,0 1039000,0 1040000,0 1041000,0 1042000,0 1043000,0 1047000,0 1036000,0 1037000,0

ALTURA PEND ° PEND 2809,0 7,8 1,4 2689,0 9,8 1,5 2761,0 17,9 1,5 2829,0 17,9 1,5 2993,0 25,0 1,5 3205,0 26,3 1,5 3297,0 16,1 1,5 3355,0 25,0 1,5 2612,0 3,4 1,3 2632,0 4,7 1,4

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media máxima mínima

990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 990000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 991000,0 992000,0 992000,0 992000,0 992000,0 992000,0 3007,0 3678,0 2612,0

1038000,0 1039000,0 1040000,0 1041000,0 1042000,0 1043000,0 1044000,0 1046000,0 1047000,0 1048000,0 1036000,0 1037000,0 1038000,0 1039000,0 1040000,0 1041000,0 1042000,0 1043000,0 1044000,0 1045000,0 1046000,0 1047000,0 1048000,0 1049000,0 1033000,0 1034000,0 1035000,0 1036000,0 1037000,0

2669,0 2681,0 2761,0 2867,0 3069,0 3237,0 3316,0 3206,0 3269,0 3510,0 2650,0 2633,0 2649,0 2679,0 2722,0 2776,0 2862,0 3073,0 3135,0 3290,0 3190,0 3213,0 3300,0 3373,0 3040,0 2842,0 2727,0 2710,0 2675,0

3,7 6,4 21,7 27,8 18,5 33,3 10,0 3,8 17,2 50,0 4,5 7,0 6,5 4,3 6,8 14,7 29,4 45,5 50,0 25,0 4,9 16,7 50,0 33,3 50,0 38,5 19,2 5,6 5,3

TABLA 6 Muestra de cálculo y evaluación y definición de la altura media de la cuenca hidrográfica

Índice de Compacidad de Gravelius

𝐾 = 0.282

(62.216 𝑘𝑚) (√126.17 𝑘𝑚2 )

= 1.5625

Factor de Forma de Horton

𝑅𝑓 =

𝐴 126.17 𝑘𝑚2 = = 0.3376 𝐿𝑏 2 (19.331154 𝑘𝑚)2

1,3 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,3 1,5 1,6 1,4 1,4 1,4 1,3 1,4 1,5 1,5 1,5 1,6 1,5 1,4 1,5 1,6 1,5 1,6 1,5 1,5 1,4 1,4

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Relación de Elongación

𝑅𝑒 =

1.128 ∗ √𝐴 𝐿𝑐

Donde; 𝑅𝑒 = Relación de elongación. 𝐿𝑐 = Longitud cauce principal de la cuenca. 𝐴 = Área de la cuenca. 1.128 ∗ √126.17 𝑘𝑚2 𝑅𝑒 = = 0.44 28.897 𝑘𝑚 Curva Hipsométrica ALTITUD 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700

0 21 20 14 14 11 14 15 11 7 3 2 132

955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621 955846,621

0 20072779 19116932,4 13381852,7 13381852,7 10514312,8 13381852,7 14337699,3 10514312,8 6690926,35 2867539,86 1911693,24 126171754

0 15,9090909 15,1515152 10,6060606 10,6060606 8,33333333 10,6060606 11,3636364 8,33333333 5,3030303 2,27272727 1,51515152

ÁREA ACUMULADA 0 15,9090909 31,0606061 41,6666667 52,2727273 60,6060606 71,2121212 82,5757576 90,9090909 96,2121212 98,4848485 100

Tabla 7. Datos y evaluación de la altitud y área de la cuenca

ALTITUD (m.s.n.m.)

CURVA HIPSOMÉTRICA CUENCA RIO SUBACHOQUE 3700 3600 3500 3400 3300 3200 3100 3000 2900 2800 2700 2600 0

20

40

60

ÁREA ACUMULADA (%)

80

100

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La TABLA 6 contiene un resumen de las características principales expuestas anteriormente en los cálculos y el desarrollo de otras características de profundo interés en el análisis de una cuenca hidrográfica: Resumen de la características fisiográficas definidas para la cuenca del Rio Subachoque CARACTERÍSTICA

DIMENSIÓN

UNIDADES

AREA

126171754

m2

PERIMETRO

62216

m

LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL

28896,903

m

LONGITUD DE LA CUENCA

19331,154

m

FACTOR DE FORMA

0,337634315

COEFICIENTE DE COMPACIDAD

1,562514664

LONGITUD MAXIMA

19331,154

m

ANCHO MAXIMO

8944,82

m

INDICE DE ALARGAMIENTO

2,161156289

VERTIENTE MAYOR

63779836,72

VERTIENTE MENOR

62391917,28

INDICE ASIMETRICO

1,02224518

ALTURA PUNTO MAS ALTO

3744

ALTURA PUNTO MAS BAJO

2609

H DIFERENCIA DE ALTURAS

1135

S PENDIENTE

0,039277565

TIEMPO DE CONCENTRACION

189,2953042

min

LONGITUD TOTAL DE LAS CORRIENTES

392902,93

m

DENSIDAD DE DRENAJES

0,03114032

LONGITUD TRAZADO SUAVE

22184,77

m

SINUOSIDAD L10

1,302555898 2889,6903

2649,99

L85

24562,36755

3143,025

Tabla 8.Características fisiográficas del Río Subachoque

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PENDIENTES CARACTERÍSTICAS DE LA CUENCA DEL RÍO SUBACHOQUE INTERVALO PENDIENTE

ÁREA

%

°

A*°

P0

126171754

33242734 m2 26,3472076 2.5

83106835

P5

92929020

35887299 m2 28,4432116 7.5

269154742.5

P10

57041721

29218817 m2

P15

27822904

15973763 m2

P20

11849141

10535120 m2 8,34982448 25

263378000

P30

1314021

1302911 m2 1,03264872 40

52116440

P50

11110

11110 m2 0,00880546 60

CUENCA

126171754 m2

23,15797 12.5 365235212.5 12,660332 17.5 279540852.5

100

666600 1313198683

CÁLCULO DE LA PENDIENTE 10.4080243 ° 1.50147202 Tabla 9. Identificación del comportamiento de la pendiente en la cuenca del Río Subachoque

6.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Es importante definir acciones concertadas para el adecuado manejo del recurso hídrico en la cuenca del Rio Bogotá. Su importancia para la región hace imprescindible solucionar mediante, normatividad, recursos y especificaciones de uso como las presentadas en el POMCA, que define las políticas de uso y manejo de los recursos naturales de la cuenca del rio Bogotá, sin embargo ,hace falta un mejor control para que estas políticas se lleven a cabo. El software Arcgis es una herramienta muy útil y completa para el análisis de una cuenca que permite ahorrar tiempo, facilita la presentación y manejo de los resultados y reduce la posibilidad de error en los cálculos, de modo que el análisis hidrográfico de la cuenca se ve altamente beneficiado de software como este al ser más confiables y rápidos provee información suficiente para caracterizarla y tomar algunas decisiones de valor en su conservación. La escorrentía es directamente proporcional a la pendiente, por lo que al incrementarse la pendiente la escorrentía aumenta, la infiltración en el suelo se reduce y la posibilidad de presentarse erosión en el suelo aumenta. Los valores de la densidad de drenaje y de la frecuencia de los cauces indican, por un lado, la textura, y por otro, la gran protección que proporciona la cubierta vegetal en las zonas escasamente urbanizadas, sin hacer relación al tipo de caudales transportados por los ríos, por esta razón es importante desarrollar programas que incluyan la conservación de esta cuenca y evitar la erosión del suelo. El comportamiento del caudal depende en gran medida del ambiente hidrogeográfico que rodea a la corriente de donde proviene, es por esto que las características fisiográficas que son una abstracción numérica del medio, contribuyen a cuantificar la influencia de éste sobre el comportamiento del caudal del embalse.

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El estudio morfométrico de cuencas en base al cálculo de parámetros como densidad de drenaje, curva hipsométrica, aporta unos conocimientos de las mismas de gran utilidad para determinar riesgos de avenidas, deslizamiento, entre otros; además de una información complementaria y necesaria, tanto en la planificación de estudios limnológicos como en el conocimiento del funcionamiento de los ríos en su aspecto biológico. Identificar las estaciones presentes en el área y la información que puedan proveer es definitivo en el estudio y manejo de los caudales diarios, digitalizados y definidos en el área de la cuenca en estudio, de las estaciones y los datos seleccionados dependen los buenos resultados en el manejo de la cuenca y el uso de cualquier programa o software especializado, en este caso ARCGIS.. La curva hipsométrica nos muestra el comportamiento de la altura a través de un área que le corresponde al espacio entre cotas, y nos permite hallar la altura media. La lectura del POMCA del río Bogotá es una aproximación a la realidad de la situación y los problemas de tipo hidrológico que se presentan en el país. El recurso agua representa el factor más importante en la agricultura en general, la legislación y decisiones políticas que incidan sobre el área de estudio, de aquí que es una información preciada en el caso de la Ingeniería Agrícola con relación al uso del agua y suelo. 7.

BIBLIOGRAFIA

Franquet, J. 2005. Agua que no has de beber...60 respuestas al plan hidrologico nacional. [aut. libro] J Franquet. Agua que no has de beber...60 respuestas al plan hidrologico nacional. Bogota : www.eumed.net, 2005. CAR. “Atlas ambiental de la Car”. 2002. Horton, R.E. “Erosional Development of Streams and Their Drainage Basins”. Hydrological Approach to Quantitative morphology, Geological Society of América. USA, 1945. Jiménez, H. Materon, H. “Hidrología básica tomos I”. Universidad del Valle. 1989. Strahler, A.N. “Hypsometric (Area Altitude) Analysis of erosional topography”. Geological Society of America, USA, 1952. Strahler, Arthur N. “Physical Geography”. John Wiley and Sons Inc. Fourth Edition. 1975. Taylor, A.B. y Schwars, H.E. “Unit Hydrograph lag and peak flow related to basin characteristics”. Transaction, A.G.U., 1952. Teran, Cesar A. “Análisis regional de duración caudal para la sabana de Bogotá”. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Agrícola. 1990. PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL-CUENCA ALTA DEL RÌO Bogotá capítulo 5; usos propuestos del suelol; Sociedad geográfica de Colombia. https://sites.google.com/site/zurribalbasubachoquena1/subachoquena/subachoquena2

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ANEXO 1 IDENTIFICACIÓN GRÁFICA DE PENDIENTES CARÁCTERÍSTICAS DE LA CUENCA DEL RÍO SUBACHOQUE

Gráfica obtenida con la identificación y cálculos realizados para pendiente Río Subachoque

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Modelo obtenido con los datos de altitud estudiados de la cuenca