CUENCA RIO SUBACHOQUE.docx

CUENCA RIO SUBACHOQUE- ESTACIÓN PRADERA

Presentado por: ELIZABETH PINEDA BUSTOS COD: 17621

Presentado a: ING. HERNANDO NIÑO Grupo: 7 CN

UNIVERSIDAD ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL HIDROLOGIA BOGOTA D.C.

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INTRODUCCIÓN Se presenta información del Rio Subachoque para identificar el sitio que vamos a estudiar, encontrará todo lo referente al rio en mención donde damos a conocer sus datos de ubicación e importancia hídrica y sus características fisiográficas y morfométricas. Adicional con una recopilación de datos históricos a partir de información facilitada por la CAR y el IDEAM, donde tomamos como referencia la estación hidrometeorologia de Pradera Ubicada en el Rio Subachoque, con estos datos se representa en forma de graficas la información de niveles y caudales mínimos, medios y máximo para un periodo de tiempo entre 1991 y 2013 así como su relación con los fenómenos de niño y niña que se han presentado durante este mismo periodo con el fin de identificar la dinámica del rio. En base a esta información se realizará un desarrollo metodológico en el cual se presentarán las formas en que se obtuvieron los diferentes datos y resultados.

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OBJETIVOS General 

Hacer un análisis general de la cuenca del rio Subachoque basados en los datos de la Estación Pradera

Específicos 

Mediante el uso del Programa ArcGis realizar el cálculo de las características

  

fisiográficas y morfométricas de la cuenca del rio Subachoque. En base a los niveles medios mensuales, calcular los caudales medios mensuales Realizar el análisis de graficas de los niveles medios mensuales. A partir del resumen de aforos y con los datos de caudal y nivel graficar la curva de calibración para el rio Subachoque.

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MARCO TEORICO

El río Subachoque nace en las montañas al occidente de la cuenca del río Frío en el Municipio de Subachoque-vereda la Truchera a una altitud de 3385 m.s.n.m., sobre las coordenadas 0’997339- 1’050728 y corre hacia el suroeste unos 45 Km. a través del valle del Subachoque, el cual se va ampliando gradualmente, para después doblar al sur, recorriendo aproximadamente 12 k.m. hasta entrar en los límites de la población de Madrid. La cuenca del rio Subachoque está comprendida por el mismo río Subachoque y sus afluentes desde su cabecera hasta llegar al rio Bojacá, recorrido por el cual tiene diversas características según su uso. Tomamos información del (ACUERDO NÚMERO 43 DEL 17 DE OCTUBRE DE 2006 “Por el cual se establecen los objetivos de calidad del agua para la cuenca del río Bogotá a lograr en el año 2020.”) para mencionar la caracterización del rio y sus afluentes.

-

Afluentes del río Subachoque en toda la Subcuenca y el río Subachoque mismo desde su cabecera hasta la desembocadura de la quebrada la Parroquia, corresponden a la Clase I: Valores de los usos del agua para consumo humano y doméstico con tratamiento convencional, preservación de flora y fauna, uso agrícola y uso 4 pecuario.

-

Afluentes del río Subachoque desde la desembocadura de la quebrada la Parroquia hasta su confluencia con el río Bojacá, corresponden a la Clase II: Valores de los usos del agua para consumo humano y doméstico con tratamiento convencional, uso agrícola con restricciones y uso pecuario

-

Río Subachoque desde la desembocadura de la quebrada la Parroquia hasta su confluencia con el río Bojacá, corresponden a la Clase IV: Corresponde a valores de los usos agrícola con restricciones y pecuario.

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En Colombia se cuentan quince Áreas Naturales Protegidas declaradas bajo la categoría de Distritos de Manejo Integrado de los Recursos Naturales Renovables (DMI) de los cuales hace parte el área de nacimiento del Rio Subachoque. El área de nacimiento del Rio Subachoque fue declarado Distrito de manejo Integrado (DMI) mediante Acuerdo CAR N°17 de 1997 El DMI Nacimiento del Río Subachoque y Pantano de Arce son terrenos que conforman la cuenca alta del Rio Subachoque y están ubicados en compresión territorial del municipio de Subachoque – Cundinamarca. Estas son zonas de especial importancia por la riqueza hídrica que aporta para el abastecimiento de acueductos veredales y municipales y parte de la sabana de Bogotá, y actualmente está sufriendo un proceso acelerado de degradación como consecuencia de la utilización de estas áreas para cultivos agrícolas y explotaciones mineras, por lo que urge tomar medidas de protección que permiten mitigar dicho impacto y dotar a esta región de un régimen especial de manejo, para conservarla y protegerla. En su área de nacimiento tenemos presencia de subparamo y bosque primario así como cultivos y ganadería. Ya en su nacimiento el rio surte de agua a algunas veredas para consumo y para cultivos.

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CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS Y MORFOMÉTRICAS DEL RIO SUBACHOQUE

Imagen 1. IDENTIFICAIÓN RIO SUBACHOQUE

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

Área de la cuenca (A) Definida como la proyección horizontal de toda el área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural. Para este caso re realizó la medición de forma digital con la ayuda de ArcGIS del área de la cuenca del rio Subachoque hasta la estación Hidrometeorologica la Pradera. Area :126.171754 Km 2=12617.1754 Ha



Perímetro de la cuenca (P) Corresponde a la línea divisoria de aguas

P=62216 m=62.216 km



Forma : Las características de la forma de la cuenca están determinadas principalmente por las características geomorfológicas de la misma



Longitud del cauce principal (Lc1) : Hace referencia a la medida desde el nacimiento del rio hasta su desembocadura siguiendo la corriente principal

Lc=28896.903 m=28.896903 km



Longitud de la cuenca (Lc): Definida como la distancia existente entre los dos puntos extremos a lo largo de una cuenca dada en Km o m.

Lc 1=19331.154 m=19.33115 km



Ancho de la cuenca (W) :Corresponde a la distancia existente entre los dos puntos más alejado a lo ancho de una cuenca.

W : A / Lc

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W:



126.17175 km 2 =652.70 km 19.331154 km

Pendiente Pendiente de Cauce Principal � = � � = (3744 � − 2609 �) 28896.903 � = 0.039278



Altura máxima de la cuenca (H Max): Dada por el punto más alto dentro de la cuenca (se localiza en las cabeceras de la cuenca). H Max :3678 msnm



Altura mínima de la cuenca (H min) : Dada por el punto de menor elevación dentro de la cuenca generalmente corresponde al sitio de desembocadura de la corriente principal.

H min:2704 msnm



Caída total de la cuenca (Hc) :Definida como la diferencia entre la altura máxima (H Max) y la altura mínima (H Min) En este caso la altura máxima de la cuenca y la mínima tomamos la altura de la estación ya que es el punto más bajo sobre el cual se está estudiando. Hc : HMax−HMin Hc :3678−2704=¿ 974



Caída total del cauce principal (Hcp): Definida como la diferencia entre la cota de nacimiento de cause y la desembocadura o punto de control del mismo. Escriba aquí la ecuación.

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

Índice de gravelius (Ig) o coeficiente de compacidad: Definido como la relación existente entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un circulo con igual área al de la cuenca por lo tanto valores cercanos a uno se asimilan a cuencas circulares con causes torrenciales. La ecuación del cálculo es la siguiente (62.216 km) Kc=0.28 ( √126.17 km 2 ) =1.5625 Tabla 1. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LOS VALORES KC



1.00 -1.25

Redonda a oval redonda

1.25-1.50

De oval redonda a oval oblonga

1.50 – 1.75

De oval oblonga a rectangular oblonga

Índice de alargamiento (Ia) Es el índice propuesto por Horton, relaciona la longitud máxima de la cuenca media en el sentido del rio principal y el ancho máximo de la cuenca Ia = Lc1 / W max la :

19.33115 =0.0296 562.70

NIVELES Y CAUDALES MÍNIMOS MEDIOS Y MÁXIMOS Los fenómenos de niño y niña son claves para comprender el comportamiento del río durante los años de estudio ya que nos da una idea más clara de las temporadas de seguida y lluvia para confrontarlos con las gráficas que nos van a resultar con los datos interanuales del rio. Para esto usaré una clasificación de los fenómenos El Niño ocurridos en los últimos 65 años, con su respectiva intensidad y duración, según datos oficiales del IDEAM. FENÓMENOS DEL NIÑO

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“El Niño” es el término originalmente usado para describir la aparición de aguas superficiales relativamente más cálidas de lo normal en el Pacífico tropical central y oriental, frente a las costas del norte de Perú, Ecuador y sur de Colombia. Este calentamiento de la superficie del Océano Pacífico cubre grandes extensiones y por su magnitud afecta el clima en diferentes regiones del planeta, entre ellas, el norte de Suramérica donde está situado el territorio colombiano Tabla 2. EPOCA DE OCURRENCIA FENOMENO NIÑO

FENOMENOS DE LA NIÑA Los vientos alisios del sur se intensifican frente a las costas suramericanas y provocan un mayor afloramiento de aguas frías, las cuales cubren la superficie del Pacífico desde Suramérica hasta un poco más allá del centro del océano. Tabla 3. EPOCA DE OCURRENCIA FENOMENO NIÑA

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Se

muestra un histórico de variabilidad climática desde el año 1949 hasta el 2011, se entiende que en los años que no se registra en las tablas fueron episodios neutros pro tanto no se muestran en ninguno de los dos fenómenos

NIVELES Y CAUDALES MÍNIMOS MEDIOS Y MÁXIMOS     

Caudal medio mensual: Se calcula hallando para cada mes la media aritmética de los caudales promedios diarios. Caudal promedio mensual interanual: Es la media de los caudales medios mensuales para un mes dado durante un período de n años. Caudal medio anual: Es la media de los caudales promedios diarios durante un año. Caudal mínimo anual: Es el menor caudal que se presenta durante un año determinado. Caudal máximo anual: Es el mayor caudal que se presenta durante un año determinado. Tabla 4. PROMEDIO INTERANUAL – NIVELES MÍNIMOS MENSUALES

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(1991–2013)

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Gráfica 1. PROMEDIO INTERANUAL – NIVELES MÍNIMOS MENSUALES (1991 – 2013)

Promedio interanual – Niveles Mínimos Mensuales (1991 – 2013)

Niveles (cms)

30 25 20 15 10 5 0

Tiempo (meses)

Grafica 2. NIVELES MÍNIMOS MENSUALES -PROMEDIO ANUAL

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Niveles Mínimos Mensuales -Promedio Anual 50 40 30 20 10 0

Tabla 5. PROMEDIO INTERANUAL – NIVELES MEDIOS MENSUALES (1991 – 2013)

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Grafica 3. PROMEDIO INTERANUAL – NIVELES MEDIOS MENSUALES (1991 – 2013)

Promedio interanual – Niveles Medios Mensuales ( 1991 – 2013) 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

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Grafica 4. NIVELES MEDIOS MENSUALES -PROMEDIO ANUAL

Niveles Medios Mensuales -Promedio Anual 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

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Tabla 6. PROMEDIO INTERANUAL – NIVELES MÁXIMOS MENSUALES (1991 – 2013)

Grafica 5. PROMEDIO INTERANUAL – NIVELES MAXIMOS MENSUALES (1991 – 2013)

Promedio interanual – Niveles Maximos Mensuales ( 1991 – 2013) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

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Grafica 6. . NIVELES MAXIMOS MENSUALES -PROMEDIO ANUAL

Niveles Maximo Mensuales -Promedio Anual 500 400 300 200 100 0

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CAUDALES TABLA 7. VALORES MÍNIMOS MENSUALES DE CAUDALES (M³/S)

Grafica 7. PROMEDIO INTERANUAL- CAUDALES MINIMOS MENSUALES (1991 – 2013)

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Caudales Minimos Mensuales 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000

Grafica 8. PROMEDIO ANUAL- CAUDALES MINIMOS ANUALES

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Caudaes Minimos Anuales 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000

Tabla 8. VALORES MEDIOS MENSUALES DE CAUDALES (M³/S)

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Grafica 9. PROMEDIO INTERANUAL- CAUDALES MEDIOS ANUALES (1991 – 2013)

CAUDALES MEDIOS MENSUALES 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000

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Grafica 10. PROMEDIO ANUAL- CAUDALES MEDIOS ANUALES

CAUDALES MEDIOS ANUALES 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000

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Tabla 9. VALORES MAXIMOS MENSUALES DE CAUDALES (M³/S)

Grafica 11. PROMEDIO INTERANUAL- CAUDALES MAXIMOS ANUALES (1991 – 2013)

CAUDALES MAXIMOS MENSUAL 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

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Grafica 12. PROMEDIO ANUAL- CAUDALES MAXIMO ANUALES

CAUDALES MAXIMOS ANUALES 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00

ANALISIS DE GRAFICAS MÍNIMOS El mínimo mensual promedio anual estuvo entre 5 mcs para el mes de febrero valores para el año el año 1992 con una baja considerable que corresponde a la época del niño según datos históricos de la Grafica 1. Donde hubo un evento del niño moderado durante los meses de enero a junio. Grafica 2. En los meses de julio de 2009 a febrero de 2010 también debido a la época del niño los niveles fueron considerablemente bajos respecto al resto del año pero no tanto como el 1992 ya que en el periodo 2009 – 2010 el niño fue muy débil. MEDIOS

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Lo niveles medios mensuales se identifican casi iguales con una variación muy mínima durante todos los meses Grafica1. El valor mínimo se presenta sobre el año 2009 donde en los meses de enero a junio no hubo anomalía y el evento niño fue muy débil entre agosto y diciembre así como en enero y febrero de 2010 y sobre marzo y abril no hubo mayor anomalía hasta que entró el evento niña en junio del 2010 y los niveles comenzaron a subir otra vez. Para los años entre el 1991 y 1992 fueron muy neutros los niveles y se debe también a que el evento niño fue débil en ese tiempo, en 1996 subió un poco pero en 1997 un fuerte evento de niño bajó nuevamente los niveles. Para los años entre 1999 y 2010 suben nuevamente gracias a un fuerte evento niña. Grafica 2. MAXIMOS Los máximos mensuales interanuales se presentaron entre julio y septiembre respectivamente y variaciones muy mínimas entre enero a junio y octubre a diciembre Grafica 3. Los máximos anuales teniendo en cuenta la Grafica 4. Se presentaron sobre los años 1996 y 1997 donde posiblemente se inició un periodo leve de fenómeno de la niña o simplemente fue un periodo neutro donde se recuperaron los niveles. Entre 2007 y 2008 hubo una elevación de los niveles y esta puede estar relacionada con un evento niña muy fuerte que inició en julio de 2007 hasta febrero de 2008 y se redujo al dar inicio un evento niño de tipo débil hacia mediados de 2009. Tabla 10. DATOS DE NIVEL Y CAUDAL Con los cuales se va a graficar la Curva de Calibración

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CURVA DE CALIBRACIÓN La curva de calibración es producto de una serie de aforos hechos durante un periodo largo de tiempo de tal manera que se tengan niveles bajos y altos del río, para sacar la curva de calibración se toman las variables de nivel y caudal. Por medio de esta curva se obtienen los hidrogramas o gráficas variaciones del caudal contra el tiempo en una sección determinada Las curvas de calibración pueden cambiar por efectos erosivos, efectos de curvas de remanso o debido a flujo no permanente. Los encargados de las estaciones de aforo deben estar calculando permanentemente estas curvas para detectar posibles errores. Para este caso tomamos datos de la estación pradera del rio Subachoque y para efectos de análisis nos presenta la siguiente curva. Grafica 13. CURVA DE CALIBRACIÓN

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2.5 2 1.5 Niveles m

f(x) = 0.16 exp( 1.97 x ) R² = 0.26

1 0.5 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Caudale s ( m3/s)



y = 0,1577e1,9705x R² = 0,2563

De acuerdo a la Grafica 13. La curva del rio Subachoque presenta datos bastante dispersos y según lo que se mencionaba anteriormente se puede deber a procesos erosivos, flujos no permanentes y otros factores que alteran su forma. Tabla 12. CAUDALES MEDIOS TRANSFORMADOS

ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE

CAUDAL HORARIO 0,1577e1,9705x 1,59E-13 6,85E-13 2,24E-13 1,49E-14 1,52E-15 2,60E-15 1,84E-14 1,28E-14 7,34E-15 1,28E-16 1,66E-17 4,00E-16

NIVEL MEDIO MENSUAL 49,27 46,83 48,7 53,23 57,05 56,14 52,87 53,48 54,41 61,18 64,59 59,27

Grafica 14. CAUDALES MEDIOS TRANSFORMADOS

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CAUDAL HORARIO 0,1577e1,9705x 8.00E-13 6.00E-13 Caudales

f(x) = 1.01 exp( -0.6 x ) R² = 1

4.00E-13 2.00E-13 0.00E+00 40

45

50

55

60

65

70

Niveles m

Tomando como base la ecuación de la Grafica 13. Curva de calibración, se realizó la transformación de los niveles horarios a caudales horarios.

BIBLIOGRAFIA

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