Hidrología

La hidrología se encarga del estudio del comportamiento y distribución del agua superficial en la tierra a lo largo del tiempo, con el fin de obtener herramientas para la toma de decisiones acertadas en la gestión del recurso hídrico, teniendo en cuenta las condiciones locales y regionales de la zona. El estudio del componente hidrológico se encuentra orientado a la identificación y evaluación de las unidades hidrológicas presentes, para identificar las condiciones en las que se encuentra actualmente la zona de estudio, en cuanto a oferta hídrica con que cuenta no solo el proyecto, sino también la comunidad y sus procesos productivos, con el fin de evitar posibles conflictos por su uso.

Para el presente proyecto se realizó el análisis de información secundaria obtenida de las entidades estatales como IDEAM (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales), IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi); CAR (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca), CORTOLIMA (Corporación Autónoma Regional del Tolima), EOT (Esquema de Ordenamiento Territorial) del municipio de Ambalema y los POMCAS de los cauces principales que lo atraviesan. Un sistema de cauces naturales interconectados que discurren desde las partes altas de la cuenca hacia un cauce principal en zonas más bajas y que conforman una red delimitada por las características geográficas de determinada zona es denominado red hidrográfica.

La red hidrográfica de la zona se definió a partir de la actualización cartográfica del IGAC a escala 1:25.000, con ayuda de imagen satelital Rapideye ortorectificada de 5 metros de resolución espacial multiespectral del año 2013, adicionalmente en la visita de campo se corroboró esta cartografía.

De acuerdo a la clasificación de cuencas hidrográficas del IDEAM, el municipio de Ambalema se encuentra localizada en el área hidrográfica Magdalena-Cauca (COD: 2), en la zona hidrográfica Alto Magdalena (COD: 21) y la subzona hidrográfica corresponde al río Lagunilla y otros directos al río Magdalena (COD:2125), localmente se encuentra localiza en cuencas hidrográficas de tercer orden, correspondientes a las quebrada Mojabobos, La Garrapata y Tautau, y los ríos Lagunilla, Recio y Venadillo, además de una serie de cauces de corta longitud que drenan directamente hacia el río Magdalena.

4.4.1 Jerarquización hidrológica

En la Tabla 10 se presenta la descripción de la red hidrográfica hasta de tercer orden y en la Figura 15 la distribución de las cuencas hidrográficas en el municipio de Ambalema.

Tabla 10.Red hidrográfica de la zona de estudio

Área hidrográfica Zona hidrográfica Sub zona

hidrográfica Cuenca M ag d al en a - C au ca A lt o M ag d al en a A fl u en te s Dir ec to s al R ío M ag d al en a Q. Chorro de Mojabobos Río Lagunilla Quebrada la Garrapata Río Recio Quebrada Tautau Río Venadillo Quebrada El Pital Fuente: Diseño propio de los autores

Figura 15. Cuencas Hidrográficas presentes en el Municipio de Ambalema

Fuente: Diseño propio de los autores

Para las cuencas hidrográficas identificadas en el área, se presentan algunos de los parámetros morfométricos. (Ver Tabla 11).

Tabla 11 Parámetros morfométricos de las cuencas hidrográficas

Nombre Área km2 Perímetro (km) Ancho medio (km) Longitud Máxima (km) Factor de forma Coef. De compacidad Índice de alargamiento Tiempo de concentración (hr) Río Venadillo 174.52 119.64 1.46 43.91 0.10 2.55 1.04 25.13 Queb. TauTau 41.31 54.31 0.76 17.15 0.16 2.38 1.06 17.49 Río Recio 728.66 246.81 2.95 61.32 0.16 2.58 0.91 34.43 Queb. La Garrapata 26.44 45.25 0.58 12.36 0.18 2.48 1.02 18.44 Río Lagunilla 800.07 412.39 1.94 140.44 0.04 4.11 0.97 63.42 Queb. Chorro de Mojabobos 114.24 52.22 0.42 18 0.09 2.31 1.29 15.22

Fuente: Diseño propio de los autores

En general las cuencas localizadas en la zona de estudio son alargadas, con tiempos de concentración entre bajos y moderados; esta característica de las cuencas hace que no sean susceptibles a controlar los caudales de avenidas torrenciales, la velocidad es la mayoría de los casos es alta y por tanto tienen un bajo tiempo de concentración, como es el caso de las cuencas grandes como las del río Lagunilla y Recio.

Convenciones Municipio Drenaje_Doble

Cuencas Hidrográficas

Afluentes Directos al Río Magdalena Quebrada Chorro de Mojabobos Quebrada La Garrapata Quebrada TauTau Rio Lagunilla Rio Recio Rio Venadillo

Así mismo se determinaron los valores de densidad de drenajes, coeficiente de masividad, en kilómetros, y el patrón de drenaje, a partir de los cuales es posible indicar que en el área de estudio se presentan todas las densidades de drenajes clasificadas, desde baja hasta moderada, la gran afectación del recurso hídrico ha repercutido en la disminución de los drenajes naturales al ser secados y canalizados para el desarrollo de actividades agrícolas como el cultivo de arroz y algodón, por tanto en la mayoría de los casos y principalmente en las cuencas que se encuentran localizadas en los predios donde se encuentran los distritos de riego (Lagunilla, Garrapata, Recio) tienen densidad de drenajes bajas.

Es así como el 18% de las cuencas analizadas cuentan con una densidad de drenaje alta, esto indica que se encuentran localizadas en suelos fácilmente erosionables e impermeables, con pendientes fuertes principalmente en su cuenca alta y descubiertos de cobertura vegetal. El 82% son cuencas con densidades de drenaje moderadas y bajas, localizadas en sitios donde los materiales del suelo son más resistentes a la erosión y más permeables que generan procesos de infiltración más altos y menores de escorrentía.

En las cuencas evaluadas se presentan diferentes tipos de patrones, desde dendrítico hasta sub-paralelo, que dependen de la topografía del terreno, en las cuencas de montaña los drenajes principales tienden a ser rectos, mientras que en las zonas de valles aluviales con pendientes mucho más bajas, estos cauces se tornan sinuosos y anastomosados.

4.5 CARACTERIZACION CLIMATICA

4.5.1 Clima

Debido a su posición geográfica en la zona ecuatorial, Colombia se sitúa bajo la influencia de los alisios del noreste y sureste, que confluyen a la llamada Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT), donde se favorece el desarrollo de nubosidad y lluvias.

La precipitación ocurre cuando el vapor de agua se condensa en el aire y cae como líquido o sólido a la superficie del suelo. Todas las formas de precipitación se miden sobre la base de una columna vertical de agua que se acumularía sobre una superficie a nivel si la precipitación permanece en el lugar donde cae.

Para establecer el comportamiento de la precipitación se toma como referencia los datos suministrados por parte del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), en el período comprendido entre 1993 y 2013. Para establecer los valores de precipitación se tomaron en cuenta los registros climatológicos de once (11) estaciones que se ubican en las zonas perimetrales del área de estudio como se indica en la Tabla 12.

Tabla 12. Estaciones climatológicas del área, Precipitación

Cód. Nombre Categoría Estado Dpto Mpio Corriente Altitud Fecha inst.

21255090 Armero CP ACT Tolima Armero Sabandija 300 Oct-86

21250460 Venadillo PM ACT Tolima Venadillo Venadillo 430 dic-1974

21245010 Perales Hato Opia CO ACT Tolima Ibagué Opia 750 Feb-65

21255140 La Quinta CP ACT Tolima Lérida Lagunilla 500 Feb-83

21250070 La Sierra PM ACT Tolima Lérida Recio 477 Jul-55

21230070 San Juan de Rio

seco PM ACT Cundinamarca

San Juan de Rio

Seco Seco 1303 dic-1974

21230120 La Belleza PM ACT Cundinamarca Chaguani Qda Malos Pasos 1200 dic-1986

21240080 Alvarado PM ACT Tolima Alvarado Alvarado 439 Nov-86

23060140 El Tuscolo PM ACT Cundinamarca Guaduas Negro 975 Feb-71

21250500 Líbano PM ACT Tolima Libano Recio 1585 ene-1958

21250450 Potosi Hda PM ACT Tolima Armero Sabandija 341 Feb-71

Fuente: IDEAM, 2014

CO: Climática ordinaria, SS: Sinóptica Simple, PM: Pluviométrica

En la zona se presenta una precipitación con un régimen de carácter bimodal, en donde se diferencian dos periodos marcados de lluvia. El primer periodo que registra mayores precipitaciones inicia en Abril y se extiende hasta el mes de Mayo, siendo Mayo el mes que registra las precipitaciones más altas del año con valores promedios mensuales de 218,3 m.m. El segundo periodo de lluvia un poco menos intenso que el primero va desde el mes de septiembre a noviembre con valores promedio que alcanzan precipitaciones de 144,2 mm a 205,8 mm. Estos dos periodos se alternan con dos épocas de baja precipitación

correspondientes desde diciembre a febrero y el segundo en los meses de junio a agosto, siendo este último el mes con menor precipitación con promedios mensuales de 41,0 mm.

El máximo valor de precipitación se registra en la estación Líbano con un valor de 312,7 mm en el mes de mayo y el mínimo valor de precipitación se registra en la estación San Juan de Rioseco con 41,0 mm en el mes de agosto.

El valor promedio anual de pluviosidad de las once estaciones es de 1.584 mm. El máximo valor promedio anual de precipitación lo registra la estación Líbano con 2.488 mm y el menor valor promedio anual se registra en la estación San Juan de Rio seco con 1223,4 mm.

4.5.3 Temperatura

La temperatura promedio anual del área de estudio es de 26,2°C, según se registra en las Estaciones Hda García, La Quinta, Armero GJA, Perales Hato Opia, Jerusalen, La Forida y El Salto, valor correspondiente a Clima Cálido (Tº>24ºC), de acuerdo a lo consignado en el Atlas Climático de Colombia del IDEAM, 2005. Para establecer el comportamiento de la temperatura se toma como referencia los datos suministrados por parte del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), en el período comprendido entre 1993 y 2013. Ver Tabla 13.

Tabla 13.Estaciones climatológicas del área, Temperatura

Código Nombre Categoría Estado Dpto Mpio Corriente Altitud Fecha Inst.

21255090 Armero CP Act Tolima Armero Sabandija 300 Oct-86

21245010 Perales Hato Opia CO Act Tolima Ibague Opia 750 Feb-65 21255140 La Quinta CP Act Tolima Lerida Lagunilla 500 Feb-83 21255150 Garcia Hda CP Act Tolima Lerida Lagunilla 350 Dic-1986 21235010 Jerusalen CO Act Tolima Jerusalen Qda Corralitos 316 Nov-74 21205670 La Florida CO Act Cundinamarca Anolaima Bajamon 1915 Nov-70 21255080 El Salto CP Act Tolima Ambalema Magdalena 450 Nov-68

Fuente: IDEAM, 2014

Teniendo en cuenta los datos de temperatura registrados en las estaciones, se identifica un régimen monomodal de la temperatura del aire, donde son uniformes los valores y sin fluctuaciones a lo largo del año. Los valores de temperatura más altos se evidencian en los meses de Julio y agosto, de igual manera el valor más bajo se registra en el mes de noviembre. La variación de temperatura en el área no es representativo y oscila entre los 27°C y 28°C.

4.5.4 Clasificación climática

Para realizar la clasificación climática se tiene en cuenta la metodología de Caldas Lang, en donde se relaciona la variación existente entre la precipitación y la temperatura y relacionando adicionalmente la variación altitudinal. Teniendo en cuenta lo anterior y tomando como referencia los datos de las Estaciones Armero, La Quinta y Perales Hato Opia; se establece que el área de estudio tiene un clima CÁLIDO SEMIÁRIDO (Csa), las precipitaciones promedio medio anual corresponden a 1706 mm, 1384 mm y 1427 mm respectivamente, con temperaturas promedio anual de 28°C, 27°C y 25°C, en una altitud de 300 a 750 m.s.n.m. El área de estudio se localiza en un piso térmico CÁLIDO correspondiente a temperaturas mayores a de 24°C y en un rango de altura de 0 a 1000 msnm.

4.5.5 Balance hídrico

El balance hídrico es una metodología que aplica el concepto de conservación de masas mediante la ecuación de continuidad, esta ecuación relaciona los valores de entrada y salida del flujo aportado por las precipitaciones y la variación del volumen del agua almacenada; aunque su expresión es muy simple, la cuantificación de su términos es compleja, debido a la falta de mediciones directas en campo y a la variación espacial de la evapotranspiración, de las pérdidas profundas y de las variaciones del almacenamiento de agua en la cuenca, según se observa en la Figura 16.

Para determinar el balance hídrico se ha considerado que del agua que cae en forma de precipitación, en una área determinada, parte de ella es devuelta a la atmósfera por fenómenos de evapotranspiración (ETR), otra parte es drenada en la superficie (Escorrentía, E) hasta alcanzar cauces naturales o artificiales y finalmente es llevada por gravedad al mar; el resto es agua que se infiltra en el terreno es incorporada al sistema de aguas subsuperficiales y subterráneas local o regional (Infiltración, I). Mediante el Método de Thornthwaite se realizó el balance hídrico para la zona de Ambalema, en la Tabla 14 se presentan los resultados para la estación La Quinta.

Tabla 14. Balance Hídrico Estación La Quinta

Mes T P ETP ETR DEF Almacén %A

Enero 28 81.3 161.54 94.3 -67.24 0 0.11 Febrero 28.3 92.1 168.95 97.1 -71.85 0 0.05 Marzo 27.9 137.7 160.73 138.7 -22.03 0 0.02 Abril 27.4 210.7 151.92 151.92 0 0 0.01 Mayo 27.3 236.3 151.07 151.07 0 47.01 9.95 Junio 27.7 106 160.61 149 -11.61 0 11.09 Julio 28.5 93 181.07 127 -54.07 0 6.32 Agosto 29.1 101.4 195.76 115.4 -80.36 0 2.9 Septiembre 28.1 152.4 167.29 153.4 -13.89 0 0.96 Octubre 27.2 173.3 144.42 144.42 0 0 0.42 Noviembre 26.9 147.3 136.45 136.45 0 0 0.25 Diciembre 27.4 68.2 145.96 93.93 -52.03 0 0.27 TOTAL 27.82 1599.7 1925.78 1552.69 -373.09 47.01 2.7

Fuente: Basado en metodología de Thornthwaite y Matter T: Temperatura, P: Precipitación, ETP: Evapotranspiración Potencial, ETR: Evapotranspiración Real, DEF:

Déficit, Almacén: Almacenamiento %A: Porcentaje de almacenamiento. Figura 16. Representación gráfica del balance hídrico en la estación La Quinta

Fuente: Basado en metodología de Thornthwaite y Matter

0 50 100 150 200 250

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

m ili m e tr os _ETP ETR Precipitación

Se observa comportamiento bimodal de la precipitación, característica de la región Andina por la influencia de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCI), que determina dos temporadas bien marcadas de lluvias y dos temporadas secas a lo largo del año. La franja en coloración azul, relaciona la temporada del año (época seca) en la que el suelo utiliza la humedad almacenada u obtenida a partir de las precipitaciones presentadas en las temporadas inmediatamente anteriores; la franja en color rojo, registra el déficit hídrico de cada temporada del año, como se puede observar el déficit hídrico en la zona es alto, con un valor de 373.09 mm/año. A lo largo del año, el único mes que aporta al almacenamiento dentro del sistema corresponde al mes de mayo, cuando las precipitaciones son mayores que el fenómeno de evapotranspiración.

4.6 ANALISIS DE VULNERABILIDAD

4.6.1 Análisis GOD

Con el fin de analizar de forma semicuantitativa, el posible impacto ambiental que se pudiera causar las actividades del antrópicas sobre los acuíferos someros, se decidió realizar un análisis de vulnerabilidad GOD, lo que será de gran utilidad para encaminar las medidas de manejo pertinentes a la prevención y control de las aguas subterráneas. Este análisis no se realizó para los acuíferos y acuitardos profundos ya que algunos de estos se encuentran asociados a niveles productores de hidrocarburos los cuales el tipo de agua es de muy mala calidad y se encuentran a gran profundidad. La profundidad de los acuíferos por debajo de los 100 a los 150 m no se tuvo en cuenta ya que estos se encuentran separados por una gruesa cobertura de rocas de grano fino a muy fino.

4.6.1.1 Parámetro G

Este parámetro corresponde al tipo de acuífero estudiado, variando desde no confinado hasta semiconfinado. Los acuíferos que tienen más peso dentro del análisis de vulnerabilidad son aquellos acuíferos de tipo no confinado. Al definir esta variable para el acuífero cuaternario, se define que estos acuíferos son de tipo libre o no confinado.

De otro lado el acuífero cuaternario aluvial o coluvial se define como no confinado cubierto debido que dentro de su composición existe una importante fracción limo arcilloso reportada en la litología que aflora superficialmente, localmente puede tener capas acuíferas se considerara como semiconfinado a confinado debido a la naturaleza propia de la unidad acuífera; sin embargo, ya que puede haber capas poco permeables someras suprayaciendo sus capas con potencial acuífero y con el fin de dar una mayor exigencia a la valoración y preservación de los acuíferos presentes en la zona de estudio, en la evaluación de la vulnerabilidad intrínseca de los sistemas acuíferos, se estableció como sistemas acuíferos como confinados cubiertos.

Para el cálculo de este parámetro se realiza una clasificación teniendo en cuenta el tipo de acuífero, para los sistemas acuíferos cuaternarios aluviales se encuentran conformados por arenas arcillosas levemente gravosas compactadas y se caracterizan por estar cubierto por una delgada capa de sedimentos finos. Ver Figura 17

Figura 17. Parámetro G (análisis GOD)

Fuente: Diseño propio de los autores

Convenciones

Drenaje_sencillo

Lagunas

Municipio

Drenaje_Doble

Parámetro G

Libre

Libre Cubierto

4.6.1.2 Parámetro O

Este parámetro está asociado únicamente a las características texturales de la roca y/o sedimentos teniendo más peso dentro del análisis de vulnerabilidad aquellas rocas y/o sedimentos de textura granular gruesa y poca matriz los cuales puede fluir con mayor facilidad y en un tiempo menor un contaminante hipotético. Para el caso del acuífero neógenos se asumió una secuencia de sedimentarias representadas principalmente por Arenas de grano fino, conglomerados, gravas y arcillas.

Para el acuífero somero de los depósitos aluviales se describe como sedimentos poco consolidados, heterometricos, discontinuos con alta fracción arcillo-limosa; mientras que los acuíferos Neógenos se describe como rocas arenogravosas con matriz acrillo- limosas con intercalaciones de areniscas con intercalaciones de niveles conglomeraticos.

Este parámetro está asociado únicamente a las características texturales de la roca y/o sedimentos teniendo más peso dentro del análisis de vulnerabilidad aquellas rocas y/o sedimentos de textura granular gruesa y poca matriz los cuales puede fluir con mayor facilidad y en un tiempo menor un contaminante hipotético. Ver Figura 18.

Para tal efecto, la asignación de los valores en el parámetro O, se realiza con base en información secundaria, la cual presenta una descripción general para cada una de las formaciones presentes en el área, realizada por el Servicio Geológico Colombiano. Esta información permite caracterizar los acuíferos de manera más precisa en su composición granulométrica y su grado de consolidación. Concluyendo que los acuíferos conformados por el cuaternario reciente se encuentran compuestos por sedimentos finos–arcillas y limos ligeramente arenosos con intercalaciones de niveles delgados de arenas finas cuarzosas– estos acuíferos tienen un espesor es inferior a los 10 metros dependiendo de las condiciones topográficas y unidades de paisajes que afectan localmente el proceso deposicional.

Figura 18. Parámetro O (análisis GOD)

Fuente: Diseño propio de los autores

4.6.1.3 Parámetro D

Como se mencionó anteriormente este parámetro corresponde a la distancia a la cual se encuentra el nivel freático y/o estático del acuífero a estudiar. La estimación de dicha profundidad para los acuíferos cuaternarios someros y Terciario se hizo teniendo en cuenta los datos de nivel freático reportados durante las actividades presentadas por el inventario de aguas subterráneas realizado en campo y el nivel de las corrientes hídricas superficiales.

Debido que no se evidencio zonas de descarga superficial de ninguno de los acuíferos del paleógeno Inferior y cretáceo; además teniendo en cuenta el modelo geológico en esta área. Se concluye que en los campos la profundidad de la tabla de agua se encuentra a profundidades superiores a los 20 metros en estas zonas.

Convenciones

Drenaje_sencillo Vías y caminos Municipio Lagunas Drenaje_Doble

Pendientes y geoformas

Muy Alta Alta Moderada Baja

Por otro lado las unidades hidrogeológicas con su respectivo valor de nivel estático, para el caso de los acuíferos cuaternarios someros y del neógeno se determinó el nivel freático se varia de 5 a 10 metros de profundidad. Con el fin de darle mayor exigencia a la valoración y preservación de los acuíferos presentes en la zona de estudio, se asumirá el valor más alto del nivel freático. Ver Figura 19.

Figura 19. Parámetro D (análisis GOD)

Fuente: Diseño propio de los autores

4.6.1.4 Resultados Metodología GOD

Una vez definidos los parámetros de entrada se procedió aplicar la formula definida en la metodología GOD. Finalmente con base en la calificación se generó un mapa de vulnerabilidad GOD que se muestra en la Figura 20.

De acuerdo con estos valores, se observa que la vulnerabilidad para los acuíferos someros asociados con el depósitos cuaternarios aluviales y los sistemas acuíferos

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